Биохимия. Химический состав организма презентация

Белки –это высокомолекулярные соединения, состоящие из аминокислот, соединенных между собой пептидными связями
20 аминокислот, аминогруппа NH2 и карбокигруппу СООН, отличаются радикалом.
Пептидная связь между NH2 СООН
молекула белка имеет 4 уровня структурной организации
Первичный – полипептидная цепь
Вторичный – α-спираль или β- структура
Третичный – пространственная организация цепи, компактная, конформация
Четвертичная (не у всех) надмолекулярное образование нескольких белков.

Классификация белков
1. по составу: простые (протеины) и сложные (протеиды)
Простые состоят только из аминокислот (альбумины, актин, миозин), сложные кроме аминокислот имеют небелковые компоненты (простетическая группа) – фосфопротеиды, гликопротеиды, нуклеопротеиды.
2. По пространственной форме: глобулярные и фибрилярные (альбумины, коллаген, гемоглобин)

Физико-химические свойства белков
1. денатурация (разрушение активной структуры)
2. ренативация (восстановление структуры)
3. высокомолекулярная масса (574 амк у гемоглобина)
4. амфотерность (за счет различных радикалов и карбоксильные групп)
5. растворимость в воде
6. высаливание т.е. выпадение белка в осадок под действием определённых веществ и вновь возвращение в исходное состояние

Нуклеиновые кислоты
ДНК –хранение наследственной информации
РНК – реализация наследственной информации, катализ
Строение : полимеры, мономер нуклеотид. Состоит из трех компонентов:
Пуриновое или пиримидиновое основание, углевод (пентоза) и остаток фосфорной кислоты.

углеводы
Выплняют в энергетическую и структурную функцию. Глюкоза и гликоген.
Из углеводов могут синтезироваться липиды, некоторые амк.
Классификация: моно-, олиго- и полисахара. (глюкоза, сахароза, крахмал)
Физико-химические свойства углеводов.
Молекулярная масса (простые и гигансткие)
Растворимость в воде (моносахара легко, полисахара – плохо).
Окисление (моносахара при окислении образуют кислоты)
Восстановление (приводит к образованию многоатомных спиртов)
Алкилирование и ацилирование (образование простых и сложных эфиров)

Основные углеводы в организме человека
Глюкоза (в свободном виде, в составе олиго- и полисахаров например: сахароза, лактоза, гликоген)
Свободная глюкоза в основном находится в крови- 3,6 -6,1ммоль\л
Гликоген состоит из десятков тысяч остатков глюкозы (С6Н10О5)n, это основной запас глюкозы (находится в печени, 5-6% от массы печени, и в мышцах 2-3% от массы мышц).
Липиды
Источники энергии (жирные кислоты)
Участвуют в образовании клеточных мембран (фосфолипиды, гликолипиды, холестерин)
Регуляторная функция (простогландины, холестерин - предшественник стероидных гормонов)

Строение липидов и их свойства
Многоатомный спирт (глицерин) и остатки жирных кислот, соединенных сложноэфирной связью. Делят: жиры и липоиды.
Жирные кислоты делятся: насыщенные (не имеют двойных связей) и ненасыщенные (имеют одну или более)
Незаменимые ЖК - ряд полиненасыщенных жирных кислот, которые принимают значительное участие в метаболизме животных и человека. Организм способен преобразовывать кислоты одного класса в другой, но не способен синтезировать из более простых веществ поэтому они обязательно должны присутствовать в пище, подобно микроэлементам.
Нерастворимы в воде, гидролиз (при обработке паром, щелочью, мин.кислотыми – омыление (гидролиз), при взбалтывании - элульсия

Омега-3-ненасыщенные жирные кислоты
К Омега-3 кислотам принято относить одиннадцать полиненасыщенных жирных кислот, основными из которых являются:
альфа-линоленовая_кислота
эйкозапентаеновая кислота
докозагексаеновая кислота
Омега-6-ненасыщенные жирные кислоты
К Омега-6 кислотам принято относить одиннадцать полиненасыщенных жирных кислот, основными из которых являются:
линолевая кислота
арахидоновая кислота

НЖК принимают участие в построении эйкозаноидов. Эйкозаноиды разделяются на лейкотриены, простагландины и тромбоксаны.
Все эти три вещества очень важны для человека, но простагландины играют самую важную роль. Они служат для:
Стимулируют гормон роста в организме. Увеличивают синтез белка. Увеличивают чувствительность к инсулину. Поддерживают уровень тестостерона в организме
влияют на расщепление жира. Повышают выносливость.
Уменьшают воспаления. Укрепляют иммунную систему. Увеличивают скорость восстановления
Повышают работоспособность. Ускоряют заживления травм. Уменьшают уровень холестерина. Улучшение концентрации. Улучшения состояния кожи. Укрепляют сердечно-сосудистую систему
Улучшение поглощения жирорастворимых витаминов. Увеличивают количество кислорода в крови

Обмен веществ (метаболизм)
Совокупность химических реакций протекающих в клетках организма
Катаболизм – конечные продукты СО2, Н2О, NH3. Преобладают реакции окисления, с участием кислорода, высвобождение энергии в виде АТФ и тепла.
Анаболизм – реакции синтеза. Преобладают реакции восстановления, затраты энергии, потребление водорода.
Интерация метаболизма:
Наличие общих промежуточных продуктов
Общие коферменты
Дыхательная цепь (общий путь катаболизма и анаболизма)
Сходные механизмы регуляции.

Энергетика мышечной деятельности
Работа мышц протекает при использовании энергии, которая выделяется при гидролизе АТФ.
Запасы АТФ хватает только на 1-2 с.
Образование АТФ в мышцах в процессе работы называется ресинтезом АТФ и идет с потреблением энергии.
Аденозинтрифосфарная кислота: аденин, рибоза, три остатка фосфорной кислоты, соединенных макроэргической связью.
расщепление 1 моля АТФ (506 г) сопровождается выделением 12 ккал (50 кДж)

Пути образования АТФ
Окислительное фосфорилиование, дыхательное фосфорилирование, аэробное фосфорилирование. Протекает в митохондриях.

За один оборот цикла Кребса образуется 12 АТФ.

Анаэробное окисление
Субстратное фосфорилирование, анаэробный синтез АТФ.
Идет в цитоплазме. В зависимости от субстрата выделяют два пути анаэробного ресинтеза АТФ: креатинфосфатный (алактатный) и гликолитический (лактатный). Субстратом выступают креатинфосфат или глюкоза. Протекают без участия кислорода.
Количественные критерии путей ресинтеза АТФ.
Максимальная мощность (скорость) – это наибольшее количество АТФ, которое образуется в единицу времени.
Время развертывания – минимальное время выхода на максимальную мощность.

Время сохранения максимальной мощности – наибольшее время функционирования данного вида ресинтеза.
Метаболическая емкость – общее количество АТФ, которое может образоваться во время мышечной работы за счет данного пути ресинтеза.
Аэробный путь ресинтеза АТФ
Максимальная мощность – 350-450 кал\мин кг
Время развертывания – 3-4 мин, у спортсменов 1 мин.
Время работы с макс. Мощностью – десятки мин.
Преимущества: экономичность, универсальность в использовании субстратов, продолжительность.

Недостатки: обязательное потребление кислорода, неповрежденность мембраны, большое время развертывания, небольшая мощность.
Поэтому мышцы вынуждены дополнительно включать анаэробные способы образования АТФ, более мощные, с коротким временем развертывания.
В спорте для оценки аэробного фосфорилирования используют следующие показатели:
МПК – максимальное потребление кислорода
ПАНО – порог анаэробного обмена
ПАО – порог аэробного обмена
Кислородный приход – это количество кислорода, использованное при данной нагрузки для аэробного ресинтеза АТФ

Креатинфосфатный путь ресинтеза АТФ
Источник энергии - креатинфосфат. Он либо превращается в креатинин и выводится, либо связывается с АТФ с образованием креатина и АТФ.
Образование креатина происходит в печени из трех аминокислот:
Глицина, метеонина, аргинина.
Максимальная мощность 900-1000 кал\мин кг, время развертывания 1-2 с. Время работы с макс. Скоростью – 8-10 с (мал его запас в мышцах).
преимущество: высокая мощность, быстрота развертывания
Недостаток: короткое время работы.
Оценка по : креатиновый коэффициент, алактатный кислородный долг

Гликолитический путь ресинтеза АТФ
Источник энергии – мышечный гликоген и глюкоза крови.
Максимальная мощность – 740-850 кал\мин кг
Время развертывания – 20-30 с.
Время работы 2-3 мин.
Преимущества: не требует кислорода и митохондрий
Недостатки: малоэкономичен, образуется и накапливается лактат.
Показателем работы является определение после физ.нагрузки количества лактата в крови и моче, щелочной резерв крови (количество буферных систем крови), лактатный кислородный долг.