Лекции по биохимии (стр. 21 из 26)
В анаэробных условиях процесс гниения и брожения органических веществ сопровождается выделением зловонных газов — аммиака, сероводорода, метана, меркаптанов и др., которые загрязняют воздух.
Образующийся в процессе разложения органического вещества перегной (гумус) имеет большое санитарное и агрономическое значение. Он представляет собой органическое вещество темного цвета, которое неспособно ни загнивать, ни издавать зловоние, ни привлекать мух и не содержит возбудителей инфекций, кроме спороносных. В силу этого при обезвреживании отбросов в определенных условиях (почвенные методы, компостирование, биотермические методы) вполне возможно ограничиться гумификацией отбросов, не доводя разложение их до полной минерализации.
Образование перегноя обусловливается жизнедеятельностью трех основных групп микроорганизмов: 1) грибов, 2) аэробных бактерий и 3) анаэробных бактерий. В почве на глубине примерно более 10 см атмосферного кислорода очень мало, потому что он перехватывается аэробными микробами, находящимися в самом верхнем слое почвы, где происходят процессы полной минерализации. Ниже 10 см устанавливается все более нарастающее анаэробное разложение органического вещества с образованием перегноя (гумуса), который необходим для создания структурной почвы.
Для интенсивного протекания процессов минерализации и нитрификации необходимо, чтобы количество органических отбросов, вносимых в почву, не превышало ее способности к самоочищению. При несоблюдении этого правила всегда развиваются анаэробные процессы с образованием промежуточных продуктов распада, некоторые из которых могут выделяться в атмосферу в виде зловонных и при определенной концентрации вредных ядовитых газов.
Аэробный процесс
При достаточно продолжительных силовых нагрузках вклад анаэробных процессов в деле энергоснабжения очень низкий, поэтому большую часть энергии для процессов метаболизма получают именно от аэробной (кардио) работы. В процессе кардиотренинга для получения энергии используются в основном углеводы и жиры. Вклад белка для получения энергии минимален.
В покое 70% от молекул АТФ заряжаются энергией, получаемой в процессе расщепления жира, и 30 % энергией расщепления углеводов. Более интенсивные действия ведут к увеличению расхода доли углеводов. Аэробные процессы используют кислород, поступающий из крови, которая наполняет работающую мышцу. Продуктами распада в данном случае являются углекислый газ CO2 и вода H2O.
Аэробный процесс состоит из трех этапов:
• Гликолиз
• Цикл Кребса
• Дыхательная цепь
4. Напишите схему гликолиза.
6. Расскажите о гликогенолизе.
Гликогенолиз (англ. glycogenolysis)- биохимическая реакция, протекающая главным образом в печени и мышцах, во время которой гликоген расщепляется до глюкозы и глюкозо-6-фосфата. Гликогенолиз стимулируется гормонами глюкагоном и адреналином.
7. Сравните энергетические эффекты гликолиза и дыхания.
Энергетический эффект гликолиза равняется двум молекулам АТФ при окислении молекулы глюкозы, поскольку на первом этапе гликолиза затрачивается 2 молекулы АТФ (гексокиназная и фосфофруктокиназная реакции), а на втором этапе 4 молекулы АТФ образуются за счет 1,3 БФГК и ФЭПВК (4АТФ - 2АТФ =2АТФ). Кроме того, при гликолизе освобождается четыре атома водорода, которые в анаэробных условиях передаются на пировиноградную кислоту, а в аэробных условиях переходят в дыхательную цепь.
8. Сравните энергетический эффект окисления жиров и белков.
Жиры обладают высокой энергетической ценностью: при полном окислении в живом организме 1 г жира выделяется 37,7 кДж, что в два раза больше, чем при окислении 1 г белка или углевода.
При сгорании 1 г белков освобождается энергия, равная 16,8 кДж.
Классификация и механизм действия гормонов.
1. Какая классификация гормонов существуют?
Таблица. Химическая классификация гормонов
| Класс химических соединений | Гормон (сокращенное название) | Основной источник |
| Амины | Дофамин | ЦНС |
| Норадреналин | ЦНС, мозговой слой надпочечников | |
| Адреналин | Мозговой слой надпочечников | |
| Мелатонин | Эпифиз | |
| Иодтиронины | Тироксин (Т4) | Щитовидная железа |
| Трииодтиронин (Т3) | Периферические ткани (щитовидная железа) | |
| Небольшие пептиды | Вазопрессин (антидиуретический гормон, АДГ) | Задняя доля гипофиза |
| Окситоцин | Задняя доля гипофиза | |
| Меланоцитстимулирующий гормон (МСГ) | Промежуточная доля гипофиза | |
| Тиреотропин – рилизинг гормон (ТРГ) | Гипоталамус, ЦНС | |
| Гонадотропин-рилизинг гормон (ГнРГ, ЛГ-РГ) | Гипоталамус, ЦНС | |
| Соматостатин (СРИФ) | Гипоталамус, ЦНС, панкреатические островки | |
| Кортикотропин-рилизинг-гормон (КРГ) | Гипоталамус, ЦНС | |
| Соматокринин (СТГ-РГ, СТГ-РФ) | Островковые опухоли, гипоталамус, ЦНС | |
| Ангиотензины (А II, А III) | Кровь (из предшественника), ЦНС | |
| Белки | Инсулин | бета-клетки, панкреатические островки |
| Глюкагон | альфа-клетки, панкреатические островки | |
| Гормон роста, или соматотропин (ГР, СТГ) | Передняя доля гипофиза | |
| Плацентарный лактоген (ПЛ) | Плацента | |
| Пролактин (ПРЛ) | Передняя доля гипофиза | |
| Паратиреоидный гормон, или паратгормон (ПТГ) | Паращитовидные железы | |
| бета-.липотропин и энкефалин | Гипофиз, ЦНС | |
| Кальцитонин | К-клетки, щитовидная железа | |
| Адренокортикотропный гормон (АКТГ) | Передняя доля гипофиза | |
| Секретин | Желудочно-кишечный тракт, ЦНС | |
| Холецистокинин (ХЦК) | Желудочно-кишечный тракт, ЦНС | |
| Гастрин | Желудочно-кишечный тракт, ЦНС | |
| Желудочный ингибиторный пептид (ЖИП) | Желудочно-кишечный тракт | |
| Гликопротеины | Фолликулостимулирующий гормон (ФСГ) | Передняя доля гипофиза |
| Лютеинизирующий гормон (ЛГ) | Передняя доля гипофиза | |
| Хорионический гонадотропин (ХГ) | Плацента | |
| Тиреотропный гормон (ТТГ) | Передняя доля гипофиза | |
| Стероиды | Эстрогены (Э2, Э3) | Яичники, плацента |
| Прогестерон (П) | Желтое тело, плацента | |
| Тестостерон (Т) | Семенники | |
| Дигидротестостерон (ДГТ) | Ткани, чувствительные к тестостерону | |
| Глюкокортикоиды | Кора надпочечников | |
| Альдостерон | Кора надпочечников | |
| Метаболиты холекальциферола (вит. D) | Печень, почки |
2. Опишите механизм действия стероидных гормонов.
Стероидные гормоны локализованы в цитоплазме клетки. Взаимодействие стероидного гормона со специфическим белком-рецептором приводит к возникновению гормон рецепторного комплекса. В создавшемся комплексе гормон меняет свою конформацию; именно такой видоизмененный гормон рецепторный комплекс транслоцируется в ядро, где связывается со специфическим акцепторным участком хроматина, переводя ДНК в этом участке хроматина в транскрипционноактивное состояние. Эти процессы стимулируют синтез РНК в ядре и последующий синтез определенного белка.
3. Опишите механизм действия пептидных гормонов.
Пептидные гормоны взаимодействуют с белками-рецепторами, расположенными на поверхности мембран клеток-мишеней. Такое взаимодействие возбуждает активность аденилатциклазы, локализованной в той же мембране. Фермент катализирует образование циклического аденозинмонофосфата (АМФ) из АТФ: Поэтому АМФ считается одним из основных регуляторов обмена веществ.
4. Как действуют тиреоидные гормоны?
Тиреоидные гормоны стимулируют рост и развитие организма, рост и дифференцировку тканей. Повышают потребность тканей в кислороде. Повышают системное артериальное давление, частоту и силу сердечных сокращений. Повышают уровень бодрствования, психическую энергию и активность, ускоряет течение мыслительных ассоциаций, повышает двигательную активность. Повышают температуру тела и уровень основного обмена.
Тиреоидные гормоны повышают уровень глюкозы в крови, усиливают глюконеогенез в печени, тормозят синтез гликогена в печени и скелетных мышцах. Также они повышают захват и утилизацию глюкозы клетками, повышая активность ключевых ферментов гликолиза. Тиреоидные гормоны усиливают липолиз (распад жира) и тормозят образование и отложение жира.
Действие тиреоидных гормонов на обмен белков зависит от концентрации гормонов. В малых концентрациях они оказывают анаболическое действие на обмен белков, повышают синтез белков и тормозят их распад, вызывая положительный азотистый баланс. В больших же концентрациях тиреоидные гормоны оказывают сильное катаболическое действие на белковый обмен, вызывая усиленный распад белков и торможение их синтеза, и как следствие — отрицательный азотистый баланс.
Тиреоидные гормоны повышают чувствительность тканей к катехоламинам. Действие тиреоидных гормонов на рост и развитие организма синергично с действием соматотропного гормона, причём наличие определённой концентрации тиреоидных гормонов является необходимым условием для проявления ряда эффектов соматотропного гормона.