Биохимия. Химический состав организма

1. Биохимия Химический состав организма

Вода – 60-65%
Органика – 30-32%
Минеральные вещества – 4%
Важнейшие классы органики: белки, углеводы, липиды и нуклеиновые
кислоты.

2. 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.

3. 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)

4. 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

5. 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.
ДНК
РНК
Правозакрученная спираль, из двух
цепей с антипараллельным ходом
Одна цепь
Нуклеотиды: А, Т, Г, Ц
А. У. Г. Ц.
Несколько разновидностей: мРНК,
ТРНК, рРНК
Находится в ядре в митохондриях
В цитоплазме, на ЭБС

6. 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)

7. 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)

8. 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

9.

• 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

10.

• 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

11. 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.

12. 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)

13. Пути образования АТФ

• Окислительное фосфорилиование, дыхательное фосфорилирование,
аэробное фосфорилирование. Протекает в митохондриях.

14.

За один оборот цикла Кребса образуется 12 АТФ.

15.

• 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.

16.

• 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.

17.

• 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

18. 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

19. 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.

20.

• При любой мышечной работе функционируют все три пути ресинтеза
АТФ, но включаются последовательно.
• Первые секунды – креатинфосфатная реакция, затем – гликолиз, затем
тканевое дыхание.
• Конкретный вклад каждого из механизмов зависит от интенсивности и
продолжительности физической работы.