Biochemia

1. Znajomość biochemii jest niezbędna do zrozumienia:

istoty procesu patologicznego,

dogłębnej diagnozy stanu chorobowego,

poznania mechanizmu działania leku.

2. Postęp w zakresie biochemii kwasów nukleinowych i białek utorował drogę rozwojowi:

• biologii molekularnej,

• inżynierii genetycznej,

• biotechnologii.

3) Szesnaście pierwiastków uczestniczących w budowie wszystkich żywych organizmów to O, C, N, H, S, Na, K, Mg, Ca, Cl, Mn, Fe, Co, Cu i Zn

4) Pierwiastki, które stanowią około 99% masy komórkowej to węgiel, tlen , wodór (pierwiastki biogenne) O, C, H i N.

5) Jaki procent w masie organizmów żywych stanowi woda? - 65-70%

6) Liczbę różnych białek w organizmie człowieka ocenia się na: około 3000 u bakterii do ponad 5 000 000 u człowieka.

7) Energia pobierana przez organizmy ze środowiska jest przekształcana w energię

chemiczną, której podstawowym nośnikiem jest? - adenozynotrifosforan czyli ATP

8) Jaki procent energii wytwarzanej w wyniku utleniania różnych substratów magazynowany

jest w postaci ATP? Około 40% energii

9. Ogólny wzór aminokwasu w postaci wolnej od ładunku elektrycznego (A) i w postaci jonu obojnaczego (B).

10. Aminokwasy egzogenne i endogenne.

Egzogenne- organizm nie wytwarza ich dlatego niezbędne jest ich dostarczenie z pożywieniem.

Endogenne- organizm potrafi je sam wytworzyć .

11. Symbolika aminokwasów białkowych.

Każdemu aminokwasowi białkowemu przypisano symbol trójliterowy i symbol jednoliterowy.

Symbole trójliterowe to najczęściej pierwsze trzy litery nazwy anglojęzycznej poszczególnych aminokwasów. Wyjątek: glutamina (Gln), i asparagina (Asn).

Symbol jednoliterowy to pierwsza litera nazwy anglojęzycznej, w sytuacji, gdy tylko jeden aminokwas rozpoczyna się od tej litery.

12. Biologiczne znaczenie aminokwasów.

1. Są elementami składowymi peptydów i białek

2. Uczestniczą w budowie centrów katalitycznych enzymów

3. Są substratami, z których powstają hormony np. adrenalina, noradrenalina, trójjodotyronina, histamina, dopamina.

4. Niektóre aminokwasy są wbudowywane do barwników biologicznych np. melaniny i hemu.

5. Inne uczestniczą w syntezie składników enzymów zwanych koenzymami np. koenzym A lub kwas tetrahydrofoliowy.

6. Pewne z nich są przekształcane w przekaźniki sygnałów nerwowych np. acetyloholina.

7. Niektóre z nich są substratami zużywanymi w biosyntezie puryn i pirymidyn.

8. Powstają z nich niektóre elementy składowe fosfolipidów.

9. Siarka zawarta w aminokwasach utleniana jest do siarczanu, który uczestniczy w procesach detoksykacji.

10. Szkielety węglowodorowe aminokwasów są zużywane do syntezy substratów energetycznych np. glukozy.

13. Co to jest dipeptyd, oligopeptyd i polipeptyd?

Dipeptyd- połączenie dwóch aminokwasów

Oligopeptyd- połączenie kilku do kilkunastu aminokwasów

Polipeptyd- peptyd zawierający po kilkadziesiąt reszt aminokwasowych.

14. Peptydy pełniące funkcje biologiczne.

a) glutation- tripeptyd, składa się z glutaminianu, cysteiny i glicyny. Występuje w formie zredukowanej i utlenionej

b) kininy

- kalidyna

- bradykinina

Obydwie kininy rozszerzają naczynia krwionośne, kurczą mięsnie gładkie przewodu pokarmowego

c) angiotensyny I i II

angiotensyny I- dekapeptydy, dipeptyd His- Len przekształca angiotensynę I w angiotensynę II, która kurczy mięśnie gładkie, podnosi ciśnienie tętnicze, nasila aktywność układu nerwowego współczulnego, reguluje biosyntezę

d) enkefaliny i endorfiny- wykazują silne działanie przeciwbólowe

e) oksytocyna- pobudza czynności skurczowe macicy podczas porodu

f) wazopresyna- pobudza resorpcję wody w kanalikach nerkowych, kurczy naczynia krwionośne, podnosi ciśnienie tętnicze.

15. Cztery podstawowe typy (poziomy) struktur białkowych.

Typy struktur białek:

pierwszorzędowa

drugorzędowa

- α-Helisa

- struktura β

trzeciorzędowa, np. mioglobina, lizozym

czwartorzędowa, np. hemoglobina

Trzy ostatnie określane są wspólną nazwą: konformacja białka.

16. Ze względu na strukturę cząsteczki, białka możemy podzielić na

fibrylarne (skleroproteiny, włókienkowe) — podporowe, np. kolagen

globularne (sferoproteiny) — np. albumina, globulina

17. Ze względu na rozpuszczalność w wodzie, białka możemy podzielić na:

rozpuszczalne w wodzie

nierozpuszczalne w wodzie

18. Ze względu na skład białek wyróżnia się:

białka proste (zbudowane jedynie z AA)

białkach złożone (zbudowane z AA oraz innego komponentu): metaloproteiny, fosfoproteiny, lipoproteiny, nukleoproteiny, glikoproteiny, chromoproteiny (barwne)

19. Denaturacja białka i jej przyczyny.

Denaturacja białka: występuje gdy białko znajdzie się w skrajnych warunkach, wtedy jego struktura może ulec zniszczeniu. Jest to proces nieodwracalnego zniszczenia i zmiany konformacji (uporządkowania przestrzennego białka).

Przyczyny:

podwyższona temperatura

działanie kwasów, zasad, jonów metali ciężkich, detergentów, stężonych roztworów mocznika i guanidyny

promieniowanie X, UV oraz innego promieniowania jonizującego

20. Funkcje biologiczne białek.

elementy strukturalne komórek

uczestniczą w tworzeniu błon plazmatycznych

uczestniczą w tworzeniu błon wewnątrzkomórkowych

niektóre białka błon plazmatycznych i białka błon wewnątrzkomórkowych pełnią funkcje

przenośnikowe. Umożliwiają one wymianę metabolitów pomiędzy poszczególnymi przedziałami komórkowymi, między komórką a jej otoczeniem oraz pozwalają na utrzymanie gradientu (zróżnicowania) stężeń niektórych metabolitów po obydwu stronach wspomnianych błon.

wiele białek wchodzi w skład błon siateczki endoplazmatycznej, rybosomów i chromatyny jądrowej

białka mięśni, zarówno gładkich, jak i poprzecznie prążkowanych, umożliwiają ich kurczliwość

podstawowymi składnikami macierzy pozakomórkowej

inne (niektóre kolageny i proteoglikany) tworzą błony podstawne, oddzielające tkankę nabłonkową od podścieliska łącznotkankowego

liczne białka pełnią funkcje transportowe

istnieje grupa białek – zwanych immunoglobulinami, które zapewniają odporność przeciw infekcjom bakteryjnym i wirusowym

liczne białka (enzymy) pełnią funkcje katalityczne, a inne są ich inhibitorami

niektóre białka osoczowe zapewniają krzepliwość krwi

niektóre białka są hormonami, czynnikami wzrostowymi (pobudzającymi wzrost i podziały

komórek) lub interleukinami

21. Drugie prawo termodynamiki – entropia.

Cechą materii jest nieustanna dążność do zmniejszania stopnia jej uporządkowania i rozpraszania energii. Miarą postępującego nieuporządkowania jest entropia. Im większy stan nieuporządkowania, tym większa entropia. Materia ulega spontanicznym przemianom w kierunku takiego ułożenia jej elementów składowych, które charakteryzują się największą entropią. Jest to uniwersalna zasada (drugie prawo termodynamiki), mająca zastosowanie zarówno do całego wszechświata, jak i do dowolnego układu izolowanego. Dotyczy także organizmów żywych.

22. Dwa przeciwstawne procesy metaboliczne: katabolizm, anabolizm.

Katabolizm- Procesy kataboliczne przekształcają złożone składniki tkanek do związków prostszych. Końcowymi produktami katabolizmu są bardzo proste substancje drobnocząsteczkowe, jak woda, dwutlenek węgla, amoniak, mocznik czy kwas moczowy. Procesom katabolicznym, zwłaszcza tym polegającym na reakcjach utleniania, towarzyszy uwalnianie energii. Tylko część tej energii przetwarza się w formę biologicznie użyteczną. Jest ona magazynowana w postaci związków bogato-energetycznych (ATP). Większość energii uwolnionej w przebiegu procesów katabolicznych rozprasza się w postaci ciepła. Tak więc procesy kataboliczne prowadzą do wzrostu entropii układu - komórka: otoczenie komórki.

Anabolizm- Procesy anaboliczne polegają na syntezie złożonych składników tkanek z substancji prostszych. Synteza zachodząca w układzie biologicznym zwykle nazywana jest biosyntezą. Na drodze biosyntezy powstają drobnocząsteczkowe związki organiczne: aminokwasy, cukry proste, nukleotydy, przekształcane następnie w struktury wielkocząsteczkowe, jak białka, polisacharydy czy kwasy nukleinowe. Do ich przebiegu

niezbędna jest energia uwalniana podczas procesów katabolicznych i zmagazynowana w postaci związków bogatych w energię (ATP). Wynika stąd, iż procesy anaboliczne prowadzą do wzrostu stopnia uporządkowania materii (zmniejszenia entropii).

23. Co to są enzymy?

Niemal wszystkie reakcje biochemiczne wymagają udziału katalizatorów biologicznych (biokatalizatorów), zwanych enzymami. Przyspieszają one przebieg reakcji chemicznych, co

najmniej l000000 razy. Przy braku enzymów większość reakcji zachodzi tak wolno, iż są one

niezauważalne.

24. Stan równowagi określany symbolem K.

W układzie zamkniętym, który nie wymienia materii i energii z otoczeniem, ustala się stan równowagi między produktami i substratami. Miarą tego stanu jest stała równowagi, określana symbolem K. Jest to stosunek iloczynu stężeń molowych produktów do iloczynu

stężeń molowych substratów danej reakcji.

25. Co to jest kofaktor, apoenzym i holoenzym?

Niemal wszystkie enzymy są białkami. Jedynie niektóre kwasy rybonukleinowe wykazują aktywność enzymatyczną. Aktywność katalityczna wielu enzymów zależy od obecności kofaktorow. Są nimi drobnocząsteczkowe związki organiczne (koenzymy) lub jony metali (najczęściej Ca2+, Mg2+, Zn2+, Fe2+/3+, K+, Na+, Mn2+, Cu+/2+). Białko enzymatyczne bez kofaktora nosi nazwę apoenzymu. Katalitycznie aktywne białko, zawierające kofaktor, nazywa się holoenzymem. Ani apoenzym, ani koenzym nie wykazują aktywności katalitycznej.

26. Zmiana energii swobodnej.

Zawartość energii swobodnej w produktach reakcji jest niższa bądź wyższa od jej zawartości

w substratach reakcji. Różnica ta nosi nazwę zmiany energii swobodnej (YG). Wartość ta nosi nazwę standardowej zmiany energii swobodnej i jest określana symbolem: YG0.

27. Reakcje egzotermiczne i endotermiczne.

Reakcja egzotermiczna to reakcja chemiczna, która ma dodatni bilans wymiany ciepła z otoczeniem. Można też powiedzieć, że jest to reakcja, w której ciepło znajduje się po stronie produktów, albo inaczej która emituje ciepło. Reakcje egzotermiczne mają ujemny wynik cieplny, gdyż emitują ciepło, czyli tracą energię, a zatem całkowita energia wewnętrzna układu maleje. Odwrotnością reakcji egzotermicznej jest reakcja endotermiczna.

Reakcja endotermiczna to reakcja chemiczna, dla której bilans wymiany ciepła z otoczeniem jest ujemny. Można też powiedzieć, że jest to reakcja, w której ciepło znajduje się po stronie substratów, albo inaczej która pochłania ciepło z otoczenia. Reakcje endotermiczne mają dodatni wynik cieplny, gdyż pochłaniają ciepło, czyli zyskują energię z zewnątrz, a zatem całkowita energia wewnętrzna układu wzrasta. Odwrotnością reakcji endotermicznej jest reakcja egzotermiczna.

28. Graficzna ilustracja zmiany energii swobodnej w reakcji termodynamicznie korzystnej i termodynamicznie niekorzystnej.

29. Addytywność zmian energii swobodnej

Zmiany wolnej energii, towarzyszące następującym po sobie reakcjom, sumują się. Określa się to mianem addytywności zmian wolnej energii.

W organizmie funkcjonują ciągi reakcji enzymatycznych, których celem jest wieloetapowe przekształcenie substratów w określone produkty.

Substrat A, pod działaniem enzymu a przechodzi w produkt B,a ten staje się substratem do enzymu b,który przekształca go w produkt

C itd.

Dzięki addytywnej właściwości wolnej energii szlak metaboliczny może funkcjonować w kierunku: A→B→C→D→dopóki suma ∆G0( to zero ma być u góry!) wszystkich reakcji składowych jest ujemna. Może to występować tak że wtedy, gdy niektóre reakcje z reakcji cząstkowych wykazują ∆G0 dodatnie. Przykładem takiego szlaku metabolicznego jest glikoliza

30. Obniżanie energii aktywacji przez enzym.

Energia aktywacji jest najmniejszą energią, jaką muszą posiadać cząsteczki substratów, by dana reakcja zaszła. Innymi słowa, jest to taki próg, poniżej którego reakcja nie zachodzi. Niektóre reakcje mogą zachodzić w przedziale temperatur wyższych niż w którym stanie jest funkcjonować żywy organizm (czyli pow. 42C, ponieważ wtedy białka ulegają denaturacji). I tu pojawiają się enzymy, które pomagają pokonać takie ograniczenia.

Enzym tworzy wraz z substratem nietrwały kompleks enzym-substrat. W momencie powstania takiego kompleksu dochodzi do przemieszczania elektronów substratu - wskutek tego albo powstają nowe wiązania, albo rozrywają się stare. Obniżenie energii aktywacji wynika z tego, że wiązania chemiczne substratu w momencie wpasowywania się w centrum aktywnym (to miejsce, do którego przyłącza się substrat) ulegają naprężaniu (zniekształceniu).

31. Swoistość enzymów

Apoenzymy – białkowe części enzymu, które po połączeniu z odpowiednimi koenzymami lub grupami prostetycznymi tworzą holoenzymy. Z reguły dopiero holoenzym jest w pełni funkcjonalnym enzymem, bowiem koenzymy odgrywają kluczową rolę w mechanizmie reakcji enzymatycznej. Apoenzym decyduje o swoistości enzymu oraz często o rodzaju reakcji jaką enzym jest zdolny katalizować.

W badaniu metaloenzymów ważną część stanowi przygotowanie apoenzymów in vitro, polegające na usunięciu z nich natywnych jonów metali za pomocą różnych czynników chelatujących. Przygotowanie nieaktywnego apoenzymu, któremu można całkowicie przywrócić aktywność przez dodanie odpowiedniego jonu metalu, potwierdza niezbędność tego jonu w układzie enzymatycznym.

32. Systematyka enzymów

Klasy enzymów:

1- Oksydoreduktazy

2- Transferazy

3- Hydrolazy

4- Liazy

5- Izomerazy

6- Ligazy

Łącznie- 4111 sklasyfikowanych enzymów, głównie w pierwszych klasach.

Nomenklatura

Każdy enzym ma nazwę systematyczną i potoczną

Nazwa systematyczna jest dwuczłonowa

- część pierwsza o końcówce –aza mówi o typie katalizowanej reakcji

- część druga wskazuje na substrat(y)

W przypadku oksydoreduktaz i transferaz uwzględnia z reguły donor i akceptor, w przypadku ligaz także produkt rozpadu

Każdy enzym ma swój numer identyfikacyjny (4 cyfry oddzielone kropkami)

Klasyfikacja enzymów opiera się na typie katalizowanej reakcji

· Nazwa potoczna musi zawierać typ reakcji i substrat

Zdarzają się nazwy jednoczłonowe (np. ureaza z klasy hydrolaz) dlatego, że jest tylko 1 możliwy substrat (specyficzność absolutna).

33. Międzynarodowy kod enzymatyczny

Składa sięz dwóch liter i czterech liczb oddzielonych kropkami. Jego schemat wygląda następująco :EC a.b.c.d. Symbol EC(enzyme code) oznacza, że liczby po nim dotyczą międzynarodowego kodu genetycznego.

Liczba a- określa numer klasy enzymu;

Liczba b-numer podklasy w obrębie tej klasy;

Liczba c-oznacza numer podpodklasy w obrębie podpodklasy;

Liczba d-oznacza numer enzymu w obrębie wymienionej wcześniejpopodpodklasy.

Każdemu dobrze poznanemu enzymowi, przypisano jego niepowtarzalny numer identyfikacyjny.Na przykład dehydrogenaza mleczanowa ma numer kodowy EC1.1.1.27.Pierwsza liczba (1) oznacza,że enzym należy do klasy 1, jest więc oksydoreduktazą. Druga liczba (1) oznacza,że enzym należy do podklasy 1,obejmującej wszystkie oksydoreduktazy, które odłączają parę atomów wodoru od grupy H-C-OH. Trzecia liczba (1) oznacza,że enzym ten należy do podpodklasy 1, obejmującej wszystkie enzymy, które przekazuja wodory odłączone z grupy H-C-OH na NAD+.Czwarta liczba (27, to numer przyporządkowany temu enzymowi w obrębie podpodklasy EC.1.1.1

34. Zastosowanie enzymów w praktyce medycznej!

Enzymy znajdują liczne praktyczne zastosowania w diagnostyce laboratoryjnej wielu chorób; są odczynnikami laboratoryjnymi lub lekami. Zastosowanie enzymów do naprawy materiału genetycznego komórki stwarza nowe możliwości leczenia wrodzonych wad metabolicznych i chorób nowotworowych.

Enzymy jako markery chorób:

Aktywność niektórych enzymów w tkankach i płynach ustrojowych zmienia się w przebiegu różnych chorób.Na przykład aktywność aminotransferaz w osoczu krwi rośnie w przebiegu zawału mięśnia sercowego lub uszkodzenia wątroby.Aktywność amylazy–enzymu rozkładającego skrobię–wzrasta u chorych na zapalenie trzustki. Znaczenie diagnostyczne mają też wzajemne relacje pomiędzy aktywnościami określanych izoenzymów np.-u ludzi zdrowych aktywność LDH-1 w osoczu krwi jest niższa niż LDH-2.-u chorych z zawałem serca aktywność LDH-1 przewyższa aktywność

LDH-2.

ENZYMY JAKO LEKI I ODCZYNNIKI!

Niektóre enzymy służą jako leki np:

-Lipaza–enzym hydrolizujący tłuszcze –jest użyteczna w leczeniu niedomogiwydzielniczej trzustki.

-Asparaginaza–enzym rozkadający asparaginę–jest przydatna w leczeniu białaczek.

Pewne enzymy służą jako odczynniki w praktyce laboratoryjnej np:

-Ureaza-może być zastosowana do oznaczania mocznika,

-Dehydrogenaza mleczanowa-do oznaczania mleczanu.

35. ATP jako przenośnik energii między procesami egzotermicznymi a endotermicznymi.

Reakcja endotermiczna to reakcja chemiczna, dla której bilans wymiany ciepła z otoczeniem jest ujemny. Można też powiedzieć, że jest to reakcja, w której ciepło znajduje się po stronie substratów, albo inaczej która pochłania ciepło z otoczenia.

Reakcja egzotermiczna − reakcja chemiczna, która ma dodatni bilans wymiany ciepła z otoczeniem. Można też powiedzieć, że jest to reakcja, w której ciepło znajduje się po stronie produktów, albo inaczej która emituje ciepło.

REAKCJE ENDOERGICZNE (pochłaniające energię) ENERGIE SĄ SPRZĘŻONE Z REAKCJAMI EGZOERGICZNYMI (uwalniajacymi energię); jest to główna zasada metabolizmu!

36. Rola mitochondriom w komorce.

Mitochondria-centraenergetyczne, tu wytwarzana jest energia w postaci ATP w procesie oddychania komórkowego.

C6H12O6+602 --------6H2O +6CO2+ATP

SUBSTRATY PRODUKTY

37. Cukry proste czyli monosacharydy.

Cukry proste (monosacharydy) – węglowodany, w których strukturze występuje od 3 do 7 atomów węgla. Monosacharydy mogą występować w postaci pierścieniowej jeśli posiadają co najmniej 4 atomy węgla w cząsteczce.

Wszystkie cukry proste łatwo się krystalizują i są rozpuszczalne w wodzie. Są substancjami bezwonnymi, bezbarwnymi, na ogół charakteryzują się słodkim smakiem, choć np. β-D-mannoza jest słodko-gorzka.

Można podzielić je ze względu na liczbę atomów węgla:

Triozy, tetrozy, pentozy, heksozy, heptozy

39. Glikoliza tlenowa

Glikoliza jest zawsze procesem niewymagającym tlenu. Określenie "glikoliza tlenowa" obejmuje, prócz samej glikolizy, losy produktów glikolizy - pirogronianu oraz NADH w reakcjach wymagających tlenu. W zdecydowanej większości ludzkich komórek (poza erytrocytami i włóknami mięśniowymi w czasie intensywnej pracy) przeważa ten rodzaj metabolizmu. W warunkach tlenowych pirogronian, otrzymany w wyniku glikolizy pobierany jest przez mitochondria, w których po przekształceniu do acetylo-CoA (reakcja ta katalizowana jest przez wieloenzymatyczny kompleks dehydrogenazy pirogronianowej, do której działania niezbędna staje się difosfotiamina - pochodna witaminy B1), zostaje utleniony do dwutlenku węgla w cyklu Krebsa. Powstałe w glikolizie równoważniki redukujące są przenoszone zaś z NADH+H+ do wnętrza mitochondriów. Przenoszenie elektronów z cytoplazmatycznego NADH na mitochondrialny łańcuch oddechowy odbywa się dzięki krótkim sekwencjom reakcji zwanych tzw. czółenkami. Aktywne mogą być: czółenko glicerolo-3-fosforanowe lub jabłczanowo-asparaginianowe.

40. Sumaryczny przebieg glikolizy tlenowej.

glukoza + 2 P_i + 2 ADP + 2 NAD⁺ → 2 cząsteczki pirogronianu + 2 ATP + 2 NADH + 2 H⁺ + 2 H₂O

41. Glikoliza beztlenowa.

Jeśli przeważają warunki beztlenowe, uniemożliwiona staje się reoksydacja NADH w łańcuchu oddechowym przez przeniesienie równoważników redukujących na tlen. Pirogronian ulega redukcji przez NADH do mleczanu w reakcji katalizowanej przez dehydrogenazę mleczanową. Reoksydacja NADH w reakcji powstawania mleczanu przez odtworzenie NAD potrzebnego w następnym cyklu reakcji umożliwia dalszy przebieg glikolizy w przypadku nieobecności tlenu. Przykładem komórek, które przeprowadzają wyłącznie glikolizę beztlenową są erytrocyty ssaków, ze względu na brak mitochondriów, niezbędnych do przeprowadzanie reakcji łańcucha oddechowego. Jednak w przypadku krwinek czerwonych glikoliza zachodzi z ominięciem reakcji katalizowanej przez kinazę fosfoglicerynianową. Dodatkowy enzym, jakim jest mutaza bisfosfoglicerynianowa katalizuje przekształcenie 1,3-BPG w 2,3-BPG, który ostatecznie ulega przemianie do 3-fosfoglicerynianu przy udziale fosfatazy 2,3-bisfosfoglicerynianowej.

42. Bilans energetyczny glikolizy beztlenowej.

- liczba cząsteczek ATP zyskiwanych w trakcie → glikolizy; rozkładane są wówczas 2, a syntetyzowane 4 cząsteczki ATP; bilans brutto wynosi 4 ATP, bilans netto 2 ATP; jeśli po glikolizie nastąpi etap tlenowy oddychania (a nie fermentacja), to do bilansu należy doliczyć 2 cząsteczki NADH₂, które wystarczą do utworzenia dalszych 4 cząsteczek ATP.

43. Cykl kwasow trikarboksylowych (cykl Krebsa, cykl kwasu cytrynowego)

Cykl kwasu cytrynowego, cykl kwasów trikarboksylowych (TCA) lub cykl Krebsa – cykliczny szereg reakcji biochemicznych. Stanowi końcowy etap metabolizmu aerobów, czyli organizmów oddychających tlenem. Mechanizm cyklu zbadał w latach 30. XX wieku sir Hans Krebs, a kluczowe elementy cyklu przedstawił w 1937, za co został nagrodzony w 1953 Nagrodą Nobla.

Cykl kwasu cytrynowego przebiega w macierzy (matrix) mitochondrialnej eukariontów i w cytoplazmie prokariontów. Substratem cyklu jest acetylokoenzym A (acetylo-CoA, czynny octan), który po połączeniu ze szczawiooctanem daje cytrynian (koenzym A odłącza się), a następnie w wyniku kolejnych reakcji izomeryzacji, dehydrogenacji, hydratacji, dehydratacji i dekarboksylacji zostaje ostatecznie utleniony do dwóch cząsteczek dwutlenku węgla. Jednocześnie regeneruje się cząsteczka szczawiooctanu, redukują się 3 cząsteczki NAD i jedna FAD, powstaje też cząsteczka GTP. Sumaryczny zysk energetyczny cyklu to 12 wiązań wysokoenergetycznych z jednej cząsteczki acetylo-CoA.

44. BILANS ENERGETYCZNY CYKLU KREBSA

Z cząsteczki glokozy powstają dwie cząsteczki acetylo ~S-CO₂

ŁĄCZNY ZYSK ENERGETYCZNY W PRZELICZENIU NA CZĄSTECZKĘ GLUKOZY WYNOSI (2*12) 24 CZĄSTECZKI ATP

45.ENERGETYCZNY UTLENIANIA GLUKOZY DO CO₂ I H₂O

Przemiana glukozy drogą glikolizy wraz z oksydacyjną dekarboksylacją powstającego z niej pirogronianu jest głównym źródłem metabolicznym acetylo ~S-CoA. Reszty acetylowe uwalniają się w cyklu kwasów trikarboksylowych do Co₂ i H₂O

Z podsumowania efektów energetycznych glikolizy tlenowej (8ATP), oksydacyjnej dekarboksylacji dwóch cząsteczek pirogronianu (2*3 ATP =6 ATP) oraz uwalniania dwóch reszt acetylowych w cyklu Krebsa (2*12 ATP= 24ATP) wynika, że 1 cząsteczka glukozy, utleniając się do 6 cząsteczek CO₂ i 12 cząsteczek H₂O dostarcza 38 cząsteczek ATP.

Można to zapisać równaniem sumarycznym:

C₆H₁₂O₆ + 6O₂+ 38ADP+ 38 Pi → 6CO₂+ 6H₂O+ 38 ATP

46.GLUKONEOGENEZA

Niektóre narządy jak np. mózg czy mięśnie potrzebują stałego dopływu glukozy jako energii. Gdy stężenie glukozy we krwi maleje następuje uruchomienie GLIKOGENOLIZY (rozpad glikogenu wątrobowego) która dostarcza glukozy do krwi, a poprzez krew do innych tkanek. Zapas glikogenu wątrobowego może zaspokoić potrzeby energ. narządów przez 10-18h.

Wyczerpanie tego zapasu uruchamia biosyntezę glukozy z substratów nie będących cukrami. Proces ten nosi nazwę GLUKONEOGENEZY.

Miejscem glukoneogenezy jest głównie wątroba (powstaje ok. 90% glukozy), w mniejszym stopniu kora nerki (sentetyzuje ok. 10% glukozy). Tylko w tych narządach występują enzymy potrzebne w procesie glukoneogenez. W mięsniach glukoneogeneza nie zachodzi.

Substraty zużywane w procesie glukoneogenezy to : Pirogronian, mleczan, alamina, glicerol

47. BUDOWA I METABOLIZM DISACHARYDÓW I POLISACHARYDÓW

*DISACHARYDY-(dwucukry) są glikozydami. Powstają z dwóch reszt monosacharydowych (identycznych lub różnych) połączonych wiązaniem O-glikozydowym. W zależności od tego, które grupy –OH monosacharydów zostały zaangażowane w tworzenie wiązania glikozydowego, disacharyd posiada lub nie posiada właściwości redukujących. Disacharydy należą do cukrów hydrolizujących. Wystęopują najczęściej jako samodzielne składniki tkanek, żywności lub płynów ustrojowych.

DISACHARYDY REDUKUJĄCE :

*MALTOZA wiązanie glikozydowe powstało z grupy glikozdydowej- OH

*LAKTOZA jednego monosachasrydu. Charakterystyczna koncówka - OZA

*CELOBIOZA

DISACHARYDY NIEREDUKUJĄCE :

*SACHAROZA wiązanie Oglikozydowe powstało z dwóch glikozdydowych

grup OH każdego z monosacharydów. Charakt końcówka-ZYD

METABOLIZM DISACHARYDÓW :

Rozkład disacharydów pokarmowych do monosacharydów zachodzi drogą hydrolityczną w górnej części jelita cienkiego przy udziale swoistych disacharydaz.

MALTAZA i IZOMALTAZA rozkładają MALTOZĘ i IZOMALTOZĘ do dówch cząsteczek glukozy i fruktozy

LAKTAZA rozkłada LAKTOZĘ do galaktozy i glukozy

*POLISACHARYDY (wielocukry). Zawierają setki lub tysiące jednostek monosacharydowych. Dzielą się one na :

*HOMOPOLISACHARYDY (homoglikany) złożone z jednakowych jednostek cukrowych (skrobia, glikogen, celuloza) i

*HETEROPOLISACHARYDY (heteroglikany) złożone z różnych jednostek cukrowych i składników niecukrowych. W metabolizmie energetycznym człowieka największe znaczenie mają skrobia i glikogen.

Skrobia – powstaje przez kondensację cząsteczek glukozy, tworzących dwa łańcuchy: nierozgałęzionej amylozy i rozgałęzionej amylopektyny; u roślin materiał zapasowy. Trawienie skrobi rozpoczyna się w jamie ustnej pod działaniem ɑ- anylazy ślinowej. Kwaśne środowisko soku żołądkowego inaktywuje amylazę ślinową i wstrzymuje jej działanie.Dalsze trawienie produktow wstępnego rozpadu skrobi zachodzi w jelicie cienkim

Celuloza- zbudowana z wielu reszt glukozy. Celuloza nie podlega trawieniu w przewodzie pokarmowym, a tym samym jest nieprzyswajalna i nie ma najmniejszego udziału w metabolizmie energetycznym człowieka.

Glikogen- polisacharyd zbudowany z reszt glukozy połączonych wiązaniem a-glikozydowym

48. GLIKOGEN- BUDOWA I FUNKCJE

Glikogen- (skrobia zwierzęca) polisacharyd zbudowany z reszt glukozy połączonych wiązaniem a-glikozydowym

BUDOWA: Cząsteczka glikogenu składa się z wielu reszt glukozy, połączonych głównie wiązaniami ɑ-1,4 w miejscach rozgałęzień występują wiązania typu ɑ-1,6. Cząsteczka glikogenu jest licznie rozgałęziona i porównuje się ją do ,,rozgałęzionego krzaka”

FUNKCJE: zapasowy materiał energetyczny magazynowany głównie w wątrobie i mięśniach

pełni funkcję zapasową w organizmach zwierzęcych

dzięki licznym rozgałęzieniom ułatwia pełnienie fuknkcji biochemicznych

poprawia rozpuszczalność tego polisacharydu

zwiększa liczbę końcowych reszt glukozy, które mogą być uwalniane lub służyć jako akceptor dla następnych cząsteczek glukozy

49.BUDOWA I METABOLIZM LIPIDÓW

LIPIDY są heterogenną grupą nierozpuszczalnychw wodzie (hydrofobowych)związkow organicznych, ktore mogą być ekstrahowane z tkanek przy użyciu rozpuszczalnikow niepolarnych. Są głownym źródłem energii dla organizmu człowieka W organizmie ludzkim najobficiej występującymi lipidami są kwasy tłuszczowe, acyloglicerole, fosfolipidy, sfingolipidy oraz

cholesterol i jego liczne pochodne.

Nieprawidłowości w metabolizmie lipidow to źrodło poważnych procesow patologicznych,

przede wszystkim miażdżycy i otyłości.

50. NASYCONE I NIENASYCONE KWASY TŁUSZCZOWE

Kwasy tłuszczowe składają się z łańcucha węglowodorowego zakończonego grupą

karboksylową

NASYCONE KWASY TŁUSZCZOWE- to kwasy tłuszczowe nie zawierające podwójnych wiązań w cząsteczce. W warunkach normalnych są zwykle białymi ciałami stałymi. Kwasy zawierające w łańcuchu więcej niż 10 atomów węgla są nierozpuszczalne w wodzie i są nielotne. Występują głównie w produktach pochodzenia zwierzęcego np. smalec, słonina, masło, mięso

NIENASYCONE KWASY TŁUSZCZOWE- są to kwasy tłuszczowe zawierające wiązania podwójne. Są one z reguły bezbarwnymi cieczami. Wśród nienasyconych kwasów tłuszcz. wyróżnia się grupę wielonienasyconych kwasów tłuszczowych, które, jak sama nazwa wskazuje, zawierają więcej niż jedno wiązanie podwójne. Są one niezbędnym elementem diety człowieka.

ACYLOGLICEROLE O RÓZNEJ LICZBIE RESZT

51. KWASÓW TŁUSZCZOWYCH

ACYLOGLICEROLE są estrami glicerolu i kwasów tłuszczowych. W zależności od liczby reszt kwasów tłuszczowych wchodzących w skład cząsteczeki wyróżnia się :

MONOACYLOGLICEROLE- występują w komórkach w małych ilościach

DIACYLOGLICEROLE- powstają głównie podczas trawienia triglicerydów w żołądku i dwunastnycy

TRIACYLOGLICEROLE- główny rezerwuar energii dla ludzkiego organizmu, magazynowane w organizmie w bezwodnej formie. Stanowią ok. 60-80% masy tkanki tłuszczowej. Człowiek w ciągu doby pobiera ok. 60-150g lipdów, z czego 90% to TRACYLOGLICEROLE

52) Trawienie acylogliceroli pokarmowych

Tłuszcze właściwe, czyli acyloglicerole są estrami wyższych kwasów tłuszczowych

z alkoholem trójwodorotlenowym, glicerolem. Glicerol jest słodką gęstą

cieczą, dobrze rozpuszczalną w wodzie. Atomy węgla w glicerolu numeruje się

cyframi od góry do dołu, tak jak w aldehydzie L-glicerynowym:

Proces trawienia dokonuje sie głównie w dwunastnicy i katalizowany jest przez lipazę trzustki. Lipaza jest rozpuszczalna w wodzie, lecz jej substraty-nie. Dlatego enzym ten może atakować wyłącznie cząsteczki dostępne na powierzchni masy tłuszczu. Sole żółciowe, zmniejszają napięcie powierzchniowe emulgując wielkie krople tłuszczu do postaci drobnych kropelek. Zwiększa to znacznie powierzchnie tłuszczu eksportowana na działanie lipazy, co przyspiesza tempo trawienia. Warunki panujące w jelicie nie stwarzają optymalnego środowiska dla całkowitej do glicerolu i kwasów tłuszczowych. Wśród produktów trawienia tłuszczów sa także monoglicerydy i oliglicerydy. Część tłuszczu pozostaje nie strawiona, w postaci trójglicerydów, z których pewna ilość jest wchłaniana do krwi w takiej formie.

53) Rozkład triacylogliceroli w komórkach

proces rozkładu hydrolitycznego triacyloglicerolu (trójglicerydu) zwanego lipolizą w tkance tłuszczowej prowadzący do powstania kwasów tłuszczowych i glicerolu, które uwolnione do krwiobiegu, wychwytywane są przez większość tkanek (z wyjątkiem mózgu i erytrocytów) i estryfikowane do acylogliceroli lub utleniane jako główne źródło energetyczne do dwutlenku węgla i wody. Lipazy tkanki tłuszczowej są aktywowane przez traktowanie jej komórek hormonami – adrenaliną, noradrenaliną, glukagonem lub adrenokortykotropiną. W adypocytach te hormony za pośrednictwem receptorów 7TM aktywują cyklazę adenylową. Zwiększenie stężenia cylkicznego AMP stymuluje wówczas kinazę białkową A, która aktywuje lipazy przez fosforylację. W ten sposób hormony: adrenalina, noradrenalina, glukagon i adrenokortykotropina indukują lipolizę, natomiast insulina hamuje lipolizę. Uwolnione kwasy tłuszczowe nie są rozpuszczalne w osoczu krwi, w związku z czym wiążą się z albuminą, która służy jako ich przenośnik. W ten sposób wolne kwasy tłuszczowe stają się dostępnym źródłem energii dla innych tkanek.

54) Bilans energetyczny utleniania palmitynianiu

55) Bilans energetyczny utleniania glicerolu

Glicerol utleniany jest do aldehydu 3-fosfoglicerynowego, natomiast kwasy tłuszczowe do dwuwęglowych grup acetylowych, które łączą się z koenzymem A tworząc acetylo-CoA (produkt drugiego etapu oddychania komórkowego, czyli powstawania acetylo koenzymu A z pirogronianiu). Odłączanie kwasów tłuszczowych od glicerolu oraz dzielenie długich, wielowęglowych kwasów tłuszczowych na dwuwęglowe grupy acetylowe (proces utleniania) wiąże się z powstawaniem wielu atomów wodoru, które są donorami elektronów w łańcuchu oddechowym. Dlatego utlenianie tłuszczy jest bardzo korzystnym energetycznie procesem – 1 gram tłuszczów (energetycznie) = 2 gramy glukozy (energetycznie). Utlenienie jednej sześciowęglowej cząsteczki kwasu tłuszczowego powoduje powstanie 44 cząsteczek ATP (odpowiednio ze spalania 6-węglowej cząsteczki glukozy otrzymamy maksymalnie do 38 cząsteczek ATP).

56) Cholesterol i jego znaczenie w organizmie

Cholesterol to substancja tłuszczowa, która występuje w organizmie człowieka i pochodzi częściowo z pokarmu, w większości jednak jest syntetyzowany we własnych komórkach. To związek należący do steroidów, o dużym znaczeniu w przemianie materii.

Cholesterol jest niezbędny do produkcji licznych hormonów, kwasów żółciowych oraz witaminy D. Jest to substancja ważna dla  prawidłowego funkcjonowania organizmu, jednak tylko niewielka jego część zaspokaja zapotrzebowanie. Nadmiar cholesterolu przyczynia się do rozwoju miażdżycy i dlatego wpływa niekorzystnie na organizm.

57) Biosynteza kwasów żółciowych

Jedną z istotnych funkcji wątroby jest synteza i wydziela­nie żółci. Sole kwasów żółciowych jako detergenty i ak­tywatory uczestniczą w procesie trawienia i wchłaniania lipidów w jelicie cienkim. Kwasy żółciowe są także ligan­dami czynników transkrypcyjnych regulujących ekspresję genów zaangażowanych w ich przemiany. Prekursorem kwasów żółciowych jest cholesterol. Przemiana cholesterolu do kwasów żółciowych oraz jego wydalanie z żółcią, to zasadniczy sposób usuwania tego związku z organizmu. Ze względu na udział kwasów żółciowych w regulacji me­tabolizmu cholesterolu dokładne poznanie przebiegu i re­gulacji procesu ich biosyntezy jest bardzo istotne. W biosyntezie kwasów żółciowych z cholesterolu udział bierze 17 enzymów. W wyniku ich działania powstają tzw. pierwszorzędowe kwasy żółciowe. Rodzaj syntetyzowa­nych kwasów żółciowych jest gatunkowo swoisty. U ssaków kwasami żółciowymi powstającymi w największej ilości są kwas cholowy i chenodeoksycholowy.

W procesie biosyntezy kwasów żółciowych z cholestrolu można wyróżnić cztery główne etapy:

a) inicjacji,

b) modyfikacji pierścieni,

c) utleniania i skracania łańcucha bocznego,

d) koniugacji z tauryną lub glicyną.

a)Inicjacja – pierwszy etap biosyntezy kwasów żółciowych

Biosynteza kwasów żółciowych może przebiegać różnymi sposobami. Klasyczny szlak rozpoczyna się od przemiany cholesterolu w 7a-hydroksycholesterol katalizowany przez 7a-hydroksylazę cholesterolową. Reakcja katalizowana przez 7a-hydroksylazę cholesterolową jest etapem ograniczają­cym biosyntezę kwasów żółciowych. Ekspresja genu ko­dującego hydroksylazę 7a-hydroksycholesterolową oraz aktywność enzymu podlegają ścisłej regulacji przez takie czynniki jak kwasy żółciowe, hormony (m.in. glukokor­tykosteroidy, glukagon, insulina), cykl dobowy, choleste­rol (oksysterole) i cytokiny.

b) Modyfikacje struktury pierścieni metabolitów 7a-cholesterolu

Metabolity cholesterolu, hydroksylowane w pozycji 7a, są w kolejnym etapie przekształcane do 3-okso, D4 przez mikrosomalną oksydoreduktazę (oksydoredukta­zę 3b-hydroksy-D5-C27 steroidową, HSD3B7)

c) Utlenianie łańcucha bocznego

Kolejnym etapem w procesie biosyntezy kwasów żółcio­wych jest utlenianie i skracanie łańcucha bocznego hydrok­sylowanych pochodnych cholesterolu. Pierwsze trzy reakcje katalizowane są przez 27-hydroksy­lazę sterolową (CYP27A1), enzym omawiany już wcze­śniej, inicjujący syntezę kwasów żółciowych przez tworze­nie 27-hydroksycholesterolu. Enzym ten przyłącza grupę hydroksylową do węgla C27 utleniając ją kolejno do grupy aldehydowej, a następnie do grupy karboksylowej.

d) Koniugacja - Końcowy etap syntezy kwasów żółciowych polega na przy­łączeniu wiązaniem amidowym aminokwasu, zwykle gli­cyny lub tauryny, do węgla C24. Amidacji ulega 98% wydzielanych przez wątrobę kwa­sów żółciowych. Reakcja ta jest katalizowana przez N-acylotransferazę kwas żółciowy-CoA: aminokwas. Substratami w procesie koniugacji są: tioester kwasu żółciowego-CoA oraz ami­nokwas – u myszy głównie tauryna, u człowieka taury­na lub glicyna [7]. Przyłączenie glicyny lub tauryny zale­ży od stężenia tych aminokwasów w komórkach i nie ma żadnego wpływu na emulgujące działanie kwasów żółcio­wych. Koniugacja kwasów żółciowych zwiększa ich amfipatycz­ność i rozpuszczalność, co powoduje zmniejszenie ich zdol­ności do przemieszczania się przez błony. Istnieją specjalne systemy transportowe, np. jelitowy transporter kwasów żół­ciowych czy rodzina transporterów ABC. Istnienie syste­mów przenoszenia kwasów żółciowych przez błony zwięk­sza ich okres półtrwania w krążeniu wątrobowo-jelitowym i chroni komórki przed ich działaniem jako detergentów

58) Podział hormonów pod względem ich natury chemicznej

Hormon jest to substancja wytwarzana przez określone komórki, a jego zadaniem jest regulowanie, koordynowanie i kierowanie czynnościami innych komórek w ustroju. Działanie hormonu jest bardzo szerokie i obejmuje większość procesów życiowych tzn. przemianę materii, rozmnażanie, rozwój. Gruczoły wydzielania wewnętrznego zwane są gruczołami dokrewnymi. Charakteryzują się bardzo bogatym ukrwieniem oraz brakiem przewodów odprowadzających łączących je z jamami ciała lub jego powierzchniami.

Ze względu na miejsce wydzielania hormony możemy podzielić na:
1. hormony gruczołowe - wydzielane w gruczołach dokrewnych i roznoszone przez krew.
2. hormony tkankowe - syntetyzowane w wyspecjalizowanych komórkach różnych tkanek, uwalniane do krwi lub płynu tkankowego
3. neurohormony - syntetyzowane przez komórki neurosekrecyjne układu nerwowego i roznoszone przez krew do komórek wykonawczych
4. mediatory - wytwarzane przez różne komórki, charakteryzują się niewielkim zasięgiem działania [mają wpływ na sąsiednie komórki]

Hormony o działaniu ogólnym wydzielane są przez swoiste gruczoły dokrewne i działają na komórki docelowe wyłącznie za pośrednictwem układu krążenia:

1. Hormony aminokwasowe: adrenalina, noradrenalina, dopamina, tyroksyna, trijodotyronina i melatonina. Są rozpuszczalne w wodzie, z trudnością przenikają przez bariery lipidowe.

2. Hormony polipeptydowe: mają budowę cząsteczkową zaczynając od trójpeptydu (hormon uwalniający hormon tyreotropowy – TRH), a kończąc na złożonych łańcuchach polipeptydowych (hormon wzrostu - GH). Są rozpuszczalne w wodzie, działają na receptory błony komórkowej.

3. Hormony steroidowe: wytwarzane przez korę nadnerczy (glikokortykoidy, mineralokortykoidy, androgeny), gonady (testosteron, estrogeny, progesteron) i łożysko, a ponad to zalicza się do nich aktywną postać witaminy D3. Są rozpuszczalne w tłuszczach, z łatwością przenikają przez bariery lipidowe, wywierając wpływ także na ośrodkowy układ nerwowy.

 

59) Hormony peptydowe i białkowe

Pod względem biochemicznym hormony dzielą się na dwie podstawowe grupy: hormony peptydowe, czyli białkowe (rozpuszczalne w wodzie), i hormony steroidowe (rozpuszczalne w tłuszczach). Różnicom budowy chemicznej odpowiadają różnice w mechanizmie działania hormonów. Aby sygnał hormonalny mógł zadziałać na poziomie komórek docelowych, musi zostać w pewien sposób rozpoznany i wybrany spośród licznych cząsteczek krążących we krwi i obecnych w płynie zewnątrzkomórkowym. Istnieją struktury cząsteczkowe mające za zadanie odbiór wyłącznie danego hormonu. Interakcja pomiędzy konkretnym hormonem-receptorem jest przesłanką do czynności biologicznej, zorientowanej zwykle na zmiany ilościowe jednej lub wielu funkcji komórkowych.

Hormony peptydowe, tj. białkowe są rozpoznawane przez receptory błony komórkowej. Interakcja hormon-receptor wywołuje szereg dość szybkich wydarzeń, w wyniku których, zwiększa się stężenie międzykomórkowe drugiego przekaźnika, mającego za zadanie przetworzyć informację hormonalną do wnętrza komórki. Drugim przekaźnikiem może być odpowiednio zmodyfikowana cząsteczka, np. cAMP bądź cGMP (pochodząca z cyklizacji: pierwsza ATP, druga cyklicznego GTP), lub jon uwolniony do cytoplazmy, np. wapń.

61) Hormony trzustki.

• insulina (regulacja ilości cukru we krwi)

• glukagon (regulacja ilości cukru we krwi)

• somatostatyna

• polipeptyd trzustkowy

60) Hormony przysadki mózgowej.

• przysadka mózgowa: płat przedni

• somatotropina (GH), (STH), hormon wzrostu.

• prolaktyna (PRL)

• hormon adrenokortykotropowy (ACTH)

• hormon tyreotropowy (TSH)

• hormon folikulotropowy (FSH)

• hormon luteinizujący (LH)

• hormon lipotropowy (LPH)

• przysadka mózgowa: płat tylny

Płat tylny – nerwowy przysadki nie produkuje hormonów, jedynie gromadzi hormony wyprodukowane w podwzgórzu:

oksytocynę

wazopresynę (hormon antydiuretyczny, ADH, VP)

62) Hormony pochodzenia aminokwasów a) hormony tarczycy, b) hormony katecholowe :

a)tarczyca = tyroksyna, trójodotyronina, kalcytonina

b)katecholowe = znalazlem tylko że hormony ukladu nerwowego odpowiedzialne za POZIOM I REGULACJE ADRENALINY

66) Witaminy rozpuszczalne w tłuszczach.

Witamina A (retinol)

• Występowanie: tran, wątroba, warzywa i owoce czerwone i żółte, szpinak, masło

• Rola w organizmie: utrzymuje normalny stan skóry, nabłonka, oczu

• Objawy niedoboru: kurza ślepota, choroby śluzówek, łuszczenie się skóry, zahamowanie wzrostu

Witamina D (kalcyferol)

• Nie jest syntetyzowana przez rośliny, źródłem są zatem produkty zwierzęce.

• Występowanie: drożdże, masło, tran, mleko pełne. Organizm ludzki wytwarza tę witaminę w kontakcie z promieniami słonecznymi. Zaleca się więc korzystanie z umiarkowanych dawek słońca.

• Rola w organizmie: zapewnia prawidłową gospodarkę wapniową, niezbędna do prawidłowego wzrostu kośćca.

• Skutki niedoboru: deformacje (krzywica) kości u dzieci.

Witamina E (tokoferol)

• Występowanie: oleje roślinne, orzechy, kiełki pszenicy, ryby, jaja, wątroba.

• Rola w organizmie: hamuje utlenianie tłuszczów w organizmie, zapewnia prawidłowy rozwój gonad.

• Objawy niedoboru: obniżenie płodności, osłabienie mięśni

Witamina K (filochinon)

• Występowanie: szpinak, kapusta, mięso, wątroba. Zwykle zapotrzebowanie na nią jest pokrywane przez produkcję bakterii flory jelitowej człowieka.

• Rola w organizmie: udział w krzepnięciu krwi.

• Objawy niedoboru: częste i długotrwałe krwawienia.

65) Witaminy rozpuszczalne w wodzie.

Witaminy z grupy B (B1, PP, B2, B6, B11, B12)

• Występowanie: poza witaminą B12, która syntetyzowana jest tylko przez organizmy zwierzęce, dobrym źródłem wszystkich witamin grupy B są: wątroba, drożdże, ziarna zbóż, niektóre warzywa, jaja.

• Rola w organizmie: wiele procesów metabolicznych.

• Skutki niedoboru:

• B1 (tiamina): choroba beri-beri (bóle rąk i nóg, drżenie i osłabienie mięsni, niewydolność krążenia)

• PP (niacyna) : niedobór rzadko stwierdzany, jeśli już to towarzyszy mu: zmęczenie, depresje, zaburzenia pamięci

• B2 (ryboflawina): pękanie kącików ust, zapalenia skóry

• B6 (pirydoksyna): anemia, łojotok, schorzenia skóry

• B11 (folacyna) : zakłócenia procesu krwiotwórczego mogące prowadzić do anemii, niedobór u kobiet w ciąży zwiększa ryzyko wad cewy nerwowej płodu

• B12 (kobalamina): anemia, ogólne osłabienie

Witamina C (kwas askorbinowy)

• Niezbędna przy wchłanianiu żelaza. Bardzo rozległe działanie.

• Występowanie: świeże owoce (truskawki, porzeczki, pomidory, cytrusy), kiszonki, natka pietruszki. W wysokiej temperaturze łatwo ulega rozkładowi, dlatego najlepszym jej źródłem są surowe owoce i warzywa.

• Rola w organizmie: aktywator licznych enzymów, wzmacnia mechanizmy odpornościowe, uczestniczy w utlenianiu biologicznym.

• Skutki niedoboru: spadek odporności, szkorbut: krwawienia z dziąseł, wypadanie zębów, powolne gojenie się ran.

64) Ogólna charakterystyka witamin i składników mineralnych..

I. Witaminy

Witaminy stanowią grupę związków o różnej budowie chemicznej (kwasy, alkohole, sole), zwykle niewielkie ich ilości warunkują prawidłowy przebieg procesów metabolicznych albo bezpośrednio albo pośrednio, jako koenzymy enzymów (np. witamina H). Odkrywcą witamin był K. Funk - z pochodzenia Polak, który wykrył witaminę B1 w otrębach ryżu. Brak witamin to tzw. awitaminoza, nadmiar to hiperwitaminoza. Witaminami rozpuszczalnymi w tłuszczach są witaminy: A, D, E i K. Dlatego np. należy spożywać surówkę z marchewki z odrobiną tłuszczu np. oliwy. Pozostałe witaminy (witaminy grupy B i witamina C) są rozpuszczalne w wodzie. Rośliny same potrafią syntetyzować witaminy, natomiast człowiek musi je przyjmować w formie gotowej lub w postaci prowitamin np. beta-karotenu, który jest przekształcany w witaminę A.

II. Składniki mineralne:

Podstawowymi pierwiastkami budulcowymi (pierwiastki biogenne) organizmów żywych są: węgiel, wodór, tlen, azot, siarka i fosfor. Pierwiastki biogenne razem z potasem, sodem, wapniem, magnezem, oraz chlorem zwane są makroelementami.

Mikroelementy to takie pierwiastki, które występują w śladowych ilościach, jednak ich obecność jest nieodzowna. Są to m.in. żelazo, cynk, mangan, molibden, bor, jod i in.

Znaczenie poszczególnych makroelementów:

Bez C, H, O nie istniałoby życie.

Niedobór azotu powoduje zaburzenie bilansu azotowego objawiającego się m. in. chudnięciem i obrzękami, co można zaobserwować u ludzi cierpiących na niedożywienie, a szczególnie w przypadku diety ubogiej w białko.

Niedobór fosforu, może doprowadzić do zahamowania przemian metabolicznych, bowiem fosfor jest ważnym składnikiem przenośników energii (ATP i ADP). Podobnie jak niedobór wapnia, może także powodować krzywicę.

Niedobór wapnia, którego dobrym źródłem są przede wszystkim: nabiał, brokuły, orzechy, ciemne warzywa liściaste, powoduje choroby kości i zębów, trudności w krzepnięciu krwi (podobnie jak witamina K).

Magnez występuje m.in. w kakao, ryżu, kaszach, bananach, warzywach strączkowych oraz w wodach mineralnych, a jego niedobór powoduje kurcze mięsni, osłabienie i nieregularna pracę serca.

Niedobór potasu, występującego m.in. w produktach pochodzenia roślinnego (np. ziemniaki) powoduje osłabienie organizmu, akcji serca oraz mięsni szkieletowych i gładkich. Cennym źródłem potasu są również gotowane wywary warzywne.

Znaczenie wybranych mikroelementów:

Spośród mikroelementów na szczególną uwagę zasługuje żelazo. Dobrze zbalansowana dieta wegetariańska bogata w ciemnozielone warzywa liściaste, kasze, orzechy, suszone owoce, soję, rekompensuje brak żelaza wywołany nie spożywaniem mięsa. Mięso jest najlepszym źródłem żelaza. Żelazo wchłaniane jest w środowisku kwaśnym dlatego dobrze jest łączyć podawanie żelaza z witaminą C. Aby zapobiec anemii, kobietom w ciąży polecane jest spożywanie preparatów zawierających żelazo.

Inne mikroelementy występują w zadawalających ilościach w różnych produktach pochodzenia naturalnego. Zatem im mniej przetworzona żywność tym bogatsze źródło mikroelementów. W diecie współczesnego człowieka niestety jest wiele żywności poddanej silnej obróbce, stąd częste niedobory np. cynku, objawiające się głównie problemami ze skórą, włosami, paznokciami. Zwracajmy również uwagę na jod, obecnie stosuje się w kuchni sól jodowaną, dawniej jednak u ludzi mieszkających daleko od morza obserwowano powiększenie tarczycy a u dzieci nawet niedorozwój umysłowy. Mikroelementem o niedobór którego raczej nie musimy się martwić jest fluor, w krajach, w których woda jest fluorowana jego spożycie jest wystarczające.

67) Mikroelementy – pierwiastki śladowe??

Są to składniki mineralne stanowiące poniżej 0,01% masy ciała. Zazwyczaj znajdują się w pożywieniu w niewielkiej ilości, ale ich rola — jako kofaktorów w różnych procesach metabolicznych — jest niezwykle istotna. W organizmie człowieka znajduje się prawie cały układ kresowy pierwiastków, lecz tylko niektóre z nich zostały uznane za niezbędne.

63) Hormony steroidowe i ich podział na 5 klas.

Hormony sterydowe – grupa hormonów o zbliżonej budowie, opartej na pierścieniu węglowodorowym cholesterolu o różnorodnych funkcjach biologicznych. Hormony sterydowe są małocząsteczkowymi hormonami, które bez trudu przenikają przez błonę komórkową i dla których receptory znajdują się w jądrze komórek, na które oddziałują.

Do hormonów sterydowych zalicza się także witaminę D, która jako jedyna spośród tego rodzaju hormonów nie jest oparta na strukturze cholesterolu.

Za syntezę hormonów sterydowych w komórce odpowiada gładkie retikulum endoplazmatyczne.

Istnieje kilkadziesiąt różnych hormonów sterydowych, które spełniają najrozmaitsze funkcje regulacyjne w organizmach zwierząt i organizmie człowieka. Do najbardziej znanych należą hormony płciowe męskie (androgeny), takie jak np. testosteron i żeńskie (estrogeny i gestageny), m.in. estradiol i progesteron. Są one syntezowane w jądrach lub jajnikach oraz nadnerczach.

Inne znane hormony sterydowe to:

kortykosterydy - powstające w korze nadnerczy, (m.in. kortyzon - który kontroluje przemianę białek w cukry oraz aldosteron, który reguluje metabolizm jonów sodu i potasu

ekdyzon - hormon produkowany przez owady, który stymuluje ich przepoczwarzanie się.

Produkcja poszczególnych hormonów sterydowych znajduje się pod kontrolą specyficznych hormonów nadrzędnych:

aldosteron / angiotensyna

hormony płciowe

kortyzol