Bufory to roztwory złożone ze słabszych kwasów lub słabych zasad ich sole maja zdolność przeciwdziałania zmianom PH, zarówno w czasie ich rozcieńczania jak i podczas dodawania do nich niewielkich ilości mocnego kwasu lub zasady.
Bufor octanowy -Ch3COOH-słaby kwas; CH3COOH sól tego kwasu
Bufor amonowy - NH3H20 - słaba zasada; Nh4Cl - sól tej zasady.
Mechanizm działania - roztwory buforowe maja za zadanie wiązanie powstających w metabolizmie jonów H+ lub OH- i eliminowanie ich z ustroju utrzymując stałe ich stężenie. Istotną buforowania jest wiązanie silnego kwasu przez amony słabego kwasu pochodzące z soli, w wyniku czego powstaje słaby kwas.
Dwa tory rozkładu glikogenu:
-egzogenny [trawienie] przebiega przy pomocy enzymów amylolitycznych. Do nich należy amylaza ślinowa i także amylaza trzustkowa. W trzustce glikogen rozkładany jest do maltriozy maltozy i glukozy. Końcowym produktem trawienia są monosacharydy głównie glukoza która wchłaniana jest na drodze aktywnego transportu.
Endogenny: przemiana glikogenu w komórkach. Włączony jest Pi nieorganiczny fosforan. W czasie tego rozpadu dołączany jest do cząsteczki odszczepionego cukru fosforan i powstaje glukoza. W tym torze działa fosforylaza która odszczepia pojedyncze aminy i przyczepia je do miejsca oddalonego o trzy jednostki glikozydowe miejsca rozłączenia. Inny enzym przenosi fragment trójkowy na koniec innego łańcucha. Tego wiązania fosforylaza nie jest w stanie rozłożyć dlatego na ten cukier działa inyy enzym 1,6 glukozydaza. Ten cukier uwalniany jest w postaci wolnej glukozy. Dzięki temu fosforylaza może po kolei odcinać reszty glukozowe w postaci glukozo-1-fosforanu.
PH- oznacza odczyn pH czystej wody jest równe 7. Każde pH mniejsze niż 7 odpowiada roztworowi kwaśnemu, a większe niż 7 - roztworowi zasadowemu. Większość przemian w organizmie człowieka uzależniona jest w wysokim stopniu od pH. Wszystkie procesy hydrolizy tłuszczów cukrów czy białek uzależnione są od działalności enzymów, a enzymy dla swej aktywności potrzebują odpowiedniego środowiska czyli pH. Wszystkie enzymy są wrażliwe na szczególnie niskie lub szczególnie wysokie pH . Wielkość pH krwi ludzkiej utrzymuje się w granicach 7,3-7,5
Metabolizm białek-nie można człowieka pozbawić białek pokarmowych, bo białka są dostarczycielami związku z azotem. Białka muszą pokrywać brak azotu tzn. Bilans azotowy, musi być zerowy [tyle azotu ile ubywa tyle powinno być dostarczone];natomiast u sportowców bilans powinien być dodatni. Ujemny ten bilans N - powoduje zakłócenie procesu syntezy białka. Wszystkie białka ulegają rozpadowi potem są odbudowywane [ białka śluzówki jelita bardzo się wymieniają] Zawartość białek w suchej masie dorosłego człowieka wynosi średnio 56% a tkankach miękkich do 75%t. Organizm człowieka nie jest w stanie sam wyprodukować wszystkich aminokwasów dlatego ważne jest pobieranie białek w pokarmie , człowiek musi je dostarczyć 1-2% masy białkowej przez pokarm
Glikogen-polisacharyd zapasowy pochodzenia zwierzęcego magazynowany w wątrobie i mięśniach. Jest polimerem glukozowym. Składa się z reszt D-glukozy jego budowa strukturalna podobna jest do amylopektyny, z tym że dla bardzo wielu procesów fizjologicznych, skurczu mięśni, praca tkanki nerwowej.
Stała Michaelsa- [Km] (przy stałej wartości enzymów) opisuje zależność substratu do szybkości reakcji. To takie stężenie substratu w którym osiągalna jest połowa szybkości maksymalnej. Mówi nam o powinowactwie enzymu do substratu. Im mniejsza Km tym większe powinowactwo enzymu do substratu. Im większa Km tym mniejsze powinowactwo enzymu do substratu.. Gdy Vmax jest przy bardzo dużym stężeniu substratów to reakcje enzymatyczne przebiegają z szybkością maksymalną
Łańcuch oddechowy- to układ enzymatyczny który jest wykorzystywany do przekazywania protonów i elektronów jest zlokalizowany w wewnętrznej błonie mitochondrialnej. W skład niego wchodzą trzy układy białkowe (kompleks 3 i 4) Kompleks1 - dyhydrogeneza NAD. Przekazuje je do układu zwanego uhibinonem. Hinon - struktura organiczna mająca pierścień aromatyczny, związek łatwo ulegający utlenieniu. przemiany w cyklu krebsa dostarczające NADH i FADH znajdują się w macierzy mitochondrialnej wodory sa oddawane przez te koenzymy na kompleks 1,3,4 kończącym etapem jest tlen i tworzy się h2o. Równocześnie te układy działają jak pompy protonowe, przerzucając protony z przestrzeni wewnątrz mitochondrialnej do przestrzeni między-błoniastej
Działanie buforowe hemoglobiny- hemoglobina jest najważniejszym układem buforującym wśród białek - wynika to z faktu ze stanowi ona prawie ¾ całkowitego białka krwi. Ma ona charakter kwaśny z powodu przewagi grup kwasowych hemu nad grupami zasadowymi globiny - stąd hemoglobina posiada zdolność wiązania zasad. Może też wiązać protony i je uwalniać.
Reakcje utleniania to proces polegający na utracie elektronów przez obojętne atomy, cząsteczki lub jony. Redukcja-proces odwrotny do utleniania polegający na pobieraniu elektronów przez atomy. Substancja ulegająca utlenianiu, czyli oddająca elektrony to reduktor. Substancja ulegająca redukcji czyli pobierająca elektrony nosi nazwę utleniacza.
Rezerwy glikogenu, mechanizm ich uruchamiania w mięśniach i wątrobie-
Glikogen jest wielocukrem czyli polisacharydem zbudowanym z wielu tysięcy cząsteczek cukru prostego - glukozy. Stanowi on główna formę magazynowania węglowodanów w organizmie człowieka. Gromadzony jest w mięśniach i wątrobie i z obu tych źródeł może być wykorzystywany podczas pracy mięśni jako substrat do resyntezy ATP. Wyczerpanie zapasów glikogenu mięśniowego uważane jest za jedną z przyczyn zmęczenia lokalnego.
Proces syntezy glikogenu zachodzi zarówno w mięśniach jak i w wątrobie z glukozy pochodzącej głównie z węglowodanów zawartych w pożywieniu trawionych przewodzie pokarmowym. Glikogen wątrobowy może powstawać także z glukozy syntetyzowanej w organizmie w procesie zwanym glukoneogenezą. Prekursorami glukozy w tym procesie mogą być niektóre aminokwasy, kas mlekowy, oraz glicerol. Proces syntezy glikogenu zarówno w mięśniach jak i w wątrobie wymaga nakładu energii w postaci związków wysokoenergetycznych - ATP i UTP. Zachodzi ona głównie po wysiłku fizycznym co jest związane ze wzrostem aktywności enzymów katalizujących ten proces. Na wielkość zapasów glikogenu ma również wpływ zawartość węglowodanów w diecie, stężenie glukozy w komórkach poziom niektórych hormonów a także trening.
Utlenianie biologiczne
Jest ciągiem oddzielnych reakcji redox które polegają na transporcie protonów i elektronów z zredukowanych substratów na tlen. Substancje pośredniczące w przenoszeniu protonów i elektronów są elementami łańcucha oddechowego
NAD+ -> NAD+ + 2H+ + 2E- ->NADH + H+
FAD->FAD+2H+ +2E->FADH2
utlenianie biologiczne, procesy enzymatyczne przebiegające w każdej komórce żywego organizmu, w których wyniku cząsteczki węglowodanów, kwasów tłuszczowych i aminokwasów zostają ostatecznie rozłożone na dwutlenek węgla i wodę, a powstająca energia zostaje zachowana i zmagazynowana w postaci użytecznej biologicznie. Może występować w postaci oddychania komórkowego tlenowego i beztlenowego. W pierwszym wyróżnia się trzy zasadnicze etapy: glikolizę, zachodzącą w cytoplazmie komórkowej, oraz cykl Krebsa (spalanie metabolitów powstałych z przemiany węglowodanów, tłuszczów i aminokwasów oraz tworzenie energii i dwutlenku węgla wydalanego przez organizm) i łańcuch oddechowy (tworzenie cząsteczek wody z tlenu pobranego z krwi przez redukcję wodorem), zachodzące w mitochondriach.
Jak stężenie PH wpływa na zmianę ładunków w aminokwasach
Stężenie jonów wodorowych odgrywa dużą rolę w katalizie enzymatycznej. W Zależności od PH środowiska reakcji następują zmiany elektrostatyczne dotyczące grup aminowych i karboksylowych białka enzymatycznego. Wpływa to bezpośrednio na centrum katalityczne enzymu oraz na centrum katalityczne enzymu oraz reakcje z substratem. Nie bez wpływu na wypadkową optymalna wartość PH i substratu. Dla większości enzymów tzw optimum PH które wynosi 7. Istnieje wiele enzymów działających najlepiej przy innych wartościach pH pepsyna[1,8], disacharydazy[6,0],trypsyna[8,0],arginaza[10,0]. Niektóre enzymy mogą efektywnie działać tylko w niewielkim przedziale pH. Inne natomiast charakteryzuje szeroki profil tzn maja podobna aktywność w zakresie kilku jednostek pH.
PH poniżej 7 - H+ wiąże się z grupa NH3, powyżej 7- OH- wiąże się z grupa COO-
tzn. bierze od niego H+ i łączy się w wodę a NH3 zmienia się w NH2
Utlenianie biologiczne- substrat oddechowy+AW [akcept wodorowy] -> enzymy->produkt +zredukowany AW + E ->40%ATP zużywane przez organizm i 60% ciepło do otoczenia
Mięśnie-glikogen do działania uruchamia fosforylaza która powoduje odłączanie się reszt glukozowych. Glukoza jest nieaktywna więc nie może przedostać się z mięśni do innych tkanek. Jest wykorzystywana tylko przez mięśnie.
Wątroba - foforylaza powoduje odłączanie reszt glukozonylu a fosfataza je uaktywnia i powstaje1,6glukozofosforan. Dzięki temu glukoza może przenikać do innych tkanek i być przez nie wykorzystywana.
Cykl krebsa jest to proces utleniania i dlatego tlen jest konieczny do przeprowadzenia tego procesu
Od czego zależy wartość dodatnia i ujemna aminokwasów - Punkt izoelektryczny to takie stężenie PH przy którym białko ma ładunek ujemny.
PH>pkt izoel. - białko ma - | PH< pkt. izoel. - białko ma +
PH = pkt izoel. - białko jest obojętne
Izomeria L i B - kiedy gr OH nad płaszczyzną polaryzacji to jest to izomeria typu B a gdy pod to jest to izomeria typu L
Dlaczego białka sa buforami? - ponieważ są to związki amfoteryczne [mają 2 grupy funkcyjne] mogą się zachowywać jak słaby kwas lub słaba zasada w zależności od potrzeby. Dzięki temu regulują poziom PH w organizmie
Tor - egzogenny - zachodzi w jamie ustnej -> żołądku enzymy - amylaza. Powstają glukoza która nie jest aktywna trzeba dołączyć resztę fosforową aby ja uaktywnić. Powstaje glukozo-6-fosforan. Zużywana jest 1 cz. ATP
Tor endogenny - w mięśniach i wątrobie - enzymy fosforylaza i fosfotaza. Od razu powstaje glukozo 6 fosforan wiec nie ma straty energii