ՍՆՆԴԻ ԿԵՆՍԱՔԻՄԻԱ

Պեպտիդներ

Դրանք պարունակում են երեքից մի քանի տասնյակ ամինաթթուների մնացորդներ։ Նրանք գործում են միայն նյարդային համակարգի բարձր մասերում։

Այս պեպտիդները, ինչպես կատեխոլամինները, գործում են ոչ միայն որպես նյարդային հաղորդիչներ, այլ նաև որպես հորմոններ։ Նրանք շրջանառության համակարգի միջոցով տեղեկատվություն են փոխանցում բջիջից բջիջ: Դրանք ներառում են.

ա) Նեյրոհիպոֆիզային հորմոններ (վազոպրեսին, լիբերիններ, ստատիններ). Այս նյութերը միաժամանակ և՛ հորմոններ են, և՛ միջնորդներ։

բ) ստամոքս-աղիքային պեպտիդներ (գաստրին, խոլեցիստոկինին). Գաստրինը սով է առաջացնում, խոլեցիստոկինինը` հագեցվածություն, ինչպես նաև խթանում է լեղապարկի կծկումը և ենթաստամոքսային գեղձի աշխատանքը:

գ) օփիատի նման պեպտիդներ (կամ անզգայացնող պեպտիդներ): Ձևավորվում է պրոոպիոկորտինի պրեկուրսոր սպիտակուցի սահմանափակ պրոտեոլիզի ռեակցիաներով: Նրանք փոխազդում են նույն ընկալիչների հետ, ինչ օփիատները (օրինակ՝ մորֆինը)՝ դրանով իսկ ընդօրինակելով նրանց գործողությունը։ Ընդհանուր անվանումը՝ էնդորֆինները, ցավազրկում են: Նրանք հեշտությամբ ոչնչացվում են պրոտեինազներով, ուստի դրանց դեղաբանական ազդեցությունը աննշան է:

դ) Քնի պեպտիդներ. Նրանց մոլեկուլային բնույթը հաստատված չէ։ Հայտնի է միայն, որ դրանց ընդունումը կենդանիներին քուն է առաջացնում։

ե) Հիշողության պեպտիդներ (սկոտոֆոբին). Կուտակվում է առնետների ուղեղում մութից խուսափելու մարզումների ժամանակ:

զ) Պեպտիդներ՝ RAAS համակարգի բաղադրիչներ. Ապացուցված է, որ անգիոտենզին-II-ի ներմուծումը ուղեղի ծարավի կենտրոն առաջացնում է այս սենսացիայի տեսքը և խթանում է հակադիուրետիկ հորմոնի սեկրեցումը:

Պեպտիդների առաջացումը տեղի է ունենում սահմանափակ պրոտեոլիզի ռեակցիաների արդյունքում, դրանք նույնպես քայքայվում են պրոտեինազների ազդեցությամբ։

Լավ դիետան պետք է պարունակի.

1. ԷՆԵՐԳԻԱՅԻ ԱՂԲՅՈՒՐՆԵՐԸ (ԱԾԽԱՋՐԱՏՆԵՐ, ՃԱՐՊԵՐ, ՍՊՏՈՒՏԻՆՆԵՐ):

2. ՉՓՈԽԱՐԻՆԵԼԻ ԱՄԻՆՈԹԹՈՒՆԵՐ.

3. ՈՉ ՓՈԽԱՐԻՆԱԿԱՐԳԻՑ ՅԱՐԳԱԹԹՈՒՆԵՐ.

4. ՎԻՏԱՄԻՆՆԵՐ.

5. ԱՆՕՐԳԱՆԱԿԱՆ (ՀԱՆՔԱՅԻՆ) ԹԹՈՒՆԵՐ.

6. Մանրաթել

ԷՆԵՐԳԻԱՅԻ ԱՂԲՅՈՒՐՆԵՐ.

Ածխաջրերը, ճարպերը և սպիտակուցները մակրոէլեմենտներ են: Դրանց սպառումը կախված է մարդու հասակից, տարիքից և սեռից և որոշվում է գրամով։

Ածխաջրերկազմում են մարդու սննդի էներգիայի հիմնական աղբյուրը՝ ամենաէժան սնունդը: Զարգացած երկրներում ածխաջրերի սպառման մոտ 40%-ը զտված շաքարից է, իսկ 60%-ը՝ օսլայից։ Ավելի քիչ զարգացած երկրներում օսլայի մասնաբաժինը մեծանում է։ Ածխաջրերի շնորհիվ մարդու օրգանիզմում գոյանում է էներգիայի հիմնական մասը։

Ճարպերէներգիայի հիմնական աղբյուրներից է։ Նրանք մարսվում են աղեստամոքսային տրակտում (GI) շատ ավելի դանդաղ, քան ածխաջրերը, ուստի ավելի լավ են նպաստում հագեցվածության զգացմանը: Բուսական ծագման տրիգլիցերիդները ոչ միայն էներգիայի աղբյուր են, այլ նաև էական ճարպաթթուներ՝ լինոլիկ և լինոլենիկ:

Սպիտակուցներ- էներգետիկ ֆունկցիան նրանց համար գլխավորը չէ։ Սպիտակուցները էական և ոչ էական ամինաթթուների աղբյուր են, ինչպես նաև օրգանիզմում կենսաբանական ակտիվ նյութերի պրեկուրսորներ: Այնուամենայնիվ, երբ ամինաթթուները օքսիդացվում են, էներգիա է առաջանում: Չնայած այն փոքր է, այն կազմում է էներգետիկ դիետայի որոշ մասը:

«Arthropods. Chordates» առարկայի բովանդակության աղյուսակ.

Կենդանի օրգանիզմների քիմիայի ուսումնասիրությունը, այսինքն. կենսաքիմիա, սերտորեն կապված է XX դարում կենսաբանության ընդհանուր բուռն զարգացման հետ։ Կենսաքիմիայի կարևորությունըայն է, որ այն ապահովում է ֆիզիոլոգիայի հիմնարար ըմբռնում, այլ կերպ ասած՝ ըմբռնում, թե ինչպես են աշխատում կենսաբանական համակարգերը:

Սա իր հերթին կիրառություն է գտնում գյուղատնտեսության մեջ (թունաքիմիկատների, թունաքիմիկատների ստեղծում և այլն); բժշկության մեջ (ներառյալ ամբողջ դեղագործական արդյունաբերությունը); տարբեր ֆերմենտացման գործարաններում, որոնք մեզ մատակարարում են ապրանքների լայն տեսականի, ներառյալ հացաբուլկեղենը. վերջապես սննդի և սննդի հետ կապված ամեն ինչում, այսինքն՝ դիետոլոգիայում, սննդի արտադրության տեխնոլոգիայի և դրանց պահպանման գիտության մեջ։ Կենսաքիմիայի հետԿենսաբանության մի շարք խոստումնալից նոր ուղղությունների առաջացումը, ինչպիսիք են գենետիկական ճարտարագիտությունը, կենսատեխնոլոգիան կամ գենետիկ հիվանդությունների ուսումնասիրության մոլեկուլային մոտեցումը, նույնպես կապված են:

Կենսաքիմիակարևոր միավորող դեր է խաղում նաև կենսաբանության մեջ։ Կենսաքիմիական մակարդակում կենդանի օրգանիզմներին դիտարկելիս ոչ այնքան նրանց միջև եղած տարբերություններն են ավելի ցայտուն, որքան նրանց նմանությունները:

Կենդանի օրգանիզմներում հայտնաբերված տարրեր

Կենդանի օրգանիզմներում պարունակվող տարրեր

Երկրակեղևում կա մոտ 100 քիմիական տարրերբայց դրանցից միայն 16-ն են անհրաժեշտ կյանքի համար։ Կենդանի օրգանիզմներում ամենատարածվածը (ատոմների քանակի նվազման կարգով) չորս տարրերն են՝ ջրածինը, ածխածինը, թթվածինը և ազոտը։

Նրանք կազմում են բոլոր կենդանի օրգանիզմները կազմող ատոմների զանգվածի և քանակի ավելի քան 90%-ը: Այնուամենայնիվ, երկրային առաջինում տարածվածության չորս տեղզբաղեցնում են թթվածինը, սիլիցիումը, ալյումինը և նատրիումը։ Կենսաբանական նշանակությունՋրածինը, թթվածինը, ազոտը և ածխածինը հիմնականում կապված են դրանց վալենտության հետ՝ համապատասխանաբար 1, 2, 3 և 4, ինչպես նաև նույն վալենտության մյուս տարրերից ավելի ուժեղ կովալենտային կապեր ստեղծելու ունակությամբ։

Կենսաբանական (կենսաքիմիական) տարրերի համակարգեր

Հայտնի է, որ համալիր տեղեկատվական սարքերի կառուցումը և շահագործումը հիմնված է ստանդարտ միասնական հանգույցների և տարրերի օգտագործման վրա: Օրինակ, թվային տեխնոլոգիայի բոլոր տեղեկատվական գործընթացները հիմնված են տարբեր բնորոշ տրամաբանական տարրերի օգտագործման վրա, որոնք կատարում են տարրական տրամաբանական գործառույթներ և երկուական տեղեկատվության փոխակերպման ամենապարզ գործողությունները: Տրամաբանական տարրերն օգտագործվում են ինչպես էլեկտրոնային սխեմաներ կառուցելու, այնպես էլ երկուական տեղեկատվության մշակման համար։ Ա տեսական հիմքմիացման սխեմաների վերլուծության մեջ են տրամաբանական հանրահաշիվների օրենքներն ու սկզբունքները: Տրամաբանական հանրահաշիվում համարվում են փոփոխականներ, որոնք կարող են ընդունել միայն երկու արժեք՝ 1 և 0: Տրամաբանական ինտեգրալ սխեմաների տիպիկ կառուցվածքները սովորաբար հիմնված են գործողություններ կատարող տարրերի վրա՝ ԵՎ, ԿԱՄ, ԵՎ-ՉԻ, ԿԱՄ-ՈՉ: Միկրոէլեկտրոնային տեխնոլոգիայի բոլոր կամայական բարդ թվային սարքերը կառուցված են տրամաբանական տարրերի հիման վրա, որոնք իրականացնում են երկուական թվաբանության ամենապարզ տրամաբանական գործողությունները և ֆունկցիաները: Հիմնական տարրերը մի տեսակ շենքային և ֆունկցիոնալ միավորներ են և օգտագործվում են ինչպես նախագծման, այնպես էլ թվային տեղեկատվական համակարգերի կառուցման մեջ: Նրանք իրականացնում են տրամաբանական գործողությունների ֆունկցիոնալ ամբողջական փաթեթ, ուստի դրանք օգտագործելիս կարող եք ստանալ ցանկացած բարդության տրամաբանական ֆունկցիա: Ավելին, տարրի յուրաքանչյուր բնորոշ տրամաբանական սխեման կազմված է առանձին դիսկրետ ֆիզիկական բաղադրիչների հիման վրա՝ տրանզիստորներ, ռեզիստորներ, կոնդենսատորներ և դիոդներ:

Զարմանալիորեն, նույն օրինաչափությունները նկատվում են կենդանի մոլեկուլային համակարգերը դիտարկելիս: Կենդանի մոլեկուլային համակարգերը նույնպես ունեն իրենց միասնական կենսաբանական (կենսաքիմիական) տարրերի բազան։ Ուստի այստեղ հնարավոր է նաև ընդհանրացված մոտեցում՝ հիմնված պարզ օրգանական մոլեկուլների (մոնոմերների) օգտագործման վրա, որոնք կատարում են տարբեր կենսաբանական մոլեկուլների և կառուցվածքների բաղկացուցիչ տարրերի դերը։ Իսկ մոլեկուլային բազայի կիրառման «տեսական և տեխնոլոգիական» հիմքը նրանց ունիվերսալ օրենքներն ու սկզբունքներն են, որոնք, անալոգիայով, կարելի է վերագրել «մոլեկուլային կենսաքիմիական տրամաբանության» օրենքներին։ Կենսաքիմիական տրամաբանությունը նախատեսում է նաև այնպիսի հասկացություն, ինչպիսին է «մոլեկուլային կենսաբանական տարր»: Այս փաստը ևս մեկ անգամ հիշեցնում է, որ ցանկացած կենդանի բջիջ տեղեկատվական համակարգ է։ Ուստի դրա գործելու օրենքները հասկանալու համար նախ և առաջ պետք է հասկանալ նյութի կենդանի ձևի տարրական հիմքը և դրա օգտագործման սկզբունքներն ու կանոնները։ Սա այս հոդվածի հիմնական թեման է:

Հայտնի է, որ բոլոր կենդանի օրգանիզմները բաղկացած են միևնույն մոլեկուլային շինանյութերից՝ ավելի քան երեք տասնյակ բնորոշ կենսաքիմիական (կենսաբանական) տարրերից բաղկացած ստանդարտ հավաքածու՝ նուկլեոտիդներ, ամինաթթուներ, պարզ շաքարներ, ճարպաթթուներ և այլն։ Այս մոնոմերների թիվը փոքր է։ , և նրանք ունեն նույն կառուցվածքը բոլոր տեսակի օրգանիզմներում։ Ավելին, յուրաքանչյուր տարր առանձին-առանձին ներկայացնում է նաև ամենապարզ սխեման, որի կառուցվածքային բաղադրիչները կարող են լինել մի քանի քիմիական տարրեր՝ ջրածին, թթվածին, ածխածին, ազոտ, ֆոսֆոր և ծծումբ։

Եվ յուրաքանչյուր տարրի բաղադրության մեջ որոշակի բնորոշ ֆունկցիոնալ ատոմային խմբերի, կողային խմբերի և ատոմների առկայությունը հնարավորություն է տալիս կանխատեսել ոչ միայն նրա վարքագիծը քիմիական ռեակցիաներում, այլ նաև կանխատեսել կառուցվածքային և տեղեկատվական դերը, որը տարրը կխաղա բաղադրության մեջ: մակրոմոլեկուլի.

Այսպիսով, կենդանի համակարգերը տարբեր կենսաբանական մոլեկուլների և կառուցվածքների կառուցման ժամանակ օգտագործում են իրենց հատուկ, զուտ հատուկ մոլեկուլային տարրերը: Այս տարրերը (որպես կենդանի նյութի մաս) իրականացնում են տարրական կենսաքիմիական գործառույթների և գործողությունների ֆունկցիոնալ ամբողջական շարք, հետևաբար, դրանք օգտագործելիս կենդանի բնությունը կարող է ստանալ ցանկացած բարդության կենսաբանական գործառույթ: Միևնույն ժամանակ, բնականաբար, կա և՛ անալոգիա, և՛ էական տարբերություններ տեխնիկական և կենսաբանական տարրերի հիմքերի և դրանց կիրառման տեխնոլոգիաների միջև։

Օրինակ, տեխնիկական սարքերի միկրոսխեմաները կարող են բաղկացած լինել մի քանի տեսակի հարյուրավոր, հազարավոր կամ ավելի տրամաբանական տարրերից, որոնք փոխկապակցված են համապատասխան ձևով: Կենսաբանական մակրոմոլեկուլները կարող են բաղկացած լինել նաև մի քանի տեսակի հարյուրավոր, հազարավոր կամ ավելի կենսաքիմիական տարրերից, որոնք կովալենտորեն միանում են միմյանց և գտնվում են բիոմոլեկուլների շղթաներում՝ գծային դիրքային հաջորդականության տեսքով։ Տարբերությունը կայանում է նաև նրանում, որ կենդանի համակարգերը օգտագործում են տեղեկատվության կոդավորման, փոխանցման և իրականացման իրենց սկզբունքներն ու մեթոդները և տեխնիկական համակարգերից տարբերվում են ոչ միայն ենթաշերտային միջավայրով, այլև տեղեկատվության ներկայացման մեթոդներով:

Ավելին, եթե թվային տեխնոլոգիայի տրամաբանական տարրը երկուական տեղեկատվության ամենապարզ փոխարկիչն է, ապա կենդանի համակարգի յուրաքանչյուր կենսաբանական-տրամաբանական տարր ինքնին կատարում է տարրական կառուցվածքային և տեղեկատվական-ֆունկցիոնալ միավորի դեր: Տեխնիկական և կենսաբանական համակարգերում տեղեկատվական հաղորդագրություններն իրականացվում են տարբեր ձևերով: Տեխնիկական սարքերում օգտագործվում են երկուական կոդի տարրական ազդանշաններ 1 և 0: Այսինքն՝ տեղեկատվական հաղորդագրությունները փոխանցելու համար օգտագործվում են ընդամենը երկու թվային նիշ։ Սովորաբար խորհրդանիշ 1-ը համապատասխանում է ներուժին բարձր մակարդակ, խորհրդանիշ 0 - ցածր: Երկուական կոդերը լայնորեն կիրառվում են հիմնականում տրամաբանական գործողությունների և թվաբանական գործողությունների համեմատաբար պարզ ապարատային իրականացման, ինչպես նաև հաղորդագրությունների փոխանցման և պահպանման սարքերի շնորհիվ: Այստեղ յուրաքանչյուր տրամաբանական տարր ծառայում է երկուական տեղեկատվության ամենապարզ փոխարկումներին, այսինքն՝ երկուական սիմվոլների փոխակերպմանը։ Այսպիսով, տեխնիկական սարքերում օգտագործվում է տեղեկատվության փոխակերպման ապարատային մեթոդ:

Այնուամենայնիվ, մեջ կենսաբանական համակարգեր, - տեղեկատվության փոխակերպման ապարատային մեթոդի հետ մեկտեղ օգտագործվում է նաև բուն սարքաշարի կառուցման և փոխակերպման տեղեկատվական մեթոդը։ Սա կենդանի մոլեկուլային համակարգերում տեղեկատվական գործընթացների եզակի առանձնահատկությունն է:

Ավելին, տեղեկատվության միավորը հենց կենսաքիմիական տարրն է, որը տեղեկատվության տառն է կամ խորհրդանիշը։ Ուստի քիմիական տառերի և նշանների (տարրերի) օգնությամբ կառուցվում է բջջի ապարատային համակարգը և, միաժամանակ, ծրագրի տեղեկատվությունը գրվում է նրա կառուցվածքում։ Այսինքն, առաջին փուլում տեղեկատվական հաղորդագրությունները փոխանցվում են կենսաբանական մոլեկուլների «գծային» շղթաներում տառերի կամ նշանների ֆիքսված դիրքային հաջորդականությամբ: Սա նշանակում է, որ եթե տեխնիկական համակարգում օգտագործվում է միայն տեղեկատվության փոխակերպման ապարատային մեթոդը, ապա մոլեկուլային կենսաբանական համակարգում, գենետիկական տեղեկատվության և տարրական բազայի օգնությամբ, նախ տեղի է ունենում տարբեր կենսամոլեկուլների և կառուցվածքների կառուցում և փոխակերպում, և միայն այդ դեպքում այդ միջոցները կարող են մասնակցել տարբեր տեղեկատվական գործընթացներին: Այս առումով բջջի ապարատային մասը դառնում է համապատասխան ծրագրային ապահովման և մոլեկուլային կենսաբանական տեղեկատվության կրողն ու իրականացնողը։

Ստացվում է, որ եթե տեխնիկական համակարգում ապարատը տեղեկատվական սիմվոլների փոխարկիչ է, ապա կենդանի խցում, ընդհակառակը, մոլեկուլային տառերն ու նշանները, կազմակերպված տեղեկատվական հաղորդագրությունների տարբեր մոլեկուլային հաջորդականությունների մեջ, իրենք են հանդես գալիս որպես սարքաշարի փոխարկիչներ: Ավելին, բիոմոլեկուլների գործառույթներն ամբողջությամբ որոշվում են դրանց բաղկացուցիչ կենսաբանական տարրերի (տառեր կամ նշաններ), այսինքն՝ տեղեկատվության տարրական գործառույթներով։ Եվ բիոմոլեկուլի բաղադրության յուրաքանչյուր տարր միշտ փոխազդում է այլ տարրերի կամ ջրի մոլեկուլների հետ՝ համաձայն հատուկ սկզբունքների և կանոնների, որոնք լավ կարելի է անվանել մոլեկուլային կենսաքիմիական տրամաբանության օրինաչափություններ։ Հետեւաբար կենսա քիմիական տարրերայստեղ, ըստ երևույթին, դրանք դառնում են նաև այն ծրագրային տարրերը, որոնց օգնությամբ կառուցվում են կենսաբանական տարբեր մոլեկուլների և կառուցվածքների ֆունկցիոնալ վարքի ալգորիթմներ։ Այսպիսով, բջջի գործունեության ֆունկցիոնալ կողմնորոշումը փոխելու համար որոշակի չափով նոր տեղեկատվական հաղորդագրությունների օգնությամբ անհրաժեշտ է մասամբ փոխել նրա ապարատային համակարգը։ Սարքավորումների համակարգի փոփոխությունը բնականաբար կապված է նոր կենսամոլեկուլների սինթեզի և հների ոչնչացման հետ, որոնք ծառայել են իրենց ժամանակին և կատարել իրենց խնդիրը։ Հետևաբար, յուրաքանչյուր բիոմոլեկուլ իր գործառույթները կատարելուց հետո բաժանվում է տարրական կառուցվածքային և տեղեկատվական միավորների, որոնք կրկին կարող են ներգրավվել տեղեկատվական գործընթացներում։ Օգտագործված տեղեկատվությունը, կարծես, ջնջվում և ջնջվում է, և դրա առանձին տառերը կամ նշանները, այսինքն՝ «մոլեկուլային կենսաբանական տառատեսակը», քայքայվում են, որպեսզի նորից օգտագործվեն նոր տեղեկատվական հաղորդագրություններում կամ բջջային այլ գործընթացներում: Սա մոլեկուլային կենսաբանական համակարգերում տեղեկատվության փոխանցման հիմնական տարբերակիչ առանձնահատկությունն է:

Կենդանի բջիջը խնայող է ամեն ինչում: Եթե ​​հիշենք, որ քիմիական տառերն ու նշանները (տարրերը) կառուցված են առանձին ատոմների և ատոմային խմբերի հիման վրա, ապա կարելի է պատկերացնել, թե ինչ վիթխարի ինֆորմացիա է պահվում գենետիկ հիշողության մեջ և շրջանառվում կենդանի բջջում, որի չափերն են. երբեմն հարյուրերորդական միլիմետր երկարությամբ: Օրինակ, զիգոտը պարունակում է ամբողջ տեղեկատվությունը, որն անհրաժեշտ է ինտեգրալ օրգանիզմի զարգացման համար։

Վերահսկիչ գործողությունները փոխելու համար բջիջը մշտապես կարիք ունի թարմացնելու տեղեկատվական հաղորդագրությունները, ինչը, համապատասխանաբար, հանգեցնում է բջջի ապարատային նորացման: Հետևաբար, կենդանի խցում տեղի է ունենում տեղեկատվության և նյութի անընդհատ շարժում: Մի կողմից, կա վերահսկողության տեղեկատվության մշակման և թարմացման գործընթաց, որը նշանակում է ֆերմենտներ և այլ սպիտակուցային մոլեկուլներ, մյուս կողմից դա հանգեցնում է քիմիական վերահսկվող գործընթացների փոփոխության, որոնք իրականացվում են ֆերմենտների կողմից:

Անհրաժեշտության դեպքում, այդ գործընթացներին աջակցում է քիմիական էներգիայի դոզան շրջանառությունը ATP-ի տեսքով:

Կարելի է տեսնել, որ կենդանի բջիջը օգտագործում է կենսաքիմիական տարրերի տարբեր համակարգեր (այբուբեններ)՝ ստեղծելու բարձր մոլեկուլային միացությունների տարբեր դասեր, ինչպիսիք են նուկլեինաթթուները, սպիտակուցները, պոլիսախարիդները կամ լիպիդները: Նկատի ունեցեք, որ տեղեկատվական տեսանկյունից կենսաբանական մոլեկուլների այս դասերը ոչ այլ ինչ են, քան մոլեկուլային տեղեկատվության տարբեր տեսակներ և ձևեր: Հետևաբար, կենդանի համակարգերում մոլեկուլային տեղեկատվությունն իր տարբեր տեսակներով և ձևերով ներկայացնելու համար գոյություն ունեն տարբեր տեսակի կենսաբանական տարրերի համակարգեր.

• 1) նուկլեոտիդներ՝ ԴՆԹ-ի և ՌՆԹ-ի կառուցվածքային, ֆունկցիոնալ և տեղեկատվական կենսաքիմիական տարրերի համակարգ (այբուբեն). նուկլեինաթթուներ);
• 2) ամինաթթուներ՝ սպիտակուցների կառուցվածքային, ֆունկցիոնալ և տեղեկատվական տարրերի համակարգ (սպիտակուցի մոլեկուլների այբուբեն), որոնց համար գոյություն ունի գենետիկական ծածկագիր՝ նուկլեոտիդների եռյակի տեսքով.
• 3) պարզ շաքարներ՝ պոլիսախարիդների կառուցվածքային և ֆունկցիոնալ տարրեր և տեղեկատվական նշաններ (այբուբեն).
• 4) ճարպաթթուներ, - լիպիդների կառուցվածքային և գործառական տարրեր և տեղեկատվական նշաններ (այբուբեն) և այլն.

Կենսաբանական տարրերի ավելի հստակ նույնականացումն ու դասակարգումը, ամենայն հավանականությամբ, պետք է զբաղվի առանձին առարկայով, ինչպիսին է «մոլեկուլային կենսաբանական ինֆորմատիկան»:

Կենդանի բջջում մոլեկուլային կենսաքիմիական տարրերի (մոնոմերների) համակարգերի առկայությունը զգալիորեն պարզեցնում է մակրոմոլեկուլների և կառուցվածքային բաղադրիչների տարբեր դասերի կառուցման գործընթացները, մեծացնում է դրանց արտադրության արտադրունակությունը և, միևնույն ժամանակ, ընդլայնում է դրանց ֆունկցիոնալ և տեղեկատվական հնարավորությունները:

Ինչպես տեսնում ենք, յուրաքանչյուր ստանդարտ հավաքածու կազմակերպված է տարրերի իր համակարգի մեջ, որն ունի ընդհանուր կենսաքիմիական, կառուցվածքային և տեխնոլոգիական առանձնահատկություններ, ձևավորում է նույն տեսակի կապերը տարրերի միջև, որոնք համատեղելի են իրենց ֆիզիկաքիմիական պարամետրերով: Հիմնականում կենդանի բջջի բոլոր կառուցվածքային և ֆունկցիոնալ բաղադրիչները կառուցված են այս մոլեկուլային տարրերից՝ տարբեր համակցություններով, կազմով և հաջորդականությամբ: Հարկ է նշել, որ բջջի կենսաքիմիական տարրերի յուրաքանչյուր համակարգ առանձին այբուբեն է և բնութագրվում է իր կոդավորման մեթոդով, ինչպես նաև մոլեկուլային կենսաբանական տեղեկատվության ներկայացման տեսակով և ձևով: Սա, համապատասխանաբար, կենդանի համակարգերում տարբեր դասերի և կենսաբանական մոլեկուլների մեծ բազմազանության առաջնային պատճառն է:

Զարմանալիորեն, փաստ է, որ Երկրի վրա ողջ կյանքը՝ աննշան բակտերիայից մինչև մարդ, բաղկացած է նույն շինարարական բլոկներից՝ ավելի քան երեք տասնյակ բնորոշ ֆունկցիոնալ կենսաբանական (կենսաքիմիական) տարրերից:

Այս եզակի հավաքածուն ներառում է.

• 1) ութ նուկլեոտիդ. «դրանցից չորսը խաղում են ԴՆԹ-ի կոդավորման միավորների դերը, իսկ մյուս չորսն օգտագործվում են ՌՆԹ-ի կառուցվածքում տեղեկատվություն գրելու համար»:
• 2) քսան տարբեր ստանդարտ ամինաթթուներ, որոնք կոդավորված են ԴՆԹ-ում և ծառայում են սպիտակուցի մոլեկուլների մատրիցային կառուցմանը.
• 3) մի քանի ճարպաթթուներ - համեմատաբար փոքր քանակությամբ պարզ ստանդարտ օրգանական մոլեկուլներ, որոնք ծառայում են լիպիդների կառուցմանը.

4) պոլիսախարիդների մեծ մասի նախնիները մի քանի պարզ շաքարներ են (մոնոսաքարիդներ):

Այս բոլոր տարրերն ընտրվել են էվոլյուցիայի գործընթացում՝ շնորհիվ կենդանի բջիջներում տարբեր՝ քիմիական, էներգետիկ, մոլեկուլային, տեղեկատվական և այլ կենսաբանական ֆունկցիաներ կատարելու իրենց յուրահատուկ պիտանիության։

Ինչպես տեսնում ենք, յուրաքանչյուր համակարգ հիմնված է իր առանձին մոլեկուլային կենսաբանական (կենսաքիմիական) տարրերի վրա։ Եվ հիմքում տարբեր համակարգերկարող են «կառուցվել» կենսաբանական տարրեր՝ մոլեկուլային այբուբեններ, բջջի տարբեր մակրոմոլեկուլներ՝ ԴՆԹ, ՌՆԹ, սպիտակուցներ, պոլիսախարիդներ և լիպիդներ։ Հետևաբար, տարրական բազան ներկայացնում է կենսաքիմիական տարրերի այն համակարգերը, որոնց միջոցով կենդանի բջիջը կարողանում է տեղեկատվական ձևով կառուցել տարբեր կենսաբանական մոլեկուլներ և կառուցվածքներ, այնուհետև օգտագործելով այդ միջոցները՝ կենսաբանական գործառույթներև քիմիական փոխակերպումներ։

Հիմնական մոլեկուլային տարրերի «կառուցվածքային դիագրամները», դրանց բնական հատկությունները և առանձնահատկությունները բավականին հստակորեն դիտարկված և ներկայացված են կենսաքիմիայի տարբեր դասագրքերում: Մեր խնդիրն է ավելի շատ ուշադրություն դարձնել նման կենսաքիմիական միավորների օգտագործման տեղեկատվական ասպեկտներին:

Ուղարկել ձեր լավ աշխատանքը գիտելիքների բազայում պարզ է: Օգտագործեք ստորև ներկայացված ձևը

Ուսանողները, ասպիրանտները, երիտասարդ գիտնականները, ովքեր օգտագործում են գիտելիքների բազան իրենց ուսումնառության և աշխատանքի մեջ, շատ շնորհակալ կլինեն ձեզ:

Տեղադրված է http://www.allbest.ru կայքում

Վերացական թեմայի վերաբերյալ.

«Կյանքի կենսաքիմիական բաղադրիչները»

Ներածություն

Ժամանակակից քիմիան գիտությունների լայն շրջանակ է, որն աստիճանաբար ձևավորվել է իր երկարամյա պատմական զարգացման ընթացքում։ Քիմիական գործընթացներին մարդու գործնական ծանոթությունը գալիս է հին ժամանակներից։ Քիմիական գործընթացների տեսական բացատրությունը երկար դարեր հիմնված էր տարրեր-որակների բնափիլիսոփայական ուսմունքի վրա։ Ձևափոխված ձևով այն հիմք է ծառայել ալքիմիայի համար, որն առաջացել է մոտ 3-4-րդ դարերում։ ՀԱՅՏԱՐԱՐՈՒԹՅՈՒՆ եւ ձգտելով լուծել հիմնական մետաղները ազնվականի վերածելու խնդիրը։ Չհասնելով հաջողության այս խնդրի լուծմանը, ալքիմիկոսները, այնուամենայնիվ, մշակեցին նյութերի ուսումնասիրության մի շարք մեթոդներ, հայտնաբերեցին որոշ քիմիական միացություններ, որոնք որոշակիորեն նպաստեցին գիտական ​​քիմիայի առաջացմանը:

Քիմիական հայացք բնությանը, ծագմանը և ներկա վիճակին

Քիմիան ակտիվորեն ինտեգրվում է այլ գիտություններին, ինչի արդյունքում առաջացել են կենսաքիմիան, մոլեկուլային կենսաբանությունը, տիեզերքիմիան, երկրաքիմիան, կենսաերկրաքիմիան: Առաջինը ուսումնասիրում են կենդանի օրգանիզմների քիմիական գործընթացները, երկրաքիմիան՝ երկրակեղևում քիմիական տարրերի վարքագիծը կարգավորող օրենքները։ Կենսաերկրաքիմիան գիտություն է օրգանիզմների մասնակցությամբ կենսոլորտում քիմիական տարրերի շարժման, բաշխման, ցրման և կենտրոնացման գործընթացների մասին։ Կենսաերկրաքիմիայի հիմնադիրն է Վ.Ի. Վերնադսկին. Տիեզերաքիմիան ուսումնասիրում է նյութի քիմիական կազմը Տիեզերքում, դրա առատությունն ու բաշխումը առանձին տիեզերական մարմինների միջև։

Քիմիայի և կենսաբանության միջև կապի կտրուկ ամրապնդումը տեղի ունեցավ Ա.Մ.-ի ստեղծման արդյունքում:

Օրգանական միացությունների քիմիական կառուցվածքի Բուտլերովի տեսությունը. Այս տեսության հիման վրա օրգանական քիմիկոսները մրցակցության մեջ մտան բնության հետ։ Քիմիկոսների հետագա սերունդները ցուցաբերեցին մեծ հնարամտություն, աշխատասիրություն, երևակայություն և նյութի ուղղորդված սինթեզի ստեղծագործական որոնում։

19-րդ դարի գիտության առաջադեմ զարգացումը, որը հանգեցրեց ատոմի կառուցվածքի բացահայտմանը և բջջի կառուցվածքի և բաղադրության մանրամասն իմացությանը, քիմիկոսների և կենսաբանների համար գործնական հնարավորություններ բացեց միասին աշխատելու քիմիական խնդիրների շուրջ։ բջջի տեսությունը, կենդանի հյուսվածքներում քիմիական պրոցեսների բնույթի և կենսաբանական ֆունկցիաների պայմանականության վերաբերյալ հարցերի շուրջ, քիմիական ռեակցիաներ։

Եթե ​​օրգանիզմում նյութափոխանակությանը նայեք զուտ քիմիական տեսանկյունից, ապա ինչպես Ա.Ի. Օպարին, մենք կտեսնենք մեծ թվով համեմատաբար պարզ և միապաղաղ քիմիական ռեակցիաների մի շարք, որոնք ժամանակի ընթացքում զուգորդվում են դոբեյի միջև, տեղի են ունենում ոչ թե պատահական, այլ խիստ հաջորդականությամբ, որի արդյունքում ձևավորվում են ռեակցիաների երկար շղթաներ: Եվ այս կարգը, բնականաբար, ուղղված է տվյալ բնապահպանական պայմաններում ողջ կենսահամակարգի մշտական ​​ինքնապահպանմանն ու ինքնավերարտադրմանը։

Մի խոսքով, կենդանի էակների այնպիսի հատուկ հատկություններ, ինչպիսիք են աճը, վերարտադրությունը, շարժունակությունը, գրգռվածությունը, արտաքին միջավայրի փոփոխություններին արձագանքելու ունակությունը կապված են քիմիական փոխակերպումների որոշակի բարդույթների հետ:

Քիմիայի նշանակությունը կյանքն ուսումնասիրող գիտությունների մեջ չափազանց մեծ է։ Հենց քիմիան բացահայտեց քլորոֆիլի կարևորագույն դերը՝ որպես ֆոտոսինթեզի քիմիական հիմք, հեմոգլոբինը որպես շնչառության գործընթացի հիմք, հաստատեց նյարդային հուզմունքի փոխանցման քիմիական բնույթը, որոշեց նուկլեինաթթուների կառուցվածքը և այլն։ Բայց գլխավորն այն է, որ օբյեկտիվորեն կենսաբանական գործընթացների, կենդանի էակների գործառույթների հիմքում ընկած են քիմիական մեխանիզմները։ Կենդանի օրգանիզմում տեղի ունեցող բոլոր գործառույթներն ու գործընթացները կարող են արտահայտվել քիմիայի լեզվով, հատուկ քիմիական գործընթացների տեսքով:

Իհարկե, սխալ կլինի կյանքի երեւույթները հասցնել քիմիական գործընթացների։ Սա կլինի կոպիտ մեխանիկական գերպարզեցում: Եվ դրա վառ ապացույցն է կենդանի համակարգերի քիմիական գործընթացների յուրահատկությունը անշունչ համակարգերի համեմատ: Այս յուրահատկության ուսումնասիրությունը բացահայտում է նյութի շարժման քիմիական և կենսաբանական ձևերի միասնությունն ու փոխկապակցվածությունը։ Այս մասին խոսում են նաև այլ գիտություններ, որոնք առաջացել են կենսաբանության, քիմիայի և ֆիզիկայի խաչմերուկում. կենսաքիմիան գիտություն է կենդանի օրգանիզմներում նյութափոխանակության և քիմիական գործընթացների մասին. կենսաօրգանական քիմիա - գիտություն կենդանի օրգանիզմներ կազմող միացությունների կառուցվածքի, գործառույթների և սինթեզի եղանակների մասին. ֆիզիկաքիմիական կենսաբանությունը որպես գիտություն մոլեկուլային մակարդակում տեղեկատվության փոխանցման և կենսաբանական գործընթացների կարգավորման բարդ համակարգերի, ինչպես նաև կենսաֆիզիկայի, կենսաֆիզիկական քիմիայի և ճառագայթային կենսաբանության գործունեության մասին:

Այս գործընթացի ամենամեծ ձեռքբերումներն էին բջջային նյութափոխանակության քիմիական արտադրանքների (նյութափոխանակություն բույսերի, կենդանիների, միկրոօրգանիզմների) որոշումը, այդ արտադրանքների կենսասինթեզի կենսաբանական ուղիների և ցիկլերի ստեղծումը. իրականացվել է դրանց արհեստական ​​սինթեզը, բացահայտվել են կարգավորիչ և ժառանգական մոլեկուլային մեխանիզմի նյութական հիմքերը, և քիմիական պրոցեսների նշանակությունը մեծապես պարզվել է բջջային պրոցեսների և ընդհանրապես կենդանի օրգանիզմների էներգետիկայում։

Մեր օրերում քիմիայի համար հատկապես կարևոր է դառնում կենսաբանական սկզբունքների կիրառումը, որոնք կենտրոնացնում են կենդանի օրգանիզմների Երկրի պայմաններին հարմարեցնելու փորձը միլիոնավոր տարիների ընթացքում, ամենակատարյալ մեխանիզմների և գործընթացների ստեղծման փորձը։ Այս ճանապարհին արդեն իսկ կան որոշակի ձեռքբերումներ։

Ավելի քան մեկ դար առաջ գիտնականները հասկացան, որ կենսակատալիզի հիմքն է կենսաբանական գործընթացների բացառիկ արդյունավետությունը։ Ուստի քիմիկոսներն իրենց առջեւ նպատակ են դրել ստեղծել նոր քիմիա՝ հիմնված կենդանի բնության կատալիտիկ փորձի վրա։ Նրանում կհայտնվի քիմիական պրոցեսների նոր կառավարում, որտեղ կսկսեն կիրառվել նմանատիպ մոլեկուլների սինթեզի սկզբունքները, ֆերմենտների սկզբունքով կստեղծվեն այնպիսի բազմազան որակներով կատալիզատորներ, որոնք անհամեմատ կգերազանցեն մեր մեջ գոյություն ունեցողներին։ Արդյունաբերություն.

Չնայած այն հանգամանքին, որ ֆերմենտներն ունեն ընդհանուր հատկություններ, որոնք բնորոշ են բոլոր կատալիզատորներին, այնուամենայնիվ, նրանք նույնական չեն վերջիններիս հետ, քանի որ գործում են կենդանի համակարգերում: Ուստի կենդանի բնության փորձն օգտագործելու բոլոր փորձերը անօրգանական աշխարհում քիմիական գործընթացներն արագացնելու համար բախվում են լուրջ սահմանափակումների։ Առայժմ մենք կարող ենք խոսել միայն ֆերմենտների որոշ գործառույթների մոդելավորման և այդ մոդելների օգտագործման մասին կենդանի համակարգերի գործունեության տեսական վերլուծության համար, ինչպես նաև մեկուսացված ֆերմենտների մասնակի գործնական կիրառման մասին՝ որոշ քիմիական ռեակցիաներ արագացնելու համար:

Այստեղ առավել խոստումնալից ուղղությունը, ակնհայտորեն, հետազոտությունն է, որը կենտրոնացած է բիոկատալիզի սկզբունքների կիրառման վրա քիմիայում և. քիմիական տեխնոլոգիա, որի համար անհրաժեշտ է ուսումնասիրել կենդանի բնության ողջ կատալիտիկ փորձը, ներառյալ հենց ֆերմենտի, բջջի և նույնիսկ օրգանիզմի ձևավորման փորձը։

Տարրական բաց կատալիտիկ համակարգերի ինքնազարգացման տեսությունը, իր առավել ընդհանուր ձևով, առաջ քաշեց Մոսկվայի պետական ​​համալսարանի պրոֆեսոր Ա.Պ. Ռուդենկոն 1964 թվականին քիմիական էվոլյուցիայի և կենսագենեզի ընդհանուր տեսություն է։ Նա հարցեր է լուծում շարժիչ ուժերև էվոլյուցիոն գործընթացի մեխանիզմները, այսինքն՝ քիմիական էվոլյուցիայի օրենքների, տարրերի և կառուցվածքների ընտրության և դրանց պատճառականության, քիմիական կազմակերպման և հիերարխիայի բարձրության մասին քիմիական համակարգերորպես էվոլյուցիայի հետևանք։

Այս տեսության տեսական առանցքն այն դրույթն է, որ քիմիական էվոլյուցիան կատալիտիկ համակարգերի ինքնազարգացումն է և, հետևաբար, կատալիզատորները զարգացող նյութ են: Ռեակցիայի ընթացքում տեղի է ունենում այն ​​կատալիտիկ տեղամասերի բնական ընտրություն, որոնք ունեն ամենաբարձր ակտիվությունը։ Կատալիտիկ համակարգերի ինքնազարգացումը, ինքնակազմակերպումը և բարդացումը տեղի է ունենում փոխակերպվող էներգիայի մշտական ​​ներհոսքի պատճառով։ Եվ քանի որ էներգիայի հիմնական աղբյուրը հիմնական ռեակցիան է, առավելագույն էվոլյուցիոն առավելությունները ստանում են էկզոտերմիկ ռեակցիաների հիման վրա զարգացող կատալիտիկ համակարգերը։ Այսպիսով, հիմնական ռեակցիան ոչ միայն էներգիայի աղբյուր է, այլ նաև կատալիզատորների ամենաառաջադեմ էվոլյուցիոն փոփոխություններն ընտրելու գործիք:

Զարգացնելով այս տեսակետները՝ Ա.Պ. Ռուդենկոն ձևակերպեց քիմիական էվոլյուցիայի հիմնական օրենքը, ըստ որի կատալիզատորի էվոլյուցիոն փոփոխությունների այդ ուղիները ձևավորվում են ամենամեծ արագությամբ և հավանականությամբ, որոնց վրա տեղի է ունենում նրա բացարձակ ակտիվության առավելագույն աճը:

Բաց կատալիտիկ համակարգերի ինքնազարգացման տեսության գործնական հետևանք է այսպես կոչված «ոչ ստացիոնար տեխնոլոգիան», այսինքն՝ փոփոխվող ռեակցիայի պայմաններով տեխնոլոգիան։ Այսօր հետազոտողները գալիս են այն եզրակացության, որ ստացիոնար ռեժիմը, որի հուսալի կայունացումը, թվում էր, արդյունաբերական գործընթացի բարձր արդյունավետության բանալին է, ոչ ստացիոնար ռեժիմի միայն առանձին դեպք է: Միևնույն ժամանակ, հայտնաբերվել են բազմաթիվ ոչ ստացիոնար ռեժիմներ, որոնք նպաստում են ռեակցիայի սրմանը։

Ներկայում արդեն տեսանելի են նոր քիմիայի առաջացման ու զարգացման հեռանկարները, որոնց հիման վրա կստեղծվեն ցածր թափոնների, թափոններից զերծ և էներգախնայող արդյունաբերական տեխնոլոգիաներ։

Այսօր քիմիկոսները եկել են այն եզրակացության, որ օգտագործելով նույն սկզբունքները, որոնց վրա կառուցված է օրգանիզմների քիմիան, ապագայում (առանց բնության ճշգրիտ կրկնման) հնարավոր կլինի կառուցել հիմնովին նոր քիմիա, քիմիական գործընթացների նոր վերահսկում, որտեղ կսկսեն կիրառվել նմանատիպ մոլեկուլների սինթեզի սկզբունքները։ Նախատեսվում է ստեղծել փոխարկիչներ, որոնք օգտագործում են արևի լույսը բարձր արդյունավետությամբ՝ այն վերածելով քիմիական և էլեկտրական էներգիայի, ինչպես նաև քիմիական էներգիան՝ բարձր ինտենսիվության լույսի։

Վայրի բնության կատալիտիկ փորձի զարգացման և արդյունաբերական արտադրության մեջ ձեռք բերված գիտելիքների ներդրման համար քիմիկոսները նախանշել են մի շարք խոստումնալից ուղիներ։

Առաջին - հետազոտությունների մշակում մետաղների համալիրների կատալիզացման ոլորտում՝ կենտրոնանալով վայրի բնության համապատասխան օբյեկտների վրա։ Այս կատալիզը հարստացվում է կենդանի օրգանիզմների կողմից ֆերմենտային ռեակցիաներում կիրառվող մեթոդներով, ինչպես նաև դասական տարասեռ կատալիզի մեթոդներով։

Երկրորդ ճանապարհ բաղկացած է կենսակատալիզատորների մոդելավորումից: Ներկայումս, կառուցվածքների արհեստական ​​ընտրության շնորհիվ, հնարավոր է դարձել կառուցել բազմաթիվ ֆերմենտների մոդելներ, որոնք բնութագրվում են բարձր ակտիվությամբ և ընտրողականությամբ, երբեմն «գրեթե նույնը, ինչ բնօրինակներինը կամ կառուցվածքի ավելի պարզությամբ:

Սակայն մինչ այժմ ստացված մոդելներն ի վիճակի չեն փոխարինել կենդանի համակարգերի բնական կենսակատալիզատորներին։ Քիմիական գիտելիքի զարգացման այս փուլում այս խնդիրը չափազանց դժվար է լուծել։ Ֆերմենտն ազատվում է կենդանի համակարգից, որոշվում է նրա կառուցվածքը, ներմուծվում է ռեակցիայի մեջ՝ կատալիտիկ գործառույթներ իրականացնելու համար։ Բայց այն աշխատում է կարճ ժամանակով և արագ փլուզվում, քանի որ մեկուսացված է ամբողջից, բջջից։ Ամբողջ բջիջն իր ողջ ֆերմենտային ապարատով ավելի կարևոր առարկա է, քան նրանից մեկուսացված մի կտոր:

Երրորդ ճանապարհ Կենդանի բնության լաբորատորիայի մեխանիզմների յուրացումը կապված է անշարժացված համակարգերի քիմիայի նվաճումների հետ։ Անշարժացման էությունը կայանում է նրանում, որ կենդանի օրգանիզմից մեկուսացված ֆերմենտները կլանման միջոցով ամրացվում են պինդ մակերեսի վրա, ինչը դրանք վերածում է տարասեռ կատալիզատորի և ապահովում դրա կայունությունն ու շարունակական գործողությունը:

Չորրորդ ճանապարհ Քիմիայի և քիմիական տեխնոլոգիայի մեջ կենսակատալիզի սկզբունքների կիրառման վրա կենտրոնացած հետազոտության մշակման մեջ այն բնութագրվում է ամենալայն առաջադրանքի ձևակերպմամբ՝ կենդանի բնության ողջ կատալիտիկ փորձի ուսումնասիրությամբ և զարգացմամբ, ներառյալ ֆերմենտի ձևավորումը: , բջիջ և նույնիսկ օրգանիզմ։ Սա այն փուլն է, որտեղ հիմնվում են էվոլյուցիոն քիմիայի հիմքերը՝ որպես արդյունավետ գիտություն՝ իր աշխատանքային գործառույթներով։ Գիտնականները պնդում են, որ սա քիմիական գիտության շարժումն է դեպի սկզբունքորեն նոր քիմիական տեխնոլոգիա՝ կենդանի համակարգերի անալոգներ ստեղծելու հեռանկարով: Այս խնդրի լուծումը կարեւոր տեղ կզբաղեցնի ապագայի քիմիայի ստեղծման գործում։

Քիմիական տարրեր մարդու մարմնում

քիմիական կենսակատալիզի կատալիտիկ տարր

Երկրի վրա գտնվող բոլոր կենդանի օրգանիզմները, ներառյալ մարդիկ, սերտ կապի մեջ են միջավայրը... Սննդամթերքը և խմելու ջուրը նպաստում են գրեթե բոլոր քիմիական տարրերի ընդունմանը օրգանիզմ: Դրանք ամեն օր ներմուծվում և հեռացվում են օրգանիզմից: Վերլուծությունները ցույց են տվել, որ տարբեր մարդկանց առողջ մարմնում առանձին քիմիական տարրերի քանակությունը և դրանց հարաբերակցությունը մոտավորապես նույնն են։

Այն կարծիքը, որ Դ.Ի.-ի պարբերական համակարգի գործնականում բոլոր տարրերը. Մենդելեևը դառնում է սովորական. Այնուամենայնիվ, գիտնականների ենթադրությունները ավելի հեռուն են գնում. կենդանի օրգանիզմում ոչ միայն առկա են բոլոր քիմիական տարրերը, այլև նրանցից յուրաքանչյուրը կատարում է որոշակի կենսաբանական գործառույթ: Միանգամայն հնարավոր է, որ այս վարկածը չհաստատվի։ Այնուամենայնիվ, քանի որ այս ուղղությամբ հետազոտությունները զարգանում են, բացահայտվում է աճող թվով քիմիական տարրերի կենսաբանական դերը: Անկասկած, ժամանակն ու գիտնականների աշխատանքը լույս կսփռեն այս հարցի վրա։

Առանձին քիմիական տարրերի կենսաակտիվություն. Փորձնականորեն հաստատվել է, որ մարդու օրգանիզմում մետաղները կազմում են մոտ 3% (ըստ քաշի)։ Սա շատ է։ Եթե ​​մարդու զանգվածը վերցնենք 70 կգ, ապա մետաղների բաժինը կազմում է 2,1 կգ։ Առանձին մետաղների համար զանգվածը բաշխվում է հետևյալ կերպ՝ կալցիում (1700), կալիում (250 գ), նատրիում (70 գ), մագնեզիում (42 գ), երկաթ (5 գ), ցինկ (3 գ): Մնացածը հետքի տարրերի համար է: Եթե ​​տարրի կոնցենտրացիան մարմնում գերազանցում է 10 2%-ը, ապա այն համարվում է մակրոէլեմենտ: Հետքի տարրերը մարմնում հայտնաբերվում են 10 3 -10 5% կոնցենտրացիաներում . Եթե ​​տարրի կոնցենտրացիան 10 5%-ից ցածր է, ապա այն համարվում է ուլտրամիկրոտարր: Կենդանի օրգանիզմի անօրգանական նյութերը տարբեր ձևերով են. Մետաղական իոնների մեծ մասը միացություններ է կազմում կենսաբանական առարկաների հետ: Արդեն հաստատվել է, որ շատ ֆերմենտներ (կենսաբանական կատալիզատորներ) պարունակում են մետաղական իոններ։ Օրինակ՝ մանգանը 12 տարբեր ֆերմենտների մի մասն է, երկաթը՝ 70, պղինձը՝ 30, իսկ ցինկը՝ ավելի քան 100: Բնականաբար, այդ տարրերի պակասը պետք է ազդի համապատասխան ֆերմենտների պարունակության վրա, հետևաբար՝ ֆերմենտների բնականոն գործունեության վրա: մարմինը. Այսպիսով, մետաղական աղերը անհրաժեշտ են կենդանի օրգանիզմների բնականոն գործունեության համար: Դա հաստատվել է նաև առանց աղի սննդակարգի փորձարկումներով, որն օգտագործվում էր փորձարարական կենդանիներին կերակրելու համար։ Այդ նպատակով սննդամթերքից աղերը հեռացվել են ջրով բազմակի լվացման միջոցով։ Պարզվել է, որ նման սնունդ ուտելը հանգեցրել է կենդանիների մահվան։

Վեց տարր, որոնց ատոմները սպիտակուցների և նուկլեինաթթուների մաս են կազմում՝ ածխածին, ջրածին, ազոտ, թթվածին, ֆոսֆոր, ծծումբ։ Այնուհետև պետք է առանձնացնել տասներկու տարրեր, որոնց դերն ու նշանակությունը օրգանիզմների կյանքի համար հայտնի է՝ քլոր, յոդ, նատրիում, կալիում, մագնեզիում, կալցիում, մանգան, երկաթ, կոբալտ, պղինձ, ցինկ, մոլիբդեն։ Գրականության մեջ կան վանադիումի, քրոմի, նիկելի և կադմիումի կենսագործունեության դրսևորման ցուցումներ։

Կան մեծ թվով տարրեր, որոնք թունավոր են կենդանի օրգանիզմի համար, օրինակ՝ սնդիկը, թալիումը, խոզերը և այլն, դրանք ունեն անբարենպաստ կենսաբանական ազդեցություն, բայց առանց դրանց օրգանիզմը կարող է գործել։ Կարծիք կա, որ այդ թույների գործողության պատճառը կապված է սպիտակուցի մոլեկուլներում որոշակի խմբերի արգելափակման կամ որոշ ֆերմենտներից պղնձի և ցինկի տեղահանման հետ: Կան տարրեր, որոնք հարաբերական են մեծ քանակությամբթույն են, իսկ ցածր կոնցենտրացիաներում բարերար ազդեցություն են ունենում օրգանիզմի վրա։ Օրինակ՝ մկնդեղը հզոր թույն է, որը խաթարում է սիրտ-անոթային համակարգը, վնասում է լյարդն ու երիկամները, սակայն փոքր չափաբաժիններով այն բժիշկները նշանակում են մարդու ախորժակը բարելավելու համար։ Գիտնականները կարծում են, որ մկնդեղի միկրո չափաբաժինները բարձրացնում են օրգանիզմի դիմադրողականությունը վնասակար մանրէների գործողության նկատմամբ։ Լայնորեն հայտնի է մանանեխի ուժեղ թունավոր նյութը։ S (CH 2 Չ 2 C1) 2 ... Այնուամենայնիվ, 20000 հազար անգամ նոսրացված նավթային ժելեում «Psoriazina» անվամբ այն օգտագործվում է թեփուկավոր քարաքոսերի դեմ։ Ժամանակակից դեղաբուժությունը դեռ չի կարող անել առանց թունավոր մետաղներ պարունակող դեղերի զգալի քանակություն: Ինչպես չհիշել այն ասացվածքը, որ փոքր քանակությամբ բուժում է, իսկ մեծ քանակությամբ՝ հաշմանդամներ:

Հետաքրքիր է, որ նատրիումի քլորիդը (սեղանի աղը) մարմնում 10 անգամ գերազանցում է նորմալ պարունակությունը թույն է: Թթվածինը, որն անհրաժեշտ է մարդուն շնչելու համար, բարձր կոնցենտրացիայի և հատկապես ճնշման տակ, թունավոր ազդեցություն ունի։ Այս օրինակները ցույց են տալիս, որ տարրի կոնցենտրացիան մարմնում երբեմն շատ էական, երբեմն էլ աղետալի արժեք է խաղում:

Երկաթը արյան հեմոգլոբինի մի մասն է, ավելի ճիշտ՝ արյան կարմիր պիգմենտները, որոնք շրջելիորեն կապում են մոլեկուլային թթվածինը։ Մեծահասակն արյան մեջ ունի մոտ 2,6 գ երկաթ։ Օրգանիզմում կյանքի ընթացքում տեղի է ունենում հեմոգլոբինի մշտական ​​քայքայում և սինթեզ։ Հեմոգլոբինի քայքայմամբ կորցրած երկաթը վերականգնելու համար մարդուն անհրաժեշտ է օրական մոտ 25 մգ ընդունում: Օրգանիզմում երկաթի պակասը հանգեցնում է հիվանդության՝ անեմիայի։ Սակայն օրգանիզմում երկաթի ավելցուկը նույնպես վնասակար է։ Այն կապված է աչքերի և թոքերի սիդերոզի հետ՝ հիվանդություն, որն առաջանում է այս օրգանների հյուսվածքներում երկաթի միացությունների նստվածքից: Օրգանիզմում պղնձի պակասը հանգեցնում է արյան անոթների քայքայմանը։ Բացի այդ, ենթադրվում է, որ դրա պակասը քաղցկեղի պատճառ է հանդիսանում: Որոշ դեպքերում բժիշկները տարեց մարդկանց մոտ թոքերի քաղցկեղը կապում են մարմնում պղնձի պարունակության տարիքային նվազման հետ: Սակայն պղնձի ավելցուկը հանգեցնում է հոգեկան խանգարումների և որոշ օրգանների կաթվածի (Վիլսոնի հիվանդություն): Մարդկանց համար միայն մեծ քանակությամբ պղնձի միացություններ են վնասում: Փոքր չափաբաժիններով դրանք օգտագործվում են բժշկության մեջ որպես տտիպ և բակտերիոստատիկ (բակտերիաների աճն ու վերարտադրությունը արգելակող) միջոց։ Այսպիսով, օրինակ, պղնձի (II) սուլֆատ CuSO 4 օգտագործվում է կոնյուկտիվիտի բուժման մեջ՝ աչքի կաթիլների տեսքով (0,25% լուծույթ), ինչպես նաև տրախոմայում՝ աչքի մատիտների տեսքով (պղնձի (II) սուլֆատի խառնուրդ, կալիումի նիտրատ, շիբ և կամֆորա): Մաշկի ֆոսֆորով այրվածքների դեպքում այն ​​առատորեն խոնավացվում է պղնձի (II) սուլֆատի 5% լուծույթով։

Արծաթի և դրա աղերի մանրէասպան (տարբեր բակտերիաների մահ պատճառող) հատկությունը վաղուց է նշվել։ Օրինակ, բժշկության մեջ կոլոիդ արծաթի լուծույթը (collargol) օգտագործվում է թարախային վերքերը լվանալու համար, Միզապարկքրոնիկ ցիստիտով և միզածորանով, ինչպես նաև թարախային կոնյուկտիվիտով և բլենորեայով աչքի կաթիլների տեսքով։ Արծաթի նիտրատ AgNO 3 մատիտների տեսքով օգտագործվում են գորտնուկների, հատիկների և այլնի այրման համար: Նոսրած լուծույթներում (0,1-0,25%) այն օգտագործվում է որպես լոսյոնների, ինչպես նաև աչքի կաթիլների համար տտիպ և հակամանրէային միջոց։ Գիտնականները կարծում են, որ արծաթի նիտրատի ջերմացնող ազդեցությունը պայմանավորված է հյուսվածքային սպիտակուցների հետ նրա փոխազդեցությամբ, ինչը հանգեցնում է արծաթի սպիտակուցային աղերի՝ ալբումինատների ձևավորմանը:

Ներկայումս, անկասկած, հաստատվել է, որ իոնային անհամաչափության երևույթը բնորոշ է բոլոր կենդանի օրգանիզմներին՝ իոնների անհավասար բաշխումը բջջի ներսում և դրսում: Օրինակ, մկանային մանրաթելերի, սրտի, լյարդի, երիկամների բջիջների ներսում կա կալիումի իոնների ավելացված պարունակություն արտաբջջայինի համեմատ։ Նատրիումի իոնների կոնցենտրացիան, ընդհակառակը, բջջից դուրս ավելի բարձր է, քան ներսում։ Կալիումի և նատրիումի կոնցենտրացիաների գրադիենտի առկայությունը փորձարարորեն հաստատված փաստ է։ Հետազոտողներին անհանգստացնում է նատրիում-կալիումի պոմպի բնույթը և այն, թե ինչպես է այն աշխատում: Գիտնականների բազմաթիվ թիմերի ջանքերը՝ ինչպես մեր երկրում, այնպես էլ արտերկրում, ուղղված են այս խնդրի լուծմանը։ Հետաքրքիր է, որ մարմնի ծերացման հետ մեկտեղ կալիումի և նատրիումի իոնների կոնցենտրացիայի գրադիենտը բջջի սահմանին նվազում է: Երբ մահը տեղի է ունենում, կալիումի և նատրիումի կոնցենտրացիան բջջի ներսում և դրսում անմիջապես հավասարվում է:

Առողջ մարմնում լիթիումի և ռուբիդիումի իոնների կենսաբանական գործառույթը դեռ պարզ չէ։ Այնուամենայնիվ, կան ապացույցներ, որ դրանք օրգանիզմ ներմուծելով հնարավոր է բուժել մանիակալ-դեպրեսիվ փսիխոզի ձևերից մեկը։

Կենսաբաններն ու բժիշկները լավ գիտեն, որ գլիկոզիդները կարևոր դեր են խաղում մարդու օրգանիզմում։ Որոշ բնական գլիկոզիդներ (արդյունահանված բույսերից) ակտիվորեն գործում են սրտի մկանների վրա՝ ուժեղացնելով կծկման ֆունկցիաները և դանդաղեցնելով սրտի բաբախյունը: Եթե ​​մեծ քանակությամբ սրտային գլիկոզիդ է մտնում օրգանիզմ, կարող է առաջանալ սրտի ամբողջական կանգ։ Որոշ մետաղական իոններ ազդում են գլիկոզիդների գործողության վրա: Օրինակ, երբ մագնեզիումի իոնները ներմուծվում են արյան մեջ, գլիկոզիդների ազդեցությունը սրտի մկանների վրա թուլանում է: Կալցիումի իոնները, ընդհակառակը, ուժեղացնում են սրտային գլիկոզիդների ազդեցությունը:

Սնդիկի որոշ միացություններ նույնպես չափազանց թունավոր են: Հայտնի է, որ սնդիկի (II) իոնները ունակ են ամուր կապվել սպիտակուցների հետ։ Սնդիկի (II) քլորիդի թունավոր ազդեցությունը HgCl 2 (սնդիկի քլորիդ) արտահայտվում է հիմնականում երիկամների և աղիների լորձաթաղանթի նեկրոզով (նեկրոզով): Սնդիկի թունավորման հետեւանքով երիկամները կորցնում են արյունից թափոններ արտազատելու ունակությունը։

Հետաքրքիր է, որ սնդիկի (I) քլորիդ Հգ 2 Cl 2 (կալոմելի հնագույն անվանումը) անվնաս է մարդու օրգանիզմի համար։ Դա, հավանաբար, պայմանավորված է աղի չափազանց ցածր լուծելիությամբ, որի արդյունքում սնդիկի իոնները նկատելի քանակությամբ չեն մտնում օրգանիզմ։

Կալիումի ցիանիդ (որպես կալիումի ցիանիդ) KCN- hydrocyanic թթու աղ HCN... Երկու միացություններն էլ արագ գործող և հզոր թույն են:

Հիդրոցիանաթթվով և դրա աղերով սուր թունավորման ժամանակ գիտակցությունը կորչում է, առաջանում է շնչառական և սրտի կաթված։ Թունավորման սկզբնական փուլում մարդն ունենում է գլխապտույտ, ճակատային հատվածում ճնշման զգացում, սուր գլխացավ, արագ շնչառություն, սրտխփոց։ Առաջին օգնություն հիդրոցիանաթթվով և դրա աղերով թունավորման դեպքում՝ մաքուր օդ, թթվածնային շնչառություն, ջերմություն։ Նատրիումի նիտրիտը հակաթույն է: NaNO 2 և օրգանական նիտրոմիացություններ՝ ամիլ նիտրիտ Գ 5 Հ 11 ՕՆՈև պրոպիլ նիտրիտ Գ 3 Հ 7 ՕՆՈ... Ենթադրվում է, որ նատրիումի նիտրիտի ազդեցությունը կրճատվում է մինչև հեմոգլոբինի վերածումը մետա-հեմոգլոբինի: Վերջինս ուժեղորեն կապում է ցիանիդի իոնները ցիանմետեմոգլոբինին։ Այս կերպ շնչառական ֆերմենտներն ազատվում են ցիանիդ իոններից, ինչը հանգեցնում է բջիջների և հյուսվածքների շնչառական ֆունկցիայի վերականգնմանը։

Ծծումբ պարունակող միացությունները լայնորեն օգտագործվում են որպես հիդրոցյանաթթվի հակաթույն՝ կոլոիդ ծծումբ, նատրիումի թիոսուլֆատ Նա 2 Ս 2 Օ 3 , նատրիումի տետրատիոնատ Նա 2 Ս 4 Օ 6 , ինչպես նաև ծծումբ պարունակող օրգանական միացություններ, մասնավորապես՝ ամինաթթուներ՝ գլուտատիոն, ցիստեին, ցիստին։ Հիդրոցիանաթթուն և նրա աղերը ծծմբի հետ փոխազդելիս վերածվում են թիոցիանատների՝ համաձայն հավասարման.

HCN + S> HNCS

Թիոցիանատները լիովին անվնաս են մարդու օրգանիզմի համար։

Երկար ժամանակ, երբ ցիանիդով թունավորվելու վտանգ կար, խորհուրդ էին տալիս այտին մի կտոր շաքար պահել։ 1915 թվականին գերմանացի քիմիկոսներ Ռուփը և Գոլզեն ցույց տվեցին, որ գլյուկոզան փոխազդում է հիդրոցյանաթթվի և որոշ ցիանիդների հետ՝ ձևավորելով ոչ թունավոր գլյուկոզայի ցիանոհիդրին միացություն.

OH OH OH OH OH OH OH OH OH OH OH

| | | | | | | | | | | |

CH 2 -CH-CH-CH-CH-C = O + HCN> CH 2 -CH-CH-CH-CH-C-OH

գլյուկոզա ցիանոհիդրին գլյուկոզա

Կապարն ու դրա միացությունները բավականին հզոր թույներ են։ Մարդու օրգանիզմում կապարը կուտակվում է ոսկորներում, լյարդում և երիկամներում։

Թալիումի քիմիական տարրի միացությունները, որոնք հազվադեպ են համարվում, շատ թունավոր են։

Հարկ է նշել, որ բոլոր գունավոր և հատկապես ծանր մետաղները (գտնվում են պարբերական համակարգի վերջում) թույլատրելիից բարձր քանակությամբ թունավոր են։

Ածխածնի երկօքսիդը մեծ քանակությամբ հայտնաբերված է մարդու մարմնում և, հետևաբար, չի կարող թունավոր լինել: 1 ժամվա ընթացքում չափահաս մարդը այս գազից արտաշնչում է մոտ 20 լիտր (մոտ 40 գ): Ֆիզիկական աշխատանքի ընթացքում արտաշնչված ածխաթթու գազի քանակն ավելանում է մինչև 35 լիտր։ Այն առաջանում է օրգանիզմում ածխաջրերի ու ճարպերի այրման արդյունքում։ Սակայն մեծ բովանդակությամբ CO 2 օդում շնչահեղձություն է առաջանում թթվածնի պակասի պատճառով: Համակենտրոնացում ունեցող սենյակում մարդու գտնվելու առավելագույն տեւողությունը CO 2 մինչև 20% (ըստ ծավալի) չպետք է գերազանցի 2 ժամը Իտալիայում հայտնի քարանձավ կա («Շան քարանձավ»), որի մեջ մարդը կարող է երկար կանգնել, իսկ դրա մեջ վազող շունը շնչահեղձ է լինում և. մահանում է. Բանն այն է, որ մարդու մոտ մինչև գոտկատեղը քարանձավը լցված է ծանր (ազոտի և թթվածնի համեմատ) ածխաթթու գազով։ Քանի որ մարդու գլուխը օդային շերտում է, նա ոչ մի անհարմարություն չի զգում։ Շունը, երբ մեծանում է, հայտնվում է ածխաթթու գազի մթնոլորտում և, հետևաբար, շնչահեղձ է լինում:

Բժիշկներն ու կենսաբանները պարզել են, որ երբ ածխաջրերն օրգանիզմում օքսիդանում են ջրի և ածխաթթու գազի, սպառված թթվածնի մոլեկուլից մեկ մոլեկուլ է ազատվում։ CO 2 ... Այսպիսով, ընտրվածների հարաբերակցությունը CO 2 կլանել Օ 2 (շնչառական գործակցի արժեքը) հավասար է մեկի։ Ճարպի օքսիդացման դեպքում շնչառական գործակիցը մոտավորապես 0,7 է։ Ուստի, որոշելով շնչառական գործակիցի արժեքը, կարելի է դատել, թե որ նյութերն են հիմնականում այրվում օրգանիզմում։ Փորձնականորեն հաստատվել է, որ կարճատև, բայց ինտենսիվ մկանային բեռներով էներգիա է ստացվում ածխաջրերի օքսիդացման, իսկ երկարաժամկետ դեպքում՝ հիմնականում ճարպերի այրման շնորհիվ։ Ենթադրվում է, որ մարմնի անցումը ճարպերի օքսիդացմանը կապված է ածխաջրերի պաշարի սպառման հետ, որը սովորաբար նկատվում է մկանների ինտենսիվ աշխատանքի մեկնարկից 5-20 րոպե անց:

Հակաթույններ

Հակաթույնները նյութեր են, որոնք վերացնում են թույների ազդեցությունը կենսաբանական կառուցվածքների վրա և անակտիվացնում թունավոր նյութերը քիմիական նյութերի միջոցով:

Արյան դեղին աղ Կ 4 շատ ծանր մետաղների իոնների հետ առաջացնում է վատ լուծվող միացություններ։ Այս հատկությունը գործնականում օգտագործվում է ծանր մետաղների աղերով թունավորումների բուժման համար։

Unithiol-ը լավ հակաթույն է մկնդեղի, սնդիկի, կապարի, կադմիումի, նիկելի, քրոմի, կոբալտի և այլ մետաղների միացություններով թունավորումների համար.

Չ 2 -Չ-Չ 2 ԱՅՍՊԵՍ 3 Նա Հ 2 Օ

Կաթը համընդհանուր հակաթույն է:

Եզրակացություն

Ժամանակակից կենսաքիմիան ներկայացված է բազմաթիվ տարբեր ուղղություններով նյութի բնույթի և դրա փոխակերպման մեթոդների մասին գիտելիքների զարգացման գործում: Միևնույն ժամանակ, քիմիան պարզապես նյութերի մասին գիտելիքների հանրագումար չէ, այլ գիտելիքի խիստ կարգավորված, անընդհատ զարգացող համակարգ, որն իր տեղն ունի այլ բնական գիտությունների շարքում:

Քիմիան ուսումնասիրում է քիմիական երևույթների նյութական կրիչների որակական բազմազանությունը, նյութի շարժման քիմիական ձևը։

Քիմիայի՝ որպես ինքնուրույն բնագիտական ​​առարկայի տարանջատման ամենակարևոր օբյեկտիվ հիմքերից մեկը նյութերի փոխհարաբերությունների քիմիայի յուրահատկության ճանաչումն է, որը դրսևորվում է, առաջին հերթին, ուժերի և տարբեր տեսակի ուժերի համալիրում։ փոխազդեցություններ, որոնք որոշում են երկ- և բազմատոմ միացությունների առկայությունը: Այս համալիրը սովորաբար բնութագրվում է որպես քիմիական կապորը առաջանում կամ բաժանվում է նյութի կազմակերպման ատոմային մակարդակի մասնիկների փոխազդեցության ընթացքում։ Քիմիական կապի առաջացումը բնութագրվում է էլեկտրոնի խտության զգալի վերաբաշխմամբ՝ համեմատած կապի հեռավորության վրա միավորված չկապված ատոմների կամ ատոմային բեկորների էլեկտրոնային խտության պարզ դիրքի հետ։ Այս հատկանիշը առավել ճշգրիտ կերպով առանձնացնում է քիմիական կապը միջմոլեկուլային փոխազդեցությունների տարբեր դրսեւորումներից։

Բնական գիտության մեջ կենսաքիմիայի՝ որպես գիտության դերի շարունակական կայուն աճը ուղեկցվում է հիմնարար, բարդ և կիրառական հետազոտությունների արագ զարգացմամբ, ցանկալի հատկություններով նոր նյութերի արագացված զարգացմամբ և արտադրության և տեխնոլոգիայի ոլորտում նոր գործընթացներով։ նյութերի վերամշակում.

Մատենագիտություն

1. Մեծ հանրագիտարանային բառարան. Քիմիա. Մ., 2001։

2. Գրուշեւիցկայա Տ.Տ., Սադոխին Ա.Պ. Ժամանակակից բնական գիտության հայեցակարգեր. Մ., 1998:

3. Կուզնեցով Վ.Ի., Իդլիս Գ.Մ., Գուտինա Վ.Ն. Բնական գիտություն. Մ., 1996:

4. Քիմիա // Քիմիական հանրագիտարանային բառարան. Մ., 1983:

5.http: //n-t.ru/ri/kk/hm16.htm

6.http: //www.alhimik.ru/kunst/man"s_elem.html

Տեղադրված է Allbest.ru-ում

Նմանատիպ փաստաթղթեր

Քիմիական հայացք բնության, ծագման և ներկայիս վիճակի մասին: Քիմիական գիտության իմացության առարկան և դրա կառուցվածքը. Քիմիայի և ֆիզիկայի փոխհարաբերությունները. Քիմիայի և կենսաբանության հարաբերությունները. Քիմիան ուսումնասիրում է քիմիական երևույթների նյութական կրիչների որակական բազմազանությունը։

վերացական, ավելացվել է 15.03.2004թ


Քիմիայի ներկայացում. Կենդանի համակարգերը դրանցում հայտնաբերված քիմիական տարրերն են: Կենդանի համակարգերի, ինչպես նաև մարդկանց սերտ շփումը շրջակա միջավայրի հետ: Մարդու մարմնի կազմը. Մարդու մարմնում հանքային նյութափոխանակության խանգարումներ. Պաթոլոգիական պայմաններ.

ներկայացումը ավելացվել է 12/24/2008 թ


վերացական, ավելացվել է 10.11.2011թ


Մարդու մարմնում տարածված հիմնական քիմիական տարրերը, դրանցից մի քանիսի պակասի բնորոշ նշաններն ու ախտանիշները. Յոդի հատկությունների ընդհանուր բնութագիրը, հայտնաբերումն ու նշանակությունը օրգանիզմում. Դրա պակասի որոշման կարգը և դրա համալրման մեխանիզմը.

ներկայացումը ավելացվել է 12/27/2010


Բերիլիումի ֆիզիոլոգիական դերը մարդու օրգանիզմում, նրա սիներգիստներն ու հակառակորդները: Մագնեզիումի դերը մարդու օրգանիզմում՝ ապահովելու կյանքի տարբեր գործընթացների ընթացքը։ Օրգանիզմում ավելորդ թթվայնության չեզոքացում. Ստրոնցիումի արժեքը մարդկանց համար.

ամփոփագիրը ավելացվել է 09.05.2014թ


Թալիումի ֆիզիկաքիմիական հատկությունները, ագրեգացման վիճակը, հագեցած գոլորշիների ճնշումը, նորմալ պայմաններում գոլորշիացման ջերմությունը և տաքացման նկատմամբ զգայունությունը: Մարմնի մեջ ներթափանցման և փոխակերպման ուղիները. Շրջակա միջավայրի արտանետման աղբյուրները:

թեստ, ավելացվել է 10/24/2014


Մետաղների քիմիական հատկությունները, դրանց առկայությունը մարդու մարմնում. մակրոէլեմենտների (կալիում, նատրիում, կալցիում, մագնեզիում) և միկրոտարրերի դերը օրգանիզմում։ Սննդի մեջ մակրո և միկրոտարրերի պարունակությունը. Որոշ տարրերի անհավասարակշռության հետևանքները.

ներկայացումը ավելացվել է 03/13/2013


Հայեցակարգ, ընդհանուր բնութագրերըև կատալիտիկ բարեփոխման գործընթացի նպատակը։ Բարեփոխման գործընթացի քիմիական հիմքերը՝ ալկանների, ցիկլոալկանների, արենների փոխակերպում։ Գործընթացի կատալիզատորներ և մակրոկինետիկա: Կատալիտիկ գործընթացի արդյունաբերական կայանքներ.

կուրսային աշխատանք ավելացվել է 13.10.2011թ


Ջրածնի տեղաշարժի մեթոդով մետաղի և աղի համարժեք զանգվածի որոշում. Փորձի ընթացքը և տվյալները, սարքերի բնութագրերը. Մագնեզիումի օգտագործումը որպես մետաղ, նրա հիմնական քիմիական հատկությունները. Փորձի բացարձակ և հարաբերական սխալների հաշվարկ.

լաբորատոր աշխատանք, ավելացվել է 05.05.2013թ


Ցածր մոլեկուլային քաշի օրգանական միացություններ տարբեր քիմիական բնույթանհրաժեշտ է կենդանի օրգանիզմում տեղի ունեցող գործընթացների իրականացման համար. Ջրի լուծվող և ճարպային լուծվող վիտամիններ. Վիտամինների մարդու ամենօրյա կարիքը և դրանց հիմնական գործառույթները.

Թեմա՝ «ԱՐՅԱՆ ԿԵՆՍԱՔԻՄԻԱ. ԱՐՅԱՆ ՊԼԱԶՄԱ. Էրիտրոցիտների նյութափոխանակություն. ԱՐՅԱՆ ԿԵՆՍԱՔԻՄԻԱԿԱՆ ԱՆԼԻԶԻ ԿԱՐԵՎՈՐՈՒԹՅՈՒՆԸ ԿԼԻՆԻԿԱՅՈՒՄ»

1. Պլազմայի սպիտակուցներ՝ կենսաբանական դեր. Սպիտակուցային ֆրակցիաների պարունակությունը պլազմայում. Պլազմայի սպիտակուցային կազմի փոփոխությունները պաթոլոգիական պայմաններում (հիպերպրոտեինեմիա, հիպոպրոտեինեմիա, դիսպրոտեինեմիա, պարապրոտեինեմիա):
2. Բորբոքման սուր փուլի սպիտակուցներ՝ կենսաբանական դեր, սպիտակուցների օրինակներ։
3. Արյան պլազմայի լիպոպրոտեինային ֆրակցիաներ՝ կոմպոզիցիոն առանձնահատկությունները, դերը օրգանիզմում։
4. Արյան պլազմայի իմունոգոլոբուլիններ՝ հիմնական դասեր, կառուցվածքի սխեման, կենսաբանական ֆունկցիաներ։ Ինտերֆերոններ՝ կենսաբանական դեր, գործողության մեխանիզմ (սխեմա)։
5. Արյան պլազմայի ֆերմենտներ (սեկրետոր, արտազատող, ցուցիչ)՝ ամինոտրանսֆերազների (ALT և AST), ալկալային ֆոսֆատազի, ամիլազի, լիպազի, տրիպսինի, լակտատդեհիդրոգենազի, կրեատին կինազի իզոֆերմենտների ակտիվության ուսումնասիրության ախտորոշիչ արժեքը։
6. Արյան ոչ սպիտակուցային ազոտ պարունակող բաղադրիչներ (ուրա, ամինաթթուներ, միզաթթու, կրեատինին, ինդիկան, ուղղակի և անուղղակի բիլիռուբին)՝ կառուցվածքը, կենսաբանական դերը, արյան մեջ դրանց որոշման ախտորոշիչ արժեքը: Ազոտեմիայի հայեցակարգը.
7. Առանց ազոտի օրգանական բաղադրիչներարյուն (գլյուկոզա, խոլեստերին, ազատ ճարպաթթուներ, կետոնային մարմիններ, պիրուվատ, լակտատ), արյան մեջ դրանց որոշման ախտորոշիչ արժեքը։
8. Հեմոգլոբինի կառուցվածքի և ֆունկցիայի առանձնահատկությունները. O2-ի նկատմամբ հեմոգլոբինի մերձեցման կարգավորիչներ. Հեմոգլոբինի մոլեկուլային ձևեր. Հեմոգլոբինի ածանցյալներ. Արյան մեջ հեմոգլոբինի որոշման կլինիկական և ախտորոշիչ արժեքը.
9. Էրիտրոցիտային նյութափոխանակություն. գլիկոլիզի և պենտոզաֆոսֆատի ուղու դերը հասուն էրիթրոցիտներում: Գլուտատիոն: դեր է կարմիր արյան բջիջների մեջ: Ֆերմենտային համակարգեր, որոնք ներգրավված են ռեակտիվ թթվածնի տեսակների դետոքսիկացման մեջ:
10. Արյան կոագուլյացիա՝ որպես ֆերմենտների ակտիվացման կասկադ։ Ներքին և արտաքին կոագուլյացիայի ուղիները. Արյան մակարդման ընդհանուր ուղին` պրոտոմբինի ակտիվացում, ֆիբրինոգենի վերածում ֆիբրինի, ֆիբրին-պոլիմերի ձևավորում:
11. Վիտամին K-ի մասնակցությունը արյան մակարդման գործոնների հետթարգմանական ձևափոխմանը: Dicumarol որպես հակավիտամին K.

30.1. Արյան կազմը և գործառույթը.

Արյուն- հեղուկ շարժական հյուսվածք, որը շրջանառվում է արյան անոթների փակ համակարգում, տարբեր քիմիական նյութեր տեղափոխում օրգաններ և հյուսվածքներ և ինտեգրում է նյութափոխանակության գործընթացները տարբեր բջիջներում:

Արյունը բաղկացած է պլազմա և ձևավորված տարրեր (էրիթրոցիտներ, լեյկոցիտներ և թրոմբոցիտներ): Արյան շիճուկ տարբերվում է պլազմայից ֆիբրինոգենի բացակայությամբ: Արյան պլազմայի 90%-ը ջուր է, 10%-ը՝ չոր մնացորդ, որը ներառում է սպիտակուցներ, ոչ սպիտակուցային ազոտային բաղադրիչներ (մնացորդային ազոտ), ազոտազուրկ օրգանական բաղադրիչներ և հանքանյութեր։

30.2. Պլազմայի սպիտակուցներ.

Արյան պլազման պարունակում է սպիտակուցների բարդ բազմաբաղադրիչ (ավելի քան 100) խառնուրդ, որոնք տարբերվում են ծագումից և ֆունկցիայից։ Պլազմայի սպիտակուցների մեծ մասը սինթեզվում է լյարդում։ Իմունոգոլոբուլիններ և մի շարք այլ պաշտպանիչ սպիտակուցներ իմունային կոմպետենտ բջիջների կողմից:

30.2.1. Սպիտակուցի ֆրակցիաներ.Պլազմայի սպիտակուցների աղի միջոցով կարելի է առանձնացնել ալբումինի և գլոբուլինի ֆրակցիաները: Սովորաբար այս կոտորակների հարաբերակցությունը 1,5 - 2,5 է։ Թղթի վրա էլեկտրոֆորեզի մեթոդի օգտագործումը թույլ է տալիս բացահայտել 5 սպիտակուցային ֆրակցիաներ (միգրացիայի արագության նվազման կարգով)՝ ալբումին, α1 -, α2 -, β- և γ-գլոբուլիններ: Յուրաքանչյուր ֆրակցիայում ավելի նուրբ ֆրակցիոնացման մեթոդներ կիրառելիս, բացի ալբումինից, հնարավոր է մեկուսացնել մի շարք սպիտակուցներ (արյան շիճուկում սպիտակուցային ֆրակցիաների պարունակությունը և բաղադրությունը, տես նկար 1):

Նկար 1.Արյան շիճուկի սպիտակուցների էլեկտրոֆերոգրամա և սպիտակուցային ֆրակցիաների կազմը:

Ալբոմին- սպիտակուցների հետ մոլեկուլային քաշըմոտ 70000 Այո: Իրենց հիդրոֆիլության և պլազմայի բարձր պարունակության շնորհիվ նրանք կարևոր դեր են խաղում կոլոիդ-օսմոտիկ (օնկոտիկ) արյան ճնշման պահպանման և արյան և հյուսվածքների միջև հեղուկների փոխանակման կարգավորման գործում: Կատարել տրանսպորտային գործառույթ՝ իրականացնել ազատ ճարպաթթուների, լեղու պիգմենտների, ստերոիդ հորմոնների, Ca2+ իոնների և բազմաթիվ դեղամիջոցների փոխանցում։ Ալբումինը նաև ծառայում է որպես հարուստ և արագ իրացվող ամինաթթուների պաշար:

α 1-Գլոբուլիններ.

• Թթու α 1-գլիկոպրոտեին (օրոսոմուկոիդ) - պարունակում է մինչև 40% ածխաջրեր, նրա իզոէլեկտրական կետը գտնվում է թթվային միջավայրում (2,7): Այս սպիտակուցի գործառույթը լիովին հասկանալի չէ. Հայտնի է, որ բորբոքային գործընթացի վաղ փուլերում օրոսոմուկոիդը նպաստում է բորբոքման կիզակետում կոլագենի մանրաթելերի ձևավորմանը (Y. Musil, 1985):
• α 1 - հակատրիպսին - մի շարք պրոթեզերոնի արգելակիչ (տրիպսին, քիմոտրիպսին, կալիկրեին, պլազմին): Արյան մեջ α1-անտիտրիպսինի պարունակության բնածին նվազումը կարող է նախատրամադրված գործոն լինել բրոնխոթոքային հիվանդությունների համար, քանի որ թոքերի հյուսվածքի առաձգական մանրաթելերը հատկապես զգայուն են պրոտեոլիտիկ ֆերմենտների գործողության նկատմամբ:
• Ռետինոլ կապող սպիտակուց իրականացնում է ճարպային լուծվող վիտամին A-ի փոխադրումը։
• Թիրոքսին կապող սպիտակուց - կապում և տեղափոխում է յոդ պարունակող վահանաձև գեղձի հորմոնները:
• Տրանսկորտին - կապում և տեղափոխում է գլյուկոկորտիկոիդ հորմոնները (կորտիզոլ, կորտիկոստերոն):

α 2-Գլոբուլիններ:

• Հապտոգլոբիններ (25% α2 -գլոբուլիններ) - կայուն բարդույթ են կազմում հեմոգլոբինի հետ, որը հայտնվում է պլազմայում էրիթրոցիտների ներանոթային հեմոլիզի արդյունքում։ Հապտոգլոբին-հեմոգլոբին համալիրները կլանում են RES բջիջները, որտեղ քայքայվում են հեմը և սպիտակուցային շղթաները, և երկաթը նորից օգտագործվում է հեմոգլոբինի սինթեզի համար: Սա կանխում է օրգանիզմի կողմից երկաթի կորուստը և հեմոգլոբինի կողմից երիկամների վնասումը:
• Ցերուլոպլազմին - պղնձի իոններ պարունակող սպիտակուց (ցերուլոպլազմինի մեկ մոլեկուլը պարունակում է 6-8 Cu2 + իոններ), որոնք դրան տալիս են կապույտ գույն։ Այն մարմնում պղնձի իոնների տրանսպորտային ձև է: Այն ունի օքսիդազային ակտիվություն. այն օքսիդացնում է Fe2 +-ը Fe3+, որն ապահովում է երկաթի կապը տրանսֆերրինի միջոցով: Ունակ է օքսիդացնել անուշաբույր ամինները, մասնակցում է ադրենալինի, նորէպինեֆրինի, սերոտոնինի փոխանակմանը։

β-գլոբուլիններ.

• Տրանսֆերին - β-գլոբուլինի ֆրակցիայի հիմնական սպիտակուցը, մասնակցում է երկաթի երկաթի կապակցմանը և տեղափոխմանը տարբեր հյուսվածքներ, հատկապես արյունաստեղծ: Տրանսֆերինը կարգավորում է արյան մեջ Fe3 + պարունակությունը, կանխում է մեզի ավելորդ կուտակումն ու կորուստը։
• Հեմոպեքսին - կապում է հեմը և կանխում դրա կորուստը երիկամների կողմից: Հեմ-հեմոպեքսին համալիրը արյունից որսվում է լյարդի կողմից:
• C- ռեակտիվ սպիտակուց (CRP) - սպիտակուց, որը կարող է նստեցնել (Ca2+-ի առկայության դեպքում) պնևմակոկի բջջային պատի C-պոլիսաքարիդը: Կենսաբանական դերայն որոշվում է ֆագոցիտոզը ակտիվացնելու և թրոմբոցիտների ագրեգացման գործընթացը արգելակելու ունակությամբ: Առողջ մարդկանց մոտ CRP-ի կոնցենտրացիան պլազմայում աննշան է և չի կարող որոշվել ստանդարտ մեթոդներով: Սուր բորբոքային պրոցեսի ժամանակ այն ավելանում է ավելի քան 20 անգամ, այս դեպքում արյան մեջ հայտնաբերվում է CRP։ CRP հետազոտությունը առավելություն ունի բորբոքային գործընթացի այլ մարկերների նկատմամբ՝ ESR-ի որոշում և լեյկոցիտների քանակի հաշվում: Այս ցուցանիշը ավելի զգայուն է, դրա աճը տեղի է ունենում ավելի վաղ, իսկ վերականգնվելուց հետո այն ավելի արագ վերադառնում է նորմալ:

γ-գլոբուլիններ:

• Իմունոգոլոբուլիններ (IgA, IgG, IgM, IgD, IgE) հակամարմիններ են, որոնք արտադրվում են մարմնի կողմից՝ ի պատասխան հակագենային ակտիվությամբ օտար նյութերի ներմուծմանը: Այս սպիտակուցների մասին լրացուցիչ տեղեկությունների համար տե՛ս 1.2.5.

30.2.2. Արյան պլազմայի սպիտակուցային կազմի քանակական և որակական փոփոխություններ.Տարբեր պաթոլոգիական պայմաններում արյան պլազմայի սպիտակուցային կազմը կարող է փոխվել։ Փոփոխությունների հիմնական տեսակներն են.

• Հիպերպրոտեինեմիա - ընդհանուր պլազմային սպիտակուցի պարունակության ավելացում. Պատճառները՝ մեծ քանակությամբ ջրի կորուստ (փսխում, փորլուծություն, լայնածավալ այրվածքներ), վարակիչ հիվանդություններ (γ-գլոբուլինների քանակի ավելացման պատճառով):
• Հիպոպրոտեինեմիա - պլազմայում ընդհանուր սպիտակուցի պարունակության նվազում. Դիտվում է լյարդի հիվանդությունների ժամանակ (սպիտակուցի սինթեզի խախտման պատճառով), երիկամների (մեզի մեջ սպիտակուցների կորստի պատճառով), ծոմի ժամանակ (սպիտակուցի սինթեզի ամինաթթուների պակասի պատճառով)։
• Դիսպրոտեինեմիա - արյան պլազմայում ընդհանուր սպիտակուցի նորմալ պարունակությամբ սպիտակուցային ֆրակցիաների տոկոսի փոփոխություն, օրինակ, ալբումինի պարունակության նվազում և մեկ կամ մի քանի գլոբուլինի ֆրակցիայի պարունակության բարձրացում տարբեր բորբոքային հիվանդություններում:
• Պարապրոտեինեմիա - արյան պլազմայում պաթոլոգիական իմունոգոլոբուլինների՝ պարապրոտեինների հայտնվելը, որոնք տարբերվում են նորմալ սպիտակուցներից ֆիզիկական և քիմիական հատկություններով և կենսաբանական ակտիվությամբ: Այս սպիտակուցները ներառում են, օրինակ. կրիոգլոբուլիններ 37°C-ից ցածր ջերմաստիճանում իրար հետ ձևավորելով նստվածքներ: Արյան մեջ պարապրոտեիններ են հայտնաբերվել Waldenstrom-ի մակրոգլոբուլինեմիայի հետ, միելոմայով (վերջին դեպքում նրանք կարող են հաղթահարել երիկամային արգելքը և հայտնաբերվում են մեզի մեջ որպես Բենս-Ջոնսի սպիտակուցներ): Պարապրոտեինեմիան սովորաբար ուղեկցվում է հիպերպրոտեինեմիայով։

30.2.3. Արյան պլազմայի լիպոպրոտեինային ֆրակցիաներ.Լիպոպրոտեինները բարդ միացություններ են, որոնք արյան մեջ լիպիդներ են տեղափոխում: Դրանք ներառում են. հիդրոֆոբ միջուկ,պարունակող տրիացիլգլիցերին և խոլեստերինի էսթերներ, և ամֆիֆիլային պատյան,ձևավորվում է ֆոսֆոլիպիդներով, ազատ խոլեստերինով և ապոպրոտեիններով սպիտակուցներով (Նկար 2): Մարդու արյան պլազման պարունակում է հետևյալ լիպոպրոտեինային ֆրակցիաները.

Նկար 2.Արյան պլազմայի լիպոպրոտեինի կառուցվածքի դիագրամ.

• Բարձր խտության լիպոպրոտեիններ կամ α-լիպոպրոտեիններ , քանի որ թղթի վրա էլեկտրոֆորեզի ժամանակ շարժվում են α-գլոբուլինների հետ միասին։ Դրանք պարունակում են բազմաթիվ սպիտակուցներ և ֆոսֆոլիպիդներ, խոլեստերինը ծայրամասային հյուսվածքներից տեղափոխում են լյարդ։
• Ցածր խտության լիպոպրոտեիններ կամ β-լիպոպրոտեիններ , քանի որ թղթի վրա էլեկտրոֆորեզի ժամանակ դրանք շարժվում են β-գլոբուլինների հետ միասին։ Հարուստ է խոլեստերինով; տեղափոխել այն լյարդից ծայրամասային հյուսվածքներ:
• Շատ ցածր խտության լիպոպրոտեիններ կամ նախա-β-լիպոպրոտեիններ (էլեկտրոֆորետոգրամի վրա դրանք գտնվում են α- և β-գլոբուլինների միջև): Ծառայում են որպես էնդոգեն տրիացիլգլիցերինների տրանսպորտային ձև, ցածր խտության լիպոպրոտեինների պրեկուրսորներ են։
• Քիլոմիկրոններ - էլեկտրոֆորետիկորեն անշարժ; դատարկ ստամոքսին վերցված արյան մեջ բացակայում են: Դրանք էկզոգեն (սննդային) տրիացիլգլիցերինների տրանսպորտային ձև են։

30.2.4. Բորբոքման սուր փուլի սպիտակուցներ.Սրանք սպիտակուցներ են, որոնց պարունակությունը արյան պլազմայում ավելանում է սուր բորբոքային պրոցեսի ժամանակ։ Դրանք ներառում են, օրինակ, հետևյալ սպիտակուցները.

1. հապտոգլոբին ;
2. ցերուլոպլազմին ;
3. C- ռեակտիվ սպիտակուց ;
4. α 1-անտիտրիպսին ;
5. ֆիբրինոգեն (արյան մակարդման համակարգի բաղադրիչ, տես 30.7.2):

Այս սպիտակուցների սինթեզի արագությունը մեծանում է հիմնականում ալբումինների, տրանսֆերինի և ալբումինի ձևավորման նվազման պատճառով (պլազմային սպիտակուցների մի փոքր մասն, որն ունի ամենամեծ շարժունակությունը սկավառակի էլեկտրոֆորեզի ժամանակ և որը համապատասխանում է էլեկտրոֆորետոգրամի վրա ալբումինից առաջ գտնվող շերտին): , որի կոնցենտրացիան նվազում է սուր բորբոքման ժամանակ։

Սուր փուլի սպիտակուցների կենսաբանական դերը. ա) այս բոլոր սպիտակուցները բջիջների քայքայման ժամանակ արտազատվող ֆերմենտների արգելակիչներ են և կանխում են հյուսվածքների երկրորդական վնասը. բ) այս սպիտակուցներն ունեն իմունոպրեսիվ ազդեցություն (V.L. Dotsenko, 1985):

30.2.5. Արյան պլազմայի պաշտպանիչ սպիտակուցներ.Պաշտպանիչ գործառույթ կատարող սպիտակուցները ներառում են իմունոգլոբուլիններ և ինտերֆերոններ:

Իմունոգոլոբուլիններ (հակամարմիններ) - մի խումբ սպիտակուցներ, որոնք արտադրվում են ի պատասխան օտար կառույցների (անտիգենների) մուտքի մարմնին: Դրանք սինթեզվում են ավշային հանգույցներում և փայծաղում B լիմֆոցիտների միջոցով: Գոյություն ունեն 5 դաս. իմունոգոլոբուլիններ- IgA, IgG, IgM, IgD, IgE:

Նկար 3.Իմունոգլոբուլինների կառուցվածքի սխեման (փոփոխական շրջանը ներկայացված է մոխրագույնով, հաստատուն շրջանը ստվերված չէ):

Իմունոգլոբուլինի մոլեկուլները ունեն մեկ կառուցվածքային պլան: Իմունոգլոբուլինի (մոնոմեր) կառուցվածքային միավորը ձևավորվում է չորս պոլիպեպտիդային շղթաներով, որոնք փոխկապակցված են դիսուլֆիդային կապերով՝ երկու ծանր (H շղթաներ) և երկու թեթև (L շղթաներ) (տես նկար 3): IgG-ն, IgD-ն և IgE-ն իրենց կառուցվածքով, որպես կանոն, մոնոմերներ են, IgM մոլեկուլները կառուցված են հինգ մոնոմերներից, IgA-ն բաղկացած է երկու կամ ավելիից. կառուցվածքային միավորներ, կամ մոնոմերներ են։

Իմունոգոլոբուլիններ կազմող սպիտակուցային շղթաները պայմանականորեն կարելի է բաժանել որոշակի տիրույթների կամ շրջանների, որոնք ունեն որոշակի կառուցվածքային և ֆունկցիոնալ առանձնահատկություններ։

L- և H-շղթաների N-տերմինալ շրջանները կոչվում են փոփոխական շրջան (V), քանի որ դրանց կառուցվածքը բնութագրվում է տարբեր դասերի հակամարմինների միջև զգալի տարբերություններով: Փոփոխական տիրույթում կան 3 հիպերփոփոխական շրջաններ՝ ամինաթթուների հաջորդականության ամենամեծ բազմազանությամբ։ Դա հակամարմինների փոփոխական շրջանն է, որը պատասխանատու է հակագենի կապակցման համար՝ ըստ կոմպլեմենտարության սկզբունքի. Այս տարածաշրջանում սպիտակուցային շղթաների առաջնային կառուցվածքը որոշում է հակամարմինների առանձնահատկությունը:

H- և L-շղթաների C-տերմինալ տիրույթներն ունեն համեմատաբար հաստատուն առաջնային կառուցվածք հակամարմինների յուրաքանչյուր դասի ներսում և կոչվում են հաստատուն շրջան (C): Մշտական ​​շրջանը որոշում է տարբեր դասերի իմունոգոլոբուլինների հատկությունները, դրանց բաշխումը մարմնում, կարող է մասնակցել անտիգենների ոչնչացման պատճառ հանդիսացող մեխանիզմներին:

Ինտերֆերոններ - սպիտակուցների ընտանիք, որը սինթեզվում է մարմնի բջիջների կողմից՝ ի պատասխան վիրուսային վարակի և ունեն հակավիրուսային ազդեցություն։ Կան ինտերֆերոնների մի քանի տեսակներ, որոնք ունեն հատուկ գործողության սպեկտր՝ լեյկոցիտ (α-ինտերֆերոն), ֆիբրոբլաստ (β-ինտերֆերոն) և իմունային (γ-ինտերֆերոն): Ինտերֆերոնները սինթեզվում և արտազատվում են որոշ բջիջների կողմից և ցույց են տալիս իրենց ազդեցությունը՝ ազդելով այլ բջիջների վրա, այս առումով դրանք նման են հորմոններին։ Ինտերֆերոնների գործողության մեխանիզմը ներկայացված է Նկար 4-ում:

Նկար 4.Ինտերֆերոնների գործողության մեխանիզմը (Yu.A. Ovchinnikov, 1987):

Կապվելով բջջային ընկալիչների հետ՝ ինտերֆերոնները հրահրում են երկու ֆերմենտների սինթեզ՝ 2 ", 5" -օլիգոադենիլատ սինթետազ և պրոտեին կինազ, հավանաբար համապատասխան գեների տրանսկրիպցիան սկսելու պատճառով: Ստացված երկու ֆերմենտներն էլ ցույց են տալիս իրենց ակտիվությունը երկշղթա ՌՆԹ-ների առկայության դեպքում, մասնավորապես, այս ՌՆԹ-ները բազմաթիվ վիրուսների վերարտադրման արտադրանք են կամ պարունակվում են նրանց վիրուսների մեջ: Առաջին ֆերմենտը սինթեզում է 2 ", 5" -օլիգոադենիլատներ (ATP-ից), որոնք ակտիվացնում են բջջային ռիբոնուկլեազ I; երկրորդ ֆերմենտը ֆոսֆորիլացնում է թարգմանության մեկնարկային գործոնը IF2: Այս գործընթացների վերջնական արդյունքը վարակված բջիջում սպիտակուցի կենսասինթեզի և վիրուսի բազմապատկման արգելակումն է (Յու.Ա. Օվչիննիկով, 1987 թ.):

30.2.6. Պլազմային ֆերմենտներ.Արյան պլազմայում պարունակվող բոլոր ֆերմենտները կարելի է բաժանել երեք խմբի.

1. արտազատող ֆերմենտներ - սինթեզվում են լյարդում, ազատվում արյան մեջ, որտեղ կատարում են իրենց գործառույթը (օրինակ՝ արյան մակարդման գործոնները);
2. արտազատող ֆերմենտներ - սինթեզվում են լյարդում, սովորաբար արտազատվում են մաղձով (օրինակ՝ ալկալային ֆոսֆատազ), արյան պլազմայում դրանց պարունակությունը և ակտիվությունը մեծանում է, երբ խախտվում է լեղու արտահոսքը.
3. ցուցիչ ֆերմենտներ - սինթեզվում են տարբեր հյուսվածքներում և մտնում են արյան մեջ, երբ այդ հյուսվածքների բջիջները քայքայվում են: Տարբեր բջիջներում գերակշռում են տարբեր ֆերմենտներ, հետևաբար, երբ որևէ օրգան վնասվում է, նրան բնորոշ ֆերմենտները հայտնվում են արյան մեջ։ Սա կարող է օգտագործվել հիվանդությունների ախտորոշման համար:

Օրինակ, եթե լյարդի բջիջները վնասված են ( հեպատիտ) արյան մեջ ավելանում է ալանինամինատրանսֆերազի (ALT), ասպարտատամինատրանսֆերազի (ACT), լակտատդեհիդրոգենազի LDH5 իզոֆերմենտի, գլուտամատդեհիդրոգենազի, օրնիտինկարբամոիլտրանսֆերազի ակտիվությունը։

Սրտամկանի բջիջների վնասման դեպքում ( սրտի կաթված) արյան մեջ աճում է ասպարտատ ամինատրանսֆերազի (ACT), լակտատդեհիդրոգենազի LDH1 էոէնզիմի և կրեատին կինազ ՄԲ իզոֆերմենտի ակտիվությունը։

Եթե ​​ենթաստամոքսային գեղձի բջիջները վնասված են ( պանկրեատիտ) արյան մեջ մեծանում է տրիփսինի, α-ամիլազի, լիպազի ակտիվությունը։

30.3. Արյան ոչ սպիտակուցային ազոտային բաղադրիչներ (մնացորդային ազոտ):

Նյութերի այս խումբը ներառում է՝ միզանյութ, միզաթթու, ամինաթթուներ, կրեատին, կրեատինին, ամոնիակ, ինդիկան, բիլիռուբին և այլ միացություններ (տես նկար 5): Առողջ մարդկանց արյան պլազմայում ազոտի մնացորդային պարունակությունը կազմում է 15-25 մմոլ/լ: Արյան մեջ մնացորդային ազոտի պարունակության աճը կոչվում է ազոտեմիա ... Կախված պատճառից՝ ազոտեմիան բաժանվում է պահպանման և առաջացման։

Պահպանման ազոտեմիա տեղի է ունենում, երբ նկատվում է ազոտի նյութափոխանակության արտադրանքի (հիմնականում միզանյութի) արտազատումը մեզի մեջ և բնորոշ է երիկամային անբավարարությանը: Այս դեպքում արյան մեջ ոչ սպիտակուցային ազոտի մինչև 90%-ը ընկնում է միզանյութի ազոտի վրա՝ նորմայի 50%-ի փոխարեն։

Արտադրության ազոտեմիա զարգանում է արյան մեջ ազոտային նյութերի ավելորդ ընդունմամբ՝ հյուսվածքների սպիտակուցների քայքայման ավելացման պատճառով (երկարատև ծոմապահություն, շաքարային դիաբետ, ծանր վերքեր և այրվածքներ, վարակիչ հիվանդություններ):

Մնացորդային ազոտի որոշումն իրականացվում է արյան շիճուկի ֆիլտրատում առանց սպիտակուցի: Սպիտակուցազերծ ֆիլտրատի հանքայնացման արդյունքում խտացված H2SO4-ով տաքացնելիս բոլոր ոչ սպիտակուցային միացությունների ազոտը վերածվում է (NH4) 2SO4 ձևի: NH4 + իոնները որոշվում են Nessler-ի ռեագենտի միջոցով:

• Միզանյութ -Մարդու մարմնում սպիտակուցային նյութափոխանակության հիմնական վերջնական արդյունքը: Ձևավորվել է լյարդում ամոնիակի չեզոքացման արդյունքում, այն օրգանիզմից արտազատվում է երիկամներով։ Հետեւաբար, արյան մեջ միզանյութի պարունակությունը նվազում է լյարդի հիվանդությունների դեպքում եւ ավելանում երիկամային անբավարարության դեպքում:
• Ամինաթթուներ- մտնում են արյան մեջ, երբ ներծծվում են ստամոքս-աղիքային տրակտից կամ հյուսվածքային սպիտակուցների քայքայման արտադրանք են: Առողջ մարդկանց արյան մեջ ամինաթթուների մեջ գերակշռում են ալանինը և գլուտամինը, որոնք, սպիտակուցների կենսասինթեզին մասնակցության հետ մեկտեղ, ամոնիակի տրանսպորտային ձևեր են։
• Ուրիկաթթու- պուրինային նուկլեոտիդային կատաբոլիզմի վերջնական արդյունքը: Արյան մեջ դրա պարունակությունը մեծանում է հոդատապով (կրթության բարձրացման արդյունքում) և երիկամների ֆունկցիայի խանգարմամբ (անբավարար արտազատման պատճառով):
• Կրեատին- այն սինթեզվում է երիկամներում և լյարդում, մկաններում այն ​​վերածվում է կրեատին ֆոսֆատի՝ էներգիայի աղբյուր մկանների կծկման գործընթացների համար։ Մկանային համակարգի հիվանդությունների դեպքում արյան մեջ կրեատինի պարունակությունը զգալիորեն ավելանում է:
• Կրեատինին- ազոտի նյութափոխանակության վերջնական արտադրանքը, որը ձևավորվում է մկաններում կրեատին ֆոսֆատի դեֆոսֆորիլացման արդյունքում, մարմնից արտազատվում է երիկամներով: Արյան մեջ կրեատինինի պարունակությունը նվազում է մկանային համակարգի հիվանդությունների դեպքում, ավելանում է երիկամային անբավարարության դեպքում։
• Ինդիկան -ինդոլի չեզոքացման արտադրանքը, որը ձևավորվում է լյարդում, արտազատվում երիկամներով: Արյան մեջ դրա պարունակությունը նվազում է լյարդի հիվանդությունների դեպքում, ավելանում է` աղիներում սպիտակուցների քայքայման գործընթացների ինտենսիվացման, երիկամների հիվանդությունների դեպքում:
• Բիլիրուբին (ուղղակի և անուղղակի)- հեմոգլոբինի կատաբոլիզմի արտադրանք. Արյան մեջ բիլիրուբինի պարունակությունը մեծանում է դեղնախտի հետ՝ հեմոլիտիկ (անուղղակի բիլիրուբինի պատճառով), օբստրուկտիվ (ուղղակի բիլիրուբինի պատճառով), պարենխիմային (երկու ֆրակցիաների պատճառով)։

Նկար 5.Արյան պլազմայի ոչ սպիտակուցային ազոտային միացություններ.

30.4. Արյան առանց ազոտի օրգանական բաղադրիչներ.

Նյութերի այս խումբը ներառում է սննդանյութեր (ածխաջրեր, լիպիդներ) և դրանց նյութափոխանակության արտադրանքները (օրգանական թթուներ): Ամենաբարձր արժեքըկլինիկայում ունի արյան գլյուկոզի, խոլեստերինի, ազատ ճարպաթթուների, կետոնային մարմինների և կաթնաթթվի որոշում: Այս նյութերի բանաձևերը ներկայացված են Նկար 6-ում:

• Գլյուկոզա- մարմնի հիմնական էներգետիկ սուբստրատը. Դրա պարունակությունը առողջ մարդկանց արյան մեջ դատարկ ստամոքսի վրա կազմում է 3,3 - 5,5 մմոլ/լ: Արյան գլյուկոզի ավելացում (հիպերգլիկեմիա)դիտվել է ուտելուց հետո, հուզական սթրեսով, շաքարային դիաբետով, հիպերթիրեոզով և Իցենկո-Քուշինգի հիվանդությամբ հիվանդների մոտ: Արյան գլյուկոզայի նվազում (հիպոգլիկեմիա)նկատվում է ծոմապահության, ինտենսիվ ֆիզիկական ծանրաբեռնվածության, սուր ալկոհոլային թունավորումների, ինսուլինի գերդոզավորման ժամանակ:
• Խոլեստերին- կենսաբանական թաղանթների էական լիպիդային բաղադրիչ, ստերոիդ հորմոնների, վիտամին D3-ի, լեղաթթուների նախադրյալ: Առողջ մարդկանց արյան պլազմայում դրա պարունակությունը կազմում է 3,9 - 6,5 մմոլ/լ: Արյան խոլեստերինի բարձրացում ( հիպերխոլեստերինեմիա) նկատվում է աթերոսկլերոզի, շաքարային դիաբետի, միքսեդեմայի, խոլելիտիասի ժամանակ։ Արյան խոլեստերինի նվազեցում ( հիպոխոլեստերինեմիա) հանդիպում է հիպերթիրեոզի, լյարդի ցիռոզի, աղիների հիվանդությունների, սովի, խոլերետիկ դեղամիջոցներ ընդունելիս։
• Ազատ ճարպաթթուներ (FFA)օգտագործվում են հյուսվածքների և օրգանների կողմից որպես էներգետիկ նյութ։ Արյան մեջ ՀՖՖ-ի պարունակությունը մեծանում է ծոմ պահելու, շաքարային դիաբետի, ադրենալինի և գլյուկոկորտիկոիդների ընդունումից հետո; նվազում է հիպոթիրեոզով, ինսուլինի ներդրումից հետո:
• Կետոնային մարմիններ.Կետոնային մարմինները ներառում են ացետոացետատ, β-հիդրօքսիբուտիրատ, ացետոն- ճարպաթթուների թերի օքսիդացման արտադրանք. Արյան մեջ կետոնային մարմինների պարունակությունը բարձրանում է ( հիպերկետոնեմիա) ծոմի, ջերմության, շաքարային դիաբետի ժամանակ։
• Կաթնաթթու (լակտատ)- ածխաջրերի անաէրոբ օքսիդացման վերջնական արդյունքը. Արյան մեջ դրա պարունակությունը մեծանում է հիպոքսիայի հետ (ֆիզիկական ակտիվություն, թոքերի, սրտի, արյան հիվանդություններ):
• Պիրուվիկ թթու (պիրուվատ)- ածխաջրերի և որոշ ամինաթթուների կատաբոլիզմի միջանկյալ արտադրանք: Արյան մեջ պիրուվիկ թթվի պարունակության ամենասուր աճը նկատվում է մկանային աշխատանքի և վիտամին B1-ի պակասի ժամանակ։

Նկար 6.Արյան պլազմայի ազոտազուրկ օրգանական նյութեր.

30.5. Արյան պլազմայի հանքային բաղադրիչները.

Հանքային նյութերը արյան պլազմայի հիմնական բաղադրիչներն են: Ամենակարևոր կատիոններն են նատրիումի, կալիումի, կալցիումի և մագնեզիումի իոնները։ Անիոնները համապատասխանում են դրանց՝ քլորիդներ, բիկարբոնատներ, ֆոսֆատներ, սուլֆատներ։ Արյան պլազմայի որոշ կատիոններ կապված են օրգանական անիոնների և սպիտակուցների հետ։ Բոլոր կատիոնների գումարը հավասար է անիոնների գումարին, քանի որ արյան պլազման էլեկտրականորեն չեզոք է։

• Նատրիում- արտաբջջային հեղուկի հիմնական կատիոնը. Արյան պլազմայում դրա պարունակությունը 135-150 մմոլ/լ է: Նատրիումի իոնները մասնակցում են արտաբջջային հեղուկի օսմոտիկ ճնշման պահպանմանը: Հիպերնատրեմիան նկատվում է մակերիկամի կեղևի հիպերֆունկցիայի դեպքում՝ նատրիումի քլորիդի հիպերտոնիկ լուծույթի պարենտերալ ներմուծմամբ։ Հիպոնատրեմիայի պատճառը կարող է լինել աղի չպարունակող սննդակարգը, մակերիկամի անբավարարությունը և դիաբետիկ ացիդոսը:
• Կալիումհիմնական ներբջջային կատիոնն է։ Արյան պլազմայում այն ​​պարունակվում է 3,9 մմոլ/լ քանակությամբ, իսկ էրիթրոցիտներում՝ 73,5 – 112 մմոլ/լ։ Ինչպես նատրիումը, այնպես էլ կալիումը բջիջում պահպանում է օսմոտիկ և թթու-բազային հոմեոստազը: Հիպերկալեմիան նկատվում է բջիջների ոչնչացման աճով (հեմոլիտիկ անեմիա, երկարատև ջախջախիչ համախտանիշ), կալիումի երիկամային արտազատման խանգարումով և ջրազրկմամբ: Հիպոկալեմիան նկատվում է մակերիկամի կեղևի հիպերֆունկցիայի դեպքում, դիաբետիկ ացիդոզով։
• Կալցիումարյան պլազմայում պարունակվում է ձևով. Կատարում է տարբեր գործառույթներ՝ կապված սպիտակուցների հետ (0,9 մմոլ/լ), իոնացված (1,25 մմոլ/լ) և ոչ իոնացված (0,35 մմոլ/լ): Կենսաբանորեն ակտիվ է միայն իոնացված կալցիումը: Հիպերկալցեմիա նկատվում է հիպերպարաթիրեոզի, հիպերվիտամինոզ D-ի, Իցենկո-Քուշինգի համախտանիշի, ոսկրային հյուսվածքի կործանարար պրոցեսների ժամանակ։ Հիպոկալցեմիան առաջանում է ռախիտի, հիպոպարաթիրեոզի և երիկամների հիվանդության ժամանակ։
• Քլորիդներպարունակվում են արյան պլազմայում 95-110 մմոլ/լ քանակությամբ, մասնակցում են արտաբջջային հեղուկի օսմոտիկ ճնշման, թթու-բազային վիճակի պահպանմանը։ Հիպերքլորեմիան նկատվում է սրտի անբավարարության, զարկերակային հիպերտոնիայի, հիպոքլորեմիայի՝ փսխման, երիկամների հիվանդության դեպքում։
• ՖոսֆատներԱրյան պլազմայում բուֆերային համակարգի բաղադրիչներն են, դրանց կոնցենտրացիան 1-1,5 մմոլ/լ է: Հիպերֆոսֆատեմիա նկատվում է երիկամների հիվանդության, հիպոպարաթիրեոզի, հիպերվիտամինոզ Դ-ի դեպքում:

0.6. Թթու-բազային վիճակը և դրա կարգավորումը.

Թթու-բազային վիճակ (CBS) - մարմնի հեղուկներում ջրածնի (H +) և հիդրոքսիլ (OH-) իոնների կոնցենտրացիայի հարաբերակցությունը: Առողջ մարդուն բնորոշ է CBS ցուցանիշների հարաբերական կայունությունը՝ պայմանավորված համատեղ գործողությամբ բուֆերային համակարգերարյան և ֆիզիոլոգիական հսկողություն (շնչառական և արտազատվող օրգաններ):

30.6.1. Արյան բուֆերային համակարգեր.Մարմնի բուֆերային համակարգերը կազմված են թույլ թթուներից և ուժեղ հիմքերով դրանց աղերից։ Յուրաքանչյուր բուֆերային համակարգ բնութագրվում է երկու ցուցանիշով.

• pH բուֆեր(կախված է բուֆերի բաղադրիչների հարաբերակցությունից);
• բուֆերային բաք, այսինքն՝ ուժեղ հիմքի կամ թթվի քանակությունը, որը պետք է ավելացվի բուֆերային լուծույթին՝ pH-ը մեկ միավորով փոխելու համար (կախված է բուֆերի բաղադրիչների բացարձակ կոնցենտրացիաներից)։

Առանձնացվում են հետևյալ արյան բուֆերային համակարգերը.

• բիկարբոնատ(H2 CO3 / NaHCO3);
• ֆոսֆատ(NaH2 PO4 / Na2 HPO4);
• հեմոգլոբին(դեօքսիհեմոգլոբինը որպես օքսիհեմոգլոբինի թույլ թթու/կալիումի աղ);
• սպիտակուցը(դրա գործողությունը պայմանավորված է սպիտակուցների ամֆոտերիկությամբ): Բիկարբոնատային և սերտորեն կապված հեմոգլոբինի բուֆերային համակարգերը միասին կազմում են արյան բուֆերային հզորության ավելի քան 80%-ը։

30.6.2. KOS-ի շնչառական կարգավորումիրականացվում է արտաքին շնչառության ինտենսիվության փոփոխությամբ։ Արյան մեջ CO2-ի և H+-ի կուտակմամբ ուժեղանում է թոքային օդափոխությունը, ինչը հանգեցնում է արյան գազային բաղադրության նորմալացմանը։ Ածխածնի երկօքսիդի և H + կոնցենտրացիայի նվազումը հանգեցնում է թոքային օդափոխության նվազմանը և այդ ցուցանիշների նորմալացմանը:

30.6.3. Երիկամների կարգավորումը ԿՈՍիրականացվում է հիմնականում երեք մեխանիզմներով.

• բիկարբոնատների ռեաբսորբցիա (երիկամային խողովակների բջիջներում H2O-ից և CO2-ից առաջանում է ածխաթթու H2CO3, այն տարանջատվում է, H+-ն արտազատվում է մեզի մեջ, HCO3-ը հետ է ներծծվում արյան մեջ);
• Գլոմերուլային ֆիլտրատից Na +-ի հետ կլանումը H+-ի դիմաց (այս դեպքում ֆիլտրատում Na2 HPO4-ն անցնում է NaH2PO4 և մեզի թթվայնությունը մեծանում է) ;
• NH-ի սեկրեցիա 4+ (խողովակների բջիջներում գլուտամինի հիդրոլիզի ժամանակ ձևավորվում է NH3, այն փոխազդում է H+-ի հետ, ձևավորվում են NH4+ իոններ, որոնք արտազատվում են մեզի մեջ։

30.6.4. Արյան CBS լաբորատոր ցուցանիշներ.ՋՕԹ-ը բնութագրելու համար օգտագործվում են հետևյալ ցուցանիշները.

• արյան pH;
• CO2 մասնակի ճնշում (pCO2) արյուն;
• O2 մասնակի ճնշում (pO2) արյուն;
• արյան մեջ բիկարբոնատների պարունակությունը տվյալ pH-ում և pCO2 ( փաստացի կամ իրական բիկարբոնատ, AB );
• ստանդարտ պայմաններում բիկարբոնատների պարունակությունը հիվանդի արյան մեջ, այսինքն. ժամը pCO2 = 40 մմ Hg ( ստանդարտ բիկարբոնատ, ՍԲ );
• հիմքերի գումարը արյան բոլոր բուֆերային համակարգերը ( ԲԲ );
• ավելցուկ կամ հիմքերի բացակայություն արյան համեմատ տվյալ հիվանդի համար նորմալ ցուցանիշի հետ ( ԼԻՆԵԼ , անգլերենից։ բազայի ավելցուկ):

Առաջին երեք ցուցանիշները որոշվում են անմիջապես արյան մեջ՝ օգտագործելով հատուկ էլեկտրոդներ, ստացված տվյալների հիման վրա, մնացած ցուցանիշները հաշվարկվում են նոմոգրամների կամ բանաձևերի միջոցով։

30.6.5. Արյան CBS-ի խախտում.Թթու-բազային խանգարումների չորս հիմնական ձև կա.

• մետաբոլիկ acidosis - առաջանում է շաքարային դիաբետով և քաղցով (արյան մեջ կետոնային մարմինների կուտակման պատճառով), հիպոքսիայով (լակտատի կուտակման պատճառով): Այս խախտմամբ, pCO2 և [HCO3 -] արյունը նվազում է, ավելանում է մեզի մեջ NH4 +-ի արտազատումը.
• շնչառական acidosis - առաջանում է բրոնխիտով, թոքաբորբով, բրոնխիալ ասթմայով (արյան մեջ ածխաթթու գազի պահպանման արդյունքում): Այս խախտմամբ բարձրանում է pCO2-ը և արյունը, ավելանում է մեզի մեջ NH4+-ի արտազատումը.
• մետաբոլիկ ալկալոզ - զարգանում է թթուների կորստով, օրինակ՝ աննկուն փսխումով։ Այս խախտմամբ ավելանում է pCO2-ը և արյունը, ավելանում է HCO3-ի արտազատումը մեզի հետ միասին, իսկ մեզի թթվայնությունը նվազում է։
• շնչառական ալկալոզ - նկատվում է թոքերի օդափոխության բարձրացումով, օրինակ, բարձր բարձրությունների վրա գտնվող լեռնագնացների շրջանում: Այս խախտումով արյան pCO2 և [HCO3 -] նվազում է, իսկ մեզի թթվայնությունը նվազում է:

Մետաբոլիկ acidosis- ի բուժման համար օգտագործվում է նատրիումի բիկարբոնատի լուծույթ; նյութափոխանակության ալկալոզի բուժման համար - գլուտամինաթթվի լուծույթի ներդրում:

30.7. Արյան կոագուլյացիայի որոշ մոլեկուլային մեխանիզմներ.

30.7.1. Արյան մակարդում- մոլեկուլային պրոցեսների մի շարք, որոնք հանգեցնում են վնասված անոթից արյունահոսության դադարեցմանը արյան թրոմբի (թրոմբի) ձևավորման արդյունքում: Արյան մակարդման գործընթացի ընդհանուր սխեման ներկայացված է Նկար 7-ում:

Նկար 7.Արյան մակարդման ընդհանուր սխեման.

Կոագուլյացիայի գործոնների մեծ մասն արյան մեջ առկա է ոչ ակտիվ պրեկուրսորների՝ ֆերմենտների տեսքով, որոնց ակտիվացումը կատարվում է. մասնակի պրոտեոլիզ... Արյան մակարդման մի շարք գործոններ կախված են վիտամին K-ից՝ պրոտոմբին (II գործոն), պրոկոնվերտին (VII գործոն), Սուրբ Ծննդյան գործոններ (IX) և Ստյուարտ-Պրոուեր (X): Վիտամին K-ի դերը որոշվում է այս սպիտակուցների N-տերմինալ շրջանում գլյուտամատային մնացորդների կարբոքսիլացման մեջ նրա մասնակցությամբ՝ γ-կարբոքսիգլուտամատի ձևավորմամբ։

Արյան մակարդումը ռեակցիաների կասկադ է, որի ժամանակ մակարդման մեկ գործոնի ակտիվացված ձևը կատալիզացնում է հաջորդի ակտիվացումը մինչև վերջնական գործոնը, որը թրոմբի կառուցվածքային հիմքն է, ակտիվանում է:

Կասկադի մեխանիզմի առանձնահատկություններըհետևյալն են.

1) թրոմբի ձևավորման գործընթացը նախաձեռնող գործոնի բացակայության դեպքում ռեակցիան չի կարող առաջանալ. Հետևաբար, արյան մակարդման գործընթացը կսահմանափակվի միայն արյան հոսքի այն հատվածով, որտեղ հայտնվում է նման նախաձեռնող;

2) արյան մակարդման սկզբնական փուլերում գործող գործոնները պահանջվում են շատ փոքր քանակությամբ. Կասկադի յուրաքանչյուր օղակում դրանց ազդեցությունը բազմապատկվում է ( ուժեղացված), որը, ի վերջո, արագ արձագանքում է վնասին:

Նորմալ պայմաններում գոյություն ունեն արյան մակարդման ներքին և արտաքին ուղիներ: Ներքին ուղի սկսվում է ատիպիկ մակերեսի հետ շփման արդյունքում, ինչը հանգեցնում է արյան մեջ սկզբնապես առկա գործոնների ակտիվացմանը: Արտաքին ճանապարհ կոագուլյացիան սկսվում է միացություններով, որոնք նորմալ պայմաններում արյան մեջ չկան, բայց այնտեղ են մտնում հյուսվածքների վնասման հետևանքով։ Այս երկու մեխանիզմներն էլ անհրաժեշտ են արյան մակարդման գործընթացի բնականոն ընթացքի համար. դրանք տարբերվում են միայն սկզբնական փուլերում, այնուհետև միանում են ընդհանուր ճանապարհ հանգեցնելով ֆիբրինային թրոմբի ձևավորմանը.

30.7.2. Պրոթրոմբինի ակտիվացման մեխանիզմը.Թրոմբինի ոչ ակտիվ պրեկուրսոր - պրոտոմբին - սինթեզվում է լյարդում. Վիտամին K-ն մասնակցում է դրա սինթեզին, պրոտոմբինը պարունակում է հազվագյուտ ամինաթթվի մնացորդներ՝ γ-կարբոքսիգլուտամատ, որը կրճատված է Gla-ով: Պրոթրոմբինի ակտիվացման գործընթացում ներգրավված են թրոմբոցիտների ֆոսֆոլիպիդները, Ca2 + իոնները և կոագուլյացիոն գործոնները՝ Va և Xa։ Ակտիվացման մեխանիզմը ներկայացված է հետևյալ կերպ (Նկար 8):

Նկար 8.Սխեման պրոտոմբինային ակտիվացման թրոմբոցիտների (R. Murri et al., 1993 թ.):

Արյան անոթի վնասումը հանգեցնում է արյան թրոմբոցիտների փոխազդեցության անոթային պատի կոլագենային մանրաթելերի հետ։ Սա հանգեցնում է թրոմբոցիտների ոչնչացմանը և հեշտացնում է թրոմբոցիտների պլազմային թաղանթի ներքին կողմի բացասական լիցքավորված ֆոսֆոլիպիդային մոլեկուլների արտազատումը դեպի արտաքին: Բացասական լիցքավորված ֆոսֆոլիպիդային խմբերը կապում են Ca2 + իոնները: Ca2 + իոններն իրենց հերթին փոխազդում են պրոտոմբինի մոլեկուլում γ-կարբոքսիգլուտամատի մնացորդների հետ։ Այս մոլեկուլը ամրագրված է թրոմբոցիտների թաղանթի վրա՝ ցանկալի կողմնորոշմամբ։

Թրոմբոցիտների թաղանթը պարունակում է նաև Va գործոնի ընկալիչներ: Այս գործոնը կապվում է թաղանթին և ամրացնում Xa գործոնը։ Xa գործոնը պրոթեզերոն է; այն որոշակի վայրերում քայքայում է պրոտոմբինի մոլեկուլը, ինչի արդյունքում առաջանում է ակտիվ թրոմբին։

30.7.3. Ֆիբրինոգենի փոխակերպումը ֆիբրինի:Ֆիբրինոգենը (գործոն I) պլազմայի լուծվող գլիկոպրոտեին է՝ մոտ 340000 մոլեկուլային զանգվածով, որը սինթեզվում է լյարդում։ Ֆիբրինոգենի մոլեկուլը բաղկացած է վեց պոլիպեպտիդ շղթայից՝ երկու A α-շղթա, երկու B β-շղթա և երկու γ-շղթա (տես նկար 9): Ֆիբրինոգենի պոլիպեպտիդային շղթաների ծայրերը բացասաբար են լիցքավորված։ Դա պայմանավորված է Aa և Bb շղթաների N-տերմինալ շրջաններում մեծ քանակությամբ գլյուտամատի և ասպարտատի մնացորդների առկայությամբ: Բացի այդ, Bb շղթաների B-տարածաշրջանները պարունակում են հազվագյուտ ամինաթթվի թիրոզին-O-սուլֆատի մնացորդներ, որոնք նույնպես բացասական լիցքավորված են.

Սա նպաստում է սպիտակուցի լուծելիությանը ջրի մեջ և կանխում դրա մոլեկուլների կուտակումը:

Նկար 9.Ֆիբրինոգենի կառուցվածքի դիագրամ; Սլաքները ցույց են տալիս թրոմբինով հիդրոլիզացված կապերը: R. Murry et al., 1993):

Ֆիբրինոգենի փոխակերպումը ֆիբրինի կատալիզացնում է թրոմբին (IIa գործոն): Թրոմբինը հիդրոլիզացնում է չորս պեպտիդային կապ ֆիբրինոգենի մեջ՝ երկու կապ A α շղթայում և երկու կապ՝ B β շղթաներում: Ֆիբրինոպեպտիդները A և B ճեղքվում են ֆիբրինոգենի մոլեկուլից և ձևավորվում է ֆիբրինի մոնոմեր (նրա բաղադրությունը α2 β2 γ2 է)։ Ֆիբրինի մոնոմերները ջրի մեջ անլուծելի են և հեշտությամբ միանում են միմյանց հետ՝ ձևավորելով ֆիբրինային թրոմբ:

Ֆիբրինային թրոմբի կայունացումը տեղի է ունենում ֆերմենտի ազդեցության ներքո տրանսգլուտամինազ (գործոն XIIa): Այս գործոնը նույնպես ակտիվանում է թրոմբինով։ Տրանսգլուտամինազը խաչաձեւ կապեր է ստեղծում ֆիբրինի մոնոմերների միջև՝ օգտագործելով կովալենտային իզոպեպտիդային կապեր:

30.8. Էրիտրոցիտների նյութափոխանակության առանձնահատկությունները.

30.8.1. Էրիտրոցիտներ - բարձր մասնագիտացված բջիջներ, որոնց հիմնական գործառույթը թոքերից հյուսվածքներ թթվածին տեղափոխելն է: Էրիտրոցիտների կյանքի տևողությունը միջինում 120 օր է; դրանց ոչնչացումը տեղի է ունենում ռետիկուլո-էնդոթելիային համակարգի բջիջներում: Ի տարբերություն մարմնի բջիջների մեծամասնության, էրիթրոցիտը չունի բջջային միջուկ, ռիբոսոմներ և միտոքոնդրիաներ:

30.8.2. Էներգիայի փոխանակում.Էրիտրոցիտների հիմնական էներգետիկ սուբստրատը գլյուկոզան է, որը ստացվում է արյան պլազմայից հեշտացված դիֆուզիայի միջոցով: Էրիտրոցիտների կողմից օգտագործվող գլյուկոզայի մոտ 90%-ը ենթարկվում է գլիկոլիզ(անաէրոբ օքսիդացում) վերջնական արտադրանքի՝ կաթնաթթվի (լակտատ) ձևավորմամբ։ Հիշեք այն գործառույթները, որոնք կատարում է գլիկոլիզը հասուն էրիթրոցիտներում.

1) ռեակցիաներում առաջանում է գլիկոլիզի ATFճանապարհը սուբստրատի ֆոսֆորիլացում ... Էրիտրոցիտներում ATP-ի կիրառման հիմնական ուղղությունը Na +, K + -ATPase-ի աշխատանքի ապահովումն է։ Այս ֆերմենտը տեղափոխում է Na + իոնները էրիթրոցիտներից արյան պլազմա, կանխում է էրիթրոցիտներում Na +-ի կուտակումը և օգնում է պահպանել արյան այս բջիջների երկրաչափական ձևը (երկկողմնակի սկավառակ):

2) ջրազրկման ռեակցիայում գլիցերալդեհիդ-3-ֆոսֆատձևավորվում է գլիկոլիզում ՆԱԴՀ... Այս կոֆերմենտը ֆերմենտային կոֆակտոր է մետեմոգլոբին ռեդուկտազ մասնակցելով մետեմոգլոբինի հեմոգլոբինի վերականգնմանը հետևյալ սխեմայով.

Այս ռեակցիան կանխում է մետեմոգլոբինի կուտակումը կարմիր արյան բջիջներում:

3) գլիկոլիզի մետաբոլիտ 1, 3-diphosphoglycerateունակ է ֆերմենտի մասնակցությամբ դիֆոսֆոգլիցերատ մուտազա 3-ֆոսֆոգլիցերատի առկայության դեպքում վերածվում են 2, 3-diphosphoglycerate:

2,3-Diphosphoglycerate-ը մասնակցում է թթվածնի նկատմամբ հեմոգլոբինի մերձեցման կարգավորմանը: Դրա պարունակությունը էրիթրոցիտներում ավելանում է հիպոքսիայի հետ: 2,3-դիֆոսֆոգլիցերատի հիդրոլիզը կատալիզացվում է ֆերմենտի կողմից դիֆոսֆոգլիցերատ ֆոսֆատազ:

Էրիտրոցիտների կողմից սպառվող գլյուկոզայի մոտավորապես 10%-ն օգտագործվում է պենտոզաֆոսֆատի օքսիդացման ճանապարհին: Այս ուղու ռեակցիաները NADPH-ի հիմնական աղբյուրն են էրիթրոցիտների համար: Այս կոֆերմենտը պահանջվում է օքսիդացված գլուտատիոնը (տես 30.8.3) վերածելու իր վերականգնված ձևի: Պենտոզաֆոսֆատի ուղու հիմնական ֆերմենտի անբավարարություն. գլյուկոզա-6-ֆոսֆատ դեհիդրոգենազ - ուղեկցվում է էրիթրոցիտներում NADPH / NADP + հարաբերակցության նվազմամբ, գլուտատիոնի օքսիդացված ձևի պարունակության ավելացմամբ և բջիջների դիմադրության նվազմամբ (հեմոլիտիկ անեմիա):

30.8.3. Էրիտրոցիտներում ռեակտիվ թթվածնի տեսակների չեզոքացման մեխանիզմներ.Մոլեկուլային թթվածինը որոշակի պայմաններում կարող է վերածվել ակտիվ ձևերի, որոնք ներառում են սուպերօքսիդ անիոն О2 -, ջրածնի պերօքսիդ Н2 О2, հիդրօքսիլ ռադիկալ ОН: և մեկ թթվածին 1 О2. Թթվածնի այս ձևերը շատ ռեակտիվ են, կարող են վնասակար ազդեցություն ունենալ կենսաբանական թաղանթների սպիտակուցների և լիպիդների վրա և առաջացնել բջիջների ոչնչացում: Որքան բարձր է O2-ի պարունակությունը, այնքան ավելի շատ են ձևավորվում նրա ակտիվ ձևերը։ Հետևաբար, էրիթրոցիտները, անընդհատ փոխազդելով թթվածնի հետ, պարունակում են արդյունավետ հակաօքսիդանտ համակարգեր, որոնք ունակ են չեզոքացնել ակտիվ թթվածնի մետաբոլիտները։

Հակաօքսիդանտ համակարգերի կարևոր բաղադրիչը տրիպեպտիդն է գլուտատիոն,էրիթրոցիտներում գոյացած γ-գլուտամիլցիստեինի և գլիցինի փոխազդեցության արդյունքում.

Գլուտատիոնի կրճատված ձևը (կրճատված նշանակումը G-SH) ներգրավված է ջրածնի պերօքսիդի և օրգանական պերօքսիդների (R-O-OH) չեզոքացման մեջ: Սա արտադրում է ջուր և օքսիդացված գլուտատիոն (կրճատ՝ G-S-S-G):

Օքսիդացված գլուտատիոնի փոխակերպումը նվազեցված գլուտատիոնի կատալիզացնում է ֆերմենտը գլուտատիոն ռեդուկտազ: Ջրածնի աղբյուր - NADPH (պենտոզաֆոսֆատի ուղուց, տես 30.8.2):

Էրիտրոցիտները պարունակում են նաև ֆերմենտներ սուպերօքսիդ դիսմուտազ և կատալազ իրականացնելով հետևյալ վերափոխումները.

Հակաօքսիդանտ համակարգերը առանձնահատուկ նշանակություն ունեն էրիթրոցիտների համար, քանի որ սպիտակուցները չեն վերականգնվում էրիթրոցիտներում սինթեզով: