biocheminiai elementai. Biocheminės konstantos ir elementai. Skirtingas požiūris į tą pačią problemą

MITYBOS BIOCHEMIJA

Peptidai

Juose yra nuo trijų iki kelių dešimčių aminorūgščių liekanų. Jie veikia tik aukštesnėse nervų sistemos dalyse.

Šie peptidai, kaip ir katecholaminai, atlieka ne tik neurotransmiterių, bet ir hormonų funkciją. Jie perduoda informaciją iš ląstelės į ląstelę per cirkuliacijos sistemą. Jie apima:

a) Neurohipofizės hormonai (vazopresinas, liberinai, statinai). Šios medžiagos yra ir hormonai, ir tarpininkai.

b) Virškinimo trakto peptidai (gastrinas, cholecistokininas). Gastrinas sukelia alkį, cholecistokininas – sotumo jausmą, taip pat skatina tulžies pūslės susitraukimą ir kasos veiklą.

c) į opiatus panašūs peptidai (arba skausmą malšinantys peptidai). Susidaro proopiokortino pirmtako baltymo ribotos proteolizės reakcijos. Sąveikauja su tais pačiais receptoriais kaip ir opiatai (pavyzdžiui, morfijus), taip imituodamas jų veikimą. Bendras pavadinimas – endorfinai – mažina skausmą. Jas lengvai sunaikina proteinazės, todėl jų farmakologinis poveikis yra nereikšmingas.

d) Miego peptidai. Jų molekulinė prigimtis nebuvo nustatyta. Tik žinoma, kad jų vartojimas gyvūnams sukelia miegą.

e) Atminties peptidai (skotofobinas). Kaupiasi žiurkių smegenyse treniruočių metu, kad išvengtų tamsos.

f) Peptidai yra RAAS sistemos komponentai. Įrodyta, kad angiotenzino II patekimas į smegenų troškulio centrą sukelia šį pojūtį ir skatina antidiurezinio hormono sekreciją.

Peptidai susidaro dėl ribotos proteolizės reakcijų, jie taip pat sunaikinami veikiant proteinazėms.

Visavertėje mityboje turėtų būti:

1. ENERGIJOS ŠALTINIAI (ANGLIALIENĖS, RIEBALAI, BALTYMAI).

2. ESMINĖS AMINORŪGŠTYS.

3. ESMINĖS RIEBALŲ RŪGŠTYS.

4. VITAMINAI.

5. NEORGANINĖS (MINERALINĖS) RŪGŠTYS.

6. PLUOŠTAS

ENERGIJOS ŠALTINIAI.

Angliavandeniai, riebalai ir baltymai yra makroelementai. Jų suvartojimas priklauso nuo žmogaus ūgio, amžiaus ir lyties ir nustatomas gramais.

Angliavandeniai yra pagrindinis žmogaus mitybos energijos šaltinis – pigiausias maistas. Išsivysčiusiose šalyse apie 40 % angliavandenių gaunama iš rafinuoto cukraus, o 60 % – krakmolas. Mažiau išsivysčiusiose šalyse krakmolo dalis didėja. Angliavandeniai sudaro didžiąją dalį energijos žmogaus organizme.

Riebalai yra vienas iš pagrindinių energijos šaltinių. Jie virškinamajame trakte (GIT) virškinami daug lėčiau nei angliavandeniai, todėl geriau prisideda prie sotumo jausmo. Augalinės kilmės trigliceridai yra ne tik energijos šaltinis, bet ir nepakeičiamos riebalų rūgštys: linolo ir linoleno.


Voverės– energetinė funkcija jiems nėra pagrindinė. Baltymai yra būtinų ir nepakeičiamų aminorūgščių šaltiniai, taip pat biologiškai aktyvių medžiagų pirmtakai organizme. Tačiau kai aminorūgštys oksiduojamos, susidaro energija. Nors jis yra mažas, jis sudaro dalį energijos dietos.

Temos "Nariuotakojai. Akordai" turinys:









Gyvų organizmų chemijos tyrimas, t.y. biochemija, yra glaudžiai susijęs su bendra sparčia biologijos raida XX a. Biochemijos svarba yra tai, kad jis suteikia esminį fiziologijos supratimą, kitaip tariant, supratimą apie tai, kaip veikia biologinės sistemos.

Tai savo ruožtu pritaikoma žemės ūkyje (pesticidų, herbicidų ir kt. kūrimas); medicinoje (įskaitant visą farmacijos pramonę); įvairiose fermentacijos pramonės šakose, tiekiančiose mums platų asortimentą, įskaitant kepinius; galiausiai, visame, kas susiję su maistu ir mityba, t.y. dietologijoje, maisto gamybos technologijoje ir jų laikymo moksle. su biochemija susiję su daugybe naujų perspektyvių biologijos sričių, tokių kaip genų inžinerija, biotechnologijos ar molekulinis požiūris į genetinių ligų tyrimą, atsiradimu.

Biochemija taip pat vaidina svarbų vienijantį vaidmenį biologijoje. Kalbant apie gyvus organizmus biocheminiu lygmeniu, ryškiausi ne tiek jų skirtumai, kiek panašumai.

Elementai, randami gyvuose organizmuose

Elementai, randami gyvuose organizmuose

Žemės plutoje randama apie 100. cheminiai elementai, bet tik 16 iš jų būtini gyvenimui. Labiausiai paplitę gyvuose organizmuose (atomų skaičiaus mažėjimo tvarka) yra keturi elementai: vandenilis, anglis, deguonis ir azotas.

Jie sudaro daugiau nei 90% atomų, sudarančių visus gyvus organizmus, masės ir skaičiaus. Tačiau žemiškoje pirmoje keturios paplitimo vietos užima deguonį, silicį, aliuminį ir natrį. biologinė reikšmė vandenilis, deguonis, azotas ir anglis daugiausia priklauso nuo jų valentingumo, atitinkamai, 1, 2, 3 ir 4, taip pat dėl ​​jų gebėjimo sudaryti stipresnius kovalentinius ryšius nei kitų to paties valentingumo elementų.

Biologinių (biocheminių) elementų sistemos

Yra žinoma, kad sudėtingų informacinių įrenginių konstravimas ir veikimas grindžiamas tipiškų vienetų vienetų ir elementų naudojimu. Pavyzdžiui, visi informaciniai procesai skaitmeninėse technologijose yra pagrįsti įvairių standartinių loginių elementų, atliekančių elementarias logines funkcijas ir paprasčiausius dvejetainės informacijos konvertavimo veiksmus, naudojimu. Loginiai elementai naudojami tiek elektroninėms grandinėms kurti, tiek dvejetainei informacijai apdoroti. A teorinis pagrindas perjungimo grandinių analizėje yra logikos algebros dėsniai ir principai. Logikos algebroje laikomi kintamieji, kurie gali turėti tik dvi reikšmes: 1 ir 0. Tipinės loginių integrinių grandynų struktūros, kaip taisyklė, remiasi elementais, atliekančiais operacijas - IR, ARBA, IR-NE, ARBA- NE. Visi savavališkai sudėtingi skaitmeniniai mikroelektronikos technologijos įrenginiai yra sukurti remiantis loginiais elementais, kurie įgyvendina paprasčiausias dvejetainės aritmetikos logines operacijas ir funkcijas. Pagrindiniai elementai yra tam tikri pastato ir funkciniai mazgai ir naudojami tiek projektuojant, tiek kuriant skaitmenines informacines sistemas. Jie įgyvendina funkciškai pilną loginių operacijų rinkinį, todėl naudodamiesi jais galite gauti bet kokio sudėtingumo loginę funkciją. Be to, kiekviena tipinė elemento loginė grandinė yra sudaryta iš atskirų atskirų fizinių komponentų - tranzistorių, rezistorių, kondensatorių ir diodų.

Keista, bet tie patys modeliai pastebimi ir svarstant gyvas molekulines sistemas. Gyvos molekulinės sistemos taip pat turi savo vieningą biologinių (biocheminių) elementų bazę. Todėl čia taip pat galimas apibendrintas požiūris, pagrįstas paprastų organinių molekulių (monomerų), kurios atlieka įvairių biologinių molekulių ir struktūrų sudedamųjų dalių vaidmenį, naudojimą. O „teorinis ir technologinis“ molekulinės bazės taikymo pagrindas yra jos universalūs dėsniai ir principai, kurie pagal atitinkamą analogiją gali būti priskirti „molekulinės biocheminės logikos“ dėsniams. Biocheminė logika taip pat numato tokią sąvoką kaip „molekulinis biologinis elementas“. Šis faktas dar kartą primena, kad bet kuri gyva ląstelė yra informacinė sistema. Todėl norint suprasti jos veikimo dėsningumus, pirmiausia reikėtų suprasti gyvosios materijos formos elementarų pagrindą ir jos naudojimo principus bei taisykles. Tai yra pagrindinė šio straipsnio tema.

Yra žinoma, kad visi gyvi organizmai susideda iš tų pačių molekulinių statybinių blokų – standartinio daugiau nei trijų dešimčių tipinių biocheminių (biologinių) elementų rinkinio: nukleotidų, aminorūgščių, paprastų cukrų, riebalų rūgščių ir kt. Šių monomerų skaičius yra mažas. , ir jie turi tą pačią struktūrą visų tipų organizmuose. Be to, kiekvienas elementas atskirai taip pat yra paprasčiausia schema, kurios struktūriniai komponentai gali būti keli cheminiai elementai - vandenilis, deguonis, anglis, azotas, fosforas ir siera.

O tam tikrų tipinių funkcinių atominių grupių, šoninių grupių ir atomų buvimas kiekvieno elemento sudėtyje leidžia numatyti ne tik jo elgesį cheminėse reakcijose, bet ir numatyti struktūrinį bei informacinį vaidmenį, kurį elementas atliks kompozicijoje. makromolekulės.

Taigi gyvos sistemos, kuriant įvairias biologines molekules ir struktūras, naudoja savo specialius, labai specifinius molekulinius elementus. Šie elementai (kaip gyvosios medžiagos dalis) įgyvendina funkciškai pilną elementarių biocheminių funkcijų ir operacijų rinkinį, todėl juos naudojant laukinė gamta gali įgyti bet kokio sudėtingumo biologinę funkciją. Kartu, žinoma, egzistuoja ir analogija, ir reikšmingi skirtumai tarp techninių ir biologinių elementų bazių bei jų taikymo technologijų.

Pavyzdžiui, techninių prietaisų mikroschemos gali būti sudarytos iš šimtų, tūkstančių ar daugiau kelių tipų loginių elementų, tarpusavyje tinkamai sujungtų. Biologinės makromolekulės taip pat gali būti sudarytos iš šimtų, tūkstančių ar daugiau kelių tipų biocheminių elementų, kurie yra kovalentiškai sujungti vienas su kitu ir išdėstyti biomolekulių grandinėse tiesinės padėties sekos pavidalu. Skirtumas slypi ir tame, kad gyvos sistemos informacijos kodavimui, perdavimui ir įgyvendinimui naudoja savus principus ir metodus, o nuo techninių sistemų skiriasi ne tik substrato nešikliu, bet ir informacijos pateikimo būdais.

Be to, jei skaitmeninėse technologijose loginis elementas yra paprasčiausias dvejetainės informacijos keitiklis, tai kiekvienas biologinis elementas gyvoje sistemoje pats atlieka elementaraus struktūrinio ir informacinio-funkcinio vieneto vaidmenį. Techninėse ir biologinėse sistemose informaciniai pranešimai atliekami įvairiomis formomis. Techniniuose įrenginiuose naudojami dvejetainio kodo elementarieji signalai 1 ir 0. Tai yra, informaciniams pranešimams perduoti naudojami tik du skaitmeniniai simboliai. Paprastai simbolis 1 atitinka potencialą aukštas lygis, simbolis 0 – žemas. Dvejetainiai kodai yra plačiai naudojami daugiausia dėl gana paprasto loginių operacijų ir aritmetinių operacijų aparatinės įrangos įgyvendinimo, taip pat pranešimų perdavimo ir saugojimo įrenginių. Čia kiekvienas loginis elementas tarnauja paprasčiausioms dvejetainės informacijos transformacijoms, tai yra dvejetainių simbolių transformavimui. Taigi techniniuose įrenginiuose naudojamas aparatinis informacijos konvertavimo būdas.

Tačiau į biologines sistemas, - kartu su aparatiniu informacijos konvertavimo metodu naudojamas ir pačios techninės įrangos kūrimo ir konvertavimo informacinis metodas. Tai unikali informacinių procesų gyvose molekulinėse sistemose ypatybė.

Be to, informacijos vienetas yra pats biocheminis elementas, kuris yra informacijos raidė arba simbolis. Todėl cheminių raidžių ir simbolių (elementų) pagalba sukonstruojama ląstelės aparatinė sistema ir tuo pačiu į jos struktūras įrašoma programinė informacija. Tai yra, pirmajame etape informaciniai pranešimai perduodami fiksuota raidžių ar simbolių seka „linijinėse“ biologinių molekulių grandinėse. Tai reiškia, kad jeigu techninėje sistemoje naudojamas tik aparatinis informacijos transformavimo būdas, tai molekulinėje biologinėje sistemoje genetinės informacijos ir elementinės bazės pagalba pirmiausia statomos ir transformuojamos įvairios biomolekulės ir struktūros, o tik po to šios priemonės gali dalyvauti įvairiuose informaciniuose procesuose. Šiuo atžvilgiu aparatinė ląstelės dalis tampa atitinkamos programinės įrangos ir molekulinės biologinės informacijos nešėja ir įgyvendintoja.

Pasirodo, jei techninėje sistemoje įrenginys yra informacinių simbolių keitiklis, tai gyvoje ląstelėje, priešingai, molekulinės raidės ir simboliai, suskirstyti į įvairias molekulines informacinių pranešimų sekas, patys veikia kaip aparatinės įrangos konverteriai. Be to, biomolekulių funkcijas visiškai lemia elementarios jas sudarančių biologinių elementų (raidės ar simboliai), tai yra, informacijos, funkcijos. Ir kiekvienas biomolekulės sudėties elementas visada sąveikauja su kitais elementais ar vandens molekulėmis pagal specialius principus ir taisykles, kurias galima pavadinti molekulinės biocheminės logikos dėsniais. Todėl bio cheminiai elementaičia, matyt, jie tampa ir tais programos elementais, kurių pagalba kuriami įvairių biologinių molekulių ir struktūrų funkcinės elgsenos algoritmai. Taigi, norint pakeisti ląstelės veiklos funkcinę orientaciją – tam tikru mastu naujų informacinių pranešimų pagalba būtina iš dalies pakeisti jos aparatinę sistemą. Aparatūros sistemos pasikeitimas, be abejo, yra susijęs su naujų biomolekulių sinteze ir senų, atėjusių savo laiką ir įvykdžiusių užduotį, sunaikinimu. Todėl kiekviena biomolekulė, atlikusi savo funkcijas, suskirstoma į elementarius struktūrinius-informacinius vienetus, kurie vėl gali būti įtraukti į informacinius procesus. Naudojama informacija tarsi ištrinama ir pašalinama, o ją sudarančios atskiros raidės ar simboliai, tai yra, „molekulinis biologinis šriftas“ suyra, kad būtų pakartotinai panaudotas naujuose informaciniuose pranešimuose ar kituose ląstelių procesuose. Tai yra pagrindinis skiriamasis informacijos perdavimo molekulinėse biologinėse sistemose bruožas.

Gyva ląstelė yra ekonomiška visame kame. Jei prisiminsime, kad cheminės raidės ir simboliai (elementai) yra sudaryti remiantis atskirais atomais ir atominėmis grupėmis, galima įsivaizduoti, koks kolosalus informacijos kiekis yra saugomas genetinėje atmintyje ir cirkuliuoja gyvoje ląstelėje, kurios matmenys. kartais siekia šimtąsias milimetro dalis. Pavyzdžiui, zigotoje yra visa informacija, reikalinga viso organizmo vystymuisi.

Norint pakeisti valdymo veiksmus, ląstelėje nuolat reikia atnaujinti informacinius pranešimus, o tai atitinkamai veda prie ląstelės techninės įrangos atnaujinimo. Todėl gyvoje ląstelėje vyksta nuolatinis informacijos ir materijos judėjimas. Viena vertus, vyksta kontrolės informacijos, taigi ir fermentų bei kitų baltymų molekulių, apdorojimo ir atnaujinimo procesas, kita vertus, tai lemia fermentų vykdomų cheminių kontroliuojamų procesų pasikeitimą.

Jei reikia, šiuos procesus palaiko cheminės energijos dozės cirkuliacija ATP pavidalu.

Galima pastebėti, kad skirtingoms makromolekulinių junginių klasėms, tokioms kaip nukleino rūgštys, baltymai, polisacharidai ar lipidai, sukurti gyva ląstelė naudoja skirtingas biocheminių elementų sistemas (abėcėlę). Atkreipkite dėmesį, kad informaciniu požiūriu šios biologinių molekulių klasės yra ne kas kita, kaip skirtingos molekulinės informacijos rūšys ir formos. Todėl, norint pateikti įvairių tipų ir formų molekulinę informaciją gyvose sistemose, yra įvairių tipų biologinių elementų sistemos:

  • 1) nukleotidai – DNR ir RNR struktūrinių, funkcinių ir informacinių biocheminių elementų sistema (abėcėlė nukleino rūgštys);
  • 2) aminorūgštys, - baltymų struktūrinių, funkcinių ir informacinių elementų sistema (baltymų molekulių abėcėlė), kuriai yra genetinis kodas nukleotidų trijulės pavidalu;
  • 3) paprastieji cukrūs – polisacharidų struktūriniai ir funkciniai elementai bei informaciniai simboliai (abėcėlė);
  • 4) riebalų rūgštys, - lipidų struktūriniai ir funkciniai elementai bei informaciniai simboliai (abėcėlė) ir kt.

Tikėtina, kad aiškesnis biologinių elementų identifikavimas ir klasifikavimas turėtų būti nagrinėjamas atskiroje disciplinoje, pavyzdžiui, „molekulinė biologinė informatika“.

Molekulinių biocheminių elementų (monomerų) sistemų buvimas gyvoje ląstelėje labai supaprastina įvairių klasių makromolekulių ir struktūrinių komponentų kūrimo procesus, padidina jų gamybos galimybes ir tuo pačiu plečia jų funkcines ir informacines galimybes.

Kaip matome, kiekvienas tipo rinkinys yra suskirstytas į savo elementų sistemą, kuri turi bendrų biocheminių, struktūrinių ir technologinių savybių, sudaro to paties tipo ryšius tarp elementų, kurie yra suderinami savo fizikiniais ir cheminiais parametrais. Iš esmės visi gyvos ląstelės struktūriniai ir funkciniai komponentai yra sudaryti iš šių molekulinių elementų įvairiais deriniais, sudėtimi ir seka. Pažymėtina, kad kiekviena ląstelėje esančių biocheminių elementų sistema yra atskira abėcėlė ir pasižymi savo kodavimo metodu, taip pat molekulinės biologinės informacijos vaizdavimo tipu ir forma. Tai, atitinkamai, yra pagrindinė įvairių klasių ir daugybės biologinių molekulių atsiradimo gyvosiose sistemose priežastis.

Keista, bet tai faktas – visa gyvybė Žemėje, nuo nereikšmingos bakterijos iki žmogaus, susideda iš tų pačių statybinių blokų – standartinio daugiau nei trijų dešimčių tipiškų funkcinių biologinių (biocheminių) elementų rinkinio.

Į šį unikalų rinkinį įeina:

  • 1) aštuoni nukleotidai, - „keturi iš jų atlieka DNR kodavimo vienetų vaidmenį, o kiti keturi naudojami informacijai įrašyti į RNR struktūrą“;
  • 2) dvidešimt skirtingų standartinių aminorūgščių, kurios yra užkoduotos DNR ir tarnauja baltymų molekulių matricinei konstrukcijai;
  • 3) kelios riebalų rūgštys – santykinai mažas skaičius paprastų standartinių organinių molekulių, skirtų lipidams gaminti;

4) daugumos polisacharidų protėviai yra keli paprasti cukrūs (monosacharidai).

Visi šie elementai buvo pasirinkti evoliucijos eigoje dėl savo unikalaus tinkamumo atlikti įvairias chemines, energetines, molekulines, informacines ir kitas biologines funkcijas gyvose ląstelėse.

Kaip matome, kiekvienos sistemos pagrindas yra atskiri jos molekuliniai biologiniai (biocheminiai) elementai. Ir ant pagrindo įvairios sistemos biologiniai elementai, - molekulinės abėcėlės, įvairios ląstelių makromolekulės - DNR, RNR, baltymai, polisacharidai ir lipidai gali būti „sukurti“. Todėl elementinė bazė yra tos biocheminių elementų sistemos, kurių pagalba gyva ląstelė per informaciją gali sukurti įvairias biologines molekules ir struktūras, o vėliau šiomis priemonėmis atlikti biologines funkcijas ir cheminės transformacijos.

Įvairiuose biochemijos vadovėliuose gana aiškiai apsvarstytos ir pateiktos pagrindinių molekulinių elementų „struktūrinės schemos“, jų natūralios savybės ir ypatumai. Mūsų užduotis – daugiau dėmesio skirti informaciniams tokių biocheminių vienetų naudojimo aspektams.

Siųsti savo gerą darbą žinių bazėje yra paprasta. Naudokite žemiau esančią formą

Studentai, magistrantai, jaunieji mokslininkai, kurie naudojasi žinių baze savo studijose ir darbe, bus jums labai dėkingi.

Priglobta adresu http://www.allbest.ru

Santrauka šia tema:

„Biocheminiai gyvybės komponentai“

Įvadas

Šiuolaikinė chemija yra platus mokslų kompleksas, palaipsniui susiformavęs per ilgą istorinę raidą. Praktinė žmogaus pažintis su cheminiais procesais siekia senovės laikus. Daugelį amžių teorinis cheminių procesų paaiškinimas buvo pagrįstas natūralia elementų savybių filosofija. Modifikuota forma jis buvo alchemijos, atsiradusios apie III–IV a., pagrindas. REKLAMA ir siekis išspręsti netauriųjų metalų pavertimo tauriaisiais problemą. Nepavykę išspręsti šios problemos, alchemikai vis dėlto sukūrė daugybę medžiagų tyrimo metodų, atrado kai kuriuos cheminius junginius, kurie tam tikru mastu prisidėjo prie mokslinės chemijos atsiradimo.

Cheminis gamtos, kilmės ir dabartinės būklės vaizdas

Chemija aktyviai integruojama su kitais mokslais, todėl atsiranda biochemija, molekulinė biologija, kosmochemija, geochemija, biogeochemija. Pirmieji tiria cheminius procesus gyvuose organizmuose, geochemiją – cheminių elementų elgesio modelius žemės plutoje. Biogeochemija – mokslas apie cheminių elementų judėjimo, pasiskirstymo, sklaidos ir koncentracijos procesus biosferoje dalyvaujant organizmams. Biogeochemijos įkūrėjas yra V.I. Vernadskis. Kosmochemija tiria medžiagos cheminę sudėtį Visatoje, jos gausą ir pasiskirstymą tarp atskirų kosminių kūnų.

Ryšys tarp chemijos ir biologijos smarkiai sustiprėjo sukūrus A.M.

Butlerovo teorija apie organinių junginių cheminę struktūrą. Vadovaudamiesi šia teorija, organiniai chemikai konkuravo su gamta. Vėlesnės chemikų kartos parodė didelį išradingumą, darbą, vaizduotę ir kūrybingus kryptingos materijos sintezės ieškojimus.

Laipsniška XIX amžiaus mokslo raida, dėl kurios buvo atrasta atomo struktūra ir išsamiai išmanoma ląstelės struktūra bei sudėtis, chemikams ir biologams atvėrė praktines galimybes kartu spręsti chemines problemas. ląstelės doktrina, klausimais apie cheminių procesų gyvuose audiniuose prigimtį, apie biologinių funkcijų sąlygiškumą.cheminės reakcijos.

Jei pažvelgtumėte į medžiagų apykaitą organizme grynai cheminiu požiūriu, kaip A.I. Oparin, pamatysime daugybę gana paprastų ir vienodų cheminių reakcijų, kurios laikui bėgant susijungia ne atsitiktinai, o griežta seka, todėl susidaro ilgos reakcijų grandinės. Ir ši tvarka natūraliai nukreipta į nuolatinę visos gyvosios sistemos savęs išsaugojimą ir savaiminį atkūrimą tam tikromis aplinkos sąlygomis.

Žodžiu, tokios specifinės gyvų būtybių savybės kaip augimas, dauginimasis, judrumas, jaudrumas, gebėjimas reaguoti į išorinės aplinkos pokyčius yra siejamos su tam tikrais cheminių virsmų kompleksais.

Chemijos reikšmė tarp gyvenimą tyrinėjančių mokslų yra nepaprastai didelė. Būtent chemija atskleidė svarbiausią chlorofilo, kaip fotosintezės cheminio pagrindo, hemoglobino, kaip kvėpavimo proceso pagrindo, vaidmenį, buvo nustatyta nervinio sužadinimo perdavimo cheminė prigimtis, nustatyta nukleorūgščių struktūra ir kt. Tačiau svarbiausia yra tai, kad objektyviai cheminiai mechanizmai yra pačiame biologinių procesų, gyvų būtybių funkcijų pagrindas. Visos gyvame organizme vykstančios funkcijos ir procesai gali būti išreikšti chemijos kalba, specifinių cheminių procesų forma.

Žinoma, būtų neteisinga gyvybės reiškinius redukuoti į cheminius procesus. Tai būtų didelis mechaninis supaprastinimas. Ir ryškus to įrodymas yra cheminių procesų specifiškumas gyvose sistemose, palyginti su negyvomis. Šios specifikos tyrimas atskleidžia cheminių ir biologinių materijos judėjimo formų vienybę ir tarpusavio ryšį. Kiti mokslai, atsiradę biologijos, chemijos ir fizikos sankirtoje, kalba apie tą patį: biochemija – mokslas apie medžiagų apykaitą ir cheminius procesus gyvuose organizmuose; bioorganinė chemija – mokslas apie junginių, sudarančių gyvus organizmus, sandarą, funkcijas ir sintezės būdus; fizikinė ir cheminė biologija kaip sudėtingų informacijos perdavimo sistemų funkcionavimo ir biologinių procesų reguliavimo molekuliniu lygmeniu mokslas, taip pat biofizika, biofizinė chemija ir radiacinė biologija.

Pagrindiniai šio proceso pasiekimai buvo ląstelių metabolizmo (metabolizmo augaluose, gyvūnuose, mikroorganizmuose) cheminių produktų identifikavimas, šių produktų biologinių kelių ir biosintezės ciklų nustatymas; buvo realizuota dirbtinė jų sintezė, atrasti reguliacinio ir paveldimo molekulinio mechanizmo materialiniai pagrindai, iš esmės išsiaiškinta cheminių procesų, ląstelės ir gyvų organizmų energetinių procesų reikšmė apskritai.

Dabar chemijai ypač svarbus tampa biologinių principų taikymas, kuriame telkiasi per daugelį milijonų metų gyvų organizmų prisitaikymo prie Žemės sąlygų, pažangiausių mechanizmų ir procesų kūrimo patirtis. Šiame kelyje jau yra tam tikrų laimėjimų.

Daugiau nei prieš šimtmetį mokslininkai suprato, kad išskirtinio biologinių procesų efektyvumo pagrindas yra biokatalizė. Todėl chemikai išsikėlė tikslą sukurti naują chemiją, pagrįstą katalizine gyvosios gamtos patirtimi. Jame atsiras nauja cheminių procesų kontrolė, kurioje bus taikomi panašių molekulių sintezės principai, fermentų principu bus kuriami katalizatoriai su tokia įvairove, kuri gerokai pranoks esamus mūsų pramonėje.

Nepaisant to, kad fermentai turi bendrų savybių, būdingų visiems katalizatoriams, jie nėra identiški pastariesiems, nes veikia gyvose sistemose. Todėl visi bandymai panaudoti gyvosios gamtos patirtį cheminiams procesams paspartinti neorganiniame pasaulyje susiduria su rimtais apribojimais. Kol kas galima kalbėti tik apie kai kurių fermentų funkcijų modeliavimą ir šių modelių panaudojimą teorinei gyvų sistemų veiklos analizei, taip pat dalinį praktinį izoliuotų fermentų pritaikymą kai kurioms cheminėms reakcijoms paspartinti.

Čia, be abejo, perspektyviausia kryptis yra tyrimai, orientuoti į biokatalizės principų taikymą chemijoje ir cheminė technologija, kuriai būtina ištirti visą katalizinę gyvosios gamtos patirtį, įskaitant paties fermento, ląstelės ir net organizmo susidarymo patirtį.

Elementariųjų atvirų katalizinių sistemų savarankiško vystymosi teorija, kurią bendriausia forma pateikė profesorius A.P. Rudenko 1964 m., yra bendra cheminės evoliucijos ir biogenezės teorija. Ji sprendžia klausimus apie varomosios jėgos ir evoliucijos proceso mechanizmai, tai yra cheminės evoliucijos dėsniai, elementų ir struktūrų atranka ir jų priežastinis ryšys, cheminės organizacijos aukštis ir hierarchija cheminės sistemos kaip evoliucijos pasekmė.

Teorinė šios teorijos esmė yra nuostata, kad cheminė evoliucija yra katalizinių sistemų savaiminis vystymasis, todėl katalizatoriai yra besivystanti medžiaga. Reakcijos eigoje vyksta natūrali tų katalizinių centrų, kurie turi didžiausią aktyvumą, atranka. Katalizinių sistemų saviugda, saviorganizacija ir komplikacija atsiranda dėl nuolatinio transformuojamos energijos antplūdžio. O kadangi pagrindinis energijos šaltinis yra pagrindinė reakcija, katalizinės sistemos, besivystančios egzoterminių reakcijų pagrindu, įgyja maksimalius evoliucinius pranašumus. Vadinasi, pagrindinė reakcija yra ne tik energijos šaltinis, bet ir įrankis, leidžiantis parinkti progresyviausius evoliucinius katalizatorių pokyčius.

Plėtodamas šias nuomones, A.P. Rudenko suformulavo pagrindinį cheminės evoliucijos dėsnį, pagal kurį didžiausiu greičiu ir tikimybe susiformuoja tie katalizatoriaus evoliucinių pokyčių keliai, kuriuose vyksta didžiausias jo absoliutaus aktyvumo padidėjimas.

Praktinė atvirų katalizinių sistemų savaiminio vystymosi teorijos pasekmė yra vadinamoji „nestacionari technologija“, tai yra technologija su besikeičiančiomis reakcijos sąlygomis. Šiandien mokslininkai prieina prie išvados, kad stacionarus režimas, kurio patikimas stabilizavimas atrodė kaip raktas į aukštą pramoninio proceso efektyvumą, yra tik ypatingas nestacionaraus režimo atvejis. Tuo pačiu metu buvo rasta daug nestacionarių režimų, kurie prisideda prie reakcijos sustiprėjimo.

Šiuo metu jau matomos naujos chemijos atsiradimo ir plėtros perspektyvos, kurių pagrindu bus kuriamos mažai atliekų, be atliekų ir energiją taupančios pramonės technologijos.

Šiandien chemikai priėjo prie išvados, kad naudojant tuos pačius principus, kuriais grindžiama organizmų chemija, ateityje (tiksliai nesikartojant gamtos) bus galima sukurti iš esmės naują chemiją, naują cheminių procesų kontrolę, kur bus taikomi panašių molekulių sintezės principai. Numatyta sukurti keitiklius, kurie efektyviai naudoja saulės šviesą, paverčiant ją chemine ir elektros energija, o cheminę energiją – didelio intensyvumo šviesa.

Norėdami įvaldyti katalizinę gyvosios gamtos patirtį ir panaudoti pramoninėje gamyboje įgytas žinias, chemikai nubrėžė daugybę perspektyvių būdų.

Pirmas - mokslinių tyrimų plėtra metalų kompleksų katalizės srityje, daugiausia dėmesio skiriant atitinkamiems laukinės gamtos objektams. Ši katalizė yra praturtinta gyvų organizmų naudojamais metodais fermentinėse reakcijose, taip pat klasikinės heterogeninės katalizės metodais.

Antras būdas yra biokatalizatorių modeliavimas. Šiuo metu dėl dirbtinio struktūrų atrankos buvo galima sukurti daugelio fermentų modelius, pasižyminčius dideliu aktyvumu ir selektyvumu, kartais beveik tokiais pat, kaip ir originalai, arba su didesniu struktūros paprastumu.

Tačiau iki šiol gauti modeliai nepajėgūs pakeisti natūralių gyvųjų sistemų biokatalizatorių. Šiame chemijos žinių vystymosi etape šią problemą itin sunku išspręsti. Fermentas išskiriamas iš gyvos sistemos, nustatoma jo struktūra, įvedamas į reakciją katalizinėms funkcijoms atlikti. Bet jis veikia trumpai ir greitai subyra, nes yra izoliuotas nuo visumos, nuo ląstelės. Visa ląstelė su visu fermentų aparatu yra svarbesnis objektas nei atskira nuo jos atskirta detalė.

trečias būdas su gyvosios gamtos laboratorijos mechanizmų plėtra siejama su imobilizuotų sistemų chemijos pasiekimais. Imobilizacijos esmė – iš gyvo organizmo išskirtų fermentų fiksavimas ant kieto paviršiaus adsorbcijos būdu, kuris paverčia juos heterogeniniu katalizatoriumi ir užtikrina jo stabilumą bei nenutrūkstamą veikimą.

Ketvirtasis būdas plėtojant mokslinius tyrimus, orientuotus į biokatalizės principų taikymą chemijoje ir chemijos technologijoje, pasižymi plačiausio uždavinio iškėlimu – visos gyvosios gamtos katalizinės patirties, įskaitant fermento susidarymą, tyrimas ir plėtojimas, ląstelė ir net organizmas. Tai etapas, kuriame evoliucinės chemijos, kaip veiksmingo mokslo su savo darbo funkcijomis, pagrindai. Mokslininkai teigia, kad tai yra chemijos mokslo judėjimas iš esmės naujos cheminės technologijos link su perspektyva sukurti gyvų sistemų analogus. Šios problemos sprendimas užims svarbiausią vietą ateities chemijos kūrime.

Cheminiai elementai žmogaus organizme

cheminės biokatalizės katalizinis elementas

Visi gyvi organizmai Žemėje, įskaitant žmones, yra glaudžiai susiję su aplinką. Maistas ir geriamasis vanduo prisideda prie beveik visų cheminių elementų patekimo į organizmą. Jie kasdien patenka į organizmą ir pašalinami iš jo. Analizės parodė, kad atskirų cheminių elementų kiekis ir jų santykis skirtingų žmonių sveikame organizme yra maždaug vienodas.

Nuomonė, kad beveik visi periodinės D.I. sistemos elementai. Mendelejevas, tampa pažįstamas. Tačiau mokslininkų prielaidos siekia toliau – gyvame organizme yra ne tik visi cheminiai elementai, bet kiekvienas iš jų atlieka kokią nors biologinę funkciją. Gali būti, kad ši hipotezė nepasitvirtins. Tačiau plėtojant šios krypties tyrimus, atskleidžiamas vis daugiau cheminių elementų biologinis vaidmuo. Be jokios abejonės, mokslininkų laikas ir darbas išaiškins šią problemą.

Atskirų cheminių elementų bioaktyvumas. Eksperimentiškai nustatyta, kad metalai žmogaus organizme sudaro apie 3% (masės). Tai yra daug. Jei žmogaus masę imsime 70 kg, tai metalų dalis yra 2,1 kg. Atskiriems metalams masė pasiskirsto taip: kalcis (1700), kalis (250 g), natris (70 g), magnis (42 g), geležis (5 g), cinkas (3 g). Likusi dalis yra mikroelementai. Jei elemento koncentracija organizme viršija 102%, tada jis laikomas makroelementu. Mikroelementų organizme randama 10 3 -10 5 % . Jei elemento koncentracija yra mažesnė nei 105%, tada jis laikomas ultramikroelementu. Neorganinės medžiagos gyvame organizme būna įvairių formų. Dauguma metalo jonų sudaro junginius su biologiniais objektais. Jau šiandien nustatyta, kad daugelis fermentų (biologinių katalizatorių) turi metalo jonų. Pavyzdžiui, manganas yra 12 skirtingų fermentų dalis, geležis - 70, varis - 30, o cinkas - daugiau nei 100. Natūralu, kad šių elementų trūkumas turėtų turėti įtakos atitinkamų fermentų kiekiui, taigi ir normaliam organizmo funkcionavimui. . Taigi normaliam gyvų organizmų funkcionavimui metalų druskos yra absoliučiai būtinos. Tai patvirtino ir eksperimentai su dieta be druskos, kuri buvo naudojama bandomiesiems gyvūnams šerti. Šiuo tikslu iš maisto buvo pašalinamos druskos, pakartotinai plaunant vandeniu. Paaiškėjo, kad valgant tokį maistą gyvūnai mirė

Šeši elementai, kurių atomai yra baltymų ir nukleorūgščių dalis: anglis, vandenilis, azotas, deguonis, fosforas, siera. Toliau reikėtų išskirti dvylika elementų, kurių vaidmuo ir reikšmė organizmų gyvybei yra žinoma: chloras, jodas, natris, kalis, magnis, kalcis, manganas, geležis, kobaltas, varis, cinkas, molibdenas. Literatūroje yra požymių, kad vanadis, chromas, nikelis ir kadmis rodo biologinį aktyvumą.

Yra daug elementų, kurie yra nuodingi gyvam organizmui, pavyzdžiui, gyvsidabris, talis, kiaulės ir kt. Jie turi neigiamą biologinį poveikį, tačiau organizmas gali veikti ir be jų. Yra nuomonė, kad šių nuodų veikimo priežastis yra susijusi su tam tikrų grupių blokavimu baltymų molekulėse arba su vario ir cinko išstūmimu iš tam tikrų fermentų. Yra elementų, kurie yra santykinai dideli kiekiai yra nuodingi, o mažomis koncentracijomis turi teigiamą poveikį organizmui. Pavyzdžiui, arsenas yra stiprus nuodas, sutrikdantis širdies ir kraujagyslių sistemą, veikiantis kepenis ir inkstus, tačiau mažomis dozėmis jį skiria gydytojai, kad pagerintų žmogaus apetitą. Mokslininkai mano, kad arseno mikrodozės padidina organizmo atsparumą kenksmingų mikrobų veikimui. Garstyčių dujos yra gerai žinoma nuodinga medžiaga. S(CH 2 CH 2 C1) 2 . Tačiau 20 000 kartų praskiestame vazeline pavadinimu „psoriazinas“ jis naudojamas nuo pleiskanojančių kerpių. Šiuolaikinė farmakoterapija vis dar negali išsiversti be daugybės vaistų, kurių sudėtyje yra toksiškų metalų. Kaip čia neprisiminsi posakio, kad mažais kiekiais gydo, o dideliais – suluošina.

Įdomu tai, kad natrio chlorido (valgomosios druskos) perteklius organizme yra dešimt kartų didesnis nei įprastas kiekis yra nuodas. Deguonis, būtinas žmogui kvėpuoti, esant didelei koncentracijai ir ypač esant slėgiui, turi toksišką poveikį. Iš šių pavyzdžių matyti, kad elemento koncentracija organizme kartais vaidina labai reikšmingą, o kartais ir katastrofišką reikšmę.

Geležis yra kraujo hemoglobino dalis, tiksliau, raudonieji kraujo pigmentai, kurie grįžtamai suriša molekulinį deguonį. Suaugusio žmogaus kraujyje yra apie 2,6 g geležies. Gyvybės procese organizme vyksta nuolatinis hemoglobino skilimas ir sintezė. Kad atkurtų geležį, prarastą irstant hemoglobinui, žmogui per parą reikia suvartoti apie 25 mg geležies. Geležies trūkumas organizme sukelia ligą – anemiją. Tačiau geležies perteklius organizme taip pat kenkia. Jis siejamas su akių ir plaučių sideroze – liga, kurią sukelia geležies junginių nusėdimas šių organų audiniuose. Vario trūkumas organizme sukelia kraujagyslių sunaikinimą. Be to, manoma, kad jo trūkumas sukelia vėžį. Kai kuriais atvejais vyresnio amžiaus žmonių plaučių vėžys yra susijęs su su amžiumi susijusiu vario sumažėjimu organizme. Tačiau vario perteklius sukelia psichikos sutrikimus ir kai kurių organų paralyžius (Wilsono liga). Žmonėms žalą daro tik dideli vario junginių kiekiai. Mažomis dozėmis jie naudojami medicinoje kaip sutraukiantis ir bakteriostatinis (stabdantis bakterijų augimą ir dauginimąsi) agentas. Pavyzdžiui, vario sulfatas (II) CuSO 4 naudojamas konjunktyvitui gydyti akių lašų pavidalu (0,25% tirpalas), taip pat trachomos katerizacijai akių pieštukų pavidalu (vario sulfato (II), kalio nitrato, alūno ir kamparo lydinys). Esant odos nudegimams fosforu, ji gausiai drėkinama 5% vario (II) sulfato tirpalu.

Baktericidinė (sukelianti įvairių bakterijų mirtį) sidabro ir jo druskų savybė pastebėta jau seniai. Pavyzdžiui, medicinoje pūlingoms žaizdoms plauti naudojamas koloidinio sidabro (collargol) tirpalas, Šlapimo pūslė sergant lėtiniu cistitu ir uretritu, taip pat akių lašų pavidalu su pūlingu konjunktyvitu ir blenorėja. Sidabro nitratas AgNO 3 pieštukų pavidalu jie naudojami karpų, granuliacijų ir kt. Atskiestuose tirpaluose (0,1-0,25%) jis naudojamas kaip sutraukianti ir antimikrobinė priemonė losjonams, taip pat akių lašams. Mokslininkai mano, kad kauterizuojantis sidabro nitrato poveikis yra susijęs su jo sąveika su audinių baltymais, dėl ko susidaro sidabro baltymų druskos – albuminatai.

Šiuo metu neabejotinai nustatyta, kad joninės asimetrijos reiškinys būdingas visiems gyviems organizmams – netolygus jonų pasiskirstymas ląstelės viduje ir išorėje. Pavyzdžiui, raumenų skaidulų, širdies, kepenų, inkstų ląstelėse yra didesnis kalio jonų kiekis, palyginti su tarpląsteliniais. Natrio jonų koncentracija, priešingai, yra didesnė už ląstelės ribų nei jos viduje. Kalio ir natrio koncentracijos gradiento buvimas yra eksperimentiškai nustatytas faktas. Tyrėjai susirūpinę dėl kalio-natrio pompos prigimties ir jo veikimo paslapties. Daugelio mokslininkų komandų tiek mūsų šalyje, tiek užsienyje pastangos yra skirtos šiam klausimui išspręsti. Įdomu tai, kad organizmui senstant kalio ir natrio jonų koncentracijos gradientas ties ląstelės riba mažėja. Kai įvyksta mirtis, kalio ir natrio koncentracija ląstelės viduje ir išorėje iškart susilygina.

Biologinė ličio ir rubidžio jonų funkcija sveikame organizme dar nėra aiški. Tačiau yra įrodymų, kad įvedus juos į organizmą galima gydyti vieną iš maniakinės-depresinės psichozės formų.

Biologai ir gydytojai puikiai žino, kad glikozidai atlieka svarbų vaidmenį žmogaus organizme. Kai kurie natūralūs glikozidai (išgauti iš augalų) aktyviai veikia širdies raumenį, stiprina susitraukimo funkcijas ir lėtina širdies ritmą. Jei į organizmą patenka didelis kiekis širdies glikozido, gali įvykti visiškas širdies sustojimas. Kai kurių metalų jonai turi įtakos glikozidų veikimui. Pavyzdžiui, į kraują patekus magnio jonų, susilpnėja glikozidų poveikis širdies raumeniui, o kalcio jonai, priešingai, sustiprina širdies glikozidų poveikį.

Kai kurie gyvsidabrio junginiai taip pat yra labai toksiški. Yra žinoma, kad gyvsidabrio (II) jonai gali stipriai jungtis su baltymais. Toksinis gyvsidabrio (II) chlorido poveikis HgCl 2 (gyvsidabrio chloridas) pirmiausia pasireiškia inkstų ir žarnyno gleivinės nekroze (nekroze). Dėl apsinuodijimo gyvsidabriu inkstai praranda gebėjimą išskirti atliekas iš kraujo.

Įdomu tai, kad gyvsidabrio (I) chloridas hg 2 Cl 2 (senovinis kalomelio pavadinimas) yra nekenksmingas žmogaus organizmui. Greičiausiai taip yra dėl itin mažo druskos tirpumo, dėl kurio gyvsidabrio jonai nepatenka į organizmą pastebimais kiekiais.

Kalio cianidas (Kalio cianidas) KCN- vandenilio cianido rūgšties druska HCN. Abu junginiai yra greitai veikiantys ir stiprūs nuodai.

Ūmiai apsinuodijus vandenilio cianido rūgštimi ir jos druskomis, prarandama sąmonė, atsiranda kvėpavimo ir širdies paralyžius. Pradinėje apsinuodijimo stadijoje žmogus jaučia galvos svaigimą, spaudimo pojūtį kaktoje, ūmų galvos skausmą, greitą kvėpavimą, širdies plakimą. Pirmoji pagalba apsinuodijus cianido rūgštimi ir jos druskomis – grynas oras, kvėpavimas deguonimi, šiluma. Priešnuodžiai yra natrio nitritas NaNO 2 ir organiniai nitro junginiai: amilo nitritas C 5 H 11 ONO ir propilo nitritas C 3 H 7 ONO. Manoma, kad natrio nitrito veikimas sumažėja iki hemoglobino pavertimo metahemoglobinu. Pastarasis tvirtai suriša cianido jonus su cianmethemoglobinu. Tokiu būdu iš cianido jonų išsiskiria kvėpavimo fermentai, dėl kurių atkuriama ląstelių ir audinių kvėpavimo funkcija.

Sieros turintys junginiai plačiai naudojami kaip priešnuodžiai vandenilio cianido rūgščiai: koloidinė siera, natrio tiosulfatas Na 2 S 2 O 3 , natrio tetrationatas Na 2 S 4 O 6 , taip pat sieros turinčių organiniai junginiai, ypač amino rūgštys – glutationas, cisteinas, cistinas. Ciano rūgštis ir jos druskos, sąveikaudamos su siera, pagal lygtį virsta tiocianatais

HCN+S > HNCS

Tiocianatai yra visiškai nekenksmingi žmogaus organizmui.

Ilgą laiką, iškilus pavojui apsinuodyti cianidu, buvo rekomenduota cukraus gabalėlį laikyti už skruosto. 1915 m. vokiečių chemikai Ruppas ir Golze parodė, kad gliukozė reaguoja su cianido rūgštimi ir kai kuriais cianidais, sudarydama netoksišką junginį gliukozės cianohidriną:

OH OH OH OH N OH OH OH OH OH

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

CH 2 -CH-CH-CH-CH-C \u003d O + HCN\u003e CH 2 -CH-CH-CH-CH-C-OH

gliukozė cianohidrinas gliukozė

Švinas ir jo junginiai yra gana stiprūs nuodai. Žmogaus organizme švinas kaupiasi kauluose, kepenyse ir inkstuose.

Retais laikomi cheminio elemento talio junginiai yra labai toksiški.

Pažymėtina, kad visi spalvotieji ir ypač sunkieji (esantys periodinės lentelės pabaigoje) metalai yra nuodingi kiekiais, viršijančiais leistinus.

Anglies dioksidas žmogaus organizme randamas dideliais kiekiais, todėl negali būti nuodingas. Per 1 valandą suaugęs žmogus iškvepia apie 20 litrų (apie 40 g) šių dujų. Atliekant fizinį darbą, iškvepiamo anglies dvideginio kiekis padidėja iki 35 litrų. Jis susidaro dėl angliavandenių ir riebalų deginimo organizme. Tačiau su dideliu kiekiu TAIP 2 ore įvyksta uždusimas dėl deguonies trūkumo. Maksimali žmogaus buvimo patalpoje trukmė susikaupus TAIP 2 iki 20% (pagal tūrį) neturėtų viršyti 2 val.Italijoje yra gerai žinomas urvas („Šuns urvas“), kuriame žmogus gali ilgai stovėti, o ten lakstantis šuo uždūsta ir miršta. Faktas yra tas, kad maždaug iki žmogaus juosmens urvas užpildytas sunkiu (palyginti su azotu ir deguonimi) anglies dioksidu. Kadangi žmogaus galva yra oro sluoksnyje, jis nejaučia jokio diskomforto. Šuo, augdamas, atsiduria anglies dvideginio atmosferoje ir todėl uždūsta.

Gydytojai ir biologai išsiaiškino, kad angliavandeniams oksiduojant organizme iki vandens ir anglies dioksido, vienai sunaudoto deguonies molekulei išsiskiria viena deguonies molekulė. TAIP 2 . Taigi skiriamas santykis TAIP 2 į absorbuotą O 2 (kvėpavimo koeficiento reikšmė) yra lygi vienetui. Riebalų oksidacijos atveju kvėpavimo koeficientas yra maždaug 0,7. Todėl nustatant kvėpavimo koeficiento reikšmę galima spręsti, kokios medžiagos organizme daugiausiai deginamos. Eksperimentiškai nustatyta, kad trumpalaikių, bet intensyvių raumenų apkrovų metu energija gaunama dėl angliavandenių oksidacijos, o ilgalaikės – daugiausia dėl riebalų degimo. Manoma, kad organizmo perėjimas prie riebalų oksidacijos yra susijęs su angliavandenių atsargų išeikvojimu, kuris dažniausiai pastebimas praėjus 5-20 minučių nuo intensyvaus raumenų darbo pradžios.

Priešnuodžiai

Priešnuodžiai – medžiagos, kurios pašalina nuodų poveikį biologinėms struktūroms ir chemikalais padaro nuodus neveiksnus.

geltona kraujo druska K 4 sudaro sunkiai tirpius junginius su daugelio sunkiųjų metalų jonais. Ši savybė praktiškai naudojama apsinuodijimui sunkiųjų metalų druskomis gydyti.

Geras priešnuodis apsinuodijus arseno, gyvsidabrio, švino, kadmio, nikelio, chromo, kobalto ir kitų metalų junginiais yra unitiolis:

CH 2 -CH-CH 2 TAIP 3 Na H 2 O

Pienas yra universalus priešnuodis.

Išvada

Šiuolaikinė biochemija yra atstovaujama daug skirtingų krypčių plėtojant žinias apie materijos prigimtį ir jos transformacijos būdus. Kartu chemija yra ne tik žinių apie medžiagas suma, o labai sutvarkyta, nuolat tobulėjanti žinių sistema, kuri turi savo vietą tarp kitų gamtos mokslų.

Chemija tiria cheminių reiškinių medžiagų nešėjų kokybinę įvairovę, medžiagos judėjimo cheminę formą.

Vienas reikšmingiausių objektyvių pagrindų išskirti chemiją kaip savarankišką gamtos mokslų discipliną yra medžiagų santykio chemijos specifiškumo pripažinimas, kuris pirmiausia pasireiškia jėgų kompleksu ir įvairiomis sąveikų rūšimis, lemiančiomis egzistavimą. dviejų ir poliatominių junginių. Šis kompleksas paprastai apibūdinamas kaip cheminis ryšys, atsirandantis arba lūžtantis materijos organizavimo atominio lygmens dalelių sąveikos metu. Cheminės jungties atsiradimui būdingas reikšmingas elektronų tankio perskirstymas, palyginti su paprasta nesurištų atomų arba atominių fragmentų, kurie yra arti ryšio atstumu, elektronų tankio padėtimi. Ši savybė tiksliausiai atskiria cheminį ryšį nuo įvairių tarpmolekulinės sąveikos apraiškų.

Nuolatinis biochemijos, kaip mokslo, vaidmens gamtos mokslų rėmuose augimas lydi sparčią fundamentinių, kompleksinių ir taikomųjų tyrimų plėtrą, spartesnį naujų medžiagų su norimomis savybėmis kūrimą ir naujus procesus technologijų srityje. medžiagų gamyba ir perdirbimas.

Bibliografija

1. Didysis enciklopedinis žodynas. Chemija. M., 2001 m.

2. Grushevitskaya T.T., Sadokhin A.P. Šiuolaikinio gamtos mokslo sampratos. M., 1998 m.

3. Kuznecovas V.I., Idlis G.M., Gutina V.N. Gamtos mokslai. M., 1996 m.

4. Chemija // Chemijos enciklopedinis žodynas. M., 1983 m.

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

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

Priglobta Allbest.ru

Panašūs dokumentai

    Cheminis gamtos, kilmės ir dabartinės būklės vaizdas. Chemijos mokslo žinių dalykas ir jo sandara. Chemijos ir fizikos ryšys. Chemijos ir biologijos ryšys. Chemija tiria cheminių reiškinių medžiagų nešėjų kokybinę įvairovę.

    santrauka, pridėta 2004-03-15

    Chemijos pristatymas. Gyvos sistemos yra jose esantys cheminiai elementai. Glaudus gyvųjų sistemų, kaip ir žmogaus, kontaktas su aplinka. Žmogaus kūno sudėtis. Mineralų apykaitos pažeidimai žmogaus organizme. patologinės būklės.

    pristatymas, pridėtas 2008-12-24

    santrauka, pridėta 2011-10-11

    Pagrindiniai žmogaus organizme paplitę cheminiai elementai, būdingi kai kurių jų trūkumo požymiai ir simptomai. Bendras jodo savybių aprašymas, jo atradimas ir svarba organizmui. Jo trūkumo nustatymo tvarka ir papildymo mechanizmas.

    pristatymas, pridėtas 2010-12-27

    Fiziologinis berilio vaidmuo žmogaus organizme, jo sinergistai ir antagonistai. Magnio vaidmuo žmogaus organizme užtikrinti įvairių gyvybės procesų tėkmę. Perteklinio organizmo rūgštingumo neutralizavimas. Stroncio vertė žmogui.

    santrauka, pridėta 2014-09-05

    Talio fizinės ir cheminės savybės, agregacijos būsena, sočiųjų garų slėgis, garavimo šiluma normaliomis sąlygomis ir jautrumas šilumai. Įsiskverbimo ir transformacijos į kūną būdai. Išleidimo į aplinką šaltiniai.

    testas, pridėtas 2014-10-24

    Metalų cheminės savybės, jų buvimas žmogaus organizme. Makroelementų (kalio, natrio, kalcio, magnio) ir mikroelementų vaidmuo organizme. Makro ir mikroelementų kiekis maisto produktuose. Tam tikrų elementų disbalanso pasekmės.

    pristatymas, pridėtas 2013-03-13

    koncepcija, bendrosios charakteristikos ir katalizinio riformingo proceso tikslas. Riformingo proceso cheminės bazės: alkanų, cikloalkanų, arenų transformacija. Proceso katalizatoriai ir makrokinetika. Katalizinio proceso pramoniniai įrenginiai.

    Kursinis darbas, pridėtas 2011-10-13

    Metalo ir druskos ekvivalentinės masės nustatymas vandenilio išstūmimo metodu. Eksperimento eiga ir duomenys, prietaisų charakteristikos. Magnio kaip metalo panaudojimas, pagrindinės jo cheminės savybės. Absoliučios ir santykinės patirties paklaidos skaičiavimas.

    laboratorinis darbas, pridėtas 2013-05-05

    Įvairių mažos molekulinės masės organinių junginių cheminė prigimtis būtini gyvame organizme vykstantiems procesams įgyvendinti. Vandenyje ir riebaluose tirpūs vitaminai. Kasdienis žmogaus poreikis vitaminams ir pagrindinės jų funkcijos.

Tema: „KRAUJO BIOCHEMIJA. KRAUJO PLAZMA: KOMPONENTAI IR JŲ FUNKCIJOS. ERITROCITO METODIKA. BIOCHEMINIO KRAUJO TYRIMŲ REIKŠMĖ KLINIKOJE»


1. Kraujo plazmos baltymai: biologinis vaidmuo. Baltymų frakcijų kiekis plazmoje. Plazmos baltymų sudėties pokyčiai patologinėmis sąlygomis (hiperproteinemija, hipoproteinemija, disproteinemija, paraproteinemija).
2. Ūminės uždegimo fazės baltymai: biologinis vaidmuo, baltymų pavyzdžiai.
3. Kraujo plazmos lipoproteinų frakcijos: sudėties ypatumai, vaidmuo organizme.
4. Plazminiai imunoglobulinai: pagrindinės klasės, sandaros schema, biologinės funkcijos. Interferonai: biologinis vaidmuo, veikimo mechanizmas (schema).
5. Kraujo plazmos fermentai (sekreciniai, išskiriamieji, indikatoriniai): aminotransferazių (ALT ir AST), šarminės fosfatazės, amilazės, lipazės, tripsino, laktatdehidrogenazės izofermentų, kreatinkinazės aktyvumo tyrimo diagnostinė vertė.
6. Nebaltyminiai azoto turintys kraujo komponentai (karbamidas, aminorūgštys, šlapimo rūgštis, kreatininas, indikaninis, tiesioginis ir netiesioginis bilirubinas): sandara, biologinis vaidmuo, jų nustatymo kraujyje diagnostinė reikšmė. Azotemijos samprata.
7. Be azoto organinių komponentų kraujas (gliukozė, cholesterolis, laisvosios riebalų rūgštys, ketoniniai kūnai, piruvatas, laktatas), jų nustatymo kraujyje diagnostinė reikšmė.
8. Hemoglobino sandaros ir funkcijos ypatumai. Hemoglobino afiniteto reguliatoriai O2. Molekulinės hemoglobino formos. Hemoglobino dariniai. Hemoglobino kiekio kraujyje nustatymo klinikinė ir diagnostinė reikšmė.
9. Raudonųjų kraujo kūnelių metabolizmas: glikolizės ir pentozės fosfato kelio vaidmuo brandžiuose eritrocituose. Glutationas: vaidmuo eritrocituose. Fermentų sistemos, dalyvaujančios reaktyviųjų deguonies rūšių neutralizavime.
10. Kraujo krešėjimas kaip profermento aktyvinimo kaskada. Vidiniai ir išoriniai krešėjimo keliai. Dažnas kraujo krešėjimo kelias: protrombino aktyvinimas, fibrinogeno pavertimas fibrinu, fibrino polimero susidarymas.
11. Vitamino K dalyvavimas potransliacinėje kraujo krešėjimo faktorių modifikacijoje. Dikumarolis kaip antivitaminas K.

30.1. Kraujo sudėtis ir funkcijos.

Kraujas- skystas judrus audinys, cirkuliuojantis uždaroje kraujagyslių sistemoje, pernešantis įvairias chemines medžiagas į organus ir audinius bei integruojantis įvairiose ląstelėse vykstančius medžiagų apykaitos procesus.

Kraujas susideda iš plazma ir formos elementai (eritrocitai, leukocitai ir trombocitai). Serumas skiriasi nuo plazmos fibrinogeno nebuvimu. 90% kraujo plazmos yra vanduo, 10% yra sausos liekanos, kurias sudaro baltymai, nebaltyminiai azoto komponentai (likutinis azotas), azoto neturintys organiniai komponentai ir mineralai.

30.2. Kraujo plazmos baltymai.

Kraujo plazmoje yra sudėtingas daugiakomponentis (daugiau nei 100) baltymų mišinys, kuris skiriasi savo kilme ir funkcija. Dauguma plazmos baltymų sintetinami kepenyse. Imunoglobulinai ir daugybė kitų imunokompetentingų ląstelių apsauginių baltymų.

30.2.1. baltymų frakcijos. Išsūdant plazmos baltymus galima išskirti albumino ir globulino frakcijas. Paprastai šių frakcijų santykis yra 1,5–2,5. Naudojant elektroforezės metodą popieriuje, galima nustatyti 5 baltymų frakcijas (migracijos greičio mažėjimo tvarka): albuminus, α1 -, α2 -, β- ir γ-globulinus. Taikant subtilesnius kiekvienos frakcijos, išskyrus albuminą, frakcionavimo metodus, galima išskirti keletą baltymų (kraujo serumo baltymų frakcijų kiekis ir sudėtis žr. 1 pav.).

1 paveikslas. Kraujo serumo baltymų elektroferograma ir baltymų frakcijų sudėtis.

Albuminai- baltymai su molekulinė masė apie 70 000 Taip. Dėl savo hidrofiliškumo ir didelio kiekio plazmoje jie atlieka svarbų vaidmenį palaikant koloidinį-osmosinį (onkotinį) kraujospūdį ir reguliuojant skysčių mainus tarp kraujo ir audinių. Jie atlieka transportavimo funkciją: perneša laisvąsias riebalų rūgštis, tulžies pigmentus, steroidinius hormonus, Ca2+ jonus, daugelį vaistų. Albuminai taip pat yra turtingas ir greitai parduodamas aminorūgščių rezervas.

α 1-globulinai:

  • Rūgštus α 1-glikoproteinas (orosomukoidas) - yra iki 40% angliavandenių, jo izoelektrinis taškas yra rūgščioje aplinkoje (2,7). Šio baltymo funkcija nėra visiškai nustatyta; žinoma, kad ankstyvosiose uždegiminio proceso stadijose orosomukoidas skatina kolageno skaidulų susidarymą uždegimo židinyje (J. Musil, 1985).
  • α 1 - antitripsinas - daugelio proteazių (tripsino, chimotripsino, kallikreino, plazmino) inhibitorius. Įgimtas α1-antitripsino kiekio kraujyje sumažėjimas gali būti polinkis sirgti bronchopulmoninėmis ligomis, nes plaučių audinio elastinės skaidulos yra ypač jautrios proteolitinių fermentų veikimui.
  • Retinolį surišantis baltymas perneša riebaluose tirpų vitaminą A.
  • Tiroksiną surišantis baltymas – suriša ir perneša jodo turinčius skydliaukės hormonus.
  • Transkortinas - suriša ir perneša gliukokortikoidinius hormonus (kortizolį, kortikosteroną).

α 2-globulinai:

  • Haptoglobinai (25% α2-globulinų) - sudaro stabilų kompleksą su hemoglobinu, kuris atsiranda plazmoje dėl intravaskulinės eritrocitų hemolizės. Haptoglobino-hemoglobino kompleksus pasisavina RES ląstelės, kur suyra hemo ir baltymų grandinės, o geležis pakartotinai panaudojama hemoglobino sintezei. Tai apsaugo nuo geležies praradimo organizme ir inkstų pažeidimo dėl hemoglobino.
  • ceruloplazminas - baltymas, turintis vario jonų (vienoje ceruloplazmino molekulėje yra 6-8 Cu2+ jonai), kurie suteikia mėlyną spalvą. Tai vario jonų transportavimo forma organizme. Pasižymi oksidazės aktyvumu: oksiduoja Fe2+ į Fe3+, o tai užtikrina geležies surišimą transferinu. Geba oksiduoti aromatinius aminus, dalyvauja mainuose adrenalinu, norepinefrinu, serotoninu.

β-globulinai:

  • Transferrinas - pagrindinis β-globulino frakcijos baltymas, dalyvauja geležies geležies surišime ir pernešime į įvairius audinius, ypač į hematopoetinius. Transferrinas reguliuoja Fe3+ kiekį kraujyje, apsaugo nuo per didelio kaupimosi ir netekimo šlapime.
  • Hemopeksinas - suriša hemą ir apsaugo nuo jo praradimo per inkstus. Hemo-hemopeksino kompleksą iš kraujo paima kepenys.
  • C reaktyvusis baltymas (C-RP) - baltymas, galintis nusodinti (esant Ca2 + ) pneumokokinės ląstelės sienelės C-polisacharidą. Biologinis vaidmuo jį lemia gebėjimas aktyvuoti fagocitozę ir slopinti trombocitų agregacijos procesą. Sveikų žmonių C-RP koncentracija plazmoje yra nereikšminga ir negali būti nustatyta standartiniais metodais. Esant ūminiam uždegiminiam procesui, jis padidėja daugiau nei 20 kartų, šiuo atveju C-RP randama kraujyje. C-RP tyrimas turi pranašumą prieš kitus uždegiminio proceso žymenis: AKS nustatymą ir leukocitų skaičių. Šis indikatorius yra jautresnis, jo padidėjimas pasireiškia anksčiau ir po atsigavimo greitai grįžta į normalų.

γ-globulinai:

  • Imunoglobulinai (IgA, IgG, IgM, IgD, IgE) yra antikūnai, kuriuos organizmas gamina reaguodamas į svetimas medžiagas, turinčias antigeninį aktyvumą. Daugiau informacijos apie šiuos baltymus rasite 1.2.5.

30.2.2. Kiekybiniai ir kokybiniai kraujo plazmos baltymų sudėties pokyčiai. Esant įvairioms patologinėms sąlygoms, kraujo plazmos baltymų sudėtis gali keistis. Pagrindiniai pakeitimų tipai yra šie:

  • Hiperproteinemija - bendrojo plazmos baltymo kiekio padidėjimas. Priežastys: didelio vandens kiekio netekimas (vėmimas, viduriavimas, dideli nudegimai), infekcinės ligos (dėl γ-globulinų kiekio padidėjimo).
  • Hipoproteinemija - bendro baltymų kiekio plazmoje sumažėjimas. Jis stebimas sergant kepenų ligomis (dėl baltymų sintezės pažeidimo), sergant inkstų ligomis (dėl baltymų netekimo šlapime), badaujant (dėl aminorūgščių trūkumo baltymų sintezei).
  • Disproteinemija - baltymų frakcijų, turinčių normalų viso baltymo kiekį kraujo plazmoje, procento pokytis, pavyzdžiui, albuminų kiekio sumažėjimas ir vienos ar kelių globulino frakcijų kiekio padidėjimas sergant įvairiomis uždegiminėmis ligomis.
  • Paraproteinemija - patologinių imunoglobulinų - paraproteinų, kurie skiriasi nuo įprastų baltymų fizikinėmis ir cheminėmis savybėmis bei biologiniu aktyvumu, kraujo plazmoje. Tokie baltymai apima, pvz. krioglobulinai, susidaro nuosėdos tarpusavyje esant žemesnei nei 37 ° C temperatūrai. Paraproteinai randami kraujyje sergant Waldenströmo makroglobulinemija, daugybine mieloma (pastaruoju atveju jie gali įveikti inkstų barjerą ir būti aptinkami šlapime kaip Bence-Jones baltymai) . Paraproteinemiją dažniausiai lydi hiperproteinemija.

30.2.3. Kraujo plazmos lipoproteinų frakcijos. Lipoproteinai yra sudėtingi junginiai, pernešantys lipidus kraujyje. Jie įtraukia: hidrofobinė šerdis, kurių sudėtyje yra triacilglicerolių ir cholesterolio esterių, ir amfifilinis apvalkalas, susidaro iš fosfolipidų, laisvojo cholesterolio ir apoproteinų baltymų (2 pav.). Žmogaus plazmoje yra šios lipoproteinų frakcijos:



2 pav. Kraujo plazmos lipoproteinų struktūros diagrama.

  • didelio tankio lipoproteinai arba α-lipoproteinai , nes elektroforezės metu popieriuje jie juda kartu su α-globulinais. Juose yra daug baltymų ir fosfolipidų, kurie perneša cholesterolį iš periferinių audinių į kepenis.
  • mažo tankio lipoproteinai arba β-lipoproteinai , nes elektroforezės metu popieriuje jie juda kartu su β-globulinais. daug cholesterolio; pernešti jį iš kepenų į periferinius audinius.
  • Labai mažo tankio lipoproteinai arba pre-β-lipoproteinai (elektroforegramoje yra tarp α- ir β-globulinų). Tarnauja kaip endogeninių triacilglicerolių transportavimo forma, yra mažo tankio lipoproteinų pirmtakai.
  • Chilomikronai - elektroforeziškai nejudrus; kraujyje, paimtame tuščiu skrandžiu, nėra. Jie yra egzogeninių (maisto) triacilglicerolių transportavimo forma.

30.2.4. Ūminės uždegimo fazės baltymai. Tai baltymai, kurių kiekis kraujo plazmoje didėja esant ūminiam uždegiminiam procesui. Tai apima, pavyzdžiui, šiuos baltymus:

  1. haptoglobinas ;
  2. ceruloplazminas ;
  3. C reaktyvusis baltymas ;
  4. α 1-antitripsinas ;
  5. fibrinogenas (kraujo krešėjimo sistemos komponentas; žr. 30.7.2).

Šių baltymų sintezės greitis pirmiausia didėja dėl sumažėjusio albuminų, transferino ir albuminų susidarymo (maža plazmos baltymų frakcija, kuri disko elektroforezės metu yra didžiausias mobilumas ir atitinka juostą elektroforegramoje prieš albuminus). ), kurių koncentracija mažėja ūminio uždegimo metu.

Ūminės fazės baltymų biologinis vaidmuo: a) visi šie baltymai yra fermentų, išsiskiriančių ląstelių naikinimo metu, inhibitoriai ir užkerta kelią antriniam audinių pažeidimui; b) šie baltymai turi imunosupresinį poveikį (V.L. Docenko, 1985).

30.2.5. Apsauginiai plazmos baltymai. Apsauginiai baltymai apima imunoglobulinus ir interferonus.

Imunoglobulinai (antikūnai) – baltymų grupė, gaminama reaguojant į svetimų struktūrų (antigenų) patekimą į organizmą. Juos limfmazgiuose ir blužnyje sintetina B limfocitai.Yra 5 klasės imunoglobulinai- IgA, IgG, IgM, IgD, IgE.


3 pav Imunoglobulinų struktūros schema (kintamoji sritis rodoma pilka spalva, pastovi sritis neužtamsinta).

Imunoglobulinų molekulės turi vieną struktūrinį planą. Imunoglobulino (monomero) struktūrinį vienetą sudaro keturios polipeptidinės grandinės, tarpusavyje sujungtos disulfidiniais ryšiais: dvi sunkiosios (H grandinės) ir dvi lengvosios (L grandinės) (žr. 3 pav.). IgG, IgD ir IgE paprastai yra monomerai savo struktūroje, IgM molekulės sudarytos iš penkių monomerų, IgA susideda iš dviejų ar daugiau. struktūriniai padaliniai arba yra monomerai.

Baltymų grandinės, sudarančios imunoglobulinus, gali būti sąlyginai suskirstytos į specifinius domenus arba regionus, turinčius tam tikrų struktūrinių ir funkcinių savybių.

Tiek L, tiek H grandinių N-galinės sritys vadinamos kintamąja sritimi (V), nes jų struktūrai būdingi reikšmingi skirtingų antikūnų klasių skirtumai. Kintamajame domene yra 3 hiperkintamos sritys, turinčios didžiausią aminorūgščių sekos įvairovę. Tai kintamoji antikūnų sritis, atsakinga už antigenų surišimą pagal komplementarumo principą; pirminė baltymų grandinių struktūra šiame regione lemia antikūnų specifiškumą.

H ir L grandinių C-galiniai domenai turi santykinai pastovią pirminę struktūrą kiekvienoje antikūnų klasėje ir yra vadinami pastovia sritimi (C). Pastovi sritis lemia įvairių klasių imunoglobulinų savybes, jų pasiskirstymą organizme, gali dalyvauti paleidžiant mechanizmus, sukeliančius antigenų sunaikinimą.

Interferonai - baltymų šeima, kurią organizmo ląstelės sintetina reaguodamos į virusinę infekciją ir turi antivirusinį poveikį. Yra keletas interferonų tipų, pasižyminčių specifiniu veikimo spektru: leukocitų (α-interferono), fibroblastų (β-interferono) ir & imuninio (γ-interferono). Interferonus sintetina ir išskiria kai kurios ląstelės, o jų poveikis pasireiškia veikdamos kitas ląsteles, šiuo požiūriu jie yra panašūs į hormonus. Interferonų veikimo mechanizmas parodytas 4 paveiksle.


4 pav Interferonų veikimo mechanizmas (Yu.A. Ovchinnikov, 1987).

Prisijungdami prie ląstelių receptorių, interferonai sukelia dviejų fermentų, 2,5"-oligoadenilato sintetazės ir proteinkinazės, sintezę, tikriausiai dėl atitinkamų genų transkripcijos inicijavimo. Abu gauti fermentai rodo savo aktyvumą esant dvigrandėms RNR, būtent tokios RNR yra daugelio virusų replikacijos produktai arba yra jų virionuose. Pirmasis fermentas sintetina 2",5"-oligoadenilatus (iš ATP), kurie aktyvina ląstelių ribonukleazę I; antrasis fermentas fosforilina transliacijos iniciacijos faktorių IF2. Galutinis šių procesų rezultatas yra baltymų biosintezės ir viruso dauginimosi užkrėstoje ląstelėje slopinimas (Yu.A. Ovchinnikov, 1987).

30.2.6. Fermentai kraujo plazmoje. Visi kraujo plazmoje esantys fermentai gali būti suskirstyti į tris grupes:

  1. sekreciniai fermentai - sintetinami kepenyse, patenka į kraują, kur atlieka savo funkciją (pavyzdžiui, kraujo krešėjimo faktoriai);
  2. išskyrimo fermentai - sintetinami kepenyse, paprastai išsiskiria su tulžimi (pavyzdžiui, šarminė fosfatazė), jų kiekis ir aktyvumas kraujo plazmoje padidėja, kai sutrinka tulžies nutekėjimas;
  3. indikatoriniai fermentai – yra sintetinami įvairiuose audiniuose ir patenka į kraują, kai sunaikinamos šių audinių ląstelės. Skirtingose ​​ląstelėse vyrauja skirtingi fermentai, todėl pažeidus organą kraujyje atsiranda jam būdingų fermentų. Tai gali būti naudojama diagnozuojant ligas.

Pavyzdžiui, jei pažeistos kepenų ląstelės ( hepatitas) kraujyje didėja alaninaminotransferazės (ALT), aspartataminotransferazės (AKT), laktatdehidrogenazės LDH5 izofermento, glutamato dehidrogenazės, ornitino karbamoiltransferazės aktyvumas.

Kai pažeidžiamos miokardo ląstelės ( širdies smūgis) kraujyje didėja aspartataminotransferazės (AKT), fermento laktatdehidrogenazės LDH1, kreatinkinazės izofermento MB, aktyvumas.

Kasos ląstelių pažeidimas pankreatitas) kraujyje didėja tripsino, α-amilazės, lipazės aktyvumas.

30.3. Nebaltyminiai azotiniai kraujo komponentai (liekamasis azotas).

Šiai medžiagų grupei priklauso: karbamidas, šlapimo rūgštis, aminorūgštys, kreatinas, kreatininas, amoniakas, indikanas, bilirubinas ir kiti junginiai (žr. 5 pav.). Likutinio azoto kiekis sveikų žmonių kraujo plazmoje yra 15-25 mmol/l. Likutinio azoto kiekio kraujyje padidėjimas vadinamas azotemija . Priklausomai nuo priežasties, azotemija skirstoma į sulaikymą ir gamybą.

Retencija azotemija atsiranda, kai sutrinka azoto apykaitos produktų (pirmiausia šlapalo) išsiskyrimas su šlapimu ir būdingas inkstų nepakankamumui. Šiuo atveju iki 90% nebaltyminio azoto kraujyje patenka ant karbamido azoto, o ne 50% normos.

Gamybos azotemija išsivysto dėl per didelio azoto medžiagų patekimo į kraują dėl padidėjusio audinių baltymų skilimo (ilgalaikis badas, cukrinis diabetas, sunkūs sužalojimai ir nudegimai, infekcinės ligos).

Likučio azoto kiekis nustatomas kraujo serumo filtrate be baltymų. Dėl bebaltyminio filtrato mineralizacijos, kaitinant koncentruotu H2SO4, visų nebaltyminių junginių azotas virsta (NH4)2SO4 forma. NH4 + jonai nustatomi naudojant Neslerio reagentą.

  • Karbamidas - pagrindinis galutinis baltymų apykaitos produktas žmogaus organizme. Jis susidaro neutralizuojant amoniaką kepenyse, išsiskiriantį iš organizmo per inkstus. Todėl karbamido kiekis kraujyje mažėja sergant kepenų ligomis ir didėja esant inkstų nepakankamumui.
  • Amino rūgštys- patenka į kraują, kai absorbuojamas iš virškinimo trakto arba yra audinių baltymų skilimo produktai. Sveikų žmonių kraujyje aminorūgštyse vyrauja alaninas ir glutaminas, kurie kartu su dalyvavimu baltymų biosintezėje yra amoniako transportavimo formos.
  • Šlapimo rūgštis yra galutinis purino nukleotidų katabolizmo produktas. Jo kiekis kraujyje didėja sergant podagra (dėl padidėjusio išsilavinimo) ir sutrikus inkstų funkcijai (dėl nepakankamo išsiskyrimo).
  • Kreatinas- sintetinamas inkstuose ir kepenyse, raumenyse virsta kreatino fosfatu – energijos šaltiniu raumenų susitraukimo procesams. Su raumenų sistemos ligomis kreatino kiekis kraujyje žymiai padidėja.
  • Kreatinino- galutinis azoto apykaitos produktas, susidarantis dėl kreatino fosfato defosforilinimo raumenyse, pašalinamas iš organizmo per inkstus. Kreatinino kiekis kraujyje mažėja sergant raumenų sistemos ligomis, didėja sergant inkstų nepakankamumu.
  • indėnų - indolo detoksikacijos produktas, susidaro kepenyse, išsiskiria per inkstus. Jo kiekis kraujyje mažėja sergant kepenų ligomis, didėja – su padidėjusiais baltymų skilimo procesais žarnyne, sergant inkstų ligomis.
  • Bilirubinas (tiesioginis ir netiesioginis) yra hemoglobino katabolizmo produktai. Bilirubino kiekis kraujyje didėja sergant gelta: hemolizinis (dėl netiesioginio bilirubino), obstrukcinio (dėl tiesioginio bilirubino), parenchiminio (dėl abiejų frakcijų).


5 pav Nebaltyminiai azoto junginiai kraujo plazmoje.

30.4. Organiniai kraujo komponentai be azoto.

Šiai medžiagų grupei priklauso maistinės medžiagos (angliavandeniai, lipidai) ir jų medžiagų apykaitos produktai (organinės rūgštys). Aukščiausia vertė Klinikoje nustatomas gliukozės, cholesterolio, laisvųjų riebalų rūgščių, ketoninių kūnų ir pieno rūgšties kiekis kraujyje. Šių medžiagų formulės pateiktos 6 paveiksle.

  • gliukozė– pagrindinis organizmo energetinis substratas. Jo kiekis sveikiems žmonėms tuščio skrandžio kraujyje yra 3,3–5,5 mmol/l. Gliukozės kiekio kraujyje padidėjimas (hiperglikemija) stebimas po valgio, esant emocinei įtampai, pacientams, sergantiems cukriniu diabetu, hipertiroidizmu, Itsenko-Kušingo liga. Gliukozės kiekio kraujyje sumažėjimas (hipoglikemija) stebimas badavimo, intensyvaus fizinio krūvio, ūmaus apsinuodijimo alkoholiu, insulino perdozavimo metu.
  • cholesterolio- privalomas biologinių membranų lipidų komponentas, steroidinių hormonų pirmtakas, vitaminas D3, tulžies rūgštys. Jo kiekis sveikų žmonių kraujo plazmoje yra 3,9–6,5 mmol/l. Cholesterolio kiekio kraujyje padidėjimas hipercholesterolemija) stebimas sergant ateroskleroze, cukriniu diabetu, miksedema, tulžies akmenligė. Sumažėjęs cholesterolio kiekis kraujyje ( hipocholesterolemija) nustatoma sergant hipertireoze, kepenų ciroze, žarnyno ligomis, badaujant, vartojant choleretikus vaistus.
  • Laisvosios riebalų rūgštys (FFA) audiniai ir organai naudojami kaip energetinė medžiaga. FFA kiekis kraujyje padidėja nevalgius, sergant cukriniu diabetu, pavartojus adrenalino ir gliukokortikoidų; sumažėja esant hipotirozei, pradėjus vartoti insuliną.
  • Ketoniniai kūnai. Ketoniniai kūnai yra acetoacetatas, β-hidroksibutiratas, acetonas- nepilno riebalų rūgščių oksidacijos produktai. Padidėja ketoninių kūnų kiekis kraujyje ( hiperketonemija) sergant badavimu, karščiavimu, diabetu.
  • Pieno rūgštis (laktatas) yra galutinis anaerobinio angliavandenių oksidacijos produktas. Jo kiekis kraujyje padidėja hipoksijos (fizinio aktyvumo, plaučių, širdies, kraujo ligų) metu.
  • Piruvo rūgštis (piruvatas)- tarpinis angliavandenių ir kai kurių aminorūgščių katabolizmo produktas. Didžiausias piruvo rūgšties kiekio padidėjimas kraujyje stebimas raumenų darbo ir vitamino B1 trūkumo metu.


6 pav Organinės kraujo plazmos medžiagos be azoto.

30.5. Mineraliniai kraujo plazmos komponentai.

Mineralai yra būtini kraujo plazmos komponentai. Svarbiausi katijonai yra natrio, kalio, kalcio ir magnio jonai. Juos atitinka anijonai: chloridai, bikarbonatai, fosfatai, sulfatai. Dalis kraujo plazmoje esančių katijonų yra susiję su organiniais anijonais ir baltymais. Visų katijonų suma yra lygi anijonų sumai, nes kraujo plazma yra elektriškai neutrali.

  • Natrio yra pagrindinis ekstraląstelinio skysčio katijonas. Jo kiekis kraujo plazmoje yra 135–150 mmol / l. Natrio jonai dalyvauja palaikant tarpląstelinio skysčio osmosinį slėgį. Hipernatremija stebima esant antinksčių žievės hiperfunkcijai, parenteriniu būdu įvedant hipertoninį natrio chlorido tirpalą. Hiponatremija gali atsirasti dėl dietos be druskos, antinksčių nepakankamumo, diabetinės acidozės.
  • Kalis yra pagrindinis tarpląstelinis katijonas. Kraujo plazmoje jo yra 3,9 mmol / l, o eritrocituose - 73,5 - 112 mmol / l. Kaip ir natris, kalis palaiko osmosinę ir rūgščių-šarmų homeostazę ląstelėje. Hiperkalemija pastebima padidėjus ląstelių sunaikinimui (hemolizinė anemija, užsitęsusio gniuždymo sindromas), sutrikus kalio išsiskyrimui per inkstus, su organizmo dehidratacija. Hipokalemija stebima esant hiperfunkcijai antinksčių žievei ir diabetinei acidozei.
  • Kalcis kraujo plazmoje yra formų pavidalu. Atlieka įvairias funkcijas: susijusi su baltymais (0,9 mmol / l), jonizuota (1,25 mmol / l) ir nejonizuota (0,35 mmol / l). Biologiškai aktyvus yra tik jonizuotas kalcis. Hiperkalcemija stebima esant hiperparatiroidizmui, hipervitaminozei D, Itsenko-Kušingo sindromui, destruktyviems kaulinio audinio procesams. Hipokalcemija pasireiškia sergant rachitu, hipoparatiroidizmu, inkstų ligomis.
  • chloridai kurių kraujo plazmoje yra 95–110 mmol / l, jie dalyvauja palaikant osmosinį slėgį, tarpląstelinio skysčio rūgščių-šarmų būseną. Hiperchloremija stebima sergant širdies nepakankamumu, arterine hipertenzija, hipochloremija – su vėmimu, inkstų ligomis.
  • Fosfatai kraujo plazmoje yra buferinės sistemos komponentai, jų koncentracija yra 1–1,5 mmol / l. Hiperfosfatemija stebima sergant inkstų ligomis, hipoparatiroidizmu, hipervitaminoze D. Hipofosfatemija stebima esant hiperparatiroidizmui, miksedemai, rachitui.

0.6. Rūgščių-šarmų būsena ir jos reguliavimas.

Rūgščių-šarmų būsena (CBS) – vandenilio (H+) ir hidroksilo (OH-) jonų koncentracijos kūno skysčiuose santykis. Sveikam žmogui dėl bendro veiksmo būdingas santykinis CBS rodiklių pastovumas buferinės sistemos kraujo ir fiziologinė kontrolė (kvėpavimo ir išskyrimo).

30.6.1. Buferinės kraujo sistemos. Kūno buferinės sistemos susideda iš silpnų rūgščių ir jų druskų su stipriomis bazėmis. Kiekviena buferio sistema apibūdinama dviem rodikliais:

  • buferio pH(priklauso nuo buferio komponentų santykio);
  • buferinis bakas, tai yra stiprios bazės ar rūgšties kiekis, kurį reikia įpilti į buferinį tirpalą, kad pH pasikeistų vienu (priklauso nuo absoliučios buferio komponentų koncentracijos).

Išskiriamos šios kraujo buferinės sistemos:

  • bikarbonatas(H2CO3 /NaHCO3);
  • fosfatas(NaH2PO4/Na2HPO4);
  • hemoglobino(deoksihemoglobinas kaip silpna oksihemoglobino rūgšties/kalio druska);
  • baltymas(jo veikimą lemia amfoterinė baltymų prigimtis). Bikarbonatas ir glaudžiai susijusios hemoglobino buferinės sistemos kartu sudaro daugiau nei 80% kraujo buferinės talpos.

30.6.2. CBS kvėpavimo reguliavimas atliekami keičiant išorinio kvėpavimo intensyvumą. Kraujyje kaupiantis CO2 ir H+, sustiprėja plaučių ventiliacija, o tai lemia kraujo dujų sudėties normalizavimą. Anglies dioksido ir H + koncentracijos sumažėjimas sukelia plaučių ventiliacijos sumažėjimą ir šių rodiklių normalizavimą.

30.6.3. Inkstų reguliavimas KOS Tai daugiausia atliekama trimis mechanizmais:

  • bikarbonatų reabsorbcija (inkstų kanalėlių ląstelėse iš H2 O ir CO2 susidaro angliarūgštė H2 CO3; ji disocijuoja, H + išsiskiria į šlapimą, HCO3 reabsorbuojamas į kraują);
  • Na + reabsorbcija iš glomerulų filtrato mainais į H + (šiuo atveju Na2 HPO4 filtrate virsta NaH2 PO4 ir padidėja šlapimo rūgštingumas) ;
  • NH sekrecija 4 + (hidrolizės metu glutaminui kanalėlių ląstelėse susidaro NH3; jis sąveikauja su H +, susidaro NH4 + jonai, kurie išsiskiria su šlapimu.

30.6.4. Laboratoriniai CBS kraujo rodikliai. CBS apibūdinti naudojami šie rodikliai:

  • kraujo pH;
  • dalinis CO2 slėgis (pCO2) kraujas;
  • O2 dalinis slėgis (pO2) kraujas;
  • bikarbonatų kiekis kraujyje esant tam tikroms pH ir pCO2 vertėms ( tikrasis arba tikrasis bikarbonatas, AB );
  • bikarbonatų kiekis paciento kraujyje standartinėmis sąlygomis, t.y. esant рСО2 = 40 mm Hg. ( standartinis bikarbonatas, SB );
  • bazių suma visos kraujo buferinės sistemos ( BB );
  • perteklius arba bazės trūkumas kraujas, palyginti su normaliu šio paciento rodikliu ( BE , iš anglų kalbos. bazės perteklius).

Pirmieji trys rodikliai nustatomi tiesiogiai kraujyje naudojant specialius elektrodus, remiantis gautais duomenimis, likę rodikliai apskaičiuojami naudojant nomogramas arba formules.

30.6.5. Kraujo COS pažeidimai. Yra keturios pagrindinės rūgščių ir šarmų sutrikimų formos:

  • metabolinė acidozė - pasireiškia sergant cukriniu diabetu ir badaujant (dėl ketoninių kūnų kaupimosi kraujyje), esant hipoksijai (dėl laktato kaupimosi). Su šiuo pažeidimu sumažėja kraujo pCO2 ir [HCO3 -], padidėja NH4 + išsiskyrimas su šlapimu;
  • kvėpavimo takų acidozė - pasireiškia sergant bronchitu, pneumonija, bronchine astma (dėl anglies dvideginio susilaikymo kraujyje). Dėl šio pažeidimo padidėja pCO2 ir kraujo kiekis, padidėja NH4 + išsiskyrimas su šlapimu;
  • metabolinė alkalozė - vystosi netekus rūgščių, pavyzdžiui, su nenumaldomu vėmimu. Dėl šio pažeidimo padidėja pCO2 ir kraujas, padidėja HCO3 išsiskyrimas su šlapimu ir sumažėja šlapimo rūgštingumas.
  • kvėpavimo takų alkalozė - pastebėta padidėjus plaučių ventiliacijai, pavyzdžiui, alpinistams dideliame aukštyje. Dėl šio pažeidimo sumažėja kraujo pCO2 ir [HCO3 -], sumažėja šlapimo rūgštingumas.

Metabolinei acidozei gydyti naudojamas natrio bikarbonato tirpalas; metabolinės alkalozės gydymui - glutamo rūgšties tirpalo įvedimas.

30.7. Kai kurie molekuliniai kraujo krešėjimo mechanizmai.

30.7.1. kraujo krešėjimas- molekulinių procesų rinkinys, dėl kurio nutrūksta kraujavimas iš pažeisto kraujagyslės dėl kraujo krešulio (trombo) susidarymo. Bendra kraujo krešėjimo proceso schema parodyta 7 pav.


7 pav Bendra kraujo krešėjimo schema.

Dauguma krešėjimo faktorių kraujyje yra neaktyvių pirmtakų – profermentų, kurių aktyvavimą atlieka dalinė proteolizė. Daugelis kraujo krešėjimo faktorių yra priklausomi nuo vitamino K: protrombinas (II faktorius), prokonvertinas (VII faktorius), Kalėdų faktoriai (IX) ir Stuart-Prower (X). Vitamino K vaidmenį lemia dalyvavimas glutamato likučių karboksilinimo procese šių baltymų N-galinėje srityje, susidarant γ-karboksiglutamatui.

Kraujo krešėjimas – tai reakcijų kaskada, kurios metu aktyvuota vieno krešėjimo faktoriaus forma katalizuoja kito aktyvavimą, kol suaktyvėja galutinis faktorius, kuris yra struktūrinis trombo pagrindas.

Kaskadinio mechanizmo ypatybės yra tokie:

1) nesant faktoriaus, inicijuojančio trombų susidarymo procesą, reakcija negali vykti. Todėl kraujo krešėjimo procesas apsiribos tik ta kraujotakos dalimi, kurioje atsiranda toks iniciatorius;

2) faktoriai, veikiantys pradinėse kraujo krešėjimo stadijose, reikalingi labai mažais kiekiais. Kiekvienoje kaskados grandyje jų poveikis labai sustiprėja ( yra sustiprintas), todėl greitai reaguojama į žalą.

Normaliomis sąlygomis yra vidinis ir išorinis kraujo krešėjimo keliai. Vidinis kelias prasideda sąlytyje su netipiniu paviršiumi, dėl kurio suaktyvėja iš pradžių kraujyje esantys faktoriai. išorinis kelias krešėjimą inicijuoja junginiai, kurių paprastai kraujyje nėra, bet patenka į jį dėl audinių pažeidimo. Abu šie mechanizmai būtini normaliai kraujo krešėjimo proceso eigai; jie skiriasi tik pradiniuose etapuose, o vėliau susijungia į bendras kelias veda prie fibrino krešulio susidarymo.

30.7.2. Protrombino aktyvinimo mechanizmas. Neaktyvus trombino pirmtakas - protrombino - sintetinamas kepenyse. Jo sintezėje dalyvauja vitaminas K. Protrombine yra retos aminorūgšties – γ-karboksiglutamato (sutrumpintas pavadinimas – Gla) likučių. Protrombino aktyvacijos procese dalyvauja trombocitų fosfolipidai, Ca2+ jonai, Va ir Xa krešėjimo faktoriai. Įjungimo mechanizmas parodytas taip (8 pav.).

8 pav Protrombino aktyvinimo ant trombocitų schema (R. Murray ir kt., 1993).

Kraujagyslės pažeidimas sukelia kraujo trombocitų sąveiką su kraujagyslių sienelės kolageno skaidulomis. Tai sukelia trombocitų sunaikinimą ir skatina neigiamo krūvio fosfolipidų molekulių išsiskyrimą iš vidinės trombocitų plazminės membranos pusės. Neigiamą krūvį turinčios fosfolipidų grupės suriša Ca2+ jonus. Ca2+ jonai savo ruožtu sąveikauja su γ-karboksiglutamato liekanomis protrombino molekulėje. Ši molekulė fiksuojama ant trombocitų membranos norima kryptimi.

Trombocitų membranoje taip pat yra Va faktoriaus receptorių. Šis veiksnys jungiasi prie membranos ir pritvirtina faktorių Xa. Xa faktorius yra proteazė; jis tam tikrose vietose suskaido protrombino molekulę, todėl susidaro aktyvus trombinas.

30.7.3. Fibrinogeno pavertimas fibrinu. Fibrinogenas (I faktorius) yra tirpus plazmos glikoproteinas, kurio molekulinė masė yra apie 340 000. Jis sintetinamas kepenyse. Fibrinogeno molekulė susideda iš šešių polipeptidinių grandinių: dviejų A α grandinių, dviejų B β grandinių ir dviejų γ grandinių (žr. 9 pav.). Fibrinogeno polipeptidinių grandinių galai turi neigiamą krūvį. Taip yra dėl to, kad Aa ir Bb grandinių N-galinėse srityse yra daug glutamato ir aspartato liekanų. Be to, Bb grandinių B regionuose yra retos aminorūgšties tirozino-O-sulfato liekanų, kurios taip pat yra neigiamai įkrautos:

Tai skatina baltymo tirpumą vandenyje ir neleidžia jo molekulėms agreguotis.

9 pav Fibrinogeno struktūros schema; rodyklės rodo trombino hidrolizuotas jungtis. R. Murray ir kt., 1993).

Fibrinogeno pavertimas fibrinu katalizuojamas trombinas (IIa faktorius). Trombinas hidrolizuoja keturias peptidines jungtis fibrinogene: dvi jungtis A α grandinėse ir dvi jungtis B β grandinėse. Fibrinopeptidai A ir B atsiskiria nuo fibrinogeno molekulės ir susidaro fibrino monomeras (jo sudėtis α2 β2 γ2 ). Fibrino monomerai netirpsta vandenyje ir lengvai susijungia vienas su kitu, sudarydami fibrino krešulį.

Fibrino krešulio stabilizavimas vyksta veikiant fermentui transglutaminazė (XIIIa faktorius). Šį veiksnį taip pat aktyvina trombinas. Transglutaminazė sudaro kryžminius ryšius tarp fibrino monomerų, naudodama kovalentines izopeptidines jungtis.

30.8. Eritrocitų metabolizmo ypatumai.

30.8.1. raudonieji kraujo kūneliai – labai specializuotos ląstelės, kurių pagrindinė funkcija – deguonies transportavimas iš plaučių į audinius. Eritrocitų gyvenimo trukmė vidutiniškai yra 120 dienų; jų sunaikinimas vyksta retikuloendotelinės sistemos ląstelėse. Skirtingai nuo daugumos kūno ląstelių, eritrocituose trūksta ląstelės branduolio, ribosomų ir mitochondrijų.

30.8.2. Energijos mainai. Pagrindinis eritrocitų energetinis substratas yra gliukozė, kuri patenka iš kraujo plazmos palengvintos difuzijos būdu. Apie 90% eritrocitų sunaudojamos gliukozės yra veikiama glikolizė(anaerobinė oksidacija), kai susidaro galutinis produktas – pieno rūgštis (laktatas). Prisiminkite funkcijas, kurias glikolizės atlieka subrendę raudonieji kraujo kūneliai:

1) glikolizės reakcijose susidaro ATP per substrato fosforilinimas . Pagrindinė ATP panaudojimo eritrocituose kryptis – užtikrinti Na +, K + -ATPazės darbą. Šis fermentas perneša Na+ jonus iš eritrocitų į kraujo plazmą, neleidžia Na+ kauptis eritrocituose ir padeda išlaikyti šių kraujo ląstelių geometrinę formą (dvi įgaubtą diską).

2) dehidrinimo reakcijoje gliceraldehido-3-fosfatas susidaro glikolizės metu NADH. Šis kofermentas yra fermento kofaktorius methemoglobino reduktazė dalyvauja atkuriant methemoglobiną į hemoglobiną pagal šią schemą:

Ši reakcija neleidžia methemoglobinui kauptis eritrocituose.

3) glikolizės metabolitas 1, 3-difosfogliceratas galintis dalyvaujant fermentui difosfoglicerato mutazė esant 3-fosfogliceratui, kuris paverčiamas į 2, 3-difosfogliceratas:

2,3-difosfogliceratas dalyvauja reguliuojant hemoglobino afinitetą deguoniui. Jo kiekis eritrocituose padidėja hipoksijos metu. 2,3-difosfoglicerato hidrolizė katalizuoja fermentą difosfoglicerato fosfatazė.

Maždaug 10 % eritrocitų suvartojamos gliukozės panaudojama pentozės fosfato oksidacijos kelyje. Šio kelio reakcijos yra pagrindinis NADPH šaltinis eritrocitams. Šis kofermentas reikalingas oksiduotam glutationui (žr. 30.8.3) paversti redukuota forma. Pagrindinio pentozės fosfato kelio fermento trūkumas gliukozės-6-fosfato dehidrogenazė - kartu su eritrocitų NADPH / NADP + santykio sumažėjimu, oksiduotos glutationo formos padidėjimu ir ląstelių atsparumo sumažėjimu (hemolizinė anemija).

30.8.3. Reaktyviųjų deguonies rūšių neutralizavimo eritrocituose mechanizmai. Molekulinis deguonis tam tikromis sąlygomis gali virsti aktyviomis formomis, tarp kurių yra superoksido anijonas O2-, vandenilio peroksidas H2O2, OH hidroksilo radikalas. ir singletinis deguonis 1 O2. Šios deguonies formos yra labai reaktyvios, gali turėti žalingą poveikį biologinių membranų baltymams ir lipidams bei sukelti ląstelių sunaikinimą. Kuo didesnis O2 kiekis, tuo daugiau susidaro jo aktyvių formų. Todėl eritrocituose, nuolat sąveikaujant su deguonimi, yra veiksmingos antioksidacinės sistemos, galinčios neutralizuoti aktyvius deguonies metabolitus.

Svarbus antioksidacinių sistemų komponentas yra tripeptidas glutationas, susidaro eritrocituose dėl γ-glutamilcisteino ir glicino sąveikos:

Redukuota glutationo forma (sutrumpintai G-SH) dalyvauja neutralizuojant vandenilio peroksidą ir organinius peroksidus (R-O-OH). Taip susidaro vanduo ir oksiduotas glutationas (sutrumpintai G-S-S-G).

Oksiduoto glutationo pavertimą redukuotu glutationu katalizuoja fermentas glutationo reduktazė. Vandenilio šaltinis – NADPH (iš pentozės fosfato kelio, žr. 30.8.2):

RBC taip pat yra fermentų superoksido dismutazė ir katalazė atlieka šias transformacijas:


Antioksidacinės sistemos yra ypač svarbios eritrocitams, nes eritrocitai neatnaujina baltymų sintezės būdu.