Biochimie

13

Click here to load reader

Transcript of Biochimie

Page 1: Biochimie

SUBSTANŢE CHIMICE ESENŢIALE VIEŢII CLOR. SODIU. POTASIU. SULF.

CLORUL• Este halogenul cel mai cunoscut. • Ionul clorură este ionul predominant în lichidele extracelulare. • Cantitatea clorului în organism şi repartizarea sa sunt dependente de alimentaţie, fiind reglate pe

cale nervoasă şi endocrină.• Metabolismul clorului este strâns legat de cel al sodiului şi al potasiului• re rol în formarea acidului clorhidric din sucul gastric.• Tulburările metabolismului clorului sunt strâns legate de cele ale apei şi sodiului; apar însă şi

unele aspecte particulare: scade concentraţia de clor în cazul vărsăturilor gastrice şi creşte în cazul aAcidozelor.

• Lipsa clorului (hipocloremia) este însoţită de slăbirea musculară, iar la copii de tulburări de creştere.

• Clorul este un gaz toxic care inhalat în cantităţi mici produce iritaţia mucoaselor şi tuse, iar în cantităţi mari, intoxicaţii grave.

• Pentru dezintoxicare se recomandă oxigenoterapie sau inhalaţii cu alcool sau eter.• Drept antidot se foloseşte tiosulfatul de sodiu (Na2S2O3), cunoscut şi ca “substanţă anticlor”.

• Alimentaţia cu un conţinut normal de sare asigură necesarul de clor al organismului.• Apa potabilă cu un conţinut prea ridicat de clor poate diminua cantitatea de vitamina E din

organism. Problema este una capitală, pentru că vitamina E, împreună cu vitaminele A, C şi cu seleniul formează un complex antioxidant major pentru protejarea organismului.

• Flora intestinală distrusă de clorul din apă poate fi refăcută prin consum de iaurt.

SODIUL• Aproximativ 30% din sodiul prezent în corp este depozitat în oase, restul fiind distribuit în

lichidele organismului. • Sodiul are rol în metabolismul apei (ionul de sodiu reţine apa), în echilibrul osmotic şi acido-bazic

şi de aceea se găseste în sânge, lacrimi etc. • O altă proprietate a acestui element este aceea că măreşte excitabilitatea neuro-musculară şi creşte

tonusul muscular. • Sodiul se elimină din organism prin transpiraţie şi urină. Dacă această pierdere nu este combătută

la timp, se produc o serie de dereglări ale funcţiilor celulare.• În caz de efort fizic intens, mai ales pe  timp cald şi în practicarea unor sporturi de anduranţă,

pierderile de sare din organism pot să conducă la o carenţă de sodiu care se manifestă prin:• incapacitate de concentrare; • greaţă;• crampe musculare; • insomnie; • pierderi de cunoştinţă; • deshidratare• Prin prezenţa sa în concentraţie mare în sistemul circulator, influenţează tensiunea şi are rol

anticoagulant. • Printre alte efecte benefice ale sodiului se numără şi intervenţia sa în procesul de metabolizare a :

• nutrienţilor, cu eliberare de energie pentru desfăşurarea corectă a activităţii organismului, precum şi realizarea unei suprafeţe protectoare pentru mucoasa gastrica, împiedicând astfel erodarea ei prin acţiunea sucului gastric.

Page 2: Biochimie

cea mai cunoscuta sursa de sodiu este sarea de bucatarie Aportul în exces de sodiu printr-o dietă numită de specialişti hipersodată se manifestă prin iritabilitate, creşterea tensiunii arteriale

• Alte surse naturale de sodiu sunt: laptele, sfecla de zahăr, ţelina şi chiar apa plată (concentraţia de sodiu diferă, desigur, de la un produs la altul).

POTASIUL• Există trei elemente care funcţionează ca electroliţi în corp - potasiul, clorul şi sodiul.• Capacitatea muşchilor de a se contracta este legată direct de nivelul potasiului din corp.• Dacă nivelul potasiului din organism nu este corespunzător, terminaţiile nervoase nu vor înţelege

în mod corespunzător semnalele primite de la creier.

• Nivelul potasiului afectează, de asemenea, capacitatea organismului de a regla tensiunea arterială. În deficienţa de potasiu, apare riscul unei tensiuni arteriale crescute şi a lipsei de energie.

• Se găseşte în grâu, orez, struguri, varză, fasole, praz şi ulei de măsline.

• Cartofii dulci, bananele, dovleceii, caisele, stafidele, smochinele, carnea de viţel, soia, avocado, lintea, perele, portocalele, papaya şi spanacul sunt alte alimente bogate în potasiu.

• Încercaţi, pe cât de mult posibil, să le consumaţi proaspete. Atunci când le gătiţi se pierde din cantitatea de potasiu.

SULFUL• Sulful este esenţial pentru sănătatea părului, pielii şi unghiilor.• Ajută la menţinerea oxigenului necesar bunei funcţionări a creierului.• Conlucrează cu complexul de vitamine B, în procesele metabolice şi este o parte componentă a

aminoacizilor responsabili cu formarea ţesuturilor.• Cantitatea de sulf din organismul unui adult de 70 kg este de aproximativ 175g.• Doza zilnică pentru adulţi este de 0,5 – 1g.• Această cantitate poate fi extrasă fără dificultate din alimente,

dar şi din apa minerală.• Medicii consideră că insuficienţa sulfului în organism provoacă dureri articulare, creşterea

nivelului de zahăr, colesterol şi trigliceride în sânge.• În acest sens, cercetări recente au arătat că efectul curativ al usturoiului în ceea ce priveşte

reducerea nivelului colesterolului se datorează sulfului pe care îl conţine în cantităţi mari.

• Alte alimente care conţin sulf sunt: Cresonul (condiment), Castraveţii, Ceapa, Curmalele, Ridichea neagră , CartofulSalata verde, Varza, Gălbenuşul de ou, Carnea de păsări domestice, Produsele marine, Migdalele

ProteineleCe inseamna o proteină?

Page 3: Biochimie

O proteină este o moleculă biologică foarte mare compusă dintr-un lanţ de molecule mai mici numite aminoacizi. Mii de proteine diferite sunt prezente într-o celulă, sinteza fiecărei proteine fiind comandată de o genă specială. Proteinele constituie o parte însemnată a structurii celulei (părul nostru, pielea, şi unghiile sunt alcătuite in cea mai mare parte din proteine). Anumite proteine sunt enzime care catalizează (fac posibilă sau cresc foarte mult viteza) reacţiile chimice din celulă.

Cuvântul proteina provine din limba greaca proteinus care înseamna primul.

Roluri biologice:• intră în componenţa tuturor celulelor;• iau parte la formarea unor fermenţi; • intervin în desfăşurarea tuturor proceselor vitale în organism;• intră în structura multor hormoni; • participa la formarea anticorpilor cu rolul de aparători ai organismului împotriva microbilor si

toxinelor acestora;• intră în combinaţii chimice cu substanţe chimice toxice, transformându-le în substanţe netoxice;• îndeplinesc funcţia de transportatori formând diferite complexe: proteino-lipidic, proteino-

glucidic, proteino-mineral, proteino-vitaminic, proteino-hidric şi cu unele medicamente; • participă la menţinerea echilibrului osmotic, la repartizarea apei şi a substantelor dizolvate în ea în

diferitele părţi ale organismului; • pot fi arse în organism cu scop energetic, 1 g de proteine eliberând 4,2 kcalorii.

În componenţa proteinelor intră aminoacizi. Din cei 20 de aminoacizi cunoscuti 8 sunt considerati esenţiali, întrucât nu pot fi sintetizaţi în organismul omului şi trebuie aduşi zilnic cu alimentele. Acestia sunt valina, lizina, leucina, izoleucina, metionina, triptofanul, treonina, fenilalanina. Pentru copiii sub 1 an, histidina este aminoacid esenţial. Ceilalţi au fost numiti neesenţiali întrucât pot fi sintetizati în organism din alte substanţe. Pentru sinteza proteinelor organismului este nevoie de aminoacizi esenţiali si neesenţiali în anumite proporţii.

Aminoacizii esenţiali îndeplinesc funcţii diferite în organism.

• Valina Insuficienţa ei în raţia alimentară provoacă scăderea consumului de hrană, dereglări de coordonare a mişcărilor, hipertensiune arterială. Favorizează vigoarea mentală, coordonarea muşchilor şi calmează emoţiile

C5H11NO2

• Lizina Ajută la producerea de anticorpi, hormoni şi enzime necesare pentru reconstrucţia ţesuturilor. Impiedică evolutia viruşilor. Insuficienţa de lizină în raţia alimentară are drept consecinţă dereglarea circulaţiei sanguine,micşorarea numarului de eritrocite în sânge şi a conţinutului de hemoglobină, provoacă istovirea muşchilor, dereglări în calcifiearea oaselor, diverse modificări patologice în ficat şi plămâni. Simptomele insuficienţei lizinei la oameni provoacă cefalee, vertijuri, greaţa, vomă, anemie. Sunt sarace în lizina cerealele.Sursele principale de lizină le constituie brânza de vaci, carnea, peştele.

Page 4: Biochimie

C6H14N2O2• Leucina

Contribuie la normalizarea metabolismului proteic şi glucidic, fiind o sursă importantă de carburant pentru un efort susţinut. Ajută la sintetizarea proteinelor.Insuficienţa de leucină conduce la micşorarea masei corpului, apar modificari în ficat, în glanda tiroidă.

C6H13NO2• Izoleucina

Intră în componenţa proteinelor organismului, ajută la reglarea zaharurilor din sânge, este indispensabilă pentru formarea hemoglobinei.Lipsa izoleucinei în raţia alimentară provoacă echilibru azotat negativ.

C5H11NO2S• Treonina

Favorizeaza buna funcţionare a timusului.În lipsa ei, la animale creşterea esteîncetinită, se micşoreaza masa corpului,provocând chiar moartea lor.

C4H9NO2• Triptofanul

Participă la sinteza albuminei şi globulinei, este necesar la creşterea animalelor şi menţinerea echilibrului azotat, la sinteza proteinelor serice şi a hemoglobinei, a acidului nicotinic şi joacă un rol important în profilaxia pelagrei. Reduce stress-ul şi anxietatea. Surse importante de triptofan sunt carnea, peştele, brânza de vaci, ouăle. Sunt bogate în triptofan soia, fasolea, mazărea. O cantitate relativ mica de triptofan conţine proteina porumbului. Din aceasta cauza raţia alimentară cu utilizarea preponderentă a porumbului poate provoca pelagra.

C11H12NO2• Fenilalanina

Participă la normalizarea funcţiei glandei tiroide şi a suprarenalelor. Din fenilalanina se sintetizează tirozina care contribuie la formarea adrenalinei. Este utilizată de către creier la producerea noradrelaninei, substanţă ce transmite impulsurile între nervi şi creier, producând o îmbunătăţire a memoriei.C6H9N3O2

Proteinele alimentare, dupa valoarea lor biochimica, se împart în 3 categorii: • I - proteinele din ou, carne, lapte, peşte. Ele conţin toti aminoacizii esenţiali în proporţii optime

pentru sinteza proteinelor organismului, menţin echilibrul proteic în organism;

• II - proteinele din legume uscate, cereale. Acestea conţin toti aminoacizii esenţiali, dar nu în proporţii suficiente pentru sinteza proteinelor omului;

• III - gelatina din oase, tendoane, cartilagii, zeina din porumb. În structura proteinelor porumbului lipsesc mai multi aminoacizi, si cei prezentati sunt în raporturi dezechilibrate si au valoarea biologică scăzută. Valoarea lor biologică poate fi mărită prin asocierea cu proteine de calitate superioară. De exemplu: mamăliga cu lapte sau brânză.

• Lipsa proteinelor în alimentaţie duce la stări de denutriţie cronică, diferite boli (hepatoză, pelagră s.a.), istovirea celulelor nervoase, reţinerea creşterii la copii, micşorarea sintezei hormonilor suprarenalelor, hipofizei, tiroidei, pancreasului, micşorarea masei corpului, anemie,

Page 5: Biochimie

polihipovitaminoză, dereglări ale metabolismului mineral (osteoporoza); pielea devine uscată, unghiile - fragile, cade părul.

Este dăunator pentru organism şi surplusul de proteine. Excesul lor în ratia alimentară se soldeaza cu supraîncărcarea organismului cu produsele metabolismului proteic, cu intensificarea proceselor de putrefacţie în intestine, cu supraîncarcarea ficatului şi rinichilor.

Sunt bogate în proteine carnea (20%), peştele (18%), ouăle (12,7%), brânza de vaci (18%), caşcavalul (30%), soia (35%), fasolea (21%), nucile (18%), pâinea (8%), pastele făinoase (11%).

• Alimentatia rationala recomanda ingerarea în 24 ore a 1 g de proteine la 1 kg de greutate corporala. O persoană cu masa corpului de 70 kg are nevoie zilnic de 70 g de proteine.

• Aportul minim de proteine nu trebuie totusi sa fie mai mic de 40 g zilnic. O cantitate de proteine sub acest indice are drept consecinţă faptul ca organismul îsi consumă proteinele ţesuturilor.

• Valoarea energetica a proteinelor trebuie sa constituie 10-15 % din totalul de calorii pe care îl contine raţia alimentară.

COMPUŞI ORGANICI CU ACŢIUNE BIOLOGICĂ

ZAHARIDE (GLUCIDE)

Page 6: Biochimie

Care sunt cei mai importanţi compuşi organici cu acţiune biologică ? Proteine Grăsimi Zaharide ( glucoza , zaharoza,amidon,celuloza)

Care este rolul compuşilor organici cu acţiune biologică pentru viaţă?

Proteinele, grăsimile şi zaharidele sunt componentele fundamentale ale celulelor vii. Zaharidele sunt componente esenţiale ale tuturor organismelor,atât din regnul animal cât şi din cel

vegetal În plante, polizaharidele au rol de suport sau de rezervă energetică. În organismele animale, reprezintă o importantă sursă de energie.

Ce sunt zaharidele? Zaharidele reprezintă o clasă de compuşi naturali polifuncţionali cu o largă răspândire, care

constitue o componentă indispensabilă din harna omului. Zaharidele fac parte din categoria unor substante ce sunt constitite din carbon, hidrogen si oxigen.

In zaharide cat si in apa proportiile de hidrogen si oxigen sunt egale ceea ce a dus la denumiea lor hidrati de carbon. Majoritatea zaharidelor au gustul dulce, de aceea au fost numite glucide.

Deoarece zaharidele pot fi extrase din diferite organe ale plantelor cum ar fi: glucoza, celuloza, zaharul, amidonul, ele constituie o baza a materiei vii care are rol energetic in metabolism.

Cum se pot clasifica zaharidele? Zaharidele se clasifică în funcţie de comportarea lor în reacţiile de hidroliză în :

Monozaharide (glucoza,fructoza)-nu hidrolizează Oligozaharide –prin hidroliză formează două până la zece molecule de monozaharidă ( zaharoza ,

maltoza ) Polizaharide –prin hidroliză se descompun în mai mult de zece molecule de monozaharide

( amidon, celuloză) glucoză zaharoză amidon celuloza

GLUCOZA - C6H12O6Atât zaharurile, cât şi amidonul sunt transformaţi de organism în glucoză. Dupa ce s-au format, moleculele de glucoză circulă prin vasele de sânge, suplimentând celulele cu combustibil energetic.

C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + energie

Page 7: Biochimie

Cea mai importantă reacţie chimică a glucozei este fermentaţia alcoolică. Prin fermentaţia alcoolică glucoza se transformă în alcool etilic şi dioxid de carbon.

C6H12O6 = 2CH3-CH2-OH (alcool etilic) + CO2

Cantitatea suplimentară de glucoză rămasă în organism după ce toate celulele au fost alimentate cu energie este convertită în rezerva de glicogen, înmagazinată în muşchi sau ficat. Dacă organismul are deja o rezervă îndestulătoare de glicogen, de-abia atunci glucoza se transformă în grăsime. Aşadar, corpul preferă să folosească glucoza sau glicogenul pentru arderile de la celule, numai excesul de zaharide fiind transformat în grăsimi. Glucoza este monozaharidă care apare în compoziţia multor oligozaharide (zaharoză, maltoză, lactoză) şi polizaharide (amidon, celuloză). În stare liberă se găseşte în fructe dulci, în mierea (amestec de fructoză şi glucoză) de albine, în sânge. Este prezentă în organismul uman datorită alimentelor, dar şi faptului că acesta îşi produce singur această substanţă. Alimentele bogate în glucoză sunt dulciurile (zahărul, produsele zaharoase, mierea), precum şi alimentele care conţin amidon (cartofii, făina de cereale). Ajunge în sânge prin peretele intestinal. Doar monozaharidele precum (glucoza, fructoza) sunt absorbite de oameni. Acestea sunt produsele finite ale digestiei carbohidraţilor.

Digestia şi absorbţia glucidelor Principala poliglucidă prezentă în alimente, amidonul, începe să se descompună încă din cavitatea bucală, sub acţiunea enzimei ptialina, care este un ferment din salivă (amilază salivară). Astfel, ptialina este amestecată cu alimentele şi începe transformarea amidonului în maltoză. Scindarea moleculelor se continuă în stomac, sub acţiunea acidul clorhidric. Procesul de degradare continuă în duoden şi în intestinul subţire, sub acţiunea amilazei pancreatice, şi a celei intestinale, astfel încât, se ajunge în final la glucoză, monoglucidă care traversează uşor pereţii intestinali. Glicogenul este la organismul animal corespondentul amidonului de la plante, fiind un polizaharid compus din mai multe molecule de glucoză. Glicogenul servește la înmagazinarea energiei și detoxifierea organismului, o mare parte din glicogen se găsește în ficat.

Principala poliglucidă prezentă în alimente, amidonul, începe să se descompună încă din cavitatea bucală, sub acţiunea enzimei ptialina, care este un ferment din salivă (amilază salivară). Astfel, ptialina este amestecată cu alimentele şi începe transformarea amidonului în maltoză. Scindarea moleculelor se continuă în stomac, sub acţiunea acidul clorhidric. Procesul de degradare continuă în duoden şi în intestinul subţire, sub acţiunea amilazei pancreatice, şi a celei intestinale, astfel încât, se ajunge în final la glucoză, monoglucidă care traversează uşor pereţii intestinali. Glicogenul este la organismul animal corespondentul amidonului de la plante, fiind un polizaharid compus din mai multe molecule de glucoză. Glicogenul servește la înmagazinarea energiei și detoxifierea organismului, o mare parte din glicogen se găsește în ficat.

Page 8: Biochimie

Diabetul Diabetul zaharat este o boală cronică de metabolism, care se moşteneşte sau se dobândeşte în cursul vieţii şi care afectează predominant metabolismul glucidic, manifestându-se prin hiperglicemie (creşterea peste limitele normale a nivelului zahărului din sânge) şi glicozurie (eliminarea zahărului prin urină). Glucoza reprezintă zahărul din sânge astfel diabetul înseamnă un nivel ridicat, peste normal, al acesteia în sânge. Diabetul apare când transportul de glucoză către celule este distrus. Sângele are rolul de a duce glucoza la toate celulele şi acestea îl fofosesc drept combustibil. După ce ajunge în celulă este metabolizată sau "arsă" dând celulei energie. Pentru toate celulele este principalul combustibil şi singurul pentru celulele nervoase (neuroni). Dacă glucoza nu ajunge în celulă în cantităţi normale se acumulează în sânge ducând la hiperglicemie. Când ajunge la un nivel ridicat se numeşte diabet. Diabetul apare când transportul de glucoză către celule este distrus. Sângele are rolul de a duce glucoza la toate celulele şi acestea îl fofosesc drept combustibil. După ce ajunge în celulă este metabolizată sau "arsă" dând celulei energie. Pentru toate celulele este principalul combustibil şi singurul pentru celulele nervoase (neuroni). Dacă glucoza nu ajunge în celulă în cantităţi normale se acumulează în sânge ducând la hiperglicemie. Când ajunge la un nivel ridicat se numeşte diabet. Diabetul apare când transportul de glucoză către celule este distrus. Sângele are rolul de a duce glucoza la toate celulele şi acestea îl fofosesc drept combustibil. După ce ajunge în celulă este metabolizată sau "arsă" dând celulei energie. Pentru toate celulele este principalul combustibil şi singurul

Page 9: Biochimie

pentru celulele nervoase (neuroni). Dacă glucoza nu ajunge în celulă în cantităţi normale se acumulează în sânge ducând la hiperglicemie. Când ajunge la un nivel ridicat se numeşte diabet.

În industria alimentară la obţinerea produselor zaharoase, a siropurilor, ca înlocuitor al zahărului; În industria medicamentelor la obţinerea vitaminei C, a serului glucozat. Este cea mai folosită monozaharidă deoarece este principala sursă de energie şi poate fi numită

"combustibilul biologiei". Se foloseşte la fabricarea proteinelor şi în metabolismul lipidelor. Este folosită ca precursor în sinteza substanţelor ca celuloza şi glicogenul.

A M I D O N U L

Formulă generală : (C6H14O5)n Caracterizare generală:• Polizaharidă naturală,răspândită în regnul vegetal,unde constitue substanţa de rezervă a

plantelor şi se găseşte sub formă de granule caracteristice fiecărei specii de plante.• Se găseşte în seminţele , fructele şi tuberculii plantelor• Se formează în părţile verzi ale plantelor , sub influenţa luminii solare şi în prezenţa

clorofilei , prin procesul de fotosinteză

StructurăAmidonul are structură macromoleculară , format din amiloză şi amilopectină.Amiloza este partea solubilă în apă, iar amilopectina insolubilă în apă.

Utilizări

În industrie, hidroliza acidă a amidonului este folosită la obţinerea glucozei, iar hidroliza enzimatică la obţinerea etanolului.

În alimentaţie , amidonul este componenta de bază a multor produse alimentare importante : pâine , cartofi ,făină , porumb etc

În industria farmaceutică, amidonul intră în componenţa mediului nutritiv la producerea antibioticelor , vitaminelor .

În industria textilă , ca agent de încleiere şi apretare