suport de curs BIOCHIMIE - 2015-2016 (1).pdf

7/25/2019 suport de curs BIOCHIMIE - 2015-2016 (1).pdf

1/40

1

SUPORT DE CURS LA BIOCHIMIE


2/40

2

Scurta introducere in biochimie GHIDUL SUPRAVIETUITORULUI sau CUM SA FII UNFEL DE BEAR GRYLLS IN BIO/CHIMIE :)))

SUCCES!

Stari de agregare

Starile de agregare cunoscute sunt:

Starea solida;

Starea lichida; Starea gazoasa; Starea de plasma (regasita in cazuri particulare de presiune si temperatura foarte ridicate;

e.g. stelele).

Atomul

Traditional, un atom este definit ca fiind cea mai mic particul ce caracterizeaz un elementchimic, respectiv este cea mai mic particul dintr-o substan care prin procedee chimiceobinuite nu poate fi fragmentat n alte particule mai simple.

Fiecare obiect la care va puteti gandi, fiecare fiinta vie apartinand oricarui regn (Monera, Protista,Fungi, Animalia, Plantae), virusurile, apa, solul, rocile, aerul, obiectele cosmice ale Universului

(stele/sori, planete, asteroizi, meteoriti, etc.) sunt alcatuite substante, aflate in diferite stari deagregare (stare solida, lichida, gazoasa, plasma); toate substantele sunt alcatuite din atomi; prin

urmare, toate obiectele, vietatile si structurile din Univers sunt alcatuite din atomi.

Sistemul periodic al elementelor

Pe masura ce oamenii de stiinta au reusit sa separe tot mai multe substante si descoperit tot mai

multe elemente chimice care intra in alcatuirea acestora, au observat ca unele elemente seaseamana cu altele putand fi grupate diferit in functie de caracteristicile lor; pe baza calculelormatematice, urmarind legile fizicii si chimiei, Dimitri Mendeleev (urmat de multi alticercetattori) a reusit, in anii 1860, sa clasifice cele cateva elemnte cunoscute pana atunci, in ceeace a fost numit SISTEMUL PERIODIC AL ELEMENTELOR (vezi pagina urmatoare).

Elementele se afla grupate dupa proprietatile lor fizice si chimice, acest fapt evidentiind meritulsau urias; astfel, dintr-o singura privire in sistemul periodic al elemntelor putem intelege ceproprietati are un element sau altul!


3/40


4/40

4

Numarul atomic arata cati electroni contine in total, acel element; e.g. hidrogenul 1 unsingur electron; heliul 2doi electroni, litiul 3, trei electroni, si asa mai departe!

Grupele sunt sirurile verticale de elemnte; exista 8 grupe principale (IA, IIA, , VIIA), restulfiind considerate metale tranzitionale. Foarte important, este faptul ca numarul grupei principale,

arata cati electroni are fiecare element pe ultimul strat! E.g. litiu grupa IA- 1 electron pe ultimulstrat; fluorul, clorul, iodul, grupa VIIA, 7 electroni pe ultimul strat.

Perioadele sirurile orizontale, randurile; numrul perioadei arat numrul straturilor ocupate cuelectroni; e.g. sodiul (Na) are 11 electroni, distribuiti pe 3 straturi; litiul are 3 electroni, distribuitipe 2 straturi; oxigenul, are 8 electroni, distribuiti pe 2 straturi.

Exista si alte informatii foarte importante care pot fi extrase din sistemul periodic, in finctie decomplexiatea grafica a acestuia: masa atomica, starea de agregare, raza atomului, numarul deoxidare, configuratia electronica, electronegativitatea, densitatea fiecarui element, etc.

Particule subatomice

In mod obisnuit, particulele subatomice sunt considerate a fi:

Electronii;Protonii;Neutronii.

Cercetatorii recunosc in prezent, o serie de alte particule subatomice, care intra in alcatuirea celorenumerate mai sus, sau care le completeaza pe acestea; e.g. quarcuri, neutrino, leptoni, bosoni,fotoni, gluoni.

Pentru procesele biochimice obisnuite din organism insa, esentiele sunt procesele care implicadinamica celor 3 tipuri de particule subatomice electroni, protoni, neutroni, dar in principalelectronii sunt particulele active.

O reprezentare simplificat a unui atom de Heliu: Doielectroni (galbeni) nconjoar un nucleu format din doiprotoni (roii) i doi neutroni (verzi).

Sursa: wikipedia.org


5/40

5

Comportarea chimic a atomilor este datorat interaciunilor dintre electroni. Electronii unuiatom rmn n interiorul unor configuraii electronice fixate, predictibile. Aceste configuraii suntdeterminate de mecanica (cinematica) cuantic a electronilor n potenialul electric al atomului;numrul cuantic principal determin nveliuri electronice particulare cu nivele distincte deenergie. n general, cu ct este mai nalt nivelul de energie, cu att este electronul mai ndeprtat

de nucleu. Electronii de pe cel mai ndeprtat nveli, numii i electroni de valen, au cea maiputernic influen n comportarea chimic a atomului.Numarul de electroni de pe ultimul strateste cel care da starea stabila sau nu, unui atom. Stri stabile sunt considerate:

a) dubletul 2 electroni pe ultimul strat (cazul hidrogenului si heliului);

b) octetul 8 electroni pe ultimul strat (toate celelalte elemente; e.g. clor, oxigen, fosfor).

Prin stabilirea regulilor fizice si chimice, atomii se grupeaza adesea in molecule; moleculele pot

contine fie numai atomi ai aceluiasi element (e.g. azotul N 2), fie atomi din elemente diferite(e.g. acidul clorhidric HCl).

Clorura de sodiu (sarea de bucatarie) configuratiaelectronica a moleculei


Apaconfiguratia electronica a moleculei


Azotul atmosferic (N2) configuratia electronica amoleculei



6/40

6

Anioni si cationi

Un ion este un atom care are o sarcin electric nenul. Un atom neutru din punct de vedereelectric are un numr de electroni egal cu numrul de protoni din nucleu, i se poate ioniza prinschimbarea acestui echilibru. Astfel:

dac pierde unul sau mai muli electroni devine un ion pozitiv, numit i cation pentru ceste atras de catod (electrodul negativ);

exemple de ioni pozitivi: Mg 2+ (atomul acestui element, pierde 2 electroni), K + (in acest caz,

atomul elementului potasiu a pierdut un electron);

dac primete unul sau mai muli electroni devine un ion negativ, numit i anioni pentruc este atras de anod (electrodul pozitiv);

exemple de ioni negativi: Cl (atomul elementului clor, primeste un electron), gruparea OH

(hidrogenul cedeaza un electron, dar oxigenul primeste 2, deoarece are doar 6 electroni pe ultimulstrat).

Clorura de sodiu (sarea debucatarie) transferul electronicde la sodiu la clor si realizareamoleculei NaCl



7/40

7

Ionii se pot gsi n soluii obinute prin dizolvarea unor substane n solveni sau sub forma unuigaz care conine particule ncrcate electric. n acest din urm caz mediul ionizat se numeteplasm i ntruct are proprieti diferite de cele ale solidelor, lichidelor i gazelor este considerat

a reprezenta o a patra stare de agregare a materiei (atentie, a nu se confunda cu plasma sangvina,lichid fiziologic studiat ce apartine starii lichide!).

Informatii mai diversificate si mai detaliate, gasiti in orice manual de chimie pentru clasele a VII-a pana la a X-a! Nu ezitati sa adresati intrebari atunci cand aveti curiozitati sau doriti sa intelegetisau sa aprofundati mai bine materia!

Banc Un ion negativ intra intr-un bar si ii cere barmanului o bere. Barmanul il vede suparat, necajit, il

serveste si il intreaba:

- Ce s-a intamplat, mai, ionule negativ, ce-i cu tine de esti asa de suparat?

Ionul ii raspunde fara prea mult entuziasm:

- Sunt pozitiv!


8/40

8

COMPONENTELE MATERIEI VII

Bioelemente elemente chimice care se regasesc intotdeauna in materia vie. Biomolecule:

- organice: proteine, glucide, lipide, vitamine, enzime;- anorganice : apa si sarurile minerale .

Bioelementele

21 de elemente chimice care se regasesc intotdeauna in materia vie;

Sunt impartite in 3 grupe, in functie de abundenta lor in organismele vii:Grupa I : elemente abundente: C, H, O i N;Grupa II : elemente puin abundente : Na, Mg, P, S, Cl, Ca, K;Grupa III : elemente rare : Si, B, Fe, Cu, Mn, Zn, Va, I, Ni, Co.

CARBONUL simbol chimic C

Pozitie centrala in sistemul periodic; Configuratie electronica ce ii permite sa realizeze combinatii cu toate celelalte elemente; Joaca un rol central in compozitia materiei vii; Carbonul se regsete n fiecare molecul organic a corpului uman, ct i n plmnii ca

un produs rezidual al respiraiei, dioxidul de carbon. El este de obicei ingerat din alimentele care sunt consumate.

OXIGENUL simbol chimic O Reprezint 65% din masa corpului. Atomii de oxigen sunt prezeni n ap, aceasta reprezentnd 65-90% din masa fiecrei

celule a corpului uman (media 70%). Oxigenul se mai regsete in plmnii i n snge fiind esenial respiraiei. 20% din aerul

respirat este oxigen.

Un adult n repaus inhaleaz ntre 1.8 i 2.4 grame de oxigen pe minut. ntreaga omenire ndecursul unui an inhaleaz peste 6 miliarde de tone de oxigen.

HIDROGENUL simbol chimic Ho Reprezint 10% din masa corpului.o Ca i oxigenul, acesta se regsete n fiecare molecul de ap din organism, ct i n

muli ali compui care alcatuiesc diferite esuturi.o

El se leag, n mare parte,de carbon si de nitrogen, fcnd parte din aproape fiecaremolecul din organism: ADN, proteine, grasimi, glucide.

o Legtura de hidrogen ce se formeaz ntre atomii ce mprtesc hidrogen este unadintre cele mai importante interaciuni, determinnd moleculele biologice s secomporte aa cum o fac ele n mod normal.

o Acidul clorhidric (HCl), este folosit de procesul de digestie pentru a dizolva mncareadin stomac, astfel ca organismul s o proceseze mai departe.


9/40

9

AZOTUL simbol chimic NReprezint 3% din masa corpului.Se regsete n proteine, acizi nucleici i n compui organici.Nitrogenul n form gazoas se regsete in plamnii fiind abundent n atmosfer, 78%din aerul respirat fiind nitrogen, iar 21%, oxigen.

Acizii nucleici sunt molecule biologice esentiale vieii, incluznd ADN-ul i ARN-ul.mpreun cu proteinele, acizii nucleici formeaz cele mai importante macrocelule, care seregsesc din abunden n toate lucrurile vii, unde funcioneaz n codarea, transmiterea iexprimarea informaiei genetice.

CALCIUL simbol chimic Ca Reprezint 1.5% din masa corpului. Calciul este principalul component al sistemul osos i al dinilor. Prezent i n sistemul nervos, muscular, i n snge, unde este necesar bunei funcionri a

membranelor, reglarea contraciilor musculare, coagularea sngelui i trimiteriiimpulsurilor nervoase.

FOSFORUL simbol chimic PReprezint 1% din masa corpului.Se regsete in nucleul fiecrei celule a organismului, inclusiv n celulele albe din snge.El face parte din acizii nucleici;Fosforul este ncorporat n oase, combinat cu alte elemente ca fierul, potasiul, sodiul,magneziul si calciul. Este necesar funciilor sexuale si de reproducere, creterii muchilori de a furniza substane nutritive nervilor.

POTASIUL simbol chimic KReprezint 0.25% din masa corpului.Se regseten muchi i n sistemul nervos.El este important pentru o buna funcionare a membranei, impulsurilor nervoase sicontraciilor musculare.

SULFUL simbol chimic SReprezint 0.25% din masa corpului.Se gasete n muli aminoacizi, n vitamina B1 i vitamina B7.Este necesar proceselor de dezvoltare si neurologice, pentru sinteza colagenului,detoxifiere, creterii circulaiei sngelui, diminuarii crampelor i a durerilor de spate,reducerii inflamati ilor, ajutrii vindecrii muchiilor, stimulrii fluxului de bil, reglriifunciei inimii si creierului, lubrifierii ncheieturilor, etc

SODIUL simbol chimic NaReprezint 0.15% din masa corpului.Sodiul este important pentru buna funcionare a nervilor i a sistemului muscular.


10/40

10

El este excretat prin transpiraie si stocat n pereii stomacului, articulaiilor i a veziciibiliare. Ajut la prevenirea coagulrii sngelui, este important n buna funcionare amembranei, a impulsurilor nervoase, contraciilor musculare.Lucreaz cu sistemul tampon bicarbonat la nivelul tractului degestiv pentru a preveniarderea pereiilor stomacului de acidul clorhidric i ajut la reinerea calciului si

colesterolului lichid n organism.APA! ATENIE! APA NU ESTE UN ELEMENT CHIMIC, CI O MOLECULA FORMATADIN 2 ELEMENTE: OXIGEN SI HIDROGEN H2O ! Cel mai important lichid pentru viata; Principalul constituent al organismelor vii;

Ia parte la organizarea structurala a sistemelor biologice; Are capacitate calorica mare: isi pastreaza temperatura constanta un timp indelungat; Are o caldura de 2740 C. Contribuie la formarea structurilor celulare; Este mediul in care au loc diverse reactii biochimice (hidroliza, hidratare, deshidratare

etc)

Transportul substantelor nutritive la tesuturi si celule; Reglarea temperaturii corpului;

Clasificarea apei n organism:

Dupa locul unde se gaseste in raport cu celulele: intracelulara; extracelulara; Dupa distributia in tesuturi: tisulara si cavitara; Dpdv chimic: legata (de alte structuri moleculare) si libera; Dupa provenienta: endogena si exogena

SARURILE MINERALE reprezint adesea elemente chimice ca atare, dar aflate n stare ionica

In proportie de 3-5 % in organism, si au rol in dezvoltarea organismelor prin participareala procesele metabolice;

K+, Ca2+, Mg2+, Fe3+, etc;

KEEP CALM,

BE COOL

AND

STUDY FOR

EXAMS


11/40

11

METABOLISMUL

Organismul este un sistem deschis care face schimb de substan i energie cu mediulextern. Acest schimb permanent se numete metabolism.

Metabolismul ncepe odat cu ingestia alimentelor i sfrete cu excreia produilorneutilizabili. El se desfoar n trei etape:

digestiv;celular;excretorie.

Legtura dintre aceste etape o asigur sngele i circulaia acestuia.

n etapa digestiv, sub aciunea unor enzime specifice (lipaze, amilaze, proteaze etc.), are locfragmentarea hidrolitic a macromoleculelor organice din alimente i transformarea lor nmolecule simple, fr specificitate, absorbabile ( glucoz, acizi grai, glicerin, aminoacizi ).

n etapa celular, principiile alimentare sufer numeroase transformri. Totalitateatransformrilor biochimice care au loca la nivel celular reprezint metabolismul intermediar.Deci, metabolismul intermediar reprezint schimbul de substane i energie dintre celul imediul intern. Reaciile metabolice din celule sunt de dou feluri: reacii anabolice, de sintez aunor constituieni celulari sau de rezerv, i reacii catabolice, de scindare a substanelor pn laprodui finali neutilizabili (ap, dioxid de carbon, substane azotate simple).

Prin reacii anabolice are loc rennoirea permanent a structurilor celulare uzate, suntsintetizate o serie de substane active ( enzime, hormoni ), este asigurat creterea i nmulirea

celulelor, precum i ncrcarea lor cu material nutritiv de rezerv.

Reaciile catabolice genereaz energie. Ele se desfoar n dou faze succesive. ntr-o primfaz are loc metabolizarea incomplet, pe ci specifice, a substanelor nutritive, pn la stadiul deacetil coenzim A i acid oxaloacetic, produi intermediari comuni glucidelor, lipidelor iproteinelor. n aceast faz se elibereaz o cantitate redus de energie. n faza a doua are locmetabolizarea complet a produilor intermediari.

Aceast faz este comun tuturor substanelor nutritive. Ea const n reacii de oxido -reducereprin care se elibereaz peste 90% din energia chimic a moleculelor. O parte din aceste reacii se

desfoar ciclic, n cadrul ciclului citric sau ciclul lui Krebbs, iar o alt parte are loc la nivelullanului sau catenei respiratorii celulare.

Toate aceste reacii const, n esen, din arderea alimentelor n prezena oxigenului.Oxidarea lor poate avea loc i n bomba calorimetric, obinndu-se aceiai produi finali iaceeai cantitate de energie.


12/40

12

n organism, energia se elibereaz treptat, n etape succesive, i nu se transform toat ncldur, ci o parte se depoziteaz. Ciclul Krebbs i catena respiratorie au sediul n mitocondrii,unde se desfoar respiraia celular.

Reaciile anabolice necesit energie, iar cele catabolice elibereaz energie. Din aceast cauz

ele se desfoar cuplat.

Energia chimic nu poate fi utilizat direct: mai nti, ea este nmagazinat sub form decompui macroergici, al cror reprezentant principal este acidul adenozintrifosforic ( ATP ) vezi imaginile de mai jos). Depozitarea energiei sub form de legturi fosfatmacroergicereprezint 40% din energia chimic eliberat n procesele de oxidare metabolic. Restul se pierdesub form de cldur. Totalitatea schimburilor energetice organism mediu reprezintmetabolismul energetic.

Molecula de ATP (acidul adenozintrifosforic) sieliberarea de energie din aceasta.

Sursa: nature.com


13/40

13

METABOLISMUL ENERGETIC

Conservarea structurilor i perfecionarea lor, refacerea uzurilor necesit mult energie pecare sistemele vii o preiau din mediul nconjurtor, sub form de legturi chimice alemacromoleculelor, i o redau mediului sub form de cldur.

Metabolismul energetic studiaz geneza i utilizarea energiei chimice a substaneloralimentare. Energia este eliberat la nivelul celulelor (n special n mitocondrii) prin reacii deoxidare a lipidelor i glucidelor, uneori i a proteinelor. Aceast energie este nmagazinat mainti sub forma unor noi legturi chimice, bogate n energie (legturi fosfat macroergice de ATPi CP). Fiecare celul folosete ATP ca surs primar de energie, pentru ndeplinirea funciilorsale caracteristice. Celulele acioneaz ca adevrai transformatori ai energiei chimice asubstanelor n energie mecanic, electric caloric, osmotic .

Determinarea metabolismului energetic

Deoarece toate transformrile energetice din orice sistem duc, n final, la apariia de energiecaloric, schimburile energetice organism mediu pot fi evaluate prin calorimetrie i exprimaten calorii. Metodele calorimetrice pot fi directe i indirecte.

Calorimetria direct const din msurarea cldurii degajate de un organism viu ntr-uninterval de timp. Se folosesc camere calorimetrice. Producia caloric a organismului esteevaluat cu ajutorul unor sisteme termoelectrice.

Calorimetria indirect. Se bazeaz pe faptul c toat producia caloric a organismului

provine din reacii de oxidare. n organism, ca i n bomba calorimetric, alimentele sunt arsen prezena oxigenului care se consum. n organism, arderile sunt mult mai lente, au loc n etapesuccesive, iar energia se elimin treptat. Prin determinarea consumului de oxigen ntr-un intervalde timp se poate calcula calorigeneza corespunztoare. Trebuie s cunoatem puterea caloric(echivalentul caloric)a oxigenului i volumul de oxigen consumat de organism.

METABOLISMUL ENERGETIC DE BAZ ( METABOLISMUL BAZAL )

Fiecare organism prezint dou feluri de cheltuieli energetice: cheltuieli fixe, minime,necesare meninerii funciilor vitale (respiraie, circulaie, activitatea sistemului nervos) icheltuielile variabile, n funcie de activitatea muscular, digestiv, intelectual sau

termoreglatoare.Primele reprezint metabolismul bazal, iar ultimele metabolismul energetic variabilMetabolismul bazal se determin n anumite condiii speciale:

repaus fizic i psihic; repaus digestiv de 12 ore i post proteic de 24 ore. Ingestia de proteine crete metabolismulbazal cu 30%, fenomen denumit aciunea dinamic specific a proteinelor (ADS); repaus termoreglator; stare de veghe.


14/40

14

Metabolismul bazal variaz n funcie de numeroi factori fiziologici: vrsta, sex, felul de viaetc.

METABOLISMUL ENERGETIC VARIABIL

Cheltuielile energetice ale organismului pot crete n cursul eforturilor fizice de 10 -20 de orifa de cele bazale. Munca fizic necesit mult energie, care trebuie acoperit prin consum sporitde alimente energetice. n raport cu gradul efortului fizic prestat, cheltuielile energetice seclasific n cinci categorii:

Cheltuieli energetice de repaus Cheltuieli energetice din efortul fizic uor Cheltuieli energetice din efortul fizic mediu Cheltuieli energetice n efortul fizic greu Cheltuieli energetice n efortul fizic foarte intens.


15/40

15

PROTEINELE

Proteinele sunt componente de baza ale tuturor celulelor vii, alaturi de lipide, zaharide, vitamine,enzime, apa si saruri anorganice, formand impreuna un sistem complex in cadrul caruia se petreco serie de reactii chimice care asigura reproducerea, dezvoltarea si functionarea normala a

fiintelor vii. Sunt componente ale structurilor celulare si au functii biologice fundamentale :enzimatice, hormonale, imunologice.

Sunt proteine unele substante cu puternica activitate biologica ale celulelor ca: enzimele,pigmentii respiratori, multi hormoni si anticorpii. Substanta contractila din fibrele musculare, dincilii si din flagelele organismelor inferioare, care poseda proprietatea de a transforma energiachimica in energie mecanica, este de asemenea o proteina. Ele intra in structura tuturor celulelor,si ajuta la cresterea si refacerea celulelor. Ca aspect, la microscop, proteinele sunt subtiri , caniste bastonase gelatinoase. In organele animale apar sub forma de muschi, piele, par . Ele segasesc si in plante, in cantitati mai mici.

Proteinele sunt principalii constituenti ai corpului animalelor. Indeplinind o mare varietate defunctii , se descopera o diversificare deosebita in alcatuirea lor. S-a demonstrat ca proteineleconstituie partea cea mai insemnata din substanta uscata a celulelor. In corpul omenesc, 15 % dingreutate se datoreaza proteinelor.

Toate proteinele sunt amestecuri de compusi complecsi (aminoacizi), continand carbon,hidrogen, azot, oxigen, uneori si fosfor, fier, iar de multe ori sulf.

Exista 20 de aminoacizi ce intr n componena proteinelor. Acetia sunt: alanin, valin,leucin, izoleucin, prolin, triptofan, fenilalanin, metionin, glicocol, serin, treonin, tirozin,

asparagin, glutamin, cistein, acid aspartic, acid glutamic, arginin, lizin, histidin (acesta dinurm constituie un aminoacid esenial pentru copiii cu vrsta sub 1 an). Dintre acetia, 8 sunteseniali, adic nu pot fi produi de organismul uman i trebuie adui din exterior , prinalimentaie (valina, leucina, izoleucina, triptofanul, fenilalanina, metionina, lizina i treonina) vezi tabelul aminoacizilor de mai jos.

Prin hidroliza (descompunerea proteinelor cu producerea unei molecule de apa de unde numelede hidroliza), proteinele se transforma in aminoacizi. Hidroliza proteinelor se poate efectua cuacizi, cu baze sau cu enzime. Hidroliza acida se face prin fierbere indelungata (12-48 ore) cu acidclorhidric de 20% sau mai bine cu acid formic continand HCl (2 ore). Hidroliza cu hidroxizi

alcalini sau cu hidroxid de bariu are loc intr-un timp mai scurt.

Caracteristica cea mai importanta a proteinelor este specificitatea: proteinele diferitelor speciivegetale si animale se deosebesc intre ele, existand deosebiri chiar si intre proteinele indivizilordin aceeasi specie. Se apreciaza ca intr-un organism animal exista circa 100.000 de proteinelespecifice. Fiecare macromolecula de proteina este alcatuita din 50 pana la 10.000 de unitati de -aminoacizi, unite prin legaturi peptidice.


16/40

16



17/40

17

Clasificarea proteinelor

1. Dupa sursa de provenienta :

- proteine de origine vegetala

- proteine de origine animala

2. Dupa solubilitatea in apa si in solutii de electoliti :

- insolubile (fibroase)

- solubile (globulare)

3. Dupa produsii rezultati la hidroliza totala :

proteine propriu-zise ( dau prin hidroliza totala numai - aminoacizi);

proteine conjugate sau proteide ( prin hidroliza totala se obtine, pe langa - aminoacizi, si o altasubstanta, care in structura proteinei apare ca grupa prostetica)

Proteinele fibroase (insolubile) se gasesc in organismul animal in stare solida si conferatesuturilor rezistenta mecanica (proteine de schelet) sau protectie impotriva agentilor exteriori.

KERATINELE - proteinele din epiderma, par, pene, unghii, copite si coarne se disting printr-uncontinut mare de sulf. Keratinele sunt insolubile in apa atat rece cat si calda, precum si in solutiisaline. Din cauza aceasta keratinele prezinta o mare inertie fata de agentii chimici, precum si fatade enzime.

FIBROINA - componenta fibroasa din matasea naturala, se gaseste in acest material inconjuratacu o componenta amorfa, cleioasa, sericina, care reprezinta cca. 30 % din greutatea totala. In celedoua glande ale viermelui de matase, proteinele sunt continute sub forma de solutie concentrata,vascoasa.

COLAGENUL - componenta principala a tesuturilor conjunctive, tendoanelor, ligamentelor,cartilajelor, pielii, oaselor, solzilor de peste. Exista numeroase varietati de colagen. Colagenul areo compozitie deosebita de a keratinei si fibroinei, caci este bogat in glicol, prolina sihidroxiprolina, nu contine cistina si triptofan. Prin incalzire prelungita cu apa, colagenul intai seimbiba,apoi se dizolva transformandu-se in gelatina sau clei.


18/40

18

ELASTINA constituie tesutul fibros, cu o elasticitate comparabila cu a cauciucului, a arterelor sia unora din tendoane, cum este de exemplu tendonul de la ceafa boului. Elastina nu se transformain gelatina la fierbere cu apa si este digerata de tripsina. Ca si colagenul, fibrele de elastina sunt

compuse din aminoacizi simpli, mai ales leucina, glicocol si prolina.

In regnul vegetal nu se gasesc proteine fibroase; functia lor este indeplinita in plante de celuloza.Proteinele fibroase se dizolva numai in acizi si baze concentrate, la cald, dar aceasta dizolvareeste insotita de o degradare a macromoleculelor; din solutiile obtinute nu se mai regenereaza

proteina initiala. Proteinele fibroase nu sunt hidrolizate de enzimele implicate in digestie sideci nu au valoare nutritiva.

Proteinele solubile sau globulare apar in celule in stare dizolvata sau sub forma de gelurihidratate. Ele au insusiri fiziologice specifice si se subimpart in:

albumine - solubile in apa si in solutii diluate de electroliti (acizi, baze, saruri);globuline - solubile numai in solutii de electroliti.

Exemple de proteine solubile:

O albuminele din oua ;O caseina din lapte;

O globulinele si albuminele din sange (hemoglobina, fibrinogenul);

O proteinele din muschi (miogenul, miosina).

Proteinele din sange

Sangele este o suspensie a unor corpusculi mari, vizibili la microscop, globulele albe si rosii, intr-

un lichid omogen numit plasma. Globulele rosii contin toata proteina colorata rosie,

hemoglobina. Plasma contine in solutie fibrinogenul, globuline si albumine. Lichidul ramas laindepartarea globulelor si a fibrinogenului se numeste serul sangvin. Coagularea sangelui sedatoreaza transformarii fibrinogenului intr-un gel ireversibil, fibrina.

Structura moleculei de colagen

din organismal uman;

fiecarebiluta reprezinta un atom

dintr-un aminoacid.

Sursa: wikipedia


19/40

19

Se stie ca in urma infectiilor cu bacterii sau virusuri, organismul animal devine imun, un timpmai lung sau mai scurt, fata de o noua infectie cu acelasi germen patogen. Imunitatea sedatoreaza aparitiei de anticorpi in serul animalului infectat. Substantele care determina formareaanticorpilor, numite antigeni, sunt proteine, produse de bacterii sau provenite din acestea sau dinvirusuri prin dezagregarea lor. Orice proteina straina introdusa prin injectie in organismactioneaza ca antigen.

Proteinele din muschiMuschii vertebratelor contin 15-20% proteine. Au fost izolate : miogenul, miosina, globulina X,

stroma musculara, tropomiosina si actina.

Miogenul este un amestec de cel putin 3 proteine, cu caracter de albumine si globuline. Miogenulcontine enzimele esentiale ale muschiului: fosforilaza, fosfoglucomutaza, etc. Miosina si actinasunt proteinele care asigura functionarea contractila a muschiului. Tropomiosina este o proteinaunitara.

Integrarea (impachetarea)

moleculei de hemoglobina in

hematie si legarea oxigenului de

cele 4 capete libere;

Sursa: wikipedia

Structura moleculei de

hemoglobina din organismal

uman. Alaturi, formula chimica

desfasurata.

Sursa: wikipedia


20/40

20

Proteine vegetale

Globulinele vegetale sunt mult raspandite in natura, alaturi de albumine.de exemoplu globulineledin semintele oleaginoase :edestina, din samanta de canepa, excelsina din nuca braziliana,amandina din migdale si corilina din alune, apoi globulinele din leguminoase, de ex.: faseolina

din fasole, legumina din mazare, precum si globulinele din cartofi, tomate, spanac,etc. Toate auconfiguratii globulare.

Structurile proteinelor naturale

Se disting patru grade structurale sau niveluri de organizare dupa complexitatea lor. Acestea aufost numitestructuri primare, secundare, tertiare si cuaternare.

Structura primara a unei proteine este determinata prin numarul si succesiunea specifica aaminoacizilor din catena polipeptidica. Structura secundara a unei proteine este determinata dearanjarea in spatiu a catenei polipeptidice si de legaturile care se stabilesc intre catene. Cercetarile

in domeniu au sugerat ca macromolecula peptidica nu are forma extinsa, ci adopta o formarasucita sau incretita. Structurile tertiare : structurile secundare sunt determinate de legaturile dehidrogen dintre grupele CO si NH ale catenelor polipeptidice. Mai multe asemenea structuritertiare sunt asociate intre ele formand structuri cuaternare. Fortele de atractie sunt aceleasi ca instructurile tertiare, dar ele actioneaza in acest caz intermolecular, unind catene polipeptidice sau

elice L-diferite.

Succesiunea aminoacizilor intr-o

proteina (legaturile dintre acestia si

impachetarea proteinei

sursa: wikipedia


21/40

21

Izolarea si purificarea proteinelor in laborator

Proteinele insolubile pot fi usor separate de compusii care le insotesc in organismele animale,grasimi, hidrati de carbon sau proteine solubile, asa ca izolarea lor nu prezinta dificultati. Dincauza insolubilitatii lor, nu pot fi purificate prin dizolvare.

Proteinele solubile sufera usor la incalzire, sau sub actiunea acizilor, a bazelor, a dizolvantilororganici si a altor compusi chimici, o transformare numita denaturare, prin care se pierdeactivitatea biologica specifica. Denaturarea proteinelor consta in modificarea ireversibila a formeilor spatiale, naturale, in urma desfacerii unor legaturi din structura moleculei proteice. Acestemodificari se produc fie sub actiunea unor agenti fizici (caldura, radiatii, ultrasunete) fie subactiunea unor agenti chimici (solutii de acizi, baze sau saruri, solventi organici, etc.)

Proteina se extrage din materialele biologice in care se gaseste cu o solutie salina, mai rar cudizolvanti organici ca glicerina sau acetona, diluate cu apa. Solutiile acestea contin si substanteneproteice; indepartarea acestora se face cu ajutorul dializei prin membrane permeabile pentru

aceste substante dar impermeabile pentru proteine. Proteinele insolubile in apa distilata seprecipita la sfarsitul dializei. Indepartarea ionilor straini poate fi accelerata prin suprapunereaunei electrolize, intr-un dispozitiv special (electrodializa).

Metoda obisnuita pentru obtinerea proteinelor din solutiile purificate prin dializa consta in

precipitare cu saruri neutre, sulfat de amoniu sau sulfat de sodiu, in stare solida sau in solutiesaturata. Dupa un alt procedeu, precipitarea proteinei se face cu etanol.

De obicei, fiecare laborator are propriile protocoale adaptate si standardizate dupa care selucreaza.

Rolul proteinelor in organismul uman:

1. Plastic;

2. Functional (realizeaza presiunea oncotica; participa la echilibrul acido-bazic; participa laconstituirea enzimelor; hormonilor; constituie receptori membranari, intra in constitutia altor

substante active etc.);

3. Aparare (refacerea tesuturilor lovite, anticorpi; troficitate a celulelor sistemelor de apararespecific si nespecific; creste rezistenta fata de actiunea nociva a unor substante toxice: Pb, Hg,Cd, Cr, Se, As, benzen, toluen, amine, nitrobenzen, cloroform, CCl4, pesticide organoclorurate,

sulfamide, antibiotice toxice - tetraciclina, saruri de Au s.a.);

4. Energetic - prin ardere dau 4,1 Kcal/g proteine; nu ard complet dand nastere unor substantetoxice (amine toxice: indol, triptamina, histamina) care cer un efort hepatic suplimentar.


22/40

22

Asimilatia si sinteza proteinelor in organiusmul uman

Se gasesc proteine in fiecare celula vie. Pentru sinteza lor, respectiv a aminoacizilor care lecompun, plantele se folosesc de combinatii anorganice ale azotului, amoniac si azotati, pe care leextrag din sol. Unele vietuitoare inferioare, bacteriile de sol, pot folosi chiar azotul molecular.

Animalele nu au proprietatea de a asimila combinatiile anorganice ale azotului, ci sunt nevoite sautilizeze proteinele de origine animala sau vegetala, continute in hrana lor. Proteinele nu pot fiintrebuintate ca atare, ci sunt hidrolizate in timpul digestiei, pana la aminoacizi. Acestia difuzeazaprin peretele intestinului in sange si servesc apoi celulelor pentru sinteza proteinelor proprii aleorganismului. Numai datorita acestui mecanism, fiecare celula isi poate construi proteina eispecifica.

Organismul animal nu poate sintetiza decat anumiti aminoacizi; altii provin din proteinele hranei.De aceea, nu este suficient ca hrana animalelor sa contina o anumita cantitate de proteine, ciacestea trebuie sa cuprinda o cantitate suficienta din fiecare aminoacid esential. Proteinele din

lapte, carne, peste, oua, creier, serum, fibrina, soia si din embrionul de grau contin aminoaciziiesentiali in proportie adecvata. In schimb, hemoglobina, gelatina si multe proteine din vegetalesunt deficiente in unul sau altul din aminoacizii esentiali. Folosirea exclusiva in alimentatie aacestor proteine duce la tulburari grave. Lipsa aminoacizilor esentiali din proteinele hranei semanifesta la animalele tinere a caror crestere inceteaza sau este incetinita. Simptomele dedeficienta dispar daca se completeaza dieta cu lapte.

Surse de proteine

Produse animale:

lapte, branzeturi, carne, viscere (ficat, rinichi, inima, splina, peste), oua.

Produse vegetale:

fasole, mazare, soia, paine, nuci, arahide, alune, cartofi, ciuperci, legume, fructe (ultimele 2 maiputin).


23/40

23

GLUCIDELE

Glucidele sunt alcatuite din carbon, hidrogen si oxigen. Data fiind componenta lor, ele maipoarta denumirea de hidrati de carbon sau carbohidrati. Denumirea de glucide provine de lacuvntul grecesc glykus, ceea ce nseamna dulce, ntruct majoritatea elementelor din aceastaclasa au gust dulce. Glucidele intra n componenta celulelor, tesuturilor, fermentilor, unorhormoni, a factorilor de coagulare a sngelui.

Cele mai importante glucide sunt glucoza, fructoza, zaharoza (zaharul), galactoza (glucidul dinlapte), amidonul (glucidul din legume si cereale), celuloza si hemiceluloza (existente nvegetale), pectina,glicogenul (din muschi si ficat).

Glucidele constituie o sursa importanta de energie n organism. La arderea 1g de glucide sedegaja 4 kcalorii. Procesul de degajare a energiei la arderea glucidelor se produce rapid,

comparativ cu alte surse energetice ale organismului. De aceea glucoza si zaharoza se recomandasportivilor la antrenamente si competitii.

Mai jos puteti vedea o serie de glucide, enzimele specifice care participa la descompunerea,scindarea lor si produsii finali, asimilabili care se obtin:

Maltoza + apa glucoza + glucoza

Lactoza + apa glucoza + galactoza

Sucroza + apa glucoza + fructoza

Glucidele sunt indispensabile la metabolismul proteic si lipidic. La oxidarea glucozei se formeazao cantitate impunatoare de adenozin trifosfat (ATP). Energia din ATP este unica forma deenergie consumata de organism pentru nfaptuirea diferitelor functii fiziologice . Oriceactivitate a organismului la care va puteti gandi (inclusiv starea de repaus absolut) are nevoiede o cantitate de energie pentru a fi desfasurata.

H+sau maltaza

H+sau lactaza

H+sau sucraza


24/40

24

Rolul glucidelor este deosebit de mare pentru sistemul nervos central. Glucoza este predecesorulprincipal al glicogenului (rezerva principala de glucide n organism). Glicogenul se depune nficat si muschi. El joaca un rol important n reglarea nivelului de zahar din snge. Continutul totalde glicogen n organism este de 500g (1/3 se localizeaza n ficat si 2/3 - n muschii scheletului).Daca glucidele nu patrund n organism cu hrana, atunci aceste rezerve se epuizeaza n timp de 12-

18 ore. n asemenea cazuri se mareste procesul de oxidare a lipidelor (rezervele lor sunt mult maimari ca ale glucidelor).

Amidonul este sursa principala de glucide n ratia alimentara. El intra n componenta cerealelor,cartofilor, etc. Sub actiunea amilazei, amidonul se descompune n dextroza, maltoza, glucoza(vezi figurile de mai jos). Ultima se absoarbe lent asigurnd continutul normal de glucoza dinsnge.

Celuloza si hemiceluloza (glucide cu molecula foarte lunga, in care cateva sute pana la catevamii de molecule de glucoza se leaga intr-un lant polipeptidic n vezi imaginea de mai jos),numite fibre alimentare, nu se digera n organism, datorita consistentei fibroase pe care o au. Auinsa o serie de avantaje in alimentatie, care le confera un rol esential in satrea de sanatate a unei

persoane. Stimuleaza peristaltismul intestinului gros, favorizeaza evacuarea materiilor fecale,sporesc eliminarea prin intestin a colesterolului, substantelor toxice si a altor produse alemetabolismului, normalizeaza flora intestinala, contribuie la prevenirea aterosclerozei,colelitiazei, diabetului zaharat, obezitatii, cancerului, diverticulozei, proceselor inflamatorii la

nivelul rectului.

Un fragment dintr-o molecula de

amidon este scindata cu ajutorul

enzimei amilaza, in maltoza (un alt

glucid, dar care are o molecula de

dimensiune mai mica.

Sursa: wikipedia

Structura moleculei de amidon.

Sursa: wikipedia


25/40

25

sursa: wikipedia.org

Ratia alimentara trebuie sa contina 30-40g de celuloza, hemiceluloza si alte polizaharide ce intran componenta produselor vegetale. Ele au o importanta deosebita la vrstnici si cei ce sufera deconstipatii si se limiteaza n caz de procese inflamatorii si peristaltism marit al intestinului.

Fibrele alimentare au actiune colagoga si se recomanda bolnavilor cu patologii hepatice si alecailor biliare. Drept sursa de fibre alimentare pot servi tartele de gru (15-30g zilnic), semintelede in, fructele si legumele proaspete, adaugate in hrana.

Pectina intra n componenta fructelor si legumelor.

Ea are nsusiri cleioase, actiune curativa la tratarea unor boli ale organelor digestive, contribuie lanormalizarea metabolismului colesterolului, microflorei intestinale, peristaltismului intestinal, se

foloseste la tratarea si pentru profilaxia unor intoxicatii cu saruri minerale.

Glucidele nu fac parte din numarul substantelor esentiale, ele putnd fi sintetizate n organism dinaminoacizi si glicerina, totusi cantitatea minima de glucide n ratia alimentara trebuie sa fie de50-60g zilnic. Insuficienta glucidelor provoaca dereglari metabolice care se caracterizeaza prin

marirea procesului de oxidare a lipidelor endogene cu formarea corpilor cetonici si intensificareaproceselor de gliconeogeneza cu descompunerea proteinelor din tesuturi, folosite ca sursa deenergie si pentru sinteza glucozei.

Este daunator si surplusul de glucide: provoaca obezitate, infiltratia lipidica a ficatului. Consumulproduselor alimentare bogate n amidon, al fructelor si legumelor cu continut nalt de glucide are

unele prioritati fata de zahar, bomboane si alte dulciuri. Zaharul este un produs cu energiecalorica nalta, lipsit de vitamine, saruri minerale, fibre vegetale, substante pe care le continprodusele vegetale.

Norma zilnica de glucide n ratia alimentara trebuie sa constituie 300-400g pentru maturi,inclusiv 50-100g de zaharuri usor asimilabile. Glucidele vor forma 50-65% din valoareaenergetica a ratiei alimentare zilnice. Persoanele care ndeplinesc munci fizice grele au nevoie decantitati sporite de glucide. Astfel, ei pot consuma pna la 600-700g de glucide zilnic.


26/40

26

CARBOHIDRATI

Monozaharide

(o singura

molecula de

glucid)

Dizaharide

(doua molecule

de glucid)

Oligozaharide

(2-10 molecule

de glucid)

Polizaharide (10

sau mai multe

molecule de

gluccid)

Glucoza

Fructoza

Galactoza

Raffinose

Stachyose

Sucroza

Lactoza

Maltoza

Amidon

Glicogen

Celuloza


27/40

27

In figura de mai jos, puteti observa cate de mici sunt diferentele dintre unele glucide:

Exista o serie de glucide cu importanta structurala, biologica sau fiziologica deosebita, ditre carementionam:

Glucidele care intra in alcatuirea acizilor nucleici (vezi figura de mai jos):

ADNDezoxiriboza; ARNRiboza.


28/40

28

Compusi cu rol de antibiotic precum: Streptomicina (antibiotic produs de actinomicete (rude ale ciupercilor

inferioare) folosit impotriva bacteriilor gram-negative (e.g. impotriva

agentilor patogeni care produc tuberculoza);

Gentamicina (antibiotic din clasa aminoglicozidelor utilizat impotrivaPseudomonas sp., deoarece inhiba biosinteza proteinelor prin legarea deribozomii bacteriei).


29/40

29

LIPIDELE

Lipidele sunt compusi foarte raspanditi in lumea vie, fiind forma principala de depozitare arezervelor de materiale energetice ale organismelor. Lipidele in asociatie cu proteinele si intr-omica masura cu zaharurile sunt componente structurale fundamentale ale celulelor.

In functie de contitutia chimica, lipidele se impart in doua mari clase:

lipide simple esteri ai acizilor grasi;

lipide complexe esteri ai acizilor grasi continand si alte grupe in afara alcoolilor si a acizilorgrasi.

Grasimea este o parte vitala a oricarei celule vii. De asemenea grasimea reprezinta combustibilulde rezerva al organismului. De aceea, n-am putea fi sanatosi daca grasimea ar lipsi dinalimentatia noatra. Problema apare din cauza ca cei mai multi dintre noi consumam prea multagrasime, deseori in forme pe care organismul nu le poate prelucra cu usurinta. Excesul de grasime

nu face altceva decat sa creasca vascozitatea si aderenta sangelui, incetinind circulatia si ducandla alipirea globulelor rosii una de alta intocmai ca monedele intr-un fisic. In acesta stare,agregata, globulele rosii sunt incapabile sa se incarce la capacitatea maxima cu oxigen si sanavigheze prin capilarele microscopice. Lipsite de oxigen si de celelalte substante nutritive,celulele organismului de vin tot mai susceptibile la lezare, imbolnavire si moarte. Majoritateaalimentelor bogate in grasimi sunt incarcate si cu colesterol, substanta care lezeaza peretele

interior al artelor. Organismul reactioneaza prin acoperirea acestor leziuni cu celule. In conditiile

prezentei in sange aunui exces de grasimi si colesterol, organismul aplica tot mai multe bandajede acest fel, unul peste altul, pana ce formeaza placi ateromatoase (vezi figurile de mai jos). Iaratunci cand aceste placi cresc suficient de mult pentru a ingusta sau chiar obtura arterelecoronariene care hranesc inima,apare infarctul de miocard. Cand acest lucru se petrece in arterelecare hranesc creierul, are loc un accident vascular cerebral. Grasimile sunt prezente constant insange, fie ca provin din alimentatie, fie ca sunt produse de organism. Grasimile preovenind dinalimentatie sunt constituite, in esenta, din acizi grasi.


30/40

30

Grsimile saturate i colesterolul se gsesc n produsele animale, cum ar fi carnea de vit, porc,miel, grsimea de pasre, laptele i produsele lactate produse din lapte integral, untul, smntna.Dintre produsele vegetale care conin grsimi saturate fac parte uleiul de cocos, uleiul de palmier,

untul de cacao. Sursele cele mai importante de grsimi hidrogenate i acizi grai in trans suntmargarinele i uleiurile prelucrate industrial. Toate acestea trebuie s reprezinte mai puin de 7 -8% din caloriile zilnice.

n schimb consumul de grsimi mono i polinesaturate poate reduce nivelul colesterolului dinsnge, iar acestea provin din pete, n special somon, pstrv, hering, semine, nuci i uleiurivegetale: soia, porumb, floarea-soarelui, msline.


31/40

31

Fitosterolii i fitostanolii sunt structuri vegetale similare colesterolului care acioneaz nintestin prin scderea absorbiei colesterolului. Acetia se gsesc n cantiti reduse n alimentelenaturale, dar cu toate acestea au un rol benefic, exist ns suplimente care conin aceste substane

i care sunt utilizate pentru scderea nivelului colesterolului i riscului de boli cardio-vasculare.

Grasimile naturale sunt sintetizate din zaharuri (glucide) de catre plante si animale. Cele dinorganismul animal sunt de doua feluri:

- glucide de rezerva - sunt depozitate in cea mai mare parte in diferite tesuturi si organe (seminte,fructe, funze) sau parti ale microorganismelor. De asemenea, se afla in jurul organelor interne ca:ficat,rinichi, intestine, precum si in tesutul conjuctiv surcutanat.;

- grasimi de constitutie fac parte integranta din orice celula (componenta a materiei celulare).Compozitia ei este independenta de alimentatie si nu se consuma niciodata.

Grasimi din regnul animal

In organismul animal, sintetizarea grasimilor proprii se face fie prin utilizarea grasimilor aduseodata cu hrana, fie in urma transformarii altor componente ale alimentelor (glucide, proteine).

Grasimile din regnul vegetal

In plante, grasimea ia nastere prin transformarea glucidelor, sub influenta enzimelor. S-a constat

ca, prin maturizare, plantele saracesc in amidon si zaharuri, imbogatindu-si continutul in ulei.In plante, materia grasa se concentreaza numai in anumite parti, cum sunt semintele, fructele,samburii etc., jucand rolul unei substante de rezerva, pe care planta o utilizeza in timpuldezvoltarii ei, drept sursa de energie. In seminte, rezervele glucidice si lipidice se inlocuiescoarecum reciproc: lipidele au concentratii cuprinse intre 46-65% in semintele oleaginoase si

numai de cateva procente in cele amidonoase. Cantitatea de lipide din fructe si legume esteredusa, nedepasind 2%, cu exceptia soiei. Lipidele, desi se gasesc in cantitate mica, au un rolinsemnat in pastrarea si conservarea legumelor si fructelor. S-a constatat ca aparitia gusturilorneplacute la produsele conservate, in special la legumele congelate si deshidratate, se datoresc

oxidarii lipidelor. Dintre acizii grasi predomina acizii linoleic, palmitic si oleic.In fructe, lipidele se gasesc in cantitate mai mare in samburi si seminte, de unde se pot obtine sipe cale industriala. In semintele de piersici, lipidele se gasesc in proportie de 32.5%, in semintelede caise 29.5%, iar in semintele de prune 25%. In seminte lipidele indeplinesc rolul de substantede rezerva, iar in legume ele participa la reglarea permeabilitatii capilare.


32/40

32

Acizi grasi din constitutia grasimilor

Acizii grasi sunt componenti fundamentali ai multor categorii de grasimi, carora le conferadiferitele lor gusturi, aspecte si grade de fluiditate. Ei sunt acizi monocarboxilici, cu catenanormala (saturata sau nesaturata) si numar par de atomi de carbon (de la 4 la 30 atomi de carbon).

Exceptie fac cativa acizi ciclici si acidul izovalerianic. Sinteza acizilor grasi este un proces foarteactiv detinand un rol important in stocarea rezervelor energetice ale organismului. Capacitateaorganismului de a depozita glucoza sub forma de glicogen este limitata, astfel incat glucoza careprisiseste peste nevoile imediate si nu poate fi pastrata ca glicogen este converita in acizi grasi sidepozitata ca trigliceride in toate tesuturile, in mod preponderent in tesutul adicos. Proteinelealimentare, intr-o masura redusa, furnizeaza si ele material pentru sinteza de acizi grasi.

De asemenea, prin arderea acizilor grasi se metabolizeaza cantitati mai mari de energie decatacelea puse in libertate de oxidarea glucidelor, deoarece catenele hidrocarbonate din moleculelede acizi grasi cuprind mai mult hidrogen decat glucoza.

Din punct de vedere chimic acizii grasi pot fi:

Saturati sunt folositi de catre animale ca substante de rezerva si formeaza grasimi tari,stabile putin reactive. Consumul abundent de acizi grasi saturati face sa creasca nivelulcorestelolului in sange.

Nesaturati sunt mai fragili, mai fluizi, fiind sensibili la oxidare (adica rancezesc incontact cu aerul). Ei constituie baza grasimilor de origine vegetaka, sub forma de uleiurivegetale (soia, floarea-soarelui, germeni de grau, porumb, samburi de strugure), dar iigasin in cantitate mare si in peste sau incarnea mamiferelor marine.

Soarta grasimilor in organism

Ajunse in tractul digestiv, grasimile sunt emulsionate cu ajutorul sarurilor prezente in fluidulbiliar, fiind descompuse fara dificultate si aproape integral pentru absorbtia in sange. Doar 10%din grasimile ingerate prin hrana se regasesc in fecale. De indata ce emulsia este creata, grasimilese gasesc sub forma de sferule minuscule care sunt usor absorbite prin peretele intestinal.

Digestia grasimilor incepe in stoma sib actiune lipazei, de unde sunt evacuate cu o viteza

constanata de aproximativ 10g/ora. De indata ce grasimile apar in doden, un mecanism reflexinformeaza stomacul sa nu mai furnizeze grasimi pana cand grasimile deja prezente nu parasescdodenul. Ca reactie la semnalul de mai sus, pilorul se inchide astfel ca hrana nu mai parasestestomacul pana cand dodenul inceteaza sa mai emita semnale care indica prezenta grasimilor. Laincetarea semnalelor, pilorul se deschide din nou permitand alimentelor sa paraseasca stomaculdupa care procesul descris mai sus poate fi reluat. In duoden, grasimile sunt digerate mai complet

si mai eficient prin actiunea lipazei pancreatice, care este o enzima cu actiune puternica.


33/40

33

In cazul in care este ingerata o gantitate mare de grasimi, hrana poate stationa in stomac oreintregi. Un stomac plin cu grasimi se goleste lent, se umple mai repede in timpul mesei, si ramaneplin mai mult timp dupa ce masa s-a sfarsit. Unele persoane cred ca aceasta golire lenta astomacului poate prelungi senzatia de satietate si ar incuraja mancatul in reprize scurte. Aceastaopinie nu este general acceptata. Se cunoaste ca grasimile favorizeaza fermentatia in stomac din

cauza golirii lente a acestuia. Iritarea stomacului (inflamat cu produsii de fermentatie) il mentinintr-o stare continua de contractie, ceea ce va genera o senzatie de satietate, mult mai probabil,

decat in stomacul care se goleste mai repede in absenta grasimilor.

Odata ce grasimile ajung in sange, ele sunt manipulate foarte greu de catre organism. Din acestmotiv absorbtia grasimilor se deruleaza altfel decat absorbtia celorlalti nutrienti. Prin vasele desange, celelalte tipuri de substante nutritive, sunt preluate direct in fluxul sangvin. Jumatate din

grasimile ingerate sunt in primul rand preluate in vasele limfatice in care viteza de deplasare estemai redusa, iar pe parcursul a mai multor ore grasimiler sunt transferate in vena subclavianastanga din torace. Aici, grasimile patrund in fluxul sangvin.

In acest fel organismul este ferit de patrunderea brusca a unor cantitati mari de grasimi in sange,

ceea ce ar putea avea efecte fatale. Astfel, organismul este protejat, atat prin calea de absorbtie agrasimilor cat si de viteza lenta de evacuare a grasimilor din stomac. Atunci cand grasimile suntingerate in acelasi timp cu zaharul, eliminarea grasimilor din sange nu este la fel de eficienta caatunci ca atunci cand nu se consuma zahar liber. Dupa o masa cu adaos de zahar, nivelul insulineinu este atat de ridicat ca dupa o masa cu adaos de glucoza, deoarece zaharul este format dinfructoza, care nu stimuleaza producerea insulinei de catre pancreas la fel de intens ca glucoza.

Daca, simultan cu dozarea insulinei se determina si concentratiile colesterolului si a trigliceritelorin sange, valorile gasite vor fi mai ridicate in cazul zaharului decat al glucozei, deoarece, in cazul

glucozei, insulina (a carei secretie este stimulata de glucoza) ajuta la eliminare grasimilor dinsange. Mai mult decat glucoza, prezenta fructozei in alimentatie permite grasimilor sa stagneze insange o perioada mai mare de timp. Astfel, putem spune ca dulciurile sunt mai daunatoare pentruorganism atunci cand sunt consumate impreuna cu grasimile.

Ce se intampla in timpul prajirii grasimilor animale?

Grasimile, mai ales cele animale se descompun atunci cand sunt incalzite la temperaturi ridicate.Temperaturile realizate pot ajunge pana la 315-371grade C. La aceste temperaturi, acizii grasi informa cis sunt transformati in forma trans. Diferenta intre forma cis si forma trans consta doar inmodul in care sunt orientate moleculele. Prin aceasta simpla conversie, grasimile nesaturate secomporta ca si cum ar fi saturate. Astfel, probabilitatea ca alimentele prajite sa favorizezeintarirea arterelor este mai mare decat in cazul alimentelor neprajite. Uleiul de masline este celmai stabil la temperaturi ridicate, fata de uleiurile din seminte care oxideaza mult mai usor.Atunci cand grasimile sunt reincalzite la temperatura de prajire, este foarte probabila formareaacroleinei care este un agent cancerigen.


34/40

34

In alimentele prajite au fost detectate cantitati semnificative de benzpiren, care este unul din ceimai puternici agenti cancerigeni cunoscuti. Substante cancerigene au fost detectate si in carneaprajita pe carbuni. Picaturile de grasime topita scurse din carnea prajita, care ajung pe taciuniiincinsi se transforma in benzpiren sub forma de vapori, care apoi se acumuleaza din nou pe carne.Temperaturile foarte inalte distrug totodata unele vitamine si pot altera principalele proteine.

Formula chimica a benzopirenului. Sursa: Wikipedia


35/40

35

ENZIMELE

substane naturale produse doar de ctre celulele vii ;intervin n numeroase reacii biochimice;rol de biocatalizatori;

activitatea enzimatic: nsuire eseniale ale materiei vii.

Catalizator:

Substan care grbete desfurarea unei reacii, fr s se modifice structural n timpuldesfurrii acesteia i fr s se regseasc n produsul final al reaciei respective. n lipsacatalizatorului, oricum reacia ar putea avea loc, ns ntr-un timp mai ndelungat. Reactiilebiochimice pot avea loc teoretic si in lipsa enzimelor reactii biochimice intarziate. Desfasurareaincetinita a acestor reactii ar duce la sufocarea si moartea celulelor.

Enzimele imprim o mare vitez de desfurare a proceselor biochimice (sinteze, degradri,oxidri, reduceri, hidrolize, hidratri, etc.), de activitatea lor depinznd mai toate funciilefiziologice.

Structura enzimelor:

Substante organice, sensibile la temperaturi ridicate;

2 mari componente:

- apoenzima ( componenta proteica);

- coenzima (componenta neproteica);

Denumirile enzimelor (provin de la subtantele pe care le catalizeaza):

Enzime ce intervin in metabolismul proteinelor:

- peptidaza (intervine in cataliza peptidelor - legaturi de aminoacizi);

Enzime din metabolismul glucidic:

- amilaza (degradarea amidonului);

- invertaza (degradarea glucozei);

- trehalaza (glucoza);

- fructochinaza (sinteza fructozei)

Enzime implicate in metabolismul lipidic lipazele.


36/40

36

Tipuri de enzime in functie de provenienta lor:

Endogene (sintetizate de organismul propriu):

-

enzimele digestive (ajut la scindarea moleculelor mari provenite din hran, n structurimai mici, care pot trece din intestin n sange);

- enzime metabolice (catalizeaza producerea de energie sau detoxifierea celulelor);

e.g. catalaza: antioxidant esential in apararea celulara impotriva oxidarii si deseurilor metabolice.

Exogene, diferite produse naturale din afara organismului:

Enzime microbiologice naturale:probiotice pot asigura o bun funcionare a colonului.Alte substane rezultate ca urmare a activitii microbiologice, asigur o intens activitate

enzimatic a bacteriilor care alctuiesc microflora util intestinal;

Invertazele se gsesc, nmierea de albine, produs obinut prin activitatea unor animale dincategoria insectelor. Cnd invertaza din miere se distruge, produsul se "zaharisete". Princoninutul ridicat de fermeni, mierea necristalizat este cu mult mai sntoas ;

Enzime de natur animal, care se dovedesc benefice organismului uman, se mai gsesc in glbenuul crud de ou;

Multe plante sau numai anumite organe vegetale, mai ales fructele i frunzele, coninenzime cu aciune favorabil asupra aparatului digestiv al omului sau asupra

metabolismului. Activitatea enzimatic a fructelor ilegumelor se menine atta timp ctacestea sunt crude i proaspete;

Enzimele vegetale se pierd prin fierbere, uscare, congelare sau pstrare ndelungat,

Antienzime exogene se gasesc preponderent in semintele oleaginoaselor (dolveac,floarea-soarelui, arahide);

Inhibitori de enzime (substante care blocheaza actiunea enzimelor):

e.g. insulina (poate bloca metabolismul lipidic);

In figura de mai jos, sunt schematizate principalele enzime digestive ce actioneaza in stomac siduoden.


37/40

37

http://imgarcade.com
http://imgarcade.com/http://imgarcade.com/


38/40

38

CONSTANTE BIOLOGICE

Organismul uman isi mentine o stare permanenta de echilibru (atunci cand nu este supus stresuluide nicio natura), datorita capacitatii sale de homeostazie.

In mod normal, valorile tuturor indicatorilor din organism, se afla in anumite intervale binestabilite si cercetate. La interpretarea valorilor, este insa necesar mult discernamant, deoarece elepot si diferite de la o persoana la alta, chiar in conditiile in care persoana investigata este intr.ostare foarte buna de sanatate. Astfel, valorile parametrilor pot fi diferite in functie de:

- varsta (copii, adulti, seniori);

- sex;

- stilul de viata;

- intensitatea efortului fizic depus;

- factori genetici, etc.

In tabelul de mai jos, aveti valorile normale ale constantelor biologice:

DENUMIREA UNITATI

CURENTE

FACTOR DE

TRANSFORMARE

UNITATI IN S.I.

BIOCHIMIA SERULUIAlbumina 3.6-5 g/dl 10 36-50 g/l

BilirubinaTotalaDirecta

0.2-1.3 mg/dl0-0.2 mg/dl

17.117.1

3-22.2 mol/l0-3.4 mol/l

Gaze sanguinePhPO2

PCO2

7.35-7.4580-105 mmHg35-45 mmHg

10.1330.133

7.35-7.4510.6-14 kPa4.7-6 kPa

Calciu

TotalIonizat

8.9-10.3 mg/dl4.6-5.1 mg/dl

0.250.25

2.23-2.57 mmol/l1.15-1.27 mmol/l

Clor 97-110 mmol/l 1 97-110 mmol/l

ColesterolOptim

De granitaCrescutHDL colesterol

240 mg/dl35-98 mg/dl

0.02590.02590.02590.0259

6.22 mmol/l0.90-2.54 mmol/l

Creatinina 0.5-1.7 mg/dl 88.4 44-150 mol/lGlucoza 65-110 mg/dl 0.055 3.58-6.05 mol/lFier total 50-175 mg/dl 0.179 9-31.3 mol/lMagneziu 1.3-2.2 mEq/l 0.5 0.65-1.1 mmol/l


39/40

39

Fosfati 2.5-4.5 mg/dl 0.323 0.81-1.45 mmol/lPotasiu 3.3-4.9 mmol/l 1 3.3-4.9 mmol/lProteine totale 6.2-8.2 g/dl 10 62-82 g/lSodiu 135-145 mmol/l 1 135-145 mmol/lTrigliceride


40/40

Granulocite 1.8-6.6*10^3 /l 1 1.8-6.6*10^9 /lVSH 0-30 mm/hReticulocite 0.5-1.5 % 0.01 0.005-0.015Sursa: http://www.medikal.ro

De obicei, exista protocoale standard care trebuiesc respectate de fiecare laborator de analize.Atentie insa, exista insa situatii in care, personalul fie este instruit deficitar, fie aparatura nu este

calibrata corespunzator, fapt ce poate duce la exprimarea unor valori nereale ale acestorconstante.

FELICITARI, ATI REUSIT SA PARCURGETI TOT CURSUL DE BIOCHIMIE!

suport de curs BIOCHIMIE - 2015-2016 (1).pdf

Documents

Transcript of suport de curs BIOCHIMIE - 2015-2016 (1).pdf