ОСНОВНІ РЕАКЦІЇ БІООРГАНІЧНИХ СПОЛУК, ЩО ПРОТІКАЮТЬ В ОРГАНІЗМІ

Реакції гідролізу

У загальному випадку під гідролізом розуміють реакції розкладання речовини водою (від грец. «Hydor» - вода і «lysis» - руйнування).

гідроліз - окремий випадок сольволізу (взаємодії розчиненої речовини і розчинника).

Гідролізу можуть піддаватися хімічні сполуки різних класів: білки, жири, вуглеводи, ефіри, солі.

У неорганічної хімії найчастіше зустрічаються з гідролізом солей.

Наприклад, при гідролізі NaHC0₃ (Питна сода):

процес полягає в переході протона від Н2О до аниону НСО "з і защелачивании середовища. Цей ефект використовують для зменшення кислотності шлункового соку (при печії).

При гідролізі NH₄C1 (нашатир):

протон переходить від катіона NH% до Н2О.

У загальному вигляді гідроліз біоорганічних сполук описується рівнянням

де R |, R₂ - фрагменти (радикали) біоорганічної молекули, пов'язані через кисень (ефірна зв'язок). В результаті молекула розщеплюється на два енольних з'єднання: Ri-OH і R₂-OH.

Роль гідролізу в процесах життєдіяльності важко переоцінити. Перш за все необхідно відзначити ферментативний гідроліз, завдяки якому три основних компоненти їжі - жири, білки, вуглеводи - в шлунково-кишковому тракті розщеплюються водою на більш дрібні фрагменти. Без цього процесу не було б можливо засвоєння харчових продуктів, так як всмоктуватися в кишечнику здатні тільки відносно невеликі молекули.

Наприклад, засвоєння полісахаридів і дисахаридів стає можливим лише після повного їх гідролізу ферментами до моносахаридів. Точно так же білки і ліпіди гідролізуються до речовин, які лише потім можуть засвоюватися.

Для росту і нормального функціонування всіх тварин необхідна енергія. Людина отримує енергію як за рахунок многостадийного процесу окислення їжі - білків, жирів і вуглеводів, так і за рахунок гідролізу деяких складних ефірів, амідів, пептидів і глікозидів. Однак головним джерелом енергії для багатьох біологічних процесів - біосинтезу білка, іонного транспорту, скорочення м'язів, електричної активності нервових клітин - є аденозілтріфосфат (АТФ).

АТФ належить до біонеорганічної з'єднанням, так як складається з органічної частини - Аденоз і неорганічної частини - трьох пов'язаних в ланцюг фосфатних груп:

Енергія, необхідна для життєдіяльності, вивільняється внаслідок гідролізу АТФ. При pH> 7,0 АТФ існує у вигляді аніону АТФ⁴", Так як всі фосфатні групи при цьому значенні pH іонізовані. Гідроліз АТФ записують у вигляді кислотно-лужної рівноваги:

де АДФ³~ - аніон аденозілдіфосфата.

Реакція супроводжується зменшенням енергії, запасеної в АТФ. Гідроліз може йти і далі, до освіти аденозил монофосфата (АМФ) і, нарешті, до аденозину (надалі також вживатися латинське написання: АТР, ADP, АМР і т. Д.).

Звільнення значної енергії при гідролізі дало підставу ввести спеціальний термін для фосфорорганічних речовин - «макроергічні». У табл. 4.1 представлені значення стандартної енергії Гіббса гідролізу деяких органічних фосфатів. З даних, наведених у таблиці, видно, що за величиною енергії, що вивільняється при гідролізі, АТФ займає проміжне положення серед інших фосфорильованих сполук. Чому ж, незважаючи на це, АТФ є головною енергетичної «валютою» для живих організмів? Виявляється, саме таке значення AG ° дозволяє АТФ служити ефективним переносником фосфатних груп від сполук, які при гідролізі виділяють більше енергії, ніж АТФ, до фосфорілірованним з'єднанням, що виділяють при гідролізі менше вільної енергії.

Таблиця 4.1

Стандартні енергії Гіббса гідролізу біонеорганічної з'єднань (при pH 7)

Мал. 4.1. Енергетична діаграма перетворення енергії Гіббса в клітці

Отже, АТФ функціонує в клітинах як проміжний продукт, переносить енергію і зв'язує реакції, які супроводжуються виділенням і споживанням енергії.

При розщепленні складних органічних сполук, наприклад при окисленні глюкози - клітинного палива, в клітинах виділяється велика кількість енергії. Значна частина цієї енергії запасається завдяки парному синтезу АТФ і АДФ і неорганічного фосфату (рис. 4.1). За участю специфічного ферменту - фосфотрансферази - фосфатна група від фосфорорганіче- ського з'єднання R | -фосфат з більш високою, ніж у АТФ, енергією переноситься через АДФ. Це призводить до утворення АТФ:

АТФ. в свою чергу, під дією іншого ферменту переносить кінцеву фосфатну групу на молекули органічних сполук з меншою енергією, ніж АТФ, тим самим запасаючи в них енергію. При цьому знову утворюється АДФ.

де Кз-фосфат - фосфорорг анічне з'єднання з більш низькою енергією, ніж у АТФ.

У таких реакціях перенесення фосфатних груп практично завжди посередником є АТФ, так як в клітинах немає специфічних ферментів, здатних відразу зробити перенесення фосфатних груп від високоенергетичних сполук до низ- коенергеті чес до і м.

Таким чином, проміжне значення вільної енергії гідролізу АТФ дуже важливо для його біологічної функції і робить це з'єднання незамінним переносником енергії, що забезпечує кругообіг енергії в клітині.

1. Паращитовидні залози - фізіологія людини і тварин
   паращитовидні ( паратиреоїдного) залози були відкриті досить пізно, так як вони мають невеликі розміри, примикають до задньої поверхні щитовидної залози і мають з цією залозою загальний кровообіг і іннервацію. У більшості людей (у 90%) є чотири паращитовидні залози, але нормою вважається і
2. Пам'ять - вікова анатомія і фізіологія
   Людина наділений пам'яттю - дивовижною здатністю зберігати і відтворювати інформацію про своє минуле, раніше пережите, і згодом використовувати свій життєвий досвід. Без цієї здатності людина була б безпорадним, його минуле стало б недоступним для сьогодення. Російський фізіолог І. М. Сєченов
3. Оцінка результатів лікування і документування - сестринська справа в хірургії
   Після припинення епізодів гострого болю медсестра проводить оцінку реакції хворого на прийом їжі. У пацієнта після прийому їжі не повинно бути болі. Медсестра оцінює переваги хворого в їжі і порівнює їх з запропонованої дієтою. Точна документація історії хвороби пацієнта і наявних у нього
4. Особливості вивчення хірургічного хворого - факультетська хірургія
   В ході обстеження хірургічного хворого необхідно дотримуватися алгоритм, який включає в себе: опитування; огляд; додаткові спеціальні методи дослідження. Опитування включає в себе збір скарг , з'ясування анамнезу захворювання і анамнезу життя пацієнта. Опитування хворого в ургентної хірургії
5. Особливості плацентарного кровообігу і кровообігу плоду - кровообіг, дихання, видільні процеси, розмноження, лактація, обмін речовин
   Живильні речовини плід при плацентарного кровообігу отримує за допомогою судин пуповини. Обмін речовин відбувається між материнською кров'ю, що циркулює в судинах слизової оболонки матки (материнська плацента), і кров'ю плода, що циркулює в капілярах його судинної оболонки (плодова плацента)
6. Особливості обстеження хворих з травмою грудей і живота - факультетська хірургія
   Фізикальне обстеження. Для проникаючих ран швидка оцінка місця входу ранить снаряда визначає необхідність або спостереження, або оперативного лікування. Наприклад, трансаксіальная вогнепальна рана пов'язана з більш високою смертністю і більшою частотою випадків пошкодження серця, судин і спинного
7. Особливості кровообігу новонародженого - вікова анатомія і фізіологія. Т.2 опорно-рухова і вісцеральні системи
   Народження дитини характеризується переходом його до зовсім інших умов існування. При цьому зміни, які наступають в серцево-судинній системі, пов'язані перш за все з включенням легеневого дихання. При народженні дитини перев'язують і перерізають пупковий канатик (пуповину), в зв'язку з чим
8. Основний обмін - вікова анатомія і фізіологія. Т.2 опорно-рухова і вісцеральні системи
   Величина загального обміну залежить від індивідуальних особливостей організму (статі, віку, маси тіла і росту, умов харчування, м'язової роботи, стану ендокринних залоз, нервової системи і внутрішніх органів), а також від умов зовнішнього середовища (температури, атмосферного тиску, вологості