Биохимия. Вода. Биохимия вода
- роль и обмен воды
Роль воды в организме
На самом деле роль воды многогранна и с трудом поддается обычному перечислению. Из наиболее явных ее функций можно назвать:
1. Участие в ферментативных реакциях гидролиза. Поэтому
- катаболизм в клетке любых полимерных молекул (триацилглицеролов, гликогена) и получение из них энергии не может происходить без воды,
- переваривание пищевых веществ ухудшается в состоянии недостаточности воды.
2. Формирование клеточных мембран основано на амфифильности фосфолипидов, т.е. на способности фосфолипидов автоматически формировать полярную поверхность мембраны и гидрофобную внутреннюю фазу. Как следствие, при снижении объема внутри- и внеклеточной воды часть фосфолипидов оказывается "лишней" и происходит деформация мембран клеток.
3. Вода формирует гидратную оболочку вокруг молекул. Это обеспечивает
- растворимость веществ, в частности белков-ферментов, и должное взаимодействие их поверхностных гидрофильных аминокислот с окружающей водной средой. При уменьшении доли воды в среде взаимодействие ухудшается, изменяется конформация фермента и, значит, варьирует скорость ферментативных реакций,
- транспорт веществ в крови и в клетке.
4. Вода создает активный объем клетки и межклеточного пространства. Связывание воды с органическими структурами межклеточного матрикса – коллагеном, гиалуроновой кислотой, хондроитин-сульфатами и другими соединениями обеспечивает тургор и упругость тканей. Наглядно это проявляется при крайнем обезвоживании организма, когда наблюдается спадение глазных яблок и неэластичность кожи.
В качестве примера проявления скрытого дефицита воды можно указать дегенерацию суставов при артрозах. В доклинической стадии сухость и шероховатость хрящевых поверхностей приводят к повышению трения и сцепления в суставе, что проявляется как слышимый при движении скрип и хруст. В дальнейшем развиваются истончение и истирание суставного хряща, снижение его аммортизационных свойств, появление болей и начало клинических стадий остеоартроза.
5. Состояние жидких сред организма (кровь, лимфа, пот, моча, желчь) напрямую зависит от количества в них воды. Сгущение и концентрирование этих жидкостей приводит к снижению растворимости их компонентов – солей, органических веществ, и усилению кристаллообразования в моче и желчи.
- сужение сосудов для приведения в соответствие объема крови и емкости сосудистого русла,
- повышение артериального давления для обеспечения кровоснабжения головного мозга, почек и других органов.
Регулярная нехватка воды приводит к постоянному сокращению гладких мышц сосудов, их "тренировке", утолщению мышечного слоя и, как следствие, более выраженному тонусу сосудов в ответ на обычные стимулы и естественный гормональный фон. Развивается эссенциальная артериальная гипертония.
Источники воды в клетке
Существуют два источника воды для клеточного метаболизма:
1. Вода, образуемая в процессе катаболизма и при окислительном фосфорилировании – метаболическая вода, в среднем 400 мл.
Часто этот источник воды переоценивают и считают достаточным для покрытия водного дефицита, приводя в пример верблюдов и жир в их горбах. Однако элементарный расчет показывает, что в состоянии покоя даже при полном голодании для обеспечения организма человека суточной энергией (2100-3500 ккал) необходимо 225-380 г жира (ценность окисления триацилглицеролов 9,3 ккал/г). Известно, что при полном окислении 1 г жира образуется 1,09 мл воды, т.е. в сутки такой воды будет всего 245-414 мл.
Способность верблюдов выживать в жарких условиях пустыни обусловлены совсем не запасами жира, а другими причинами!
2. Вода, поступающая с пищей – в сутки во взрослый организм должно поступать в виде чистой (!) воды не менее 1,5 л или из расчета 25-30 мл/кг массы. Дополнительно может поступить с напитками, жидкой и твердой пищей еще до 1,5 л. У ребенка первого года жизни суточная потребность в воде составляет 100-165 мл/кг веса, что связано с большим количеством экстрацеллюлярной жидкости и легкостью ее потери при воздействиях на организм.
Выведение воды из организма
Выведение воды осуществляется несколькими системами:
1. Легкие. Вода выводится незаметно для человека с выдыхаемым воздухом, это неощутимые потери (в среднем 400 мл/сут). Доля выводимой воды может возрастать при глубоком дыхании, дыхании сухим воздухом, при гипервентиляции, искусственной вентиляции легких без учета влажности воздуха.
2. Кожа. Потери через кожу могут быть
- неощутимые – при этом выводится практически чистая вода (500 мл/сут),
- ощутимые – потоотделение при повышении температуры тела или среды, при физической работе (до 2,0 литров в час).
3. Кишечник – теряется 100-200 мл/сут, количество возрастает при рвоте, диарее.
4. Почки выводят до 1000-1500 мл/сут. Скорость выделения мочи у взрослого 40-80 мл/ч, у детей – 0,5 мл/кг·ч.
В нормальных условиях благодаря почкам вода из организма выделяется в количестве, соответствующем объему принимаемой жидкости.
Часть воды всегда удаляется независимо от водного рациона, даже при сухом голодании. Это называется облигатная потеря воды (около 1400 мл в сутки). К облигатной потере воды относится удаление воды с потом, выдыхаемым воздухом, испражнениями и мочой. При этом доля воды, теряемой через почки, даже с максимально концентрированной мочой, составляет до 50% всех потерь.
Регуляция водного баланса
В организме за сохранение воды ответственны две антидиуретические системы:
1. Антидиуретический гормон (вазопрессин) – его секреция и синтез возрастает при:
- активации барорецепторов сердца в результате снижения давления крови, при уменьшении внутрисосудистого объема крови на 7-10%,
- возбуждении осморецепторов гипоталамуса – при нарастании осмоляльности внеклеточной жидкости даже менее чем на 1% (при обезвоживании, почечной или печеночной недостаточности),
В зрелом и пожилом возрасте количество осморецепторов снижается и, следовательно, снижается чувствительность гипоталамуса к изменению осмоляльности, что повышает риск обезвоживания, обычно субклинического.
В эпителиоцитах дистальных канальцев почек и собирательных трубочек гормон стимулирует синтез и встраивание аквапоринов в апикальную мембрану клеток и реабсорбцию воды.
2. Ренин-ангиотензин-альдостероновая система (система РААС) – активируется при уменьшении давления в почечных приносящих артериолах или снижение концентрации ионов Na+ в моче дистальных канальцев. Конечная цель работы данной системы – усилить реабсорбцию натрия в конечных отделах нефрона. Это влечет за собой увеличение потока воды в клетки тех же отделов и предотвращение ее потерь.
Потери воды вызываются низкой активностью антидиуретических систем.
3. За целенаправленное удаление натрия и, соответственно, воды отвечает третий гормон - атриопептин. Атриопептин – вазодилатирующий и натрийуретический гормон, вырабатываемый в секреторных миоцитах предсердий и желудочков в ответ на их растяжение. Уровень атриопептинов возрастает, например, в результате застойной сердечной недостаточности, хронической почечной недостаточности и т.п.
Натрийуретический гормон усиливает выведение ионов Na+ и воды и снижает давление за счет:
- повышения скорости клубочковой фильтрации и подавления реабсорбции воды,
- торможения реабсорбции ионов Na+ и Cl– в проксимальных канальцах и повышения их экскреции,
- снижения сердечного выброса и повышения коронарного тонуса,
- ингибирования секреции ренина, эффектов ангиотензина II и альдостерона,
- увеличения проницаемости гистогематических барьеров и увеличения транспорта воды из крови в тканевую жидкость,
- расширения артериол и снижения тонуса вен.
Вы можете спросить или оставить свое мнение.
biokhimija.ru
Биохимия. Вода
МИНИСТЕРСТВО КУЛЬТУРЫ, ОБРАЗОВАНИЯ И ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ПАВЛОДАРСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ КАФЕДРА БИОЛОГИИ КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА Предмет: «Биохимия» Выполнила ст-ка гр. ЗБХ-51 КОТ Т.Р. г. Павлодар, 2004г. витамеры этого витамина. Признаки авитаминоза D. Природные источники витамина D-глюкозы (гликолиз). Структурная формула пептида-валил-изолейцил-метионил-аргенин. Все живое на нашей планете на 2/3 состоит из воды. На первом месте в живом веществе по массе стоят микроорганизмы, на втором—растения, на третьем—животные, на последнем — человек. Бактерии на 81 проц. состоят из воды, споры—на 50 проц., ткани животных в среднем на 70 проц., лимфа — 90 проц., в крови содержится около 79 проц. Самая богатая водой ткань — стекловидное тело глаза, которое содержит до 99 проц. влаги, самая бедная — зубная эмаль — всего лишь 0,2 проц. Вода в организме выполняет несколько функций: растворенные в ней вещества реагируют друг с другом, вода помогает удалению отходов обмена веществ, служит регулятором температуры, являясь хорошим переносчиком тепла, а также смазочным веществом. У живых организмов вода может синтезироваться в тканях. Так, например, у верблюда жир в горбу, окисляясь, может дать до 40 л воды. Человек, выпивая 2,5 л воды в сутки, ежедневно промывает желудок 10 л жидкостей и испаряет 0,7 л воды. Изучение химического состава клеток показывает, что в живых организмах нет никаких особых химических элементов, свойственных только им: именно в этом проявляется единство химического состава живой и неживой природы. Велика роль химических элементов в клетке: N и S входят в состав белков, Р — в ДНК и РНК, Mg — в состав многих ферментов и молекулу хлорофилла, Сu — компонент многих окислительных ферментов, Zn— гормона поджелудочной железы, Fe — молекулы гемоглобина, I — гормона тироксина и т. д. Наиболее важны для клетки анионы НРО42-, Н2РО4-, СО32-, Сl-, НСОз- и катионы Na+, К+, Ca2+ Содержание катионов и анионов в клетке отличается от их концентрации в среде, окружающей клетку, вследствие активной регуляции переноса веществ мембраной. Так обеспечивается постоянство химического состава живой клетки. С гибелью клетки концентрация веществ в среде и в цитоплазме выравнивается. Из неорганических соединений важное значение имеют вода, минеральные соли, кислоты, основания. Вода в функционирующей клетке занимает до 80% ее объема и находится в ней в двух формах: свободной и связанной. Молекулы связанной воды прочно соединены с белками и образуют вокруг них водные оболочки, изолирующие белки друг от друга. Полярность молекул воды, способность образовывать водородные связи объясняет ее высокую удельную теплоемкость. Вследствие этого в живых системах предотвращаются резкие колебания температуры, происходит распределение и отдача тепла в клетке. Благодаря связанной воде клетка способна выдерживать низкие температуры. Ее содержание в клетке составляет примерно 5%, и 95% приходится на свободную воду. Последняя растворяет многие вещества, вовлекаемые клеткой в обмен. В высокоактивных клетках, например в ткани головного мозга, на долю воды приходится около 85%, а в мышцах—более 70%; в менее активных клетках, например в жировой ткани, вода составляет около 40% ее массы. В. живых организмах вода не только растворяет многие вещества; с ее участием происходят реакции гидролиза — расщепления органических соединений до промежуточных и конечных веществ. Вещество Поступление в клетку Местонахождение и преобразование Свойства Вода У растений — из окружающей среды; у животных образуется непосредственно в клетке при углеводов и поступает из окружающей среды В цитоплазме, вакуолях, матриксе органелл, ядерном соке, клеточной стенке, межклетниках. Вступает в реакции синтеза, гидролиза и окисления Растворитель. Источник кислорода, осмотический регулятор, среда для физиологических и биохимических процессов, химический компонент, терморегулор Стоит отметить, что различные органические вещества при своем окислении образуют различные количества воды. Чем богаче молекула органического вещества водородом, тем больше образуется при его окислении воды. При окислении 100 г жира образуется 107 мл воды, 100 г углеводов - 55 мл воды, 100 г белков - 41 мл воды. Человек и плотоядные животные не могут обходиться тем количеством воды, которая имеется в твердой пище, и они страдают при отсутствии питьевой воды. Травоядные животные, питающиеся сочными кормами, могут обходиться без питьевой воды. (Нуждаются в питьевой воде сельскохозяйственные животные: коровы, из организма которых большое количество воды выделяется с секретом молочной железы - молоком; лошади, теряющие большое количество воды с потом.) Мелкие грызуны (мыши, крысы), питающиеся сухими продуктами, могут обходиться без питьевой воды. Для них большое значение приобретает эндогенная вода, образующаяся при окислении органических веществ пищи. Суточная потребность организма человека в воде составляет около 40 г воды на 1 кг веса. У детей грудного возраста потребность в воде на 1 кг веса в три - четыре раза выше, чем у взрослых. Вода в организмах живых существ не только выполняет транспортную функцию, она также используется в процессах обмена веществ. Включение воды в органические вещества в большом масштабе имеет место у зеленых растений, у которых при использовании солнечной энергии из воды, углекислого газа и минеральных азотистых веществ синтезируются углеводы, белки, липиды и иные органические вещества. Поступление воды в организм регулируется чувством жажды. Уже при первых признаках сгущения крови в результате рефлекторного возбуждения определенных участков коры головного мозга возникает жажда - стремление к питью. При потреблении даже большого количества воды единовременно, кровь не обогащается водой сразу, не разжижается. Объясняется это тем, что вода из крови быстро поступает в межклеточные пространства и увеличивает количество межклеточной воды. Всосавшаяся в кровь и отчасти в лимфу из кишечника вода в значительной части поступает в кожу и на некоторое время там задерживается. В печени также удерживается некоторое количество поступившей в организм воды. Вода выделяется из организма, главным образом, почками, с мочой, в небольшом количестве ее выделяют стенки кишечника, затем потовые железы (через кожу) и легкие с выдыхаемым воздухом. Количество воды, выделяемой из организма не постоянно. При сильном потении из организма с потом может выделяться 5 и более литров воды в сутки. В этом случае количество воды, выделяемой почками, уменьшается, моча сгущается. Уменьшается выделение мочи при ограничении питья. Однако сгущение мочи возможно до определенного предела, и при дальнейшем ограничении питья задерживается выведение из организма конечных продуктов азотистого обмена и минеральных веществ, что отрицательно отражается на жизнедеятельности организма. При обильном поступлении воды в организм, выделение мочи увеличивается. Вода в природе. Вода — весьма распространенное на Земле вещество. Почт...
Похожие материалы:
refland.ru
Биохимия. Вода - Контрольная работа
Контрольная работа - Химия
Другие контрольные работы по предмету Химия
МИНИСТЕРСТВО КУЛЬТУРЫ, ОБРАЗОВАНИЯ И ЗДРАВООХРАНЕНИЯ
РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
ПАВЛОДАРСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
КАФЕДРА БИОЛОГИИ
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА
Предмет: Биохимия
Выполнила ст-ка
гр. ЗБХ-51
КОТ Т.Р.
г. Павлодар, 2004г.
- Вода в живых организмах. Строение и свойства воды.
- Структурные формулы пуриновых и пиримидиновых оснований, входящих в состав нуклеиновых кислот.
- Свойства ферментов, специфичность действий ферментов. Отличия денатурированного белка от нативного.
- Витамин D, витамеры этого витамина. Признаки авитаминоза D. Природные источники витамина D.
- Схема дихотомического распада D-глюкозы (гликолиз).
- Структурная формула пептида-валил-изолейцил-метионил-аргенин.
Все живое на нашей планете на 2/3 состоит из воды. На первом месте в живом веществе по массе стоят микроорганизмы, на второмрастения, на третьемживотные, на последнем человек. Бактерии на 81 проц. состоят из воды, спорына 50 проц., ткани животных в среднем на 70 проц., лимфа 90 проц., в крови содержится около 79 проц. Самая богатая водой ткань стекловидное тело глаза, которое содержит до 99 проц. влаги, самая бедная зубная эмаль всего лишь 0,2 проц.
Вода в организме выполняет несколько функций: растворенные в ней вещества реагируют друг с другом, вода помогает удалению отходов обмена веществ, служит регулятором температуры, являясь хорошим переносчиком тепла, а также смазочным веществом.
У живых организмов вода может синтезироваться в тканях. Так, например, у верблюда жир в горбу, окисляясь, может дать до 40 л воды. Человек, выпивая 2,5 л воды в сутки, ежедневно промывает желудок 10 л жидкостей и испаряет 0,7 л воды.
Изучение химического состава клеток показывает, что в живых организмах нет никаких особых химических элементов, свойственных только им: именно в этом проявляется единство химического состава живой и неживой природы.
Велика роль химических элементов в клетке: N и S входят в состав белков, Р в ДНК и РНК, Mg в состав многих ферментов и молекулу хлорофилла, Сu компонент многих окислительных ферментов, Zn гормона поджелудочной железы, Fe молекулы гемоглобина, I гормона тироксина и т. д. Наиболее важны для клетки анионы НРО42-, Н2РО4-, СО32-, Сl-, НСОз- и катионы Na+, К+, Ca2+
Содержание катионов и анионов в клетке отличается от их концентрации в среде, окружающей клетку, вследствие активной регуляции переноса веществ мембраной. Так обеспечивается постоянство химического состава живой клетки. С гибелью клетки концентрация веществ в среде и в цитоплазме выравнивается. Из неорганических соединений важное значение имеют вода, минеральные соли, кислоты, основания.
Вода в функционирующей клетке занимает до 80% ее объема и находится в ней в двух формах: свободной и связанной. Молекулы связанной воды прочно соединены с белками и образуют вокруг них водные оболочки, изолирующие белки друг от друга. Полярность молекул воды, способность образовывать водородные связи объясняет ее высокую удельную теплоемкость. Вследствие этого в живых системах предотвращаются резкие колебания температуры, происходит распределение и отдача тепла в клетке. Благодаря связанной воде клетка способна выдерживать низкие температуры. Ее содержание в клетке составляет примерно 5%, и 95% приходится на свободную воду. Последняя растворяет многие вещества, вовлекаемые клеткой в обмен.В высокоактивных клетках, например в ткани головного мозга, на долю воды приходится около 85%, а в мышцахболее 70%; в менее активных клетках, например в жировой ткани, вода составляет около 40% ее массы. В. живых организмах вода не только растворяет многие вещества; с ее участием происходят реакции гидролиза расщепления органических соединений до промежуточных и конечных веществ.
ВеществоПоступление в клеткуМестонахождение и преобразованиеСвойстваВодаУ растений из окружающей среды; у животных образуется непосредственно в клетке приуглеводов и поступает из окружающей средыВ цитоплазме, вакуолях, матриксе органелл, ядерном соке, клеточной стенке, межклетниках. Вступает в реакции синтеза, гидролиза и окисленияРастворитель. Источник кислорода, осмотический регулятор, среда для физиологических и биохимических процессов,химический компонент, терморегулор
Стоит отметить, что различные органические вещества при своем окислении образуют различные количества воды. Чем богаче молекула органического вещества водородом, тем больше образуется при его окислении воды. При окислении 100 г жира образуется 107 мл воды, 100 г углеводов - 55 мл воды, 100 г белков - 41 мл воды.
Человек и плотоядные животные не могут обходиться тем количеством воды, которая имеется в твердой пище, и они страдают при отсутствии питьевой воды. Травоядные животные, питающиеся сочными кормами, могут обходиться без питьевой воды. (Нуждаются в питьевой воде сельскохозяйственные животные: коровы, из организма которых большое количество воды выделяется с секретом молочной железы - молоком; лошади, теряющие большое количество воды с потом.) Мелкие грызуны (мыши, крысы), питающиеся сухими продуктами, могут обходиться без питьевой воды. Для них большое значение приобретает эндогенная ?/p>
geum.ru
