الصفحة الرئيسية » طب الغدد الصماء » أحماض عضوية ، دهون ، فيتامينات. أساسيات الكيمياء الحيوية للدهون في جسم الإنسان

أحماض عضوية ، دهون ، فيتامينات. أساسيات الكيمياء الحيوية للدهون في جسم الإنسان

عند تسخينها ، يتم فصل الحمض النووي مزدوج الشريطة إلى سلاسل أحادية النوكليوتيد. مع التبريد البطيء ، يتم لم شملهم مرة أخرى وفقًا لمبدأ التكامل ، يتم تشكيل سلسلة DNA أصلية مزدوجة النوكليوتيد - تسمى هذه العملية إعادة التشبع ولا تحدث أثناء التبريد السريع.

المقاطع الحلزونية (المنظمة) من الأحماض النووية نشطة بصريًا ، وتدور مستوى الضوء المستقطب ، وتمتص في الأشعة فوق البنفسجية بحد أقصى 260 نانومتر ، لكن شدة الامتصاص بواسطة الأحماض النووية أقل من خليط النيوكليوتيدات - تأثير متباين اللون .

^ المحاضرة رقم 3 (2 ساعة)

الموضوع: الكيمياء الحيوية للكربوهيدرات

منذ حوالي مائة عام ، تم اقتراح استدعاء مركبات الكربوهيدرات التي يتوافق تركيبها مع الصيغة (CHOH) n ، أي هيدرات الكربون. علاوة على ذلك ، يمكن أن يختلف عدد ذرات الكربون ، اعتمادًا على نوع الكربوهيدرات ، من ثلاثة إلى عدة آلاف. تتنوع الوظائف البيولوجية للكربوهيدرات وتعتمد على نوع الكربوهيدرات أو مشتقاتها. تشكل الكربوهيدرات حوالي 2٪ من كتلة جسم الحيوان (تصل نسبة الكربوهيدرات في النباتات إلى 80٪). تم العثور على أكبر كمية من الكربوهيدرات في الكبد ، في النسيج الضام. الوظائف الرئيسية للكربوهيدرات هي:

الطاقة (عند تقسيم 1 جرام من الكربوهيدرات ، يتم تكوين 4.1 - 4.2 كيلو كالوري ؛
بلاستيك أو إنشائي (إنشائي) ؛
وقائي (بالاشتراك مع البروتينات) ؛
تنظيمية (بالاشتراك أيضًا مع البروتينات) ؛
مستقبلات (أيضًا معقدًا مع البروتينات) ، إلخ.

يتم تقسيم جميع الكربوهيدرات إلى الفئات التالية:

1. السكريات الأحادية (الوحدات الأحادية) ، يطلق عليها أحيانًا السكريات البسيطة. بشكل عام ، "السكريد" - مترجم من اليونانية - "حلو". وبالفعل ، فإن طعم العديد من السكريات البسيطة حلو.

2. السكريات القليلة القلة (اثنان أو أكثر من المونومرات متصلة في سلسلة واحدة).

3. السكريات - مركبات ذات وزن جزيئي مرتفع ، تحتوي على مائة إلى عدة آلاف من المونومرات.

السكريات الأحادية

لأول مرة ، تم إنشاء هيكل بعض السكريات الأحادية في النصف الثاني من القرن التاسع عشر بواسطة فيشر. جميع السكريات الأحادية البسيطة لها صيغة تجريبية عامة (CHOH) n ، حيث n هي عدد صحيح من ثلاثة إلى تسعة. بغض النظر عن عدد ذرات الكربون ، يمكن تصنيف جميع السكريات إلى فئتين: الألدوز أو الكيتوز (تشير النهاية -ose إلى الانتماء إلى الكربوهيدرات). تحتوي الجرعات على مجموعة وظيفية ألدهيد ، بينما تحتوي الكيتوز على مجموعة وظيفية. تتميز Aldo- و keto-trioses و tetroses و pentoses وما إلى ذلك بعدد ذرات الكربون. يمكن أيضًا إجراء التقسيم إلى aldoses و ketoses على أساس آخر: إذا كانت مجموعة carbonyl (= C =) موجودة في نهاية السلسلة ، فهذه جرعة aldose ، وإذا كانت مجموعة carbonyl موجودة في أي مكان آخر ، هذا هو كيتوز ، أو ، على التوالي ، ألدهيد أو كيتون.
^

تحتوي الأنسجة الحيوانية على السكريات الأحادية التالية:

ثلاث مرات

في الطبيعة ، تسود السكريات ذات التكوين D:

تتروس

عدد الايزومرات للسكريات الأحادية 2 م ، حيث م هو عدد ذرات الكربون غير المتماثلة. في الثلاثيات ، هذا هو C 2 ، في tetroses - C 2 ، C 3 ، في pentoses - C 2 ، C 3 ، C 4 ، وفي hectoses - C 2 ، C 3 ، C 4 ، C 5 \ u003d 16 أيزومرات.

بينتوز

السداسي

heptoses

جميع السكريات الأحادية المدرجة تدخل الجسم مع الطعام أو تتشكل في عمليات التمثيل الغذائي. إنها مواد صلبة بلورية عديمة اللون وقابلة للذوبان في الماء بدرجة عالية. يوفر السكر الأحادي معظم الطاقة ومعظم الكربون اللازم لتخليق البروتينات والدهون والكربوهيدرات الأخرى.

كقاعدة عامة ، تحتوي السكريات الأحادية التي تحتوي على عدد صغير من ذرات الكربون (ثلاثية ، تتروس) على هيكل على شكل سلاسل مستقيمة. والسكريات الأحادية التي تحتوي على عدد ذرات الكربون 5 وأكثر لها بنية دورية مغلقة ؛ لكتابة هذا الهيكل ، استخدم صيغ هاوورث (1929)

بسبب التشابه مع مادة عضوية Pyran يسمى الجلوكوز المكتوب باستخدام صيغة Heors -D-glucopyronase. كل شيء موجود على يمين ذرات الكربون عند كتابة صيغة فيشر يقع أدناه عند كتابة صيغة Hehors. يتم تحديد  و من خلال موقع المجموعة - OH عند أول ذرة كربون (يمينًا أو أسفل -  ؛ يسارًا أو أعلى -). يتم دائمًا كتابة آخر مجموعة CH 2 OH (عند ذرة C الأخيرة) في الأعلى.

تتميز الحلقات الخماسية بالتشابه مع المركب الكيميائي فوران

, لذلك ، تسمى السكريات الأحادية المكتوبة بهذا الشكل فورانوز:

بالإضافة إلى السكريات الأحادية ، تحتوي أنسجة الجسم أيضًا على مشتقاتها ، والتي تتشكل أثناء تفاعلات السكريات باستخدام مجموعات تفاعلية:

OH ، - C \ u003d O ، \ u003d C \ u003d O ، أي الكحول والألدهيد والكيتون.

جليكوسيدات

السكريات الأحادية قادرة على تكوين رابطة جليكوسيدية من نوع C-O-R. في أغلب الأحيان ، تتكون الرابطة الجليكوسيدية من مجموعة كحول (-OH) عند أول ذرة كربون ، على الرغم من أن المجموعات الأخرى (-OH) يمكن أن تشكل رابطة جليكوسيدية في ظل ظروف أكثر صرامة. فمثلا:

هذا هو ، في الواقع ، هذا هو رد فعل اثنين من الكحوليات لتشكيل الأثير بسيط R-O-R. بمساعدة الرابطة الجليكوسيدية ، يمكن أن تكون السكريات الأحادية مترابطة:

قلة السكريات

تحتوي السكريات القليلة على السكريات التي تتكون من 2 ، 3 ، 4 أو أكثر من السكريات الأحادية. يوجد اللاكتوز في الأنسجة (سكر الحليب - في لبن الأم حوالي 7٪). هذا هو قليل السكاريد المختلط (أي أنه يتكون من بقايا أحادي السكاريد المختلفة) ، بشكل أكثر دقة ، ثنائي السكاريد ويتكون من مخلفات الجلوكوز والجالاكتوز المتصلة بواسطة رابطة α-glucose:

تم العثور على السكريات القلة المختلطة في شكل حر (في حليب الثدي) وترتبط بالبروتينات والدهون (في الأنسجة). وهي تشمل الجلوكوز والجالاكتوز والمانوز والسكريات الأمينية ومشتقاتها من الأسيتيل والنورامينيك وأحماض السياليك و L- الفركتوز - وهذا ينتج ثلاثي ، تترا ، - خماسي السكريات ، وما إلى ذلك. وجود مجموعات قليلة السكاريد في الدم والأنسجة يحدد خصوصية المجموعة ( فصائل الدم) ، فإنها تسبب تفاعلات محددة بين الخلايا. تم العثور على المالتوز والسكروز و oligosaccharides الأخرى في النباتات.

ينتمي عامل Bifidus أيضًا إلى سكريات قليلة التعدد ، ويشمل الجالاكتوز ، L- الفوكوز ، N-acetylglucosamine ، الجلوكوز وحمض النورامينيك. هذا العامل هو أهم ركيزة للتخمير.

السكريات

يمكن تقسيم جميع السكريات إلى:

1. عديدات السكاريد المتجانسة (جميع بقايا المونومرات المكونة متطابقة). الممثل الوحيد في الأنسجة الحيوانية هو الجليكوجين. يعمل الجليكوجين كمواد طاقة احتياطية للخلية. يتكون من مخلفات الجلوكوز المترابطة بواسطة رابطة -1،4-glucosidic. يتم تنفيذ كل شيء معًا بمساعدة رابطة -1،6-glycosidic.

يحدث التفرع من خلال 8-10 بقايا جلوكوز في السلسلة الرئيسية. يزيد تفرع سلسلة الجليكوجين من قابليتها للذوبان ، ويزيد أيضًا من معدل تخليق وتفكك الجليكوجين ، حيث تزداد منطقة ملامسة الجليكوجين مع الإنزيمات (سينثيز الجليكوجين وفوسفوريلاز الجليكوجين ، على التوالي).

يوجد الجليكوجين في جميع الخلايا ، ولكن الأهم من ذلك كله موجود في الكبد (5-10٪ من الكتلة الكلية) وفي العضلات (1-2٪). يصل الوزن الجزيئي للجليكوجين إلى عدة ملايين. إنه مستودع للجلوكوز في الجسم.

2. عديدات السكاريد المتجانسة(يتكون من مونومرات مختلفة). غالبًا ما تكون عديدات السكاريد المتجانسة معقدة مع كمية أو أخرى من البروتين (من 1 إلى 5 ٪) ، وتسمى المجمعات أيضًا بروتيوغليكان. يسمى جزء السكاريد من هذا المركب عديدات السكاريد المخاطية أو الجليكوزامينوجليكان. هناك العديد من البروتيوغليكان في النسيج الضام (تصل إلى 33٪) ، خاصة في النسيج الضام الرخو (مادة بين الخلايا) ، والأوتار ، والأربطة ، والجلد ، والقرنية ، والجسم الزجاجي ، وصمامات القلب ، إلخ.

^ هضم الكربوهيدرات

هذه هي عملية الانقسام المائي للسكريات المتعددة والقليلة. يبدأ الهضم في الفم. يحتوي اللعاب على إنزيم يكسر النشا (-amylase) ، ويفكك روابط -1،4-glycosidic داخل الجزيء (ولكن ليس الروابط الطرفية) ، أثناء تكوين الدكسترين ، كمية صغيرة من المالتوز والإيزومالتوز. في المعدة ، لا يتم هضم الكربوهيدرات ، لأن. الرقم الهيدروجيني حمضي. يحدث الهضم الكامل في الأمعاء الدقيقة. ينتج البنكرياس الأميليز بيتا ، بيتا ، ويطلقها في تجويف الأمعاء. تنتج خلايا الغشاء المخاطي المعوي أيضًا عددًا من الإنزيمات التي تهضم السكريات القليلة العدد. تشق مجموعة واحدة من الإنزيمات روابط -glycosidic (المالتاز: روابط -1،4-glycosidic ، isomaltase--1،6 ؛ السكراز - السكروز). المجموعة الثانية تشق روابط -glycosidic (اللاكتاز ، -galactosidase ، heterogalactosidase - تشق السكاريد المختلطة). تحت تأثير هذه الإنزيمات ، يحدث الانقسام إلى السكريات الأحادية. غالبًا ما يكون الهضم جداريًا (بالقرب من سطح الخلية). غير مهضوم: الألياف (لا يوجد إنزيم) ، ولكنها ضرورية لحركة الأمعاء ، البكتوزان (السكريات تتكون من البنتوز). أثناء الهضم ، يتكون معظم الجلوكوز. يتم الامتصاص بمساعدة ناقلات خاصة ، في حين أن الخصوصية مميزة ، يتم إنفاق الطاقة (يتم زيادة استهلاك الأكسجين ، يتم استهلاك ATP). يمكن امتصاص الجلوكوز والجالاكتوز بسبب النقل النشط ، بسبب تدرج تركيز أيونات الصوديوم الناتجة عن Na ، K - ATPase. وهذا يضمن امتصاصها حتى بتركيزات منخفضة في الأمعاء. مع تدفق الدم عبر الوريد البابي ، يتم توصيل الجلوكوز إلى الكبد ، وجزئيًا مع تدفق الدم يتم توصيله إلى جميع الأعضاء والأنسجة.

يمكن أن يأتي الجلوكوز من الجهاز الهضمي مع مجرى الدم ، ويتكون أثناء تحلل الجليكوجين ، ويمكن تصنيعه من مكونات غير كربوهيدراتية - استحداث السكر.

تحلل السكر

يشير تحلل السكر عمومًا إلى تكسير الكربوهيدرات. اعتمادًا على الكائن الحي المحدد و (أو) ظروف نموه ، يمكن أن يسير تحلل السكر على طول المسار اللاهوائي (في هذه الحالة يطلق عليه تحلل السكر اللاهوائي).

ويمكن أن تتبع المسار الهوائي (على التوالي ، تحلل السكر الهوائي). بالنسبة للعديد من الكائنات الحية الدقيقة التي تنمو في ظل ظروف لاهوائية ، فإن تحلل السكر هو المسار التقويضي الرئيسي للحصول على الطاقة من ركائز الكربوهيدرات ، مما يؤدي إلى تكوين بعض المنتجات الأيضية النهائية ، على سبيل المثال ، الإيثانول ، اللاكتات ، الجلسرين. غالبًا ما يشار إلى هذا النوع من العمليات باسم التخمير. في الحيوانات ، يوفر التحلل اللاهوائي (مع تكوين اللاكتات) الطاقة لتقلص العضلات الهيكلية في ظل ظروف محدودة من الإمداد بالأكسجين. في بعض الحالات ، يتبع تحلل السكر (تحلل السكر الهوائي) المسار اللاهوائي في ظل الظروف الهوائية ، أي أن المنتج النهائي هو اللاكتات ، على الرغم من وجود الأكسجين. تحدث مثل هذه العمليات ، على سبيل المثال ، في كريات الدم الحمراء ، وشبكية العين ، والغشاء المخاطي المعوي ، في أنسجة الجنين (بعد الولادة بفترة وجيزة). تحلل السكر هو المسار اللاهوائي الوحيد الذي يوفر الطاقة. في ظل الظروف الهوائية (في وجود الأكسجين) ، تشكل تفاعلات تحلل السكر الشكل الأولي لتحلل الكربوهيدرات ، المرتبط أيضًا بدورة حمض الستريك. في هذه الحالة ، يتوقف تحلل السكر في مرحلة تكوين PVC. في ظل الظروف الهوائية ، يؤدي تحلل السكر ودورة كريبس معًا إلى الأكسدة الكاملة للهكسوز إلى ثاني أكسيد الكربون. هذه العملية مصحوبة بإطلاق كميات كبيرة من الطاقة الأيضية المتاحة ، بشكل رئيسي في شكل منتجات عالية الطاقة NADH و FADH 2 ، والتي تتأكسد أثناء السلسلة التنفسية ، وتوفر الطاقة اللازمة لعملية RP ، مما يؤدي إلى تشكيل ATP. تحلل السكر هو أول تسلسل حيوي مفكك بالكامل تفاعلات كيميائية، استغرق الأمر ما يقرب من 50 عامًا (1890-1940). خلال هذا الوقت ، تم اكتشاف الفوسفويستر ، ATP ، NAD ، تم عزل العديد من العوامل وتمييزها ، إلخ. يحدث تحلل السكر في العصارة الخلوية.

التعليم مهم جدا المرحلة الأخيرة NAD + ، والذي يستخدم في الفسفرة المؤكسدة لـ 3-phosphoglyceraldehyde.

اللاكتات هو المنتج النهائي لتحلل السكر. نظرًا لأن اللاكتات (وكذلك البيروفات ، بالمناسبة) تمر بسهولة تامة عبر غشاء البلازما ، فإنها تدخل من خلية العضلات (أو كريات الدم الحمراء) إلى الدم ، مع تدفق الدم إلى الكبد ، حيث تتأكسد في البيروفات ، والتي ثم يتحول إلى جلوكوز. وهكذا ، يتم تشكيل نوع من الدورة. تشكل هذه التحولات دورة Corey:

بشكل عام ، أثناء تحلل السكر ، يتم تكوين 4 جزيئات ATP ، ويتم استهلاك 2 ATP. وبالتالي ، فإن التأثير الكلي لأكسدة جزيء جلوكوز واحد أثناء تحلل السكر إلى اللاكتات هو 2 ATP. يتم استخدام حوالي 3٪ فقط من كل الطاقة الممكنة ، والتي يمكن الحصول عليها عن طريق أكسدة الجلوكوز ، أي يجب تكسير 27 كجم من الجلوكوز يوميًا لتزويد الجسم بالطاقة (إذا تم الحصول على الطاقة فقط من خلال تحلل السكر). ومع ذلك ، يحدث تحلل السكر في الخلايا. مطلوب في العضلات من أجل استلام سريعطاقة.

^ المحاضرة رقم 4 (2 ساعة)

الموضوع: الكيمياء الحيوية للدهون

الدهون عبارة عن مركبات طبيعية غير قطبية غير قابلة للذوبان تمامًا أو تقريبًا في الماء ، ولكنها قابلة للذوبان في المذيبات غير القطبية ، مثل الكلوروفورم وثاني كبريتيد الكربون والأثير والإيثانول الساخن. السمة المميزة الرئيسية لهذه المجموعة من المواد غير المتجانسة إلى حد ما هي عدم قطبيتها ، والتي تفسر في بعض الحالات من خلال وجود واحد أو أكثر من الأحماض الدهنية التي تحتوي على سلاسل هيدروكربونية أليفاتية طويلة في هذه المركبات. محتوى الدهون في الجسم هو 10 - 20٪ من وزن الجسم.

أداء الدهون البيولوجية التالية المهام :

1. هي مكونات الأغشية ، والتي تحدد إلى حد كبير نفاذية لها.

2. تعمل كواحد من الأشكال الرئيسية للكربون وتخزين الطاقة (1 غرام من الدهون أثناء الأكسدة يعطي 9.3 كيلو كالوري).

3. قد تكون سلائف لمركبات مهمة أخرى.

4. تعمل بمثابة حواجز واقية تحمي من التأثيرات الحرارية والكهربائية والفيزيائية.

5. إنها جزء من الأصداف الواقية التي تحمي من العدوى والفقد المفرط أو تراكم المياه. الدهون هي مصادر المياه الداخلية.

6. في بعض الحالات ، تكون هذه الفيتامينات والهرمونات.

7. المشاركة في التقريب من النبضات العصبية ، لأنها جزء من أغلفة المايلين.

هناك تصنيف يعتمد على محتوى الكحول في تكوين الدهون. وفقًا لذلك ، يتم عزل الدهون المحتوية على الجلسرين والتي تحتوي على السفينجوزين والكوليسترول ومشتقاته.

تصنيف الدهون حسب بنيتها:

1. الدهون البسيطة.

2. الدهون المعقدة.

3. المشتقات الدهنية.

تشمل الدهون البسيطة فقط إسترات الأحماض الدهنية والكحول. يتضمن تكوين الدهون المعقدة ، بالإضافة إلى الأحماض الدهنية والكحول ، مكونات أخرى. من بين الدهون المعقدة ، يتم تمييز الجلسرين الفوسفاتي ، السفينجوميلين ، cerebrosides و gangliosides. تشمل مشتقات الدهون جميع المركبات التي لا يمكن تصنيفها بوضوح على أنها دهون بسيطة أو معقدة ، مثل المنشطات والكاروتينات والفيتامينات ذات الطبيعة الدهنية. يتكون الكثير منها من سلاسل الهيدروكربونات التي كانت جزءًا من الأحماض الدهنية ، وتشتمل تركيبة الدهون البسيطة والمعقدة بالضرورة على الأحماض الدهنية. في الواقع ، هذه أحماض كربوكسيلية ذات سلسلة أليفاتية طويلة. الأحماض الدهنية الطبيعية متنوعة للغاية.

للراحة ، تتميز المجموعات التالية:

1. معظم الأحماض الدهنية عبارة عن أحماض أحادية الكربوكسيل تحتوي على سلاسل هيدروكربونية خطية مع عدد زوجي من الذرات (عادةً C 12 - C 20). أقل شيوعًا هي FAs ذات السلاسل الأقصر أو مع عدد فردي من ذرات الكربون.

2. غالبًا ما توجد أحماض تحتوي على روابط إيثيلين (غير مشبعة ، مزدوجة) (عادةً أحماض C 18 - C 20). في حالة وجود رابطتين مزدوجتين أو أكثر ، يتم فصلهما دائمًا بواسطة مجموعة ميثيلين واحدة: - CH = CH-CH 2 -CH = CH -.

3. في الأحماض غير المشبعة ذات الروابط المزدوجة ، يحدث تكوين رابطة الدول المستقلة دائمًا.

يعطي عدد كبير من روابط C-C و C-H غير القطبية في سلسلة الكربون طابعًا غير قطبي إلى حد كبير للجزيء بأكمله ، على الرغم من أنه يحتوي أيضًا على مجموعة قطبية - COOH. من الواضح تمامًا أن المركب الذي يحتوي على واحد أو أكثر من بقايا FA سيكون غير قطبي ، وهذا هو سبب عدم ذوبان الدهون في الماء ، ويسبب أيضًا تجميع الدهون في أغشية حيوية.

انصح أنواع مختلفةالدهون:

^ 1. الدهون البسيطة . وهي مقسمة إلى مجموعتين: أسيل جلسرين محايد وشموع.

أسيل جلسرين محايد.اعتمادًا على عدد بقايا FA المتصلة بالكحول ثلاثي الهيدروجين الجلسرين ، يتم تمييز الجلسرين الأحادي ، الثنائي ، ثلاثي الأسيل. مشتقات Triacyl هي الأكثر شيوعًا في الطبيعة. في جميع الحالات ، لا يحتوي الأسيل جلسرين البسيط على مجموعات أيونية وظيفية وينتمي إلى الدهون المحايدة. عادة ما تكون سلاسل الأسيل الجانبية متميزة.

الصيغة العامة:

شموع.هذه عبارة عن استرات ، ومع ذلك ، فإن كلاً من الكحول (حتى C 18) والحمض المتضمن في تركيبتهما لهما سلاسل هيدروكربونية طويلة. جميع الشموع غير قابلة للذوبان تمامًا في الماء. عادة ما تكون الشمع الطبيعي هي المنتجات النهائية لتلك المسارات الأيضية التي يتمثل دورها الرئيسي في تشكيل طلاءات واقية. يحتوي ريش الطيور وجلود الحيوانات على طلاء شمعي يجعلها مقاومة للماء. يقلل طلاء أوراق وثمار النباتات بالشمع من فقدان الرطوبة ويقلل من احتمالية الإصابة.

^ 2. الدهون المعقدة.

هناك ثلاث فئات رئيسية من الدهون المعقدة:

1. فسفوسيل جلسرين.

2. سفينجوميلين.

3. جليكوليبيدات.

يُطلق على أول فئتين اسم الفوسفاتيدات أو الدهون الفوسفورية بسبب وجود مجموعات الفوسفات. تم العثور على كل هذه المركبات فقط في الأغشية ، باعتبارها مكوناتها الرئيسية.

^ الجلسرين الفوسفاتي (PAGs). هذه هي الدهون المعقدة الأكثر شيوعًا. يختلف عدد FAs المختلفة وتركيزها النسبي اختلافًا كبيرًا اعتمادًا على نوع الخلايا وحالتها الفسيولوجية. على الرغم من هذا التنوع ، إلا أنهم ما زالوا يميزون بين المكونات الرئيسية والثانوية. رئيسي:فوسفاتيل كولين (ليسيثين) ، فوسفاتيد إيثانولامين (سيفالين) ، فوسفاتيديل جليسرين. تحت السن القانوني:فوسفاتيديل سيرين ، ثنائي فوسفاتيديل جلسرين (كارديوليبيد) ، فوسفاتيديلينوسيتول وحمض الفوسفاتيديك. تتشكل جميع FAGs الأخرى من حمض الفوسفاتيدك.

حمض الفوسفاتيك

تختلف FAGs المختلفة عن بعضها البعض من خلال مجموعات إضافية مرتبطة برابطة الفوسفويستر بحمض الفوسفاتيديك. يختلف تكوين FAs لمختلف FAGs حتى داخل نفس الكائن الحي.

^ هيكل بعض FAs:

في هذه الهياكل ، من الواضح أن المركبات لها منطقتان مختلفتان: "ذيل" غير قطبي مسعور و "رأس" قطبي محب للماء. تسمى هذه الطبيعة المزدوجة أليفاتية (من اليونانية - ذات وجهين وشعور).

^ سفينجوميلين (فوسفوسوينجوليبيدات). وهي تتكون من جزيء واحد من الأحماض الدهنية والكولين وحمض الفوسفوريك وكحول سوينغوزين. Sphingosines هي عائلة من الكحولات الأمينية طويلة السلسلة غير المشبعة التي تختلف في طول السلسلة. يتم إرفاق FA بالمجموعة الأمينية من السفينجوزين من خلال رابطة أميد ، ويتم تكوين سيراميد. إضافة بقايا فسفوريل كولين يكمل تكوين سوينغوميلين:

^ جليكوليبيدات (جليكوسفينجوليبيد). كما أنها تعتمد على سيراميد. هناك مبيدات دماغية ومبيدات عصبية. هناك تفاعل حيوي حيوي للدهون متسلسل آخر هو التحويل الإنزيمي لسلائف السيراميد إلى مبيدات السربروسيد والجانغليوزيدات عن طريق ربط مجموعة كربوهيدرات بالسيراميد. توجد المبيدات الحشرية والجانجليوسيدات بشكل رئيسي (وإن لم يكن حصريًا) في أغشية الخلايا في الأنسجة العصبية والدماغية ، كما أنها تظهر خصائص أمفيباثيك. الكائنات الاوليه المبيدات الدماغيةتحتوي على مجموعة أحادية السكاريد مرتبطة برابطة جليكوسيدية إلى مجموعة -OH الطرفية من سيراميد. كقاعدة عامة ، هو الجلوكوز أو الجالاكتوز.

^ 3. المشتقات الدهنية.

هذه مجموعة غير متجانسة من المركبات. التشابه بينهما محدود فقط بسبب ضعف الذوبان في الماء. أهم أعضاء هذه المجموعة هي المنشطات والكاروتينات والفيتامينات ذات الصلة ذات الطبيعة الدهنية.

منشطات.توجد في جميع الكائنات الحية حيث تؤدي وظائف مختلفة. في البشر ، تلعب دور الهرمونات الجنسية ، عوامل الاستحلاب في هضم الدهون ، وتشارك في نقل الدهون عبر الأغشية. في بلازما الدم ، تعمل كعوامل مضادة للالتهابات وكمنظمين لبعض عمليات التمثيل الغذائي. جميع المنشطات لها هيكل مماثل ، والذي يعتمد على. تنوع هياكل الستيرويد يرجع إلى درجات متفاوتهعدم التشبع ووجود عدة مجموعات في مواقف مختلفة من الدورات.

إن وجود سلسلة جانبية هيدروكربونية (C 8 - C 10) في الموضع السابع عشر ومجموعة هيدروكسيل في الموضع 3 هو سمة من سمات مجموعة كبيرة من المنشطات تسمى ستيرول. الكوليسترول هو الأكثر أهمية والأكثر شيوعًا. يدخل كمكون هيكلي في أغشية الخلايا ، ومع ذلك ، يختلف تركيزه في الأغشية (حتى 40 ٪ من المحتوى الكلي للدهون الغشائية). يعطي الكوليسترول (بسبب محتوى الهيكل المدمج الأقل مرونة من سلسلة الهيدروكربون الممتدة) للغشاء صلابة (قوة) أكبر. الكوليسترول هو أيضا مقدمة التمثيل الغذائي الأولية للمنشطات الهامة الأخرى ، بما في ذلك الأحماض الصفراوية والهرمونات الجنسية. يعتبر الكوليسترول في بعض الأنسجة مقدمة لفيتامين د.

تم عزله أولاً من حصوات المرارة ، ومن هنا جاء الاسم (الكولي - الصفراء ، الستيرو - الصلب).

الكاروتينات.تنقسم الكاروتينات إلى مجموعتين: الكاروتينات والزانثوفيل. تشتمل كلتا المجموعتين على أصباغ غير قابلة للذوبان في الماء منتشرة على نطاق واسع في الطبيعة ، ومعظمها موجود في النباتات والطحالب. الكاروتينات عبارة عن مركبات هيدروكربونية بحتة ، بينما تحتوي الزانثوفيل على مجموعات أكسجين. يتم توزيع الكاروتين على نطاق واسع في الطبيعة. الأكثر شيوعًا هو بيتا كاروتين. إنه هيدروكربون C 40 بهيكل شديد التشعب وروابط غير مشبعة ، في كلا طرفي سلسلة الهيدروكربون توجد حلقات متطابقة مستبدلة. يمكن اعتبار جميع الكاروتينات الأخرى ، في جوهرها ، بمثابة متغيرات لهذا الهيكل. أثناء الانقسام الأنزيمي للبيتا كاروتين ، يتم تكوين جزيئين من فيتامين أ بطريقة متناظرة.

^ الفيتامينات الدهنية. فيتامين د.مطلوب لعملية التمثيل الغذائي الطبيعي للكالسيوم والفوسفور الضروري لنمو العظام والأسنان السليمة. يسبب نقصه الكساح - وهو مرض تصبح فيه العظام طرية وبلاستيكية ، مما يؤدي إلى تشوهها. يتكون فيتامين د من طليعة الستيرول مع الأشعة فوق البنفسجية. أحد السلائف المهمة هو 7-ديهيدروكوليسترول ، والذي يتم إنتاجه بشكل إنزيمي من الكوليسترول. منه يتم الحصول على فيتامين د 3. توجد عدة أشكال من فيتامين د. يوجد فيتامين د 3 (كوليكالسفيرول) في الحليب والزبدة وكبد السمك ، وهي المصدر الخارجي الرئيسي لهذا الفيتامين. يمكن تصنيع فيتامين د 3 في الجلد بشرط الحصول على جزء طبيعي من ضوء الشمس.

فيتامين هـ.يسمى التركيب الأساسي لفيتامين E (وهناك عدة أشكال) توكوفيرول. الشكل الأكثر نشاطًا لفيتامين (هـ) هو بيتا توكوفيرول. في الجرذان ، يعتبر فيتامين E ضروريًا للتكاثر (لم يتم إثبات ذلك بالنسبة للإنسان). في بعض الحيوانات ، يؤدي نقص فيتامين (هـ) إلى ضمور العضلات. يُضاف فيتامين E بشكل شائع أثناء معالجة الطعام لأنه يمنع التلف بسبب خصائصه المضادة للأكسدة. منتجات الطعامبسبب الأكسدة. في الخلايا الحية ، يعمل فيتامين (هـ) أيضًا كمضاد للأكسدة ، إلى جانب فيتامين ج والجلوتاثيون.

فيتامين ك.نقصه يبطئ تخثر الدم. يعتمد هيكلها على نظام naphthoquinone ثنائي الحلقات ، والذي ترتبط به سلسلة هيدروكربونية طويلة. يمكن أن يأتي من الطعام (الخضار الطازجة ، الجبن) ، أو يمكن أن تحفزه البكتيريا في الجهاز الهضمي. يتم تحديد تأثير التخثر من خلال المشاركة في تخليق البروثرومبين ، والذي ينتقل بعد ذلك إلى الثرومبين.

الأغشية الحيوية

تحيط الأغشية الحيوية بالخلية والعديد من العضيات داخل الخلية. إنه نشط للغاية الأنظمة البيولوجية، مسؤول عن عمليات مثل النقل الانتقائي للمواد داخل وخارج الخلية والمقصورات الخلوية (التكوينات) ، وربط الهرمونات والجزيئات التنظيمية الأخرى ، والتفاعلات التي تحفزها الإنزيمات ، ونقل النبضات الكهربائية ، وحتى تخليق ATP . الأغشية مختلفة و أنواع مختلفةالأغشية لها أنواع مختلفة نشاط وظيفي. على سبيل المثال ، فقط غشاء الميتوكوندريا الداخلي هو المسؤول عن التخليق الحيوي لـ ATP.

^ التركيب الكيميائي. تتكون الأغشية من جزيئات دهنية وبروتينية. يختلف مقدارها النسبي اختلافًا كبيرًا بالنسبة للأغشية المختلفة ، حيث تتراوح من 20٪ بروتين + 80٪ دهون إلى 75٪ بروتين + 25٪ دهون. تشكل الكربوهيدرات على شكل بروتينات سكرية وشحميات سكرية 0.5 - 10٪ من مادة الغشاء.

^ هضم الدهون

كانت هناك تقارير مؤخرًا عن وجود الليباز الذي يفرزه السطح الظهري للسان ، والذي يشارك في هضم ثلاثي الجلسرين الغذائي. يُفرز الليباز أيضًا في المعدة ، ولكن نظرًا لانخفاض درجة الحموضة ، فإن هذا الليباز ضروري الأهمية الفسيولوجيةلا يمتلك. في الوقت نفسه ، يمكن أن يحتفظ ليباز اللسان بعمله لمدة ساعتين إلى أربع ساعات داخل بلعة الطعام. يعتبر ليباز اللسان أكثر نشاطًا بالنسبة للأحماض الدهنية قصيرة السلسلة ويعمل في الغالب في الموضع الثالث. الركيزة الجيدة بشكل خاص لهذا الإنزيم هي دهن الحليب (يحتوي بشكل أساسي على أحماض دهنية قصيرة ومتوسطة السلسلة ، تم إنشاؤها في الموضع الثالث). يحدث الهضم الرئيسي للدهون في الأمعاء الدقيقة. في الواقع ، يتم تقليل هضم الدهون إلى الانقسام المائي. هذا يتطلب الشروط التالية:

1. وجود الإنزيمات المناسبة (الليباز).

2 - درجة حموضة الأوبتيوم (5 - 7) ؛

3. يجب أن تكون الدهون مستحلب (أي مطحون) ، لأنها في البيئة المائية تكون على شكل قطرات كبيرة لا يمكن الوصول إليها بواسطة الإنزيمات ، والتي لا يمكن أن تتغلغل في القطرة لأنها قابلة للذوبان في الماء. إذا تم سحق هذا القطرة (مستحلب) ، فإن السطح الكلي >> وبالتالي >> تأثير الإنزيم. تشق الليباز الأحماض الدهنية من ثلاثي الجلسرين في الموضعين 1 و 3. الأصعب هو الانقسام في الموضع الثاني. يتم تحفيز هذه العملية بواسطة إنزيم فسفوليباز أ 2. وهكذا ، عند الهضم الكامل ، يتم تكسير ثلاثي الجلسرين إلى الجلسرين والأحماض الدهنية. ولكن ، كما ذكرنا سابقًا ، من أجل التحلل الكامل للدهون في الأمعاء الدقيقة ، يجب استحلاب الدهون. من حيث المبدأ ، يتلخص الاستحلاب في:

1. انخفاض التوتر السطحي.

2. التكسير.

3. استقرار المستحلب (طلاء قطرات صغيرة من الدهون بقشرة بروتينية). تلعب الأحماض الصفراوية التي تتكون من الكوليسترول دورًا مهمًا في استحلاب الدهون.

^ المحاضرة رقم 5 (2 ساعة)

الموضوع: التنظيم الهيكلي للخلايا وأنظمة الأعضاء المتعلقة بالتغذية

هيكل الخلية

خليةهي الوحدة الأساسية الأساسية للكائن الحي. شرط كائن حييشمل بشكل عام جميع الكائنات القادرة على التمثيل الغذائيو التكاثرمثلهم.

للحفاظ على هاتين الوظيفتين الأساسيتين في عملية التطور ، نشأت هياكل معينة في الخلية تسمى عضيات الخلية. إنها توفر تدفقًا منسقًا ومحكومًا لعمليات التفاعل الرئيسية اللازمة للمظهر المستمر الوظائف الحيوية.

تعتبر عضيات الخلية التالية مهمة لوجود كائن حي: النواة ، الميتوكوندريا ، الشبكة الإندوبلازمية ، الريبوسومات ، الجسيمات الحالة والأجسام الدقيقة. أغشية الخلايا، لا يفصل فقط الكائن الحي (الخلية) عن بيئة، ولكن تشارك في تكوين أجزاء معينة من الخلية (التقسيمات الوظيفية). تعمل كعنصر هيكلي لجميع عضيات الخلية وتشارك في عمل معظمها. يمكن أن تصل كتلة الأغشية إلى 80٪ من كتلة الخلية. تسمى الكتلة الغروية غير المنظمة التي تملأ الفراغ داخل الخلايا العصارة الخلوية.

تحتوي الخلية أحيانًا على حبيبات مميزة شكليًا تحتوي على منتجات للنشاط الخلوي ، إما منتجات التخزين (الجليكوجين ، قطرات الدهون) أو المنتجات التي يجب نقلها خارج الخلية (الإنزيمات الأولية).

عادةً ما تحتوي الخلايا الحية المستقلة (الكائنات وحيدة الخلية) على جميع الهياكل المذكورة أعلاه ، بالإضافة إلى أنها تحتوي على جدار خلوي ، وفي بعض الحالات ، جهاز مقلص (أهداب وسوط).

في الكائنات متعددة الخلايا ، هناك اختلاف في الوظائف بناءً على تمايز الهياكل. وهكذا ، في الخلايا المتمايزة للكائنات الحية الأعلى ، توجد اختلافات في عدد العضيات الخلوية (أحيانًا اختلافات في بنيتها الدقيقة ، على سبيل المثال ، في عدد الكرستيات في الميتوكوندريا في خلايا عضلات القلب والكبد) ، وكذلك في خلايا عضلات القلب. توزيع مختلف داخل الخلية (على سبيل المثال ، تراكم الميتوكوندريا في الخلية حيث تحدث عمليات endergonic).

يشتمل الجزء الخارجي من غشاء البلازما على تراكيب كيميائية معقدة (بروتينات ، بروتينات سكرية) ويسمى مركب السكر. تعمل هذه الهياكل على التعرف على بعضها البعض بواسطة خلايا نوع معين والتعرف على خلايا الأنواع الأخرى. إذا كانت هذه الهياكل جزءًا من خلايا متمايزة بشكل خاص للكائنات الحية العليا ، فإنها تعمل كمستضدات وتتسبب في تكوين أجسام مضادة محددة مختلفة.

حتى في الأعضاء ، لا تكون الخلايا عادة على اتصال وثيق. ويرجع ذلك إلى وجود شحنات سالبة على سطح الخلية تتنافر مع بعضها البعض. نتيجة لذلك ، تتشكل مسافات ضيقة بين الخلايا ، ويشار إلى مجموعها في العضو أو الكائن الحي بأكمله الفضاء بين الخلايا. وبالمثل ، فإن مجموع جميع المكونات داخل الخلية (على سبيل المثال ، النواة ، الميتوكوندريا ، إلخ) يسمى الفضاء داخل الخلايا.

من وجهة نظر وظيفية ، لا يمكن أن تكون هناك كائنات حية (أو حتى خلايا أو عضياتها) لفترة غير محدودة من وجودها.

بدءًا من عملية الانقسام ، تمر جميع الخلايا بما يسمى دورة الحياة، وفي نهايته يحدث إما الانقسام مع ظهور خلية جديدة ، أو يحدث الموت. مدة هذه الدورة خاصة بالأنواع ، ووفقًا للمفاهيم الحديثة ، تختلف من عدة ساعات إلى عشرات السنين. أثناء دورة الحياةتمر الخلية بمراحل معينة ، تدوم لأوقات مختلفة ، اعتمادًا على نوع الخلية ، وتتميز بعمليات التمثيل الغذائي المحددة بدقة. تم تحديد هذه المراحل G 1 و S و G 2 وما إلى ذلك. الخلايا التي لا تنقسم أكثر وتموت بعد فترة زمنية معينة (على سبيل المثال ، خلايا المادة الرمادية في الدماغ) هي باستمرار في المرحلة G 1. تنتمي ما يسمى بالخلايا المتمايزة إلى هذه المجموعة من الخلايا.

حقيقة أن بعض جزيئات الحمض النووي في النواة مرتبطة بالهيستونات كانت تعتبر سابقًا أساسًا جزيئيًا. التفاضل. تم رفض وجهة النظر هذه بعد أن تبين أن الهستونات تلعب دورًا حاسمًا في تكوين الحلزون الفائق ، في الألياف التي تشكل جزءًا من البروتينات النووية غير المؤكدة ولا يتم إطلاقها إلا في عملية تكرار الحمض النووي.

وفقًا للمفاهيم الحديثة ، فإن عملية تمايز الخلايا مستمرة ، ولا رجعة فيها تمامًا بسبب الحجب الوظيفي للجينات. من المفترض أن هذه العملية يجب أن تتحكم فيها نواتج الجينات المسؤولة عن هيكل وتوقيت التوليف.

^ وصف خلية نموذجية

نواة، محاط بغشاء مزدوج مع مسام موضعية في منتصف الخلية. تظهر النوى الداكنة داخل النوى. الغشاء النووي الخارجي هو جزء من الشبكة الإندوبلازمية المرتبطة مجمع جولجي. توجد الريبوسومات على السطح الشبكة الأندوبلازمية. الهياكل البيضاوية المحاطة بغشاء مزدوج ، الجزء الداخلي منه يشكل كرستاي ، هو الميتوكوندريا. الجسيمات المحللةمحاطة بطبقة غشاء واحدة. تحتوي على إنزيمات محللة للماء ، معظمها غير نشطة مثل الإنزيمات الأولية. في الكائنات أحادية الخلية ، تكون مسؤولة عن هضم المواد التي تدخل الخلية. في الكائنات الحية الأعلى ، تشارك الجسيمات الحالة في تدهور الخلايا التي توقفت عن أداء وظائفها. ميكروسومات (بيروكسيسومات)) أصغر من الجسيمات الحالة. تحتوي على أكاسيدازات تحفز أكسدة المركبات الغريبة على الخلية وبالتالي يجب إزالتها منها (مثل الأدوية والمركبات العطرية وما إلى ذلك). الزنزانة محاطة غشاء بلازمي، والتي تم إنشاؤها بطريقة تجعل من الممكن في أماكن معينة نقل المركبات مباشرة من الفضاء خارج الخلية إلى النواة. يسمى الفراغ بين العضيات المملوءة بتعليق غرواني غني بالبروتينات (الإنزيمات) العصارة الخلوية.

غشاء بلازمي

يتكون غشاء البلازما من بروتينات (محيطية ومتكاملة) مدمجة في طبقة ثنائية من الدهون. ^ بروتينات متكاملة هي بروتين سكري في الطبيعة. جزء N-terminal الخاص بهم هو جزء من طبقة الفسفوليبيد الداخلية ، حيث يخترق جزء من سلسلة الببتيد الغنية بالأحماض الأمينية غير القطبية (في شكل حلزوني) ، وتدخل سلاسلها الجانبية في العديد من الاتصالات الكارهة للماء مع سلاسل الفسفوليبيد الأليفاتية. يمكن ربط سلاسل Oligosaccharide ، التي تحتوي عادةً على GlcNAc و Man و Cal و Fuc و N-acetylneuraminic acid ، بسلسلة ببتيد بروتينية متكاملة على السطح الخارجي لغشاء البلازما. عادةً ما يقف حمض N-acetylneuraminic في نهاية سلسلة oligosaccharide ويسبب شحنته السالبة. تضفي السكريات القليلة خصائص خاصة على سطح الخلية ، مما يسمح لها بالتعرف على خلايا نفس العضو أو خلايا من نوع آخر (الاستضداد ، تثبيط التلامس). تشكل السكريات قليلة السكاريد طبقة على سطح الخلية تسمى glycocalyx. تمنع الهياكل المترجمة على سطح الخلية الاتصال الوثيق بين الخلايا. هذا يؤدي إلى حقيقة أن مساحة ضيقة إلى حد ما مليئة بالسائل تظهر بين الخلايا. الاسم الشائع لمثل هذه الأماكن في عضو أو كائن حي هو الفضاء بين الخلايا. يُطلق على مجموع جميع الأحجام داخل الخلايا اسم الفضاء داخل الخلايا.

الميتوكوندريا

هذا هو مكان تشكيل ATP. تظهر الطاقة اللازمة لتوليفها نتيجة للأكسدة التدريجية للركائز المحتوية على الهيدروجين (السكريات ، الدهون ، الأحماض الأمينية) في السلسلة التنفسية تحت تأثير الأكسجين. يؤدي نزع الكربوكسيل في دورة حمض الستريك إلى تكوين ثاني أكسيد الكربون ، ونتيجة الأكسدة هي تكوين H 2 O. تعتبر الإنزيمات التي توفر نقل الإلكترون جزءًا من الغشاء الداخلي للميتوكوندريا. يدخل الأكسجين إلى الميتوكوندريا عن طريق الانتشار. يتم نقل ناتج نشاط الميتوكوندريا (ATP) بسبب عمليات الانتقال من مكان تكوينه إلى الفضاء خارج الميتوكوندريا ، حيث يتم استخدامه. من أجل ضمان النقل السريع لـ ATP ، يتم توطين الميتوكوندريا بالقرب من الهياكل حيث تحدث عمليات استهلاك الطاقة (على سبيل المثال ، بالقرب من العناصر المشاركة في عملية الانكماش).

نواة الطور البيني والكروموسومات

تمتلئ نواة الطور البيني بمادة تسمى الكروماتين. إلى جانب الحمض النووي ، يوجد نوعان من البروتينات في الكروماتين: البروتينات الرئيسية هي هيستونات وبروتينات غير هيستون (والتي ، كقاعدة عامة ، حمضية). يتكون الكروماتين من عناصر هيكلية متكررة - نيوكليوسومات (أو أجسام v). يتكون لب النواة من أربعة أنواع من الهيستونات ، مما يعطي ثمانيًا يحتوي على جزيئين من كل من الهستونات H3 و H4 و H2A و H2B. ترتبط جزيئات هيستون ببعضها البعض عن طريق التفاعلات الكارهة للماء ، وتوجد تسلسلات N- الطرفية (بشكل أساسي مشحونة إيجابياً) على سطح الأوكتامر. وهذا بدوره يضمن تفاعل الأوكتامر مع الحلزون المزدوج للحمض النووي. يحتوي جزء الحمض النووي المرتبط بهذه الطريقة ، اعتمادًا على الكائن البيولوجي ، على 154-241 زوجًا قاعديًا. تقع المسافة بين جسيمتين في حدود 9-14 نانومتر ، ويرتبط الحمض النووي الموجود في هذه المنطقة بالهيستون H1. تصبح المعلومات الجينية الموجودة في منطقة معينة من الحمض النووي متاحة فقط بعد تعديل جزيء هيستون (على سبيل المثال ، بعد الفسفرة).

ثم يتم لف جزيئات الحمض النووي المرتبطة بالنيوكليوسومات في ملف فائق. وبالتالي ، يمكن حتى أن تكون أجزاء الحمض النووي البعيدة قريبة جدًا ، وتشكل ، على سبيل المثال ، جينات غير متصلة. قبل انقسام الخلية ، يكون الكروماتين في هذا الشكل الأكثر تكثيفًا ويشكل الكروموسومات. من المفترض أن تتجلى وظيفة البروتينات غير هيستون في عملية النسخ.

كمية الحمض النووي في الخلية ثابتة (6 بيكوغرام في خلية الثدييات). هذه القيمة تقابل 5.5 × 10 9 أزواج من النوكليوتيدات. الوزن الجزيئي للحمض النووي هو 10 10-10 11. يجب أن يكون طول الجزيء الممتد بالكامل عدة سنتيمترات. في الكروموسومات ، تكون جزيئات الحمض النووي في صورة مكثفة للغاية (44: 1) ، وفي الجسم الحي 7 10 -6 جم من الحمض النووي تتوافق مع 1 ميكرون.

الريبوسومات ، polysomes

الريبوسومات و polysomes كروية وتوجد في السيتوبلازم إما حرة أو مرتبطة بأغشية الشبكة الإندوبلازمية. تتكون الريبوسومات من وحدتين. أثناء تخليق البروتين ، يرتبط mRNA بوحدة فرعية صغيرة. يمكن أن ترتبط عدة ريبوسومات (لا تقل عن 4 ولا تزيد عن 100) بجزيء مرنا واحد. هذا المركب يسمى polysome (polyribosome). يمكن أن تتفتت الريبوسومات إلى وحدات فرعية ؛ تعتمد هذه العملية على تركيز أيونات المغنيسيوم. كل وحدة فرعية مبنية من جزيء الرنا الريباسي ومجموعة معينة من البروتينات. يصل عدد الريبوسومات في الخلية البكتيرية إلى 10 4 ، وفي الخلية الحيوانية يبلغ حوالي 10 5.

الشبكة الأندوبلازمية

الشبكة الإندوبلازمية هي بنية غشائية تقع في السيتوبلازم ، بالقرب من النواة. في المجهر الإلكتروني ، تكون الأنابيب التي تسمى الصهاريج مرئية ، على السطح الخارجي الذي يمكن أن توجد فيه الريبوسومات. لذلك ، تسمى هذه الهياكل الشبكة الإندوبلازمية الحبيبية أو الخشنة (SER) ، على عكس الشبكة الإندوبلازمية الملساء (SER) ، والتي لا تحتوي على ريبوسومات مرتبطة بها. ترتبط الريبوسومات بجانب السيتوبلازم حيث يحدث تخليق البروتين. بعد الانتهاء من تخليق البروتين ، تمر سلاسل الببتيد الناتجة عبر الغشاء إلى الصهريج ويتم نقلها إلى أماكن معينة في الخلية أو إلى مجمع جولجي. وفقًا لوجهة النظر الحالية ، فإن تلك البروتينات التي يجب إزالتها من الخلية ، وربما مكونات الأغشية البروتينية ، يتم تصنيعها في الشبكة الإندوبلازمية الخشنة ، ويتم تصنيع البروتينات التي تستخدمها الخلية على الريبوسومات الحرة.

مجمع جولجي

يتكون مجمع جولجي من أنظمة غشاء أنبوبي متوازية متصلة مباشرة بالشبكة الإندوبلازمية الخشنة. إنزيمات محددة ، جليكوزيل ترانسفيرازات، تحفيز ارتباط السكريات الأحادية بالبروتينات باستخدام روابط جليكوسيدية (من خلال مجموعات Ser أو Thr OH ، في كثير من الأحيان من خلال مجموعة Asn amide) ، هي جزء من أغشية جهاز Golgi. عادة ما تشارك السكريات الأحادية في هذه العملية في شكل مشتقات مع UDP أو CMP. بعد ربط جزء الكربوهيدرات ، يمكن لجزيء البروتين أن يترك الخلية بسبب العملية طرد خلوي. ومع ذلك ، قبل حدوث ذلك ، يجب أن يبقى البروتين في الخلية لفترة معينة. لذلك ، يتركز محتوى فجوات مجمع جولجي تدريجيًا (يتم التخلص من الماء) ويتم ترسيب منتجات البروتين (حتى في شكل بلوري) في شكل حبيبات.

الجهاز الحركي للخلية

يمكن تجهيز كل من الكائنات أحادية الخلية ومتعددة الخلايا بأهداب وسوط موجودان على السطح ، مما يوفر حركة الكائن الحي أو بيئته. هذه الهياكل مبنية من بروتينات ليفية (تحتوي على وحدات فرعية كروية) ، والتي ، تحت تأثير المركبات الكبيرة ، يمكن أن تغير هيكلها المكاني (التشكل). يتم تنسيق وتنظيم هذا التغيير في شكل جزيء البروتين. البنية الدقيقة للأهداب والسوط هي نفسها في جميع حقيقيات النوى. تحتوي على تسعة أزواج محيطية من الألياف وزوج مركزي واحد. كل خيوط مبنية من اثني عشر ليفة أو أكثر. يتكون كل بروتوفيبريل من وحدات فرعية كروية يبلغ قطرها حوالي 4.5 نانومتر. تسمى البروتينات داينينز، من الخيوط الخارجية. إنها تظهر نشاط ATPase في وجود ATP و Mg 2+ ويبدو أن التغيير في شكلها مهم للحركة. الأنابيب الدقيقة السيتوبلازمية لها بنية مماثلة.

نمو الخلايا وانقسامها

ينتج عن انقسام الخلية الأم خليتان ابنتان. خلال الفترة اللاحقة ، تنمو الخلايا وتستعد لمزيد من الانقسام. الفاصل الزمني بين اثنين يخفف ( دورة الخلية ) في مرحلة النمو الأسي 10 دقائق لخلية بكتيرية و 24 ساعة لخلية حيوانية. خلال هذا الوقت ، تمر الخلية بعدة مراحل من النمو. في مرحلة ما بعد التقلص G 1 تقوم الخلية بتجميع جزيئات وبروتينات الحمض النووي الريبي (لا يتم تصنيع الحمض النووي). مدة هذه المرحلة 30-40٪ من وقت الدورة بأكملها. الخلايا التي لا تنقسم أكثر (مثل الخلايا العضلية والدبقية) تكون باستمرار في المرحلة G 1. في مرحلة التوليف (S) ، يحدث تكرار كامل للحمض النووي. إلى حد أقل ، هناك تخليق الحمض النووي الريبي والبروتينات. تستغرق هذه المرحلة 30٪ من وقت الدورة. التحضير للانقسام يحدث في المرحلة G 2 . تفاصيل عملية التمثيل الغذائي هذه غير معروفة حاليًا ، ولكن من الواضح أن الطاقة المطلوبة للانقسام الفتيلي مخزنة في هذا الوقت. يستمر تصنيع الحمض النووي الريبي والبروتينات خلال هذا الوقت أيضًا. تدوم هذه المرحلة 10-20٪ من وقت الدورة. الانقسام المتساويتحتل 5-10٪ من الدورة ، وخلال هذا الوقت لا تحدث عمليات التمثيل الغذائي.

في خلايا هيلا ، تبلغ مدة الدورة الإجمالية 23 ساعة ، G 1 = 12 ساعة ، S = 5 ساعات ، G 2 = 5 ساعات ، الانقسام = 1 ساعة.

جامعة ولاية بيلاروسيا لعلوم المعلومات والإلكترونيات اللاسلكية

قسم ETT

"أساسيات الكيمياء الحيوية للدهون في جسم الإنسان"

مينسك ، 2008

الدهون هو الاسم الشائع لجميع الدهون المعروفة والمواد الشبيهة بالدهون ذات التركيبات المختلفة ، ولكن الخصائص المشتركة(عدم الذوبان في الماء ، الاستخلاص بمذيبات غير عضوية). دهن (دهون يونانية).

في جسم الإنسان ، 10-20٪ من الدهون من وزن الجسم. الدهون هي:

البروتوبلازمية - هي جزء من جميع هياكل الخلايا والأعضاء والأنسجة وتبقى عمليًا على نفس المستوى طوال الحياة. يشكلون 25٪ من جميع دهون الجسم.

يتم تخزين الدهون الاحتياطية في الجسم ، ويختلف مقدارها حسب العمر والجنس والظروف الغذائية والأنشطة.

وظائف الدهون في الجسم:

1 - وظيفة اللدائن: تشارك في بناء أغشية الخلايا لجميع الأعضاء والأنسجة وتكوين العديد من المركبات الحيوية المهمة (الهرمونات ، الفيتامينات التي تذوب في الدهون).

2- وظيفة الطاقة: توفر الدهون 25-30٪ من احتياجات الجسم من الطاقة. يبلغ تكسير 1 غرام من الدهون 9.3 سعرة حرارية.

3 - الدهون هي مغذيات احتياطية ، مستودعاتها عبارة عن نسيج تحت الجلد ، كبسولة حول الفم.

4 – وظيفة الحمايةالدهون: تشارك في التنظيم الحراري ، وحماية الجلد من الجفاف ، والأعضاء - من الارتجاج.

5- تعمل كأغشية واقية تحمي من العدوى أو الضياع المفرط للماء أو تراكمه.

6 - توفير امتصاص الفيتامينات التي تذوب في الدهون

تصنيف الدهون:

1- الدهون البسيطة أو المتعادلة (إسترات الأحماض الدهنية والكحولات) ، وتتواجد الدهون المتعادلة في الجسم إما على شكل دهون بروتوبلازمية ، وهي مكون بنيوي للخلايا ، أو على شكل دهن احتياطي احتياطي.

2 - الدهون المعقدة ، وهي استرات الجلسرين كحول ثلاثي الهيدروجين ، والأحماض الدهنية عالية الوزن الجزيئي ومكونات أخرى. من بين الدهون المعقدة: الفسفوليبيدات ، الجليكوليبيدات ، السفيجنوميلين. تم العثور على الشحميات السفينغولية في أغشية الخلايا الحيوانية والنباتية.

3- مشتقات الدهون. وتشمل هذه جميع المركبات التي لا يمكن تصنيفها بوضوح على أنها دهون بسيطة أو معقدة ، مثل المنشطات والكاروتينات والفيتامينات ذات الطبيعة الدهنية.

4-شمع - على سبيل المثال ، اللانولين ، خليط من استرات الكوليسترول.

الشمع عبارة عن استرات تتكون من الأحماض الدهنية المشبعة وغير المشبعة والكحول.

في الدهون المحايدة توجد:

حمض دهني.

تحصل الأحماض الدهنية على أسمائها من طريقة عزلها عن الدهون. هذه أحماض كربوكسيلية ذات سلسلة أليفاتية طويلة.

الأحماض الدهنية الطبيعية متنوعة للغاية. معظم الأحماض الدهنية هي أحماض أحادية الكربوكسيل تحتوي على سلاسل كربوهيدرات خطية مع عدد زوجي من الذرات. محتوى الأحماض الدهنية غير المشبعة أعلى من محتوى الأحماض الدهنية المشبعة. الأحماض الدهنية غير المشبعة لها نقطة انصهار أقل.

خصائص الأحماض الدهنية.

تختلف الأحماض الدهنية المشبعة وغير المشبعة اختلافًا كبيرًا في تكوينها الهيكلي. في الأحماض الدهنية المشبعة ، يمكن لذيل الهيدروكربون ، من حيث المبدأ ، أن يفترض مجموعة متنوعة من المطابقات بسبب الحرية الكاملة للدوران حول الرابطة المفردة الطرفية.

في الأحماض غير المشبعة ، لوحظت صورة مختلفة: استحالة الدوران حول الرابطة المزدوجة توفر منعطفًا صلبًا في سلسلة الهيدروكربون.

الأحماض الدهنية الطبيعية ، سواء المشبعة أو غير المشبعة ، لا تمتص الضوء سواء في المنطقة المرئية أو فوق البنفسجية. تم تحديده بالطيف الضوئي فقط بعد الأزمرة (230-260 نانومتر). يتم تحديد غير المشبعة بالمعايرة الكمية. يتم تحليل المخاليط المعقدة من الأحماض الدهنية بواسطة كروماتوغرافيا الغاز والسائل.

مشبعة - أحماض نخيلية ، دهنية ، دهنية

غير مشبع: أراكيدونيك ، أوليك ، لينوليك ، لينولينيك.

تتكون الدهون النباتية أساسًا من الأحماض الدهنية غير المشبعة.

الدهون أمر لا بد منه جزء لا يتجزأنظام غذائي متوازن للإنسان. يجب أن تكون نسبة البروتينات والدهون والكربوهيدرات 1: 1: 4.

قيمة الدهون متنوعة للغاية. يمنحهم محتواهم العالي من السعرات الحرارية قيمة خاصة. الدهون هي مذيبات لفيتامينات أ ، د ، هـ ، إلخ. مع الدهون ، يتم إدخال بعض الأحماض غير المشبعة إلى الجسم ، والتي تصنف على أنها أحماض دهنية أساسية (لينوليك ، لينولينيك ، أراكيدونيك) ، والتي لا يتم تصنيعها في البشر والحيوانات. مع الدهون ، يدخل الجسم مجموعة من المواد النشطة بيولوجيًا: الدهون الفوسفاتية والستيرولات.

Triacylglycerols - وظيفتها الرئيسية هي تخزين الدهون. توجد في العصارة الخلوية في شكل قطرات زيتية مستحلب دقيق.

الدهون المعقدة:

الفسفوليبيدات - المكونات الرئيسية لأغشية الخلايا والعضيات تحت الخلوية ، تشكل معظم أنسجة المخ والأعصاب والكبد والقلب وتشارك في تخليق البروتين وتنشيط البروثرومبين ونقل الدهون والفيتامينات التي تذوب في الدهون في الدم واللمف. يتكون من الجلسرين وجزيئين من الأحماض الدهنية أحدهما مشبع. والآخر غير مشبع + قاعدة نيتروجينية.

البروتينات الدهنية.

ترتبط الدهون القطبية ببروتينات معينة لتكوين البروتينات الدهنية ، والتي تشتهر البروتينات الدهنية الناقلة لها وتوجد في بلازما الدم في الثدييات.

في مثل هذه الدهون المعقدة ، يتم إجراء التفاعلات بين الدهون ومكونات البروتين دون مشاركة الروابط التساهمية.

تحتوي البروتينات الدهنية عادة على كل من الدهون القطبية والمحايدة ، وكذلك الكوليسترول وإستراته. وهي بمثابة الشكل الذي تنتقل فيه الدهون من الأمعاء الدقيقة إلى الكبد ومن الكبد إلى الأنسجة الدهنية والأنسجة الأخرى.

تم العثور على عدة فئات من البروتينات الدهنية في بلازما الدم ، ويعتمد تصنيفها على الاختلافات في كثافتها. يمكن فصل البروتينات الدهنية بنسب مختلفة من الدهون والبروتينات في جهاز طرد مركزي فائق.

أخف البروتينات الدهنية هي الكيلومكرونات: هياكل كبيرة تحتوي على حوالي 80٪ ثلاثي الجلسرين ، 7٪ فوسفوجليسريد ، 8٪ كوليسترول وإستراته ، و 2٪ بروتين.

تحتوي البروتينات الدهنية بيتا البلازما على 80-90٪ دهون ، والبروتينات الدهنية ألفا - 40-70٪.

لا يزال التركيب الدقيق للبروتينات الدهنية غير معروف ، ولكن هناك أسباب للاعتقاد بأن سلسلة البروتين تقع على السطح الخارجي ، حيث تشكل غلافًا رقيقًا محبًا للماء حول البنية الدهنية micellar. مخزنة في الدهون أو الدهون الثلاثية معظمالطاقة المنبعثة نتيجة التفاعلات الكيميائية.

جنبا إلى جنب مع الدهون غير القطبية ، هناك دهون قطبية. هم المكونات الرئيسية لأغشية الخلايا. يتم ترجمة العديد من الإنزيمات وأنظمة النقل في الأغشية. ترجع العديد من خصائص أغشية الخلايا إلى وجود الدهون القطبية فيها.

الدهون الغشائية:

تحتوي الدهون الغشائية ، جنبًا إلى جنب مع سلاسل الهيدروكربونات ، على واحد أو أكثر من "الرؤوس" عالية القطبية. توجد الفسفوليبيدات بكميات صغيرة في الأغشية. مكونها الرئيسي - فوسفوجليسريد - يحتوي على 2 من بقايا الأحماض الدهنية التي تسترة مجموعات الهيدروكسيل الأولى والثانية من الجلسرين. تشكل مجموعة الهيدروكسيل الثالثة رابطة استر مع حمض الفوسفوريك. يتحلل بالماء عند تسخينه بالأحماض والقلويات ، وكذلك بشكل إنزيمي - تحت تأثير الفوسفوليباز.

الشحميات السفينغولية هي الفئة الثانية من دهون الغشاء ، ولها رأس قطبي وذيولان غير قطبيين ، ولكنها لا تحتوي على الجلسرين.

وهي مقسمة إلى 3 فئات فرعية: سفينغوميلين ، سيريبروسيدات وجانجليوسيدات.

تم العثور على Sphingomyelins في أغلفة المايلين لأنواع معينة من الخلايا العصبية. Cerbrosides - في أغشية خلايا الدماغ. Gangleosides هي مكونات مهمة لمواقع مستقبلات محددة تقع على سطح أغشية الخلايا. تقع في تلك المناطق المحددة من النهايات العصبية حيث يحدث ارتباط جزيئات الناقل العصبي في عملية النقل الكيميائي لنبضة من خلية عصبية إلى أخرى.

خارجي أو أغشية البلازماتمت دراسة العديد من الخلايا ، وكذلك أغشية عدد من العضيات داخل الخلايا ، مثل الميتوكوندريا والبلاستيدات الخضراء. تحتوي جميع الأغشية على دهون قطبية.

الجزء الدهني من الغشاء عبارة عن خليط من الدهون القطبية. تتميز الأغشية الطبيعية بسماكة صغيرة (6-9 نانومتر) ومرونة. يمر الماء بسهولة عبر الأغشية ، لكنها غير منفذة عمليًا للأيونات الملوثة مثل الصوديوم أو الكلور أو الهيدروجين وإلى جزيئات السكر القطبية ولكن غير الملوثة. تخترق الجزيئات القطبية بمساعدة ناقلات معينة لنظام النقل.

غالبًا ما يُشار إلى الفوسفوجليسريد ، الشحميات السفينجولية ، الجليكوليبيدات والشموع على أنها دهون قابلة للتصبن لأن الصابون يتشكل عند تسخينها (نتيجة للتخلص من الأحماض الدهنية). تحتوي الخلايا أيضًا على دهون أقل غير قابلة للتصبن ، ولا يتم تحللها بالماء بإفراز الأحماض الدهنية.

هناك نوعان من الدهون غير القابلة للتصبن:

المنشطات والتربينات

المنشطات - الأحماض الصفراوية والهرمونات الجنسية وهرمونات الغدة الكظرية.

المنشطات منتشرة على نطاق واسع في الطبيعة. تحتوي هذه المركبات على العديد من المواد ذات الطبيعة الهرمونية ، وكذلك الكوليسترول ، والأحماض الصفراوية ، إلخ.

الستيرولات - الكوليسترول يلعب الكوليسترول دور منتج وسيط في تخليق العديد من المركبات الأخرى. الكوليسترول غني بأغشية البلازما للعديد من الخلايا الحيوانية ؛ يوجد بكميات أقل بكثير في أغشية الميتوكوندريا وفي الشبكة الإندوبلازمية.

النباتات لها فيتوسترولس.

تربين - توجد في النباتات ، وكثير منها يعطي النباتات رائحة مميزة وتعمل كمكونات رئيسية "للزيوت العطرية".

الفيتامينات التي تذوب في الدهون.

الفيتامينات هي مواد حيوية موجودة في الجسم بكميات ضئيلة وضرورية للوظائف الخلوية الطبيعية. تشمل الفيتامينات القابلة للذوبان في الدهون الفيتامينات A ، E ، K ، D ، والأساس الجزيئي لعملها غير معروف تمامًا.

تصنف الفيتامينات على أنها دهون لأنها غير قابلة للذوبان في الماء ويمكن استخلاصها بالمذيبات العضوية. تحتوي الفيتامينات التي تذوب في الدهون على بنية إيزوبرينويد (A ، E ، K) ، فيتامين D هو مشتق من الستيرويد ، على الرغم من أن المنشطات تأتي أيضًا من سلائف isoprenoid. يوجد فيتامين أ فقط في الأنسجة الحيوانية. يوجد في شكلين كيميائيين A-1 و A-2 (فيتاميرات) - ريتينول 1 وريتينول 2 ، وهو عبارة عن كحول يحتوي على حلقة لا حلقية ، يتم إرفاقها بسلسلة جانبية تتكون من وحدتين من الأيزوبرين.

تحتوي النباتات على أصباغ كاروتينويد. الكاروتينات ألفا وبيتا وغاما ، أثناء تحللها التأكسدي في أنسجة الحيوانات ، يتشكل فيتامين أ ، ويؤدي نقص فيتامين أ إلى ضعف النمو وتطور "العمى الليلي" ، وتعطل الوظيفة الطبيعية لقضبان الشبكية.

يتم تمثيل فيتامين هـ بمجموعة كاملة من فيتاميرات موجودة في الزيوت النباتية وتسمى توكوفيرولس. تحتوي هذه المركبات على نظام حلقة عطرية يحتوي على الهيدروكسيل وسلسلة جانبية إيزوبرينويد. يؤدي النقص إلى ضمور وضعف العضلات والعقم. يُعتقد أن هذه المواد تمنع التأثير المدمر للأكسجين الجزيئي ، ويطلق عليها أحيانًا مضادات الأكسدة.

فيتامين ك - ك 1 وك 2 ، نافثوكينون مع سلاسل ايزوبرينويد طويلة الجانب بأطوال مختلفة. يتجلى النقص في انتهاك عملية تخثر الدم بسبب فقدان الجسم للقدرة على تخليق البروثرومبين.

فيتامين د مشتق من المنشطات. فيتامين د 2 هو الأهم - كالسيفيرول و د 3. نقص فيتامين د يقود الشخص إلى اضطرابات استقلاب الكالسيوم والفوسفور ، والتي تتجلى في التغيرات في بنية العظام والأسنان. يعزز فيتامين د امتصاص أيونات الكالسيوم في الأمعاء الدقيقة عن طريق تحفيز تخليق البروتين المسؤول عن نقل هذه الأيونات.

البروستاجلاندين.

توجد هذه المواد في جميع أعضاء وأنسجة البشر والحيوانات تقريبًا ، ونشاطها العالي وطيفها الواسع يمكن مقارنتها بتأثير الهرمونات.

البروستاجلاندين هي أحماض دهنية دورية غير مشبعة بوزن جزيئي نسبي 300-400. أنها تحتوي فقط على الكربون والأكسجين والهيدروجين.

يتم إجراء التخليق الحيوي للبروستاجلاندين في ميكروسومات الخلية. الأحماض الدهنية غير المشبعة هي سلائف البروستاجلاندين. يتم تصنيعها على أنها حاجة فسيولوجية. دورهم هو المغذيات الأكثر نشاطا. أنها تخفض إفراز المعدة ، وتؤثر على العضلات الملساء ، ونظام القلب والأوعية الدموية.

يتم تحديدها عن طريق الامتصاص الطيفي ، الكروماتوغرافيا الغازية السائلة ، تحليل الفلورسنت) ، وكذلك طرق المناعة الإشعاعية.

أملاح الأحماض الصفراوية.

آثار المنظفات من الصفراء ناتجة عن أملاح الصفراء. يحتوي جزء الستيرويد من جزيء حمض الصفراء على خصائص مسعورة مميزة للدهون ، والسلاسل الجانبية المؤكسدة محبة للماء. يُشار إلى هذه القابلية المزدوجة للذوبان ، وهي خاصية للمنظفات والصابون ، بمصطلح amphipathicity:

تمتزج النهاية الكارهة للماء للجزيء بسهولة مع الدهون

لا تختلط النهاية المحبة للماء بسهولة مع الدهون ، ولكنها تسهل الاتصال بالمرحلة المائية.

يشكل هذا مستحلبًا من الدهون في الماء ، يتكون من قطرات صغيرة من الدهون.

يسهل تكوين المستحلبات تفاعلها كركائز مع الليباز.

نوع آخر هو تكوين المذيلات. في هذه الحالة ، تتفاعل الأجزاء المحبة للماء مع الوسط المائي ، وتبرز إلى الخارج. تظل الأجزاء المحبة للماء مترابطة في المجال الداخلي للميلي. ومع ذلك ، لا توجد مرحلة شحمية داخلية واسعة النطاق في الميلي ، لأن سمكها يتوافق مع حجم جزيء واحد. Micelles هي عدة مرات من حيث الحجم أصغر من جزيئات المستحلب.

الاستحلاب مهم لأنه يزيد من سطح التلامس عندما يعمل الليباز على العضلات ، لكن جزيئات المستحلب أكبر من أن تمر عبر غشاء الخلية. يتم امتصاص الميسيلات بسهولة بواسطة الخلايا الظهارية للأمعاء الدقيقة.

يتسم هيكل هذه المذيلات بأن جوهرها الكاره للماء (الأحماض الدهنية ، الجلسريدات ، إلخ) محاط من الخارج بقشرة محبة للماء من الأحماض الدهنية والفوسفاتيدات.

كجزء من المذيلات ، يتم نقل الأحماض الدهنية العالية وأحادي الجليسريد من موقع التحلل المائي للدهون إلى السطح الماص لظهارة الخلية. فيما يتعلق بآلية امتصاص الميسيللا يوجد إجماع:

1. ربما ، نتيجة لانتشار micellar ، وربما تعداد الخلايا الصنوبرية ، تخترق micelles كجسيم كامل الخلايا الظهارية للزغابات. هنا ، يحدث تكسير مذيلات الدهون ، بينما تدخل الأحماض الصفراوية على الفور إلى مجرى الدم ومن خلال النظام الوريد البابيإلى الكبد ، حيث يتم إعادة إفرازه في الصفراء.

2. فقط المكون الدهني للمذيلات الدهنية يمكن أن ينتقل إلى خلايا الزغابات ، في حين أن الأحماض الصفراوية نفسها ، بعد أن أدت وظيفتها الفسيولوجية ، تبقى في تجويف الأمعاء. وعندها فقط يتم امتصاصها في الدم (في الدقاق) ، وتدخل الكبد ، ثم تفرز مع الصفراء.

تندمج الدهون الثلاثية والفوسفوليبيدات المعاد تصنيعها في الخلايا الظهارية المعوية ، وكذلك الكوليسترول الذي يدخل هذه الخلايا ، مع كمية صغيرة من البروتين وتشكل جزيئات معقدة مستقرة نسبيًا - chylomicrons. إنها كبيرة الحجم ولا يمكنها اختراق الشعيرات الدموية وتنتشر في الجهاز اللمفاوي للأمعاء ، ومنه إلى القناة الليمفاوية الصدرية ثم إلى مجرى الدم ، أي. بمساعدتهم ، يتم نقل الدهون الثلاثية الذاتية والكوليسترول والدهون الفوسفورية الجزئية من الأمعاء إلى الدم.

تحلل الدهون داخل الخلايا.

مصدر الأحماض الدهنية التي تخضع للأكسدة في أنسجة الحيوانات العليا هو إما السائل خارج الخلية أو الدهون داخل الخلايا الداخلية. في الأنسجة العضلية ، بما في ذلك عضلة القلب ، تخضع الأحماض الدهنية للأكسدة المباشرة. المصدر الرئيسيالأحماض الدهنية الذاتية - الدهون الاحتياطية الموجودة في السيتوبلازم. يتم تحلل الأحماض الدهنية أولاً بواسطة إنزيمات الليباز داخل الخلايا المحددة إلى الجلسرين والأحماض الدهنية الحرة ، وتخضع الأخيرة للتنشيط والأكسدة. مصدر آخر للأحماض الدهنية هو فوسفوجليسريد الغشاء. التجديد الأيضي للفوسفوجليسريد يحدث باستمرار ، حيث يتم تكوين الأحماض الدهنية الحرة.

تكسير الدهون.

لا يحتوي اللعاب على إنزيمات تكسير الدهون. في المعدة ، لا يوجد أيضًا هضم ملحوظ للدهون الغذائية ، ولكن هناك تدمير جزئي لمركبات البروتين الدهني لأغشية الخلايا الغذائية ، مما يجعل الوصول للدهون أكثر سهولة للتعرض اللاحق لعصير البنكرياس ليباز.

يحدث تكسير الدهون عند البشر بشكل رئيسي في الأجزاء العلوية من الأمعاء الدقيقة ، حيث توجد ظروف لاستحلاب الدهون. أقوى تأثير استحلاب على الدهون هو أملاح الصفراء التي تدخل الاثني عشر مع الصفراء على شكل أملاح الصوديوم. الأحماض الصفراوية هي المنتج النهائي لعملية التمثيل الغذائي للكوليسترول. بحكم طبيعتها الكيميائية ، فإن الأحماض الصفراوية هي مشتقات من حمض الكوليانيك. توجد الأحماض الصفراوية في الصفراء في شكل مترافق. تسمى هذه الاتصالات أحيانًا بالاقتران ، لأن. تتكون من مكونين: حمض الصفراء والجليسين ، وحمض الصفراء والتورين. تعمل أملاح الصفراء على تقليل التوتر السطحي على سطح الماء الدهني. تلعب الأحماض الصفراوية أيضًا دورًا مهمًا كمنشط للليباز البنكرياس ، والذي يحدث تحت تأثير تكسير الدهون في الأمعاء. يكسر الليباز الذي ينتجه البنكرياس الدهون الثلاثية الموجودة في حالة الاستحلاب. يشارك الليباز المعوي أيضًا في تكسير الدهون ؛ فهو يحفز التحلل المائي لأحادي الجليسريد ولا يعمل على ثنائي وثلاثي الغليسريد. وهكذا ، في الأمعاء الدقيقة ، يتم امتصاص الجزء الرئيسي من الدهون بعد انقسامها إلى أحماض دهنية وغليسيرول ، والذي يتم امتصاصه في الأمعاء لكونه شديد الذوبان في الماء ، ثم يدخل مجرى الدم في الوريد البابي ومن هناك إلى الكبد.

يتم امتصاص الأحماض الدهنية طويلة السلسلة و monoglycerides بمشاركة الصفراء (الأحماض الصفراوية). تشكل الأحماض الدهنية وأحادي الجليسريد مذيلات مستقرة في وسط مائي. المصدر الرئيسي الداخلي للأحماض الدهنية هو الدهون الاحتياطية. تلعب الدهون الثلاثية في مستودع الدهون نفس الدور في استقلاب الدهون الذي يلعبه الجليكوجين في الكبد في استقلاب الكربوهيدرات. يمكن استخدام الأحماض الدهنية الحرة فقط كمصادر للطاقة ويجب تحلل الدهون الثلاثية بواسطة الليباز إلى الجلسرين والأحماض الدهنية الحرة. يمكن أن تنتقل من مستودعات الدهون إلى بلازما الدم وتستخدم كمواد للطاقة.

مصدر آخر للأحماض الدهنية هو فوسفوليبيدات الغشاء. تخضع الخلايا باستمرار لتجديد التمثيل الغذائي للدهون الفوسفورية ، والتي يتم خلالها تكوين الأحماض الدهنية الحرة (الدهون الفوسفورية).

تحدث أكسدة الأحماض الدهنية في الخلايا في الميتوكوندريا بمشاركة مركب متعدد الإنزيمات. تتكون عملية أكسدة الأحماض الدهنية من الخطوات التالية:

المرحلة 1 - تنشيط الأحماض الدهنية واختراقها من السيتوبلازم في الميتوكوندريا ، مع تكوين أسيل CoA. يشمل 3 مراحل:

أ) الأسترة الأنزيمية للأحماض الدهنية الحرة بواسطة CoA السيتوبلازمية (على حساب طاقة ATP) في الغشاء الخارجي للميتوكوندريا.

ب) نقل بقايا الأحماض الدهنية من CoA إلى جزيء كارنيتيني ، والذي يتم بمساعدته نقل هذه البقايا عبر غشاء الميتوكوندريا الداخلي.

ج) نقل بقايا الأحماض الدهنية من الكارنيتين إلى CoA داخل الميتوكوندريا.

المرحلة الثانية - المرحلة الأولى لنزع الهيدروجين:. عندما تتأكسد الأحماض الدهنية ، فإنها تتبع مرحلة التنشيط وتحدث داخل الميتوكوندريا. يخضع Acyl-CoA لنزع الهيدروجين الأنزيمي ، ويتحول إلى إستر CoA لحمض غير مشبع.

المرحلة 3 - مرحلة الترطيب: إضافة جزيء الماء وتكوين b-hydroxyl CoA.

المرحلة 4 - المرحلة الثانية من نزع الهيدروجين ، يتم تشكيل ب-كيتواسيل CoA.

المرحلة 5 - تفاعل الثيولاز: يتكون أسيتيل CoA فيه ، والذي يخضع للأكسدة في دورة كريبس ، وأسيل CoA ، والذي يمر بعد ذلك عبر مسار الأكسدة ب. خطوة الانقسام الثيوليتية هي التحلل الثيوليتي ، وهو تفاعل خارجي شديد العضوية.

يسمى الانقسام التأكسدي المتسلسل لجزيئات الأسيتيل CoA من استرات CoA للأحماض الدهنية المشبعة ذات السلسلة الطويلة بالأكسدة b.

توازن الطاقة: في حالة الأكسدة ، على سبيل المثال حمض البالمتيك ، G هو 9797 كيلو جول.

المؤلفات

مكونات الخلايا وأغشيتها. الريبوز و الديوكسيريبوز ، السكريات التي تحتوي على 5 ذرات كربون هي جزء من أحماض الريبونوكلي (RNA) و deoxyribonucleic (DNA). يتكون استقلاب الكربوهيدرات في جسم الإنسان بشكل أساسي من العمليات التالية: 1. انشقاق في الجهاز الهضمي إلى السكريات الأحادية والسكريات الثنائية والسكريات التي تأتي مع الطعام. امتصاص في الدم في الأمعاء. ...

اللوزتين البرتقالية وتراكم استرات الكوليسترول في الأنسجة الشبكية البطانية الأخرى. يرتبط علم الأمراض بالتقويض المتسارع لـ apo A-I. هضم وامتصاص الدهون. الصفراء. المعنى. في فجر تشكيل العقيدة الحديثة لوظيفة إفرازات الكبد ، عندما كان علماء الطبيعة أول من ...

اشتق هانسيليت في عام 1932 معادلات تفاعلات تخليق اليوريا ، والتي يتم تقديمها في شكل دورة ، والتي تسمى في الأدبيات دورة أورنيثين لتكوين اليوريا في كريبس. وتجدر الإشارة إلى أنه في الكيمياء الحيوية كان هذا هو أول نظام استقلابي دوري ، وقد سبق وصفه اكتشاف G. إضافي...

التفاعل الخلوي الطبقة الخارجية لأغشية الخلايا. السلائف في تركيب الأحماض الصفراوية وهرمونات الستيرويد أغشية الخلايا. البروتينات الدهنية في الدم 3. دور الدهون في تغذية الإنسان تعتبر الدهون والزيوت النباتية من المكونات الأساسية للغذاء ، ومصدر للطاقة والمواد البلاستيكية للإنسان ، ومورد لعدد من العناصر الضرورية له ...

جامعة ولاية بيلاروسيا لعلوم المعلومات والإلكترونيات اللاسلكية

قسم ETT

"أساسيات الكيمياء الحيوية للدهون في جسم الإنسان"

مينسك ، 2008

الدهون اسم شائع لجميع الدهون المعروفة والمواد الشبيهة بالدهون ذات التركيبات المختلفة ، ولكن لها خصائص شائعة (عدم الذوبان في الماء ، الاستخلاص بالمذيبات غير العضوية). دهن (دهون يونانية).

في جسم الإنسان ، 10-20٪ من الدهون من وزن الجسم. الدهون هي:

بروتوبلازميك- هي جزء من جميع هياكل الخلايا والأعضاء والأنسجة وتبقى عمليا على نفس المستوى طوال الحياة. يشكلون 25٪ من جميع دهون الجسم.

الدهون الاحتياطية- يتم تخزينها في الجسم ، ويختلف عددها حسب العمر والجنس والظروف الغذائية وأنواع النشاط.

وظائف الدهون في الجسم :

1 – وظيفة بلاستيكية: يشاركون في بناء أغشية الخلايا لجميع الأعضاء والأنسجة وتكوين العديد من المركبات المهمة بيولوجيًا (الهرمونات والفيتامينات التي تذوب في الدهون).

2 – وظيفة الطاقة: توفر الدهون 25-30٪ من احتياجات الجسم من الطاقة. يبلغ تكسير 1 غرام من الدهون 9.3 سعرة حرارية.

3 - الدهون هي المغذيات الاحتياطية، مستودعهم - الأنسجة تحت الجلد ، كبسولة حول الفم.

4 – محميوظيفة الدهون: تشارك في التنظيم الحراري ، وحماية الجلد من الجفاف ، والأعضاء من الارتجاج.

5- أداء الوظيفة قذائف واقية، للحماية من العدوى أو الضياع المفرط أو تراكم الماء.

6 - يوفر امتصاص الفيتامينات التي تذوب في الدهون

تصنيف الدهون:

1 - بسيطأو الدهون المحايدة (إسترات الأحماض الدهنية والكحولات): توجد الدهون المحايدة في الجسم إما على شكل دهون بروتوبلازمية ، وهي مكون بنيوي للخلايا ، أو على شكل دهون احتياطي.

2- الدهون المعقدة، هي استرات الجلسرين الكحول ثلاثي الهيدروجين والأحماض الدهنية عالية الوزن الجزيئي والمكونات الأخرى. من بين الدهون المعقدة: الفسفوليبيدات ، الجليكوليبيدات ، السفيجنوميلين. تم العثور على الشحميات السفينغولية في أغشية الخلايا الحيوانية والنباتية.

3- المشتقات الدهنية. وتشمل هذه جميع المركبات التي لا يمكن تصنيفها بوضوح على أنها دهون بسيطة أو معقدة ، مثل المنشطات والكاروتينات والفيتامينات ذات الطبيعة الدهنية.

4- شمع- على سبيل المثال ، اللانولين ، مزيج من استرات الكوليسترول.

الشمع -هذه هي استرات تتكون من الأحماض الدهنية المشبعة وغير المشبعة والكحول.

توجد في الدهون المحايدة :

حمض دهني.

تحصل الأحماض الدهنية على أسمائها من طريقة عزلها عن الدهون. هذه أحماض كربوكسيلية ذات سلسلة أليفاتية طويلة.

خصائص الأحماض الدهنية.

مشبع- الأحماض النفاوية ، الدهنية ، الدهنية

غير مشبع: الأراكيدونيك ، الأوليك ، اللينوليك ، اللينولينيك.

تتكون الدهون النباتية أساسًا من الأحماض الدهنية غير المشبعة.

الدهون جزء أساسي من نظام غذائي متوازن للإنسان. يجب أن تكون نسبة البروتينات والدهون والكربوهيدرات 1: 1: 4.

ثلاثي الجلسرينوظيفتها الرئيسية هي تخزين الدهون. توجد في العصارة الخلوية في شكل قطرات زيتية مستحلب دقيق.

الدهون المعقدة :

الفوسفوليبيد- المكونات الرئيسية لأغشية الخلايا والعضيات تحت الخلوية ، تشكل معظم أنسجة المخ والأعصاب والكبد والقلب ، وتشارك في التخليق الحيوي للبروتين ، وتنشيط البروثرومبين ، ونقل الفيتامينات الدهنية والدهون في الدم والليمفاوية. يتكون من الجلسرين وجزيئين من الأحماض الدهنية أحدهما مشبع. والآخر غير مشبع + قاعدة نيتروجينية.

البروتينات الدهنية .

في مثل هذه الدهون المعقدة ، يتم إجراء التفاعلات بين الدهون ومكونات البروتين دون مشاركة الروابط التساهمية.

تحتوي البروتينات الدهنية بيتا البلازما على 80-90٪ دهون ، والبروتينات الدهنية ألفا - 40-70٪.

لا يزال التركيب الدقيق للبروتينات الدهنية غير معروف ، ولكن هناك أسباب للاعتقاد بأن سلسلة البروتين تقع على السطح الخارجي ، حيث تشكل غلافًا رقيقًا محبًا للماء حول البنية الدهنية micellar. تخزن الدهون أو الدهون الثلاثية معظم الطاقة الناتجة عن التفاعلات الكيميائية.

الدهون الغشائية:

وهي مقسمة إلى 3 فئات فرعية: سفينغوميلين ، سيريبروسيدات وجانجليوسيدات.

تمت دراسة الأغشية الخارجية أو أغشية البلازما للعديد من الخلايا ، وكذلك أغشية عدد من العضيات داخل الخلايا ، مثل الميتوكوندريا والبلاستيدات الخضراء. تحتوي جميع الأغشية على دهون قطبية.

هناك نوعان من الدهون غير القابلة للتصبن:

المنشطات والتربينات

المنشطات - الأحماض الصفراوية والهرمونات الجنسية وهرمونات الغدة الكظرية.

النباتات لها فيتوسترولس.

تربين - توجد في النباتات ، وكثير منها يعطي النباتات رائحة مميزة وتعمل كمكونات رئيسية "للزيوت العطرية".

الفيتامينات التي تذوب في الدهون.

فيتامين هـويمثلها مجموعة كاملة من فيتاميرات موجودة في الزيوت النباتية وتسمى توكوفيرولس. تحتوي هذه المركبات على نظام حلقة عطرية يحتوي على الهيدروكسيل وسلسلة جانبية إيزوبرينويد. يؤدي النقص إلى ضمور وضعف العضلات والعقم. يُعتقد أن هذه المواد تمنع التأثير المدمر للأكسجين الجزيئي ، ويطلق عليها أحيانًا مضادات الأكسدة.

فيتامين ك- K 1 و K 2 ، naphthoquinones مع سلاسل طويلة من الأيزوبرينويد ذات أطوال مختلفة. يتجلى النقص في انتهاك عملية تخثر الدم بسبب فقدان الجسم للقدرة على تخليق البروثرومبين.

فيتامين د- مشتق من المنشطات. فيتامين د 2 هو الأهم - كالسيفيرول و د 3. نقص فيتامين د يقود الشخص إلى اضطرابات استقلاب الكالسيوم والفوسفور ، والتي تتجلى في التغيرات في بنية العظام والأسنان. يعزز فيتامين د امتصاص أيونات الكالسيوم في الأمعاء الدقيقة عن طريق تحفيز تخليق البروتين المسؤول عن نقل هذه الأيونات.

البروستاجلاندين.

أملاح الأحماض الصفراوية.

تمتزج النهاية الكارهة للماء للجزيء بسهولة مع الدهون

لا تختلط النهاية المحبة للماء بسهولة مع الدهون ، ولكنها تسهل الاتصال بالمرحلة المائية.

يشكل هذا مستحلبًا من الدهون في الماء ، يتكون من قطرات صغيرة من الدهون.

يسهل تكوين المستحلبات تفاعلها كركائز مع الليباز.

1. ربما ، نتيجة لانتشار micellar ، وربما تعداد الخلايا الصنوبرية ، تخترق micelles كجسيم كامل الخلايا الظهارية للزغابات. تتحلل المذيلات الدهنية هنا ، بينما تدخل الأحماض الصفراوية على الفور إلى مجرى الدم ومن خلال نظام الوريد البابي إلى الكبد ، حيث يتم إفرازها مرة أخرى كجزء من الصفراء.

تحلل الدهون داخل الخلايا .

مصدر الأحماض الدهنية التي تخضع للأكسدة في أنسجة الحيوانات العليا هو إما السائل خارج الخلية أو الدهون داخل الخلايا الداخلية. في الأنسجة العضلية ، بما في ذلك عضلة القلب ، تخضع الأحماض الدهنية للأكسدة المباشرة. المصدر الرئيسي للأحماض الدهنية الذاتية هو الدهون الاحتياطية الموجودة في السيتوبلازم. يتم تحلل الأحماض الدهنية أولاً بواسطة إنزيمات الليباز داخل الخلايا المحددة إلى الجلسرين والأحماض الدهنية الحرة ، وتخضع الأخيرة للتنشيط والأكسدة. مصدر آخر للأحماض الدهنية هو فوسفوجليسريد الغشاء. التجديد الأيضي للفوسفوجليسريد يحدث باستمرار ، حيث يتم تكوين الأحماض الدهنية الحرة.

تكسير الدهون.

تحدث أكسدة الأحماض الدهنية في الخلايا في الميتوكوندريا بمشاركة مركب متعدد الإنزيمات . تتكون عملية أكسدة الأحماض الدهنية من الخطوات التالية:

المرحلة 1 - تنشيط الأحماض الدهنية واختراقها من السيتوبلازم في الميتوكوندريا ، مع تكوين أسيل CoA. يشمل 3 مراحل:

ج) نقل بقايا الأحماض الدهنية من الكارنيتين إلى CoA داخل الميتوكوندريا.

المرحلة 3 - مرحلة الترطيب: إضافة جزيء الماء وتكوين b-hydroxyl CoA.

المرحلة 4 - المرحلة الثانية من نزع الهيدروجين ، يتم تشكيل ب-كيتواسيل CoA.

يسمى الانقسام المؤكسد المتسلسل لجزيئات الأسيتيل CoA من استرات CoA للأحماض الدهنية المشبعة طويلة السلسلة أكسدة ب.

توازن الطاقة: في حالة الأكسدة ، على سبيل المثال حمض البالمتيك ، G هو 9797 كيلو جول.

الأحماض الأكثر شيوعًا للخضروات والتوت والفواكه هي أحماض الستريك غير المتطايرة والماليك والطرطريك وغيرها. محتوى الأحماض في التوت البري يتراوح من 0.6 إلى 6٪. أعلى حموضة نموذجية للتوت البري ونبق البحر والويبرنوم.

تشارك الأحماض في تكوين طعم التوت البري ، وتقليل درجة الحموضة في البيئة ، وتؤثر بشكل إيجابي على عملية الهضم ، وتساهم في تكوين تركيبة معينة من النباتات الدقيقة ، وتمنع عمليات التحلل في الجهاز الهضمي. الأحماض الفينولية لها تأثير مبيد للجراثيم.

بالإضافة إلى الأحماض غير المتطايرة ، تحتوي الفواكه والتوت على كمية صغيرة من الأحماض المتطايرة: الفورميك ، والفاليريك ، والكابرويك. كل منهم موجود في تكوين الويبرنوم. تعتبر الأحماض السوربيك والباريسوربيك نموذجية لثمار الرماد الجبلي. تم العثور على حمض الفورميك في التوت. توجد أحماض الفينول وإستراتها بكميات صغيرة في أنواع مختلفة من التوت: على سبيل المثال ، يوجد حمض الساليسيليك في التوت والعليق والفراولة والتوت البري ورماد الجبل. تشكل الأحماض المتطايرة رائحة التوت الطازج.

الدهون.يحتوي تكوين الفواكه والتوت على بعض الدهون

(0.1-0.3٪) ، وتتركز بشكل أساسي في البذور. الاستثناء هو نبق البحر ، الذي يحتوي على الدهون في كل من اللب والبذور. يتراوح تركيز الدهون في البذور من 4 إلى 31٪.

تلعب الدهون دورًا مهمًا لأنها جزء من أغشية الخلايا. في الفواكه والتوت ، يتم تمثيل الدهون بالدهون والشموع والكوتين والمنشطات ومركبات أخرى. تتميز دهون الفاكهة والتوت بتركيبة مواتية من الأحماض الدهنية مع غلبة الأحماض الدهنية غير المشبعة.

تشكل الشمع ، الكوتين ، حمض أورسوليك طبقة شمعية مميزة ، على سبيل المثال ، التوت البري والتوت البري.

فيتامينات. القيمة الغذائيةيتم تحديد الخضار والفواكه والتوت إلى حد كبير من خلال وجود الفيتامينات والمواد الشبيهة بالفيتامينات فيها. تحتوي الفواكه والتوت على فيتامينات تذوب في الماء وفي الدهون. تشمل تلك القابلة للذوبان في الماء حمض الأسكوربيك وفيتامين ب والبيوفلافونويدس.

فيتامين ج ، بتعبير أدق ، شكله المختزل - حمض الأسكوربيك شائع في الفواكه البرية والتوت. يمكن للعديد منهم ، مع الاستخدام المنتظم ، تلبية الاحتياجات اليومية لحمض الأسكوربيك (50-100 مجم في اليوم) بسهولة.

حمض الأسكوربيك هو مشارك نشط في العديد من عمليات الأكسدة والاختزال التي تحدث في جسم الإنسان. يحسن المقاومة ل أمراض معدية، وخاصة نزلات البرد ، والتأثيرات الخارجية السلبية (ارتفاع درجة الحرارة ، والتبريد) ، يزيد من الكفاءة. حمض الأسكوربيك له تأثير على تكون الدم والكربوهيدرات واستقلاب الكوليسترول. يتجلى الدور البيولوجي لفيتامين C بشكل كامل في وجود مركبات P-active ، وهو أمر نموذجي للفواكه والتوت. بالنسبة للشخص ، فإن المعدل اليومي لحمض الأسكوربيك هو 70-100 مجم ، المواد الفعالة P - 30-50 مجم.

التوت من عائلة lingonberry ، وكذلك العليق ، والتوت السحابي ، والكرز يحتوي على 10-20 مجم من فيتامين C / 100 جرام.متوسط الكمية (من 30 إلى 75 مجم / 100 جرام) نموذجي للفراولة ، الويبرنوم ، رماد الجبل ، العنب البري.

الكشمش الأسود في محتوى حمض الأسكوربيك يفوق العديد من أنواع التوت ، حيث يتراكم حتى 500 مجم / 100 جرام.

تشتمل مجموعة المركبات النشطة P على الأنثوسيانين ، والليوكوانثوسيانين ، ومضادات الاكسدة ، والفلافونول ، والتي تختلف في التركيب الكيميائي. المركبات النشطة P لها تأثيرات خافضة للضغط ومضادة للتصلب. المحتوى الإجمالي للمواد الفعالة P هو 0.-0.6٪ في الفواكه والتوت. في المحاصيل الملونة بكثافة والتوت ، مثل العنب البري ، الكشمش الأسود ، العنب البري ، يصل محتوى المواد الفعالة P إلى 1-1.5 ٪.

يتم تضمين فيتامينات ب في مجموعة البروستات من الإنزيمات التي تقوم بعملية التمثيل الغذائي للطاقة ، والتخليق الحيوي لقواعد البيورين ؛ ينظمون التمثيل الغذائي للكربوهيدرات والبروتين والدهون. من التوت البري ، مصدر الريبوفلافين هو وردة الورد ، العنب البري ، العنب البري ، ومصدر الثيامين هو رماد الجبل.

محتوى كبير ومتوسط من الريبوفلافين نموذجي للبازلاء الخضراء والفلفل الحلو والقرنبيط.

مع نقص الثيامين والريبوفلافين ، يتطور البري بري ، ويتجلى في زيادة التعب.

تم العثور على ممثلي عائلة فيتامين ب 6 في العديد من التوت البري.- بيريدوكسين وبيريدوكسال وبيريدوكسامين ولكن بكميات قليلة (من 0.1 إلى 3.9 مجم / 100 جرام). تبلغ الحاجة الفيزيولوجية للبالغين لهذا الفيتامين 1.8-2 مجم في اليوم. يؤدي نقصه إلى اضطرابات عصبية ونعاس والتهاب في الجلد والعينين ، بينما تزداد الحاجة إلى النياسين وتعطل استخدام الأحماض الأمينية والبروتينات.

مطلوب النياسين (PP) من قبل الشخص بكميات كبيرة - 14-28 مجم في اليوم. مع نقص في النظام الغذائي ، تحدث التهيج ، المزاج المكتئب ، الصداع وأعراض مؤلمة أخرى. تم العثور على النياسين في جميع أنواع التوت البري. يحتوي العنب البري ووردي الورد ونبق البحر والتوت على كمية من النياسين أكثر من غيرها.

مصدر فيتامينات المجموعة B و PP هي البطاطس والقرنبيط والفطر والفطر (28.15 ميكروغرام / 100 غرام) والشانتيريل (25.38 ميكروغرام / 100 غرام).

بعض أنواع التوت لها أكبر قيمة كمصدر لحمض الفوليك.هذا الفيتامين هو عامل مضاد لفقر الدم ، ويحفز تكوين خلايا الدم الحمراء والبيضاء. من بين أنواع التوت التي يمكن أن تسد حاجة الشخص لهذا الفيتامين ، من الضروري ملاحظة رماد الجبل والورد البري والفراولة والتوت.

من الخضار ، يوجد حمض الفوليك في البازلاء الخضراء ، والملفوف (20-40 ميكروغرام لكل 100 غرام من المنتج) ، ومن الفطر - في الفطر والزبدة والفطر (40 ميكروغرام ، 30 ميكروغرام و 30 ميكروغرام ، على التوالي).

تشمل الفيتامينات القابلة للذوبان في الدهون A ، D ، E ، K. التوت البري ذو اللحم الأصفر الكثيف غني بالكاروتينات ، بما في ذلك B-carotene ، والذي يتم تحويله بشكل أكثر فاعلية إلى فيتامين A في جسم الإنسان. والمراكمات الرئيسية لـ B-carotene هي البحر النبق ، الزعرور ، وردة الورك. الكاروتينات تمنع النسيج الكبدي ، وتشارك في تكوين هرمون الغدة الكظرية ، صبغة بصرية.

ومصدر هذه الفيتامينات الخضار مثل القرنبيط والجزر والطماطم.

يعمل فيتامين هـ على استقرار وحماية الدهون غير المشبعة من الأكسدة المفرطة ، ويمنع العقم عند الإنسان. أعلى نشاط بيولوجي هو سمة من سمات a-tocopherol. يتم تصنيع توكوفيرول فقط بواسطة النباتات. نبق البحر غني بها بشكل استثنائي - ما يصل إلى 18 مجم / 100 جرام من الفاكهة وعشر مرات أكثر في الزيت. الوركين الورد والزعرور ورماد الجبل غنية بالتوكوفيرول.

فيتامين ك يعزز تخثر الدم. في التوت ، يتم احتوائه في شكل K1. أكثر من أنواع التوت الأخرى ، يتراكم فيتامين K1 عن طريق الرماد الجبلي ، الكشمش الأسود ، الورد البري ، توت بري.

ليبيدز

الدهون (من اليونانية - الدهنية) هي مركبات طبيعية غير قطبية غير قابلة للذوبان تمامًا أو تقريبًا في الماء ، ولكنها قابلة للذوبان في المذيبات غير القطبية ، على سبيل المثال ، الكلوروفورم ، ثاني كبريتيد الكربون ، الأثير والإيثانول الساخن. السمة المميزة الرئيسية لهذه المجموعة من المواد غير المتجانسة إلى حد ما هي عدم قطبيتها ، والتي تفسر في بعض الحالات من خلال وجود واحد أو أكثر من الأحماض الدهنية التي تحتوي على سلاسل هيدروكربونية أليفاتية طويلة في هذه المركبات. محتوى الدهون في الجسم هو 10 - 20٪ من وزن الجسم.

تؤدي الدهون الوظائف البيولوجية التالية :

1. هي مكونات الأغشية التي تحدد إلى حد كبير نفاذية لها.

2. تعمل كواحد من الأشكال الرئيسية للكربون وتخزين الطاقة (1 غرام من الدهون أثناء الأكسدة يعطي 9.3 كيلو كالوري).

3. قد تكون سلائف لمركبات مهمة أخرى.

4- أداء دور الحواجز الواقية التي تحمي من التأثيرات الحرارية والكهربائية والفيزيائية.

6. في بعض الحالات ، تكون هذه الفيتامينات والهرمونات.

7. المشاركة في الحد من النبضات العصبية ، لأنها جزء من أغلفة المايلين.

يوجد تصنيف للدهون حسب بنيتها:

1. الدهون البسيطة. 2. الدهون المعقدة. 3. المشتقات الدهنية.

تشمل الدهون البسيطة فقط إسترات الأحماض الدهنية والكحول. يتضمن تكوين الدهون المعقدة ، بالإضافة إلى الأحماض الدهنية والكحول ، مكونات أخرى. من بين الدهون المعقدة ، يتم تمييز الجلسرين الفوسفاتي ، السفينجوميلين ، cerebrosides و gangliosides. تشمل مشتقات الدهون جميع المركبات التي لا يمكن تصنيفها بوضوح على أنها دهون بسيطة أو معقدة ، مثل المنشطات والكاروتينات والفيتامينات ذات الطبيعة الدهنية. يتكون الكثير منها من سلاسل الهيدروكربونات التي كانت جزءًا من الأحماض الدهنية ، ويشتمل تكوين الدهون البسيطة والمعقدة بالضرورة على الأحماض الدهنية ، وهي في الواقع أحماض كربوكسيلية ذات سلسلة أليفاتية طويلة. الأحماض الدهنية الطبيعية متنوعة للغاية.

للراحة ، تتميز المجموعات التالية: 1. معظم الأحماض الدهنية عبارة عن أحماض أحادية الكربوكسيل تحتوي على سلاسل هيدروكربونية خطية مع عدد زوجي من الذرات (عادةً C 12 - C 20). أقل شيوعًا هي FAs ذات السلاسل الأقصر أو مع عدد فردي من ذرات الكربون. 2. غالبًا ما توجد أحماض تحتوي على روابط إيثيلين (غير مشبعة ، مزدوجة) (عادةً أحماض C 18 - C 20). في حالة وجود رابطتين مزدوجتين أو أكثر ، يتم فصلهما دائمًا بواسطة مجموعة ميثيلين واحدة: - CH = CH - CH 2 - CH = CH -.

3. في الأحماض غير المشبعة ذات الروابط المزدوجة ، يحدث تكوين رابطة الدول المستقلة دائمًا.

يعطي عدد كبير من روابط C - C و C - H غير القطبية في سلسلة الكربون طابعًا غير قطبي إلى حد كبير للجزيء بأكمله ، على الرغم من أنه يحتوي أيضًا على مجموعة قطبية - COOH. من الواضح تمامًا أن المركب الذي يحتوي على واحد أو أكثر من بقايا FA سيكون غير قطبي ، وهذا هو سبب عدم ذوبان الدهون في الماء ، ويسبب أيضًا تجميع الدهون في أغشية حيوية.

الأحماض الدهنية الطبيعية الرئيسية التي تتكون منها الأنسجة:

شاشات الكريستال السائل المشبعة:

1. لوريك (سي 12). 2. ميريستيك (سي 14). 3. البالمتيك (C 16).

4. دهني (C 18). 5. أراكينويك (سي 20).

II. شاشات الكريستال السائل المشبعة:

1. بالميتوليك (С 16: 1) ∆9. 2. أوليك (С 18: 1) ∆9. 3.لينوليك (С 18: 2) 9 ، 12

4. لينولينيك (С 18: 3) 9 ، 12 ، 15. 5. أراكيدونيك (С 20: 4) ∆5 ، 8 ، 11 ، 14

حيث (С x: y) ∆ Z- x هو عدد ذرات الكربون. y هو عدد الروابط المزدوجة.

Z هو موضع الروابط المزدوجة (يأتي العد من - COOH).

يمكن أن تتأكسد FAs إنزيميًا وغير إنزيمي.

أكسدة الأحماض الدهنية غير الأنزيمية. (LPO) - على الروابط المزدوجة تتأكسد إلى أحماض هيدروبيروكسي تحت تأثير عوامل مؤكسدة قوية ، على سبيل المثال ، H 2 O 2 ؛ حوالي 2؛ هو. مركبات البيروكسيد الناتجة هي أشكال سامة من مركبات الأكسجين. تشكل الدهون المعقدة الموجودة في الأغشية البيولوجية بسهولة شديدة البيروكسيدات ، لأنها تحتوي على العديد من الأحماض الدهنية غير المشبعة. وهذا بدوره يمكن أن يؤدي إلى أكسدة بروتينات الغشاء ، والتي يمكن أن يكون لها تأثير عميق على بنية ووظيفة الغشاء. يحدث هذا التأثير المدمر في المرحلة الأولى عن طريق تحويل بيروكسيدات الدهون إلى بيروكسيد - جذور - عوامل شديدة التفاعل ويمكن أن يستمر هذا التفاعل بمشاركة أيون معدني ، على سبيل المثال ، الحديد. يعود سبب النتانة وفساد المنتجات الغذائية جزئيًا إلى ردود الفعل هذه ، فالخلايا الحية قادرة على الدفاع عن نفسها ضد عمل هذه المواد المؤكسدة. يحدث التحييد بمشاركة الجلوتاثيون والفيتامينات E و C التي تعمل كمضادات للأكسدة ، والأكسدة الأنزيمية للأحماض الدهنية - وهي أكسدة الأحماض الدهنية ذات السلسلة الطويلة ، وخاصة حمض الأراكيدونيك ، وهو مقدمة لتخليق البروستاجلاندين. بشكل عام ، المركبات المكونة من C 20 - تسمى الأحماض المتعددة غير المشبعة إيكوسانويدات. يتكون حمض الأراكيدونيك من الفسفوليبيدات الغشائية ، والتي ، تحت تأثير الفوسفوليباز A 2 ، تتحلل إلى الليزوفوسفوليبيد وحمض الأراكيدونيك. يمكن أن يكون حمض اللينوليك أيضًا مقدمة لحمض الأراكيدونيك. حصل البروستاجليدين (PG) على اسمه لأنه تم عزله لأول مرة من البلازما المنوية المنتجة في غدة البروستاتا. من المعروف الآن أنها موجودة في معظم أنسجة الثدييات ، ولكن بكميات صغيرة جدًا (≤10 -9 جم).

تنظم البروستاجلاندين العمليات التالية في الخلايا :

1. التخفيض عضلات ملساء.

2. الدورة الدموية (ضغط الدم).

3. انتقال النبضات العصبية.

4. المشاركة في العملية الالتهابية.

5. توازن الماء والكهارل.

6. تخثر الدم.

ترتبط آلية عمل البروستاجلاندين بالتواجد في الخلايا المستهدفة التي يتحكم فيها البروستاجلاندين لبروتينات غشائية معينة - مستقبلات ترتبط ببعض البروستاجلاندين. يتم التوسط في التأثير النهائي من خلال عمل النيوكليوتيدات الحلقية - تزيد البروستاجلاندين أو تنقص (اعتمادًا على طبيعة الأنسجة) محتوى cAMP داخل الخلايا أو cGMP. هناك 6 أنواع رئيسية من PG. عام الصيغة الهيكليةيظهر البروستاجلاندين أنه حمض أحادي الكربوكسيل C 20 مع حلقة سيكلوبنتان داخل السلسلة. تحتوي البروستاجلاندينات المختلفة على رابطة مزدوجة واحدة أو اثنتين في مواضع محددة وأيضًا ترتبط في مواضع محددة بذرات الأكسجين.

يبدأ التخليق الحيوي للبروستاجلاندين بتحويل حمض الأراكيدونيك إلى وسيطين من الأكسيد الداخلي - PGG 2 (تم تشكيله أولاً) PGH 2. يتم تحفيز كلا التفاعلين بواسطة نفس الإنزيم - سينثاز البروستاجلاندين إندوبروكسيد ، والذي يتكون من مكونين - إنزيمات الأكسدة الحلقية (إضافة O 2 وتشكيل حلقة البنتان الحلقي) والبيروكسيداز (المسؤول عن تكوين مجموعات هيدروبيروكسيد). في بعض الخلايا ، يتم تحويل PGG 2 و PGH 2 إلى منتجات أخرى ، مثل الثرموبوكسانات والبروستوسكلين. يحدث تكوين الثرموبوكسان في الصفائح الدموية ويعزز تخثر الدم ، مما يتسبب في تراكم الصفائح الدموية وتضيق الشرايين. على العكس من ذلك ، يحدث تكوين البروستوسكلين في الخلايا المبطنة للشرايين والأوردة ويمنع تخثر الدم عن طريق تثبيط نفس العمليات. قد يكون عدم توازن هذه المركبات لصالح تراكم الصفائح الدموية هو السبب الجذري لتكوين لويحات الممتزات. تشرح الكيمياء الحيوية للبروستاجلاندين التأثير العلاجي للأسبرين ، والذي يعمل كعلاج فعال لتخفيف الألم الخفيف ، والالتهاب ، وخافض للحرارة ، أي. تلك الحالات ، التي يعتمد حدوثها إلى حد ما على زيادة تخليق البروستاجلاندين. يقلل الأسبرين من معدل تركيبها ، حيث يعمل كمثبط لمكون انزيمات الأكسدة الحلقية لتخليق الإندوبيروكسيد ، بينما يحدث التعديل التساهمي للمجموعة الأمينية الجانبية الهامة للإنزيم. عامل آخر مضاد للالتهابات ، الإندوميثوزين ، يثبط أيضًا التوليف ، ولكن ليس عن طريق التعديل التساهمي. تعمل الأدوية ذات الطبيعة الستيرويدية بطريقة مختلفة ، على سبيل المثال ، عن طريق تثبيط تكوين حمض الأراكيدونيك من الدهون الغشائية. في الآونة الأخيرة ، تم اكتشاف فئة جديدة من المركبات تسمى الليكوترين. يتم تصنيعها بواسطة الكريات البيض وتحتوي على ثلاثة روابط مزدوجة مترافقة. هذه منشطات قوية لتقلص العضلات الملساء. تعتبر القصيبات الصغيرة حساسة بشكل خاص لها ، والتي ربما تكون بسبب صعوبة التنفس لدى المرضى الربو القصبي. يرجع التهاب المفاصل الروماتويدي أيضًا إلى التأثير الالتهابي لمادة الليكوترين. يبدأ تخليق الليكوترين أيضًا بحمض الأراكيدونيك ، لكنه في هذه الحالة يتأثر بالإنزيم. ليبوكسيجيناز، الذي يحول حمض الأراكيدونيك إلى هيدروبيروكسيد. لا يؤثر الأسبرين أو الإندوميثوسين على هذا الإنزيم. أقوى مركبات الليكوترين هي المركبات التي لها رابطة ثيويثير: - C - S - C - تكونت نتيجة للتكثف مع الجلوتاثيون.

ضع في اعتبارك الأنواع المختلفة من الدهون:

I. الدهون البسيطة .

تنقسم الدهون البسيطة إلى مجموعتين:

1. أسيل جلسرين محايد.

1. أسيل جلسرين محايد.

اعتمادًا على عدد بقايا FA المتصلة بالكحول ثلاثي الهيدروجين الجلسرين ، يتم تمييز الجلسرين الأحادي ، الثنائي ، ثلاثي الأسيل. مشتقات Triacyl هي الأكثر شيوعًا في الطبيعة. في جميع الحالات ، لا يحتوي الأسيل جلسرين البسيط على مجموعات أيونية وظيفية وينتمي إلى الدهون المحايدة. عادة ما تكون سلاسل الأسيل الجانبية متميزة.

الصيغة العامة:

CH 2 O - C - R

CHO - C - R /

CH 2 O - C - R //

تؤدي TAGs ثلاث وظائف رئيسية في الأنسجة الحيوانية:

1. في الأنسجة الدهنية يتم ترسيبها في المحمية (كونها شكلاً من أشكال الطاقة وتخزين الكربون). هذه هي الدهون الرئيسية للدهون الاحتياطية ، وتصل إلى 99٪ منها.

2. في شكل جزيئات البروتين الدهني (على سبيل المثال ، chylomicrons) يتم نقلها على طول الجهاز اللمفاويومجرى الدم ، وتوزيعها على جميع الأنسجة (في هذه الحالة ، يتم نقل TAGs التي تم تصنيعها من الأحماض الدهنية المهضومة).

3. TAGs بمثابة حماية جسدية ومنظم درجة الحرارة لمختلف أعضاء الجسم. غالبًا (50٪) تحتوي على حمض الأوليك ، 23٪ - بالميت ، 10٪ - لينوليك ، 6٪ - دهني ، 5٪ - بالميتوليك و 6٪ - باقي الأحماض الدهنية.

تتميز TAGs بالأحماض الدهنية مع عدد زوجي من ذرات الكربون ، ولكن هناك أيضًا أحماض دهنية تحتوي على عدد فردي من ذرات الكربون - فهي 2-5٪ ، ودهون الجلد بها 15-20٪. يحدد التشبع درجة انصهار الدهون. الدهون تحت الجلد أكثر تشبعًا من دهون الكبد. يمكن أن يختلف تكوين الأحماض الدهنية للدهون من بيئة T 0.

2.شموع.

هذه هي الاسترات ، ومع ذلك ، فإن كلاً من الكحول (حتى C18) والحمض المتضمن في تركيبتهما لهما سلاسل هيدروكربونية طويلة. جميع الشموع غير قابلة للذوبان تمامًا في الماء. عادة ما تكون الشمع الطبيعي هي المنتجات النهائية لتلك المسارات الأيضية التي يتمثل دورها الرئيسي في تشكيل طلاءات واقية. يحتوي ريش الطيور وجلود الحيوانات على طلاء شمعي يجعلها مقاومة للماء. يقلل طلاء أوراق وثمار النباتات بالشمع من فقدان الرطوبة ويقلل من احتمالية الإصابة.

ثانياً: الدهون المعقدة.

هناك ثلاث فئات رئيسية من الدهون المعقدة:

1. فسفوسيل جلسرين. 2. سفينجوميلين. 3. جليكوليبيدات.

1. فسفوسيل جلسرولات (FAG)

هذه هي الدهون المعقدة الأكثر شيوعًا. يختلف عدد FAs المختلفة وتركيزها النسبي اختلافًا كبيرًا اعتمادًا على نوع الخلايا وحالتها الفسيولوجية. على الرغم من هذا التنوع ، إلا أنهم ما زالوا يميزون بين المكونات الرئيسية والثانوية. رئيسي:فوسفاتيل كولين (ليسيثين) ، فوسفاتيد إيثانولامين (سيفالين) ، فوسفاتيديل جليسرين. تحت السن القانوني:فوسفاتيديل سيرين ، ثنائي فوسفاتيديل جلسرين (كارديوليبيد) ، فوسفاتيديلينوسيتول وحمض الفوسفاتيديك. تتشكل جميع FAGs الأخرى من حمض الفوسفاتيدك.

CH 2 O - C - R

CHO - C - R 1

CH 2 O - R - R 1

حمض الفوسفاتيك.

تختلف FAGs المختلفة عن بعضها البعض من خلال مجموعات إضافية مرتبطة برابطة الفوسفويستر بحمض الفوسفاتيديك. يختلف تكوين FAs لمختلف FAGs حتى داخل نفس الكائن الحي. بعض الليسيثين ، مثل ديبالميتويليسيثين ، هي العنصر الرئيسي في الفاعل بالسطح (الفاعل بالسطح) في الرئتين - وغيابه عند الأطفال المبتسرين يسبب فشل الجهاز التنفسي.

هيكل بعض FAs:

CH 2 O - C - R CH 2 O - C - R

CHO - C - R1 CHO - C - R 1

CH 2 O - R - OH CH 2 O - R - OH

O - CH 2 - CH 2 - N + H 3 O - CH 2 - CH 2 - N + - (CH 3) 3

فوسفاتيديليثانولامين فوسفاتيديل كولين

(سيفالين) (ليسيثين)

CH 2 O - C - R CH 2 O - C - R

CHO - C - R 1 CHO - C - R 1

CH 2 O - R - OH N + H 3 CH 2 O - R - OH OH

O - CH 2 - CH - COOH O - CH 2 - CH - CH 2 OH

فوسفاتيديل سيرين فوسفاتيديل جلسرين

CH 2 O - C - R O CH 2 O - C - R

| || R /// - C - OH 2 C ||

CHO - C - R 1 O | CHO - C - R 1

| || R // - C - ONS ||

CH 2 O - R - OH O | CH 2 O - R - OH

O - CH 2 - CH - CH 2 O - R - OH 2 C O

هو

| أوه |

هو

ثنائي فسفاتيديل جلسرين فوسفاتيديلينوسيتول

(شحميات القلب)

يشكل ما يصل إلى 15٪ من جميع الدهون في عضلة القلب.في بعض الأحيان في فسفوسيل جلسرين ، يتم استبدال أحد الأحماض الدهنية بالألدهيد ، وفي هذه الحالة يتم تشكيل البلازماوجينات.

CH 2 - O - CH \ u003d CH - R /

CH - O - C - R 2

CH 2 - O - R - OH

2-السفينغوميلين (الشحميات الفوسفورية).

وهي تتكون من جزيء واحد من الأحماض الدهنية والكولين وحمض الفوسفوريك وكحول سوينغوزين. Sphingosines هي عائلة من الكحولات الأمينية طويلة السلسلة غير المشبعة التي تختلف في طول السلسلة. يتم إرفاق FA بالمجموعة الأمينية من السفينجوزين من خلال رابطة أميد ، ويتم تكوين سيراميد. إضافة بقايا فسفوريل كولين يكمل تكوين سوينغوميلين:

CH 3 - (CH 2) 12 - CH \ u003d CH - CH - CH - CH 2 O - R - O - CH 2 - CH 2 - N + (CH 3) 3

سفينغوميلين

يحتوي السفينجوميلين أيضًا على خصائص أمفيباثيك. تم العثور على Sphingomyelins بكميات كبيرة في أغشية الخلايا العصبية وأنسجة المخ.

3. جليكوليبيدات (جليكوسفينجوليبيد).

كما أنها تعتمد على سيراميد. هناك مبيدات دماغية ومبيدات عصبية. هناك تفاعل حيوي حيوي للدهون متسلسل آخر هو التحويل الإنزيمي لسلائف السيراميد إلى مبيدات السربروسيد والجانغليوزيدات عن طريق ربط مجموعة كربوهيدرات بالسيراميد. توجد المبيدات الحشرية والجانجليوسيدات بشكل رئيسي (وإن لم يكن حصريًا) في أغشية الخلايا في الأنسجة العصبية والدماغية ، كما أنها تظهر خصائص أمفيباثيك. الكائنات الاوليه المبيدات الدماغيةتحتوي على مجموعة أحادية السكاريد مرتبطة برابطة جليكوسيدية إلى مجموعة -OH الطرفية من سيراميد. كقاعدة عامة ، هو الجلوكوز أو الجالاكتوز.

CH = CH - (CH 2) 12 - CH 3

يمكن تمثيل حوالي 25 ٪ من cerebrosides بواسطة galactocerebrosides المسلفنة (في المرتبة الثالثة). تحتوي الدكتات الدماغية الأخرى على مجموعات قليلة السكاريد الأطول (2-10 بقايا) تحتوي على السكريات الأمينية والسكريات N-acityls والفركتوز. تحتوي Gangliosides أيضًا على مجموعة oligosaccharide ، لكنها تتميز بوجود بقايا حمض السياليك واحد على الأقل. يختلف أحد الغانجليوسيد عن الآخر (وهذا ينطبق أيضًا على cerebrosides) في بنية مكون oligosaccharide. تحتوي بقايا أحماض السياليك في الجانجليوسيدات على 1 إلى 4.

وظائف الجليكوليبيدات:

1. إضفاء الصلابة على الأغشية.

2. تكوين علامات كيميائية مستضدية للخلية ، وتحديد فصيلة الدم (وفقًا لنظام ABO).

3-تشكيل علامات كيميائية لمراحل تمايز الخلايا.

4. تنظيم نمو الخلايا الطبيعي ، وبالتالي ، يرتبط بتحويل الخلايا الطبيعية إلى خلايا سرطانية.

5. إعطاء الخلايا القدرة على التفاعل مع بعض المركبات النشطة بيولوجيا ، على سبيل المثال ، مع السموم البكتيرية (الكوليرا ، التيتانوس) ، وهرمونات البروتين السكري ، والإنترفيرون والفيروسات ، أي في الواقع ، إنها وظيفة مستقبلية. كل هذه العمليات لها أهمية بيولوجية كبيرة. إلى جانب الدهون السكرية ، تشارك البروتينات السكرية أيضًا في العديد من هذه العمليات. هذا يؤكد على أهمية السكريات القليلة للعمليات التي تحدث على سطح الغشاء.

6. المشاركة في التفاعلات بين الخلايا.

ثالثا. المشتقات الدهنية.

هذه مجموعة غير متجانسة من المركبات. التشابه محدود فقط بسبب ضعف الذوبان في الماء. أهم أعضاء هذه المجموعة هي المنشطات والكاروتينات والفيتامينات ذات الصلة ذات الطبيعة الدهنية.

1. المنشطات. توجد في جميع الكائنات الحية حيث تؤدي وظائف مختلفة. في البشر ، تلعب دور الهرمونات الجنسية ، عوامل الاستحلاب في هضم الدهون ، وتشارك في نقل الدهون عبر الأغشية. في بلازما الدم ، تعمل كعوامل مضادة للالتهابات وكمنظمين لبعض عمليات التمثيل الغذائي. جميع المنشطات لها هيكل مماثل ، والذي يعتمد على. يرجع تنوع هياكل الستيرويد إلى درجات متفاوتة من عدم التشبع ووجود عدة مجموعات في أوضاع مختلفة من الدورات.

بيرهيدروسيكلوبنتانوفينانثرين

إن وجود سلسلة جانبية هيدروكربونية (C 8 - C 10) في الموضع السابع عشر ومجموعة هيدروكسيل في الموضع 3 هو سمة من سمات مجموعة كبيرة من المنشطات تسمى ستيرول. الكوليسترول هو الأكثر أهمية والأكثر شيوعًا. يدخل كمكون هيكلي في أغشية الخلايا ، ومع ذلك ، يختلف تركيزه في الأغشية (0-40 ٪ من إجمالي محتوى الدهون في الأغشية). يعطي الكوليسترول (بسبب محتوى الهيكل المدمج الأقل مرونة من سلسلة الهيدروكربون الممتدة) للغشاء صلابة (قوة) أكبر. الكوليسترول هو أيضا مقدمة التمثيل الغذائي الأولية للمنشطات الهامة الأخرى ، بما في ذلك الأحماض الصفراوية والهرمونات الجنسية. يعتبر الكوليسترول في بعض الأنسجة مقدمة لفيتامين د.

CH - (CH 2) 3 - CH - (CH3) 2

الكوليسترول

تم عزله أولاً من حصوات المرارة ، ومن هنا جاء الاسم (الكولي - الصفراء ، الستيرو - الصلب).

2. الكاروتينات.تنقسم الكاروتينات إلى مجموعتين: الكاروتينات والزانثوفيل. تشتمل كلتا المجموعتين على أصباغ غير قابلة للذوبان في الماء منتشرة على نطاق واسع في الطبيعة ، ومعظمها موجود في النباتات والطحالب. الكاروتينات عبارة عن مركبات هيدروكربونية بحتة ، بينما تحتوي الزانثوفيل على مجموعات أكسجين. يتم توزيع الكاروتين على نطاق واسع في الطبيعة. الأكثر شيوعًا هو بيتا كاروتين. إنه هيدروكربون C 40 بهيكل شديد التشعب وروابط غير مشبعة ، في كلا طرفي سلسلة الهيدروكربون توجد حلقات متطابقة مستبدلة. يمكن اعتبار جميع الكاروتينات الأخرى ، في جوهرها ، بمثابة متغيرات لهذا الهيكل. أثناء الانقسام الأنزيمي للبيتا كاروتين ، يتم تكوين جزيئين من فيتامين أ بشكل متماثل. في شبكية العين ، يتم تحويل شكل الكحول المختزل لفيتامين أ (الريتينول) بواسطة إنزيم إلى شكل ألدهيد مؤكسد (الشبكية) ، والذي يتكون مركب يحتوي على بروتينات ربط شبكية مختلفة (opsins). مثل هذا المركب هو مستقبل الضوء الأساسي في الخلايا الحساسة للضوء ، والتي تنقل المعلومات بعد ذلك إلى خلايا الجهاز العصبي. يوجد نوعان من الخلايا الحساسة للضوء:

1. العصي - إدراك الضوء الضعيف وغير حساس للون.

2. المخاريط - تدرك الضوء الساطع وتكون مسؤولة عن تكوين صورة ملونة.

اتضح أنه لا يوجد سوى ثور واحد (رودوبسين) في العصي. تحتوي المخاريط على 3 أنواع على الأقل من الثيران. تشكل معقدات شبكية لتكوين مستقبلات حساسة للألوان الزرقاء والحمراء والخضراء. مزيج من هذه الألوان يعطي ظلال مختلفة. في المجموع ، يمكن للعين البشرية تمييز 256000 درجة لون. لقد ثبت أن شبكية العين ترتبط تساهميًا بالأوبسين ، وتشكل مركبًا رودوبسين شبكيًا. في هذه الحالة ، يرتبط شكل رابطة الدول المستقلة للشبكية ، والذي يمر عبر العديد من المراحل الوسيطة إلى الأيزومر العابر. في هذه الحالة ، يشارك واحد أو أكثر من الأشكال الوسيطة في توليد إمكانات كهربائية صغيرة جدًا تنشط الجهاز العصبي. تنتهي دورة تحولات الصبغة الحساسة للضوء أثناء الإدراك البصري بتجديد شبكية العين.

الفيتامينات الدهنية.

3- فيتامين د. مطلوب لعملية التمثيل الغذائي الطبيعي للكالسيوم والفوسفور الضروري لنمو العظام والأسنان السليمة. يسبب نقصه الكساح - وهو مرض تصبح فيه العظام طرية وبلاستيكية ، مما يؤدي إلى تشوهها. يتكون فيتامين د من طليعة الستيرول مع الأشعة فوق البنفسجية. أحد أهم السلائف هو 7-ديهيدروكوليسترول ، والذي يتم الحصول عليه بشكل إنزيمي من الكوليسترول. منه يتم الحصول على فيتامين د 3. هناك عدة أشكال من فيتامين د.يوجد Fora D 3 (كوليكالسفيرول) في الحليب والزبدة وكبد السمك ، وهي المصدر الخارجي الرئيسي لهذا الفيتامين. يمكن تصنيع فيتامين د 3 في الجلد بشرط الحصول على جزء طبيعي من ضوء الشمس. يتم نقل كل من فيتامين د 3 الداخلي والخارجي عن طريق البلازما إلى الكبد والكلى ، حيث يتم تحويله إلى مشتقات هيدروكسيل أكثر نشاطًا. الشكل النشط الرئيسي في الجسم هو مشتق 1،25-ديهيدروكسي.

4-فيتامين هـ.يُطلق على التركيب الأساسي لفيتامين E (وهناك عدة أشكال) توكوفيرول ، وأكثر أشكال فيتامين إي نشاطًا هو ألفا توكوفيرول. في الجرذان ، يعتبر فيتامين هـ ضروريًا للتكاثر (لم يتم إثبات ذلك بالنسبة للبشر). في بعض الحيوانات ، يؤدي نقص فيتامين هـ إلى ضمور عضلي. عادةً ما يُضاف فيتامين هـ أثناء تحضير الطعام ، لأنه يحتوي على خصائص مضادة للأكسدة ، ويمنع تلف الطعام بسبب الأكسدة. في الخلايا الحية ، يعمل فيتامين هـ أيضًا كمضاد للأكسدة ، إلى جانب فيتامين ج والجلوتاثيون.

5. فيتامين ك.نقصه يبطئ تخثر الدم. يعتمد هيكلها على الحلقات نافثوكينوننظام ترتبط به سلسلة هيدروكربونية طويلة. يمكن أن يأتي من الطعام (الخضار الطازجة ، الجبن) ، أو يمكن أن تحفزه البكتيريا في الجهاز الهضمي. يتم تحديد تأثير التخثر من خلال المشاركة في تخليق البروثرومبين ، والذي ينتقل بعد ذلك إلى الثرومبين.

الأغشية الحيوية.

تحيط الأغشية الحيوية بالخلية والعديد من العضيات داخل الخلية. هذه أنظمة بيولوجية نشطة للغاية مسؤولة عن عمليات مثل النقل الانتقائي للمواد داخل وخارج الخلية والأجزاء الخلوية (التكوينات) ، وربط الهرمونات والجزيئات التنظيمية الأخرى ، والتفاعلات التي تحفزها الإنزيمات ، ونقل النبضات الكهربائية ، و حتى تخليق ATP. تختلف الأغشية عن بعضها البعض ، ولأنواع الأغشية المختلفة أنواع مختلفة من النشاط الوظيفي. على سبيل المثال ، فقط غشاء الميتوكوندريا الداخلي هو المسؤول عن التخليق الحيوي لـ ATP.

التركيب الكيميائي:تتكون الأغشية من جزيئات دهنية وبروتينية. يختلف مقدارها النسبي اختلافًا كبيرًا بالنسبة للأغشية المختلفة ، حيث تتراوح من 20٪ بروتين + 80٪ دهون إلى 75٪ بروتين + 25٪ دهون. تشكل الكربوهيدرات على شكل بروتينات سكرية وشحميات سكرية 0.5 - 10٪ من مادة الغشاء.

الدهون طبقه ثنائيه.يتم ترتيب دهون الأغشية الحيوية في طبقتين. تتكون كل طبقة أحادية من دهون معقدة (وأحيانًا كوليسترول) مرتبة بطريقة تجعل ذيول الجزيئات غير القطبية الكارهة للماء على اتصال وثيق ببعضها البعض ؛ في نفس الاتصال - العناصر القطبية المحبة للماء. كل هذه التفاعلات غير تساهمية على وجه الحصر. يتم الجمع بين طبقتين أحاديتين ، موجهتين "الذيل" إلى "الذيل" ، بحيث يتم تكوين بنية طبقة مزدوجة ، والتي تحتوي على جزء داخلي غير قطبي وسطحين قطبيين. سمك كل طبقة ثنائية هو 3.5 - 4.0 نانومتر. يختلف تكوين الدهون في الطبقات الأحادية. على سبيل المثال ، عادة ما توجد المبيدات الحشرية والعقليات في الطبقة الخارجية أحادية الطبقة من غشاء الخلية. تختلف درجة هذا الاختلاف في التركيب الدهني للطبقات الأحادية باختلاف الأغشية ويمكن أن تتغير مع مشاركة الخلية في عمليات مختلفة ومع تقدم العمر. يمكن أن تنتقل جزيئات الدهون من طبقة أحادية إلى أخرى. يتم تحديد قابلية الحركة (الصلابة) والسيولة للطبقة الدهنية الثنائية نوع وطول مجموعات الهيدروكربون التي تشكل الأحماض الدهنية والسفينجوزينات ، وكذلك محتوى الكوليسترول. يتم تحديد الصلابة المتزايدة من خلال زيادة نسبة السلاسل المشبعة إلى السلاسل غير المشبعة وزيادة محتوى الكوليسترول. تعتمد الخصائص الفيزيائية للأغشية أيضًا على نوع وترتيب البروتينات المرتبطة بالطبقة الدهنية الثنائية.

بروتينات الغشاء . يشتمل الهيكل العام للغشاء على بروتينات مرتبطة بطبقة الدهون الثنائية بإحدى طريقتين:

1. المرتبطة بالسطح المحبة للماء للطبقة الثنائية - (بروتينات الغشاء السطحي) ؛

2. مغمورة في المنطقة الكارهة للماء من طبقة ثنائية الدهون - (بروتينات غشائية متكاملة).

يحتوي كل غشاء على كلا النوعين من البروتينات ، ومع ذلك ، فإن الأنواع المختلفة من الأغشية لها نسب مختلفة من هذه البروتينات. البروتينات السطحية مع مجموعاتها الجانبية القطبية من بقايا الأحماض الأمينية الموجودة على سطح جزيء البروتين غير مرتبطة تساهميًا بالسطح المحب للماء للطبقة الدهنية الثنائية. تتميز البروتينات المتكاملة بدرجة الانغماس في المنطقة الكارهة للماء من الطبقة الثنائية. على جانبي الغشاء ، لا تستطيع بعض البروتينات اختراق الطبقة المزدوجة بعمق شديد ، حيث تصل إلى حوالي نصف الطبقة ، بينما تخترق البروتينات الأخرى ، كما كانت ، الطبقة المزدوجة ببنيتها. يمكن للبروتينات ، مثل الدهون ، تغيير موقعها في الغشاء. يمكن توجيه هذه الحركة على طول الطبقة الأحادية ، ويمكن أن تكون دورانية داخل الطبقة الأحادية أو حتى ثنائية الطبقة ، ويمكن توجيهها من سطح واحد من الطبقة الثنائية إلى سطح آخر. يمكن أن تخضع البروتينات لتغييرات في شكلها ، مما قد يؤثر على تكوين البروتينات المجاورة.

وظائف بروتينات الغشاء : يمكن تقسيم جميع بروتينات الغشاء (السطحية والمتكاملة) إلى مجموعتين كبيرتين بناءً على دورها في تكوين الأغشية:

1. البروتينات الهيكلية.

2. البروتينات الديناميكية.

تساعد البروتينات الهيكلية في الحفاظ على بنية الغشاء بأكمله. غالبًا ما يكون للبروتينات من هذا النوع شكل ممدود وتقع على السطح المحب للماء للطبقة الدهنية ، وتعمل كفرقة جزيئية. البروتينات الديناميكية هي بروتينات تشارك بشكل مباشر في العمليات الخلوية التي تحدث على الغشاء. في جميع أنواع الخلايا ، عادةً ما يتم تمييز ثلاث فئات من هذه البروتينات:

1. نقل البروتينات (المشاركة في نقل المركبات داخل وخارج الخلايا ؛

2. البروتينات التحفيزية (تلعب دور الإنزيمات في التفاعلات التي تحدث على الغشاء) ؛

3. البروتينات - المستقبلات (ترتبط على وجه التحديد بمركبات معينة - الهرمونات والسموم والناقلات العصبية الموجودة على السطح الخارجي للغشاء ، والتي تعمل كإشارة لتغيير العمليات الكيميائية في الغشاء أو داخل الخلية).

نقل الغشاء.

يتم تحديد نقل (نقل) المركبات داخل الخلية أو خارجها ، وكذلك نقلها بين السيتوبلازم ومختلف العضيات تحت الخلوية (الميتوكوندريا ، النواة ، إلخ) بواسطة الأغشية. تحدد خصائص نقل الغشاء شبه نفاذه - فبعض المركبات يمكن أن تخترق من خلاله ، بينما لا يستطيع البعض الآخر ذلك. اعتمادًا على المركب المحدد ونوع الغشاء ، يحدث النقل السلبي أو النشط.

1 النقل السلبي هو النقل على طول تدرج التركيز دون إنفاق الطاقة من قبل الخلية. يسمى هذا النقل أحيانًا بالانتشار. التمييز بين الانتشار البسيط والميسر.

يحدث الانتشار البسيط دون أي تفاعل مع بروتين الغشاء. يتم نقل المواد من خلال طبقات ثنائية الدهون من خلال المسام الموجودة في الغشاء المتكون من فجوات في الطبقة الثنائية ، أو من خلال القنوات المكونة من بروتينات الغشاء. وهكذا ، على سبيل المثال ، يتم نقل الماء وبعض الأيونات العضوية وبعض المركبات الدهنية. يتضمن الانتشار الميسر جزيئات حاملة ، وعادة ما تكون بروتين غشائي. تبدأ هذه العملية عادةً بربط المركب المنقول ببروتين النقل. يقترب بروتين النقل من الجانب الآخر من الغشاء ، ويطلق هذا المركب ، ويفترض حالته الأصلية ، وهو جاهز مرة أخرى لأداء وظائفه. نسخة أخرى من النقل: البروتين غير قادر على المرور عبر الطبقة الثنائية ، والمركب المرتبط نفسه ينتقل من بروتين إلى آخر حتى يكون على الجانب الآخر من الغشاء ويتم إطلاقه هناك.

2 النقل النشط هو الحال عندما يتطلب النقل إنفاق الطاقة من قبل الخلية. كما تستخدم طاقة ATP ومصادر الطاقة الأخرى. في هذه الحالة ، تعد مشاركة بروتينات الغشاء ضرورية أيضًا ، وقد يتضح أن نظام النقل متعدد الجزيئات. يمكن إنفاق الطاقة في أي مرحلة من مراحل النقل. في بعض الحالات ، قد يتم تحفيز إحدى المراحل بواسطة هرمون.

من أهم الأنظمة - K +، Na + - مضخة. المضخة عبارة عن بروتين واحد يسمى Na + ، K + - ATPase. يتخلل جزيء هذا البروتين الغشاء بأكمله وهو قليل القسيمات بوزن جزيئي يبلغ 250000. تتضمن آلية العمل عدة مراحل:

1. يرتبط جزيء ATP من السيتوبلازم بالموقع النشط في إحدى وحدات ATPase الفرعية. يكون ارتباط ATP مصحوبًا بربط 3 Na + من السيتوبلازم.

2. يتسبب الفسفرة في ATPase (بسبب ATP) في انتقال توافقي في بنية البروتين ، مما يؤدي إلى إعادة توجيهه بطريقة يتم فيها إخراج Na المرتبط من خلال قناة مفتوحة على الجانب الخارجي من الغشاء.

3. بعد إزالة Na + ، يتم توصيل 2K + من الخارج بمراكز الارتباط الأيوني للبروتين المفسفر.

4. إزالة مجموعة الفوسفات عن طريق التحلل المائي يتسبب في انتقال توافقي جديد ، واستعادة التشكل الأصلي ، الذي يطلق 2K + في القناة ، المفتوحة الآن داخل الخلية.

وهكذا ، لكل جزيء ATP يتم إنفاقه ، ينقل ATPase 3Na + و 2K + (على التوالي من الخلية إلى الخلية).

تحتوي خلايا العضلات على Ca ++ - مضخة ATPase التي تتحكم في تقلص العضلات ، ويؤدي إطلاق Ca ++ إلى تقلص العضلات.

مستقبلات الغشاء.استجابة الخلايا الحية للتعرض أنواع مختلفةتبدأ المواد النشطة بيولوجيًا (الهرمونات والسموم المختلفة والناقلات العصبية وما إلى ذلك) بربط المادة بالسطح الخارجي لغشاء الخلية في مكان محدد يسمى المستقبل. عادة ما تكون هذه بروتينات ، ولكن يمكن أن تكون أيضًا مواد أخرى ، مثل الغانجليوسيدات. تأمل عمل بعض المستقبلات.

يشارك: