Курс лекций и заданий по дисциплине Химия

Министерство образования Красноярского края

краевое государственное бюджетное

профессиональное образовательное учреждение

«Шушенский сельскохозяйственный колледж»

Курс лекций и заданий

по дисциплине «Химия»

для студентов 1 курса специальностей

21.02.04 Землеустройство,

21.05.05 Земельно-имущественные отношения,

23.02.03 Техническое обслуживание и ремонт

автомобильного транспорта,

35.02.05 Агрономия,

35.02.07 Механизация сельского хозяйства

Преподаватель:

Озеркевич Н.А.

2015

Рассмотрено на заседании

цикловой комиссии

математических и общих

естественнонаучных дисциплин

Протокол № ___ от ___._____2015

Председатель________ Н.А. Озеркевич

Автор: Озеркевич Н.А.

Рецензент: Овчинникова Т.В.

Аннотация

на методическую разработку

Название: Курс лекций и заданий по дисциплине «Химия» для студентов 1 курса специальностей 21.02.04 Землеустройство, 21.05.05 Земельно-имущественные отношения, 23.02.03 Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта, 35.02.05 Агрономия, 35.02.07 Механизация сельского хозяйства.

Объем: 77 страниц.

Курс лекций и заданий по дисциплине «Химия» предназначен для обеспечения теоретических знаний студентов по разделу «Химия и жизнь».

В курсе лекций изложены сведения о жизненно важных веществах: витаминах, ферментах, гормонах, лекарствах. Представлены разнообразные задания для закрепления знаний по изучаемым вопросам.

Содержание

Введение..…………………………………….……………………...…………5

Лекция №1 Витамины…………………………………………………………7

Лекция №2 Ферменты………………………………………………………....25

Лекция №3 Гормоны…………………………………………………………36

Лекция №4 Лекарства………………………………………………………...49

Заключение…..………………………………………………………………….63

Литература….…………………………………………………………………64

Приложение…… ………………………………………………………………65

Введение

К биологически активным веществам относятся: ферменты, витамины и гормоны. Это жизненно важные и необходимые соединения, каждое из которых выполняет незаменимую и очень важную роль в жизнедеятельности организма.

Переваривание и усвоение пищевых продуктов происходит при участии ферментов. Синтез и распад белков, нуклеиновых кислот, липидов, гормонов и других веществ в тканях организма представляет собой также совокупность ферментативных реакций. Иными словами, без ферментов нет жизни. Их значение для человеческого организма не ограничивается рамками нормальной физиологии. В основе многих заболеваний человека лежат нарушения ферментативных процессов.

Витамины могут быть отнесены к группе биологически активных соединений, оказывающих свое действие на обмен веществ в ничтожных концентрациях. Это органические соединения различной химической структуры, которые необходимы для нормального функционирования практически всех процессов в организме. Они повышают устойчивость организма к различным экстремальным факторам и инфекционным заболеваниям, способствуют обезвреживанию и выведению токсических веществ и т.д.

Гормоны - это продукты внутренней секреции, которые вырабатываются специальными железами или отдельными клетками, выделяются в кровь и разносятся по всему организму, в норме вызывая определенный биологический эффект.

Одно из самых заметных достижений синтетической органической химии 20 в. - получение новых лекарственных средств. В результате стало возможным излечивать многие болезни, которые раньше считались смертельными. А широкое распространение антисептических средств позволило предотвращать инфекционные осложнения в результате хирургических операций и боевых ранений.

Большинство учебных пособий и учебников имеет стандартную форму представления учебного материала - описание отдельных тематических блоков дисциплины. В связи с этим достаточно широкий спектр учебной литературы не решает проблему студентов в использовании конспективных материалов, кратко, но полно излагающих теоретический материал. Актуальным остается разработка учебных материалов обобщающего характера, учитывающего межпредметные связи учебных дисциплин. В содержании лекций прослеживаются межпредметные связи химии не только с биологией, математикой, историей, медициной. В конце каждой лекции дан перечень вопросов и разнообразных заданий для закрепления, ответы на которые студенты могут найти, внимательно изучив содержание лекции. Поэтому их выполнение не затруднит студента, но даст возможность осуществить самоконтроль усвоения теории.

Названия и количество лекций соответствует тематическому планированию. Содержание лекции соответствует типовой рабочей программе учебной дисциплины «Химия» составленной в соответствии с ФГОС среднего (полного) общего образования.

Лекция №1 Витамины

План лекции:

1. История открытия витаминов.

2. Роль витаминов в организме.

3. Классификация витаминов.

4. Краткая характеристика витаминов.

4.1 водорастворимые витамины;

4.2 жирорастворимые витамины;

4.3 витаминоподобные вещества.

1. История открытия витаминов

Во второй половине XIX века считалось, что пищевая ценность продуктов определяется содержанием в них белков, жиров, углеводов, минеральных солей и воды. Между тем за века человечество накопило немалый опыт длительных морских путешествий, когда при достаточных запасах продовольствия люди гибли от цинги.

Впервые (1880 г) с витаминами столкнулся русский ученых Н.И. Лунин. Он провел эксперимент с мышами, разделив их на 2 группы. Одну группу он кормил натуральным цельным молоком, а другую держал на искусственной диете, состоящей из белка-казеина, сахара, жира, минеральный солей и воды. Через 3 мес. мыши второй группы погибли, а первой остались здоровыми. Этот опыт показал, что помимо питательных веществ для нормальной жизнедеятельности организма необходимо еще какие-то факторы.

Немного позднее голландский ученый Христиан Эйкман - врач, который работал на острове Ява, обратил внимание на то что, среди населения те, кто питался полированным очищенным рисом, болели заболеванием, связанным с поражением нервной системы - полиневрит. Эти же случаи были отмечены в тюрьме, среди заключенных. Это заболевание было названо Бери-Бери.

В 1911 году поляк Казимир Функ выделил из кожуры риса вещество, которое предупреждало заболевание Бери-Бери. Это вещество содержало аминогруппу, и он его назвал витамин (вита - жизнь, амин - амин, то есть жизненный амин). К настоящему времени известно более 30 витаминов. Некоторые из них не содержат аминогруппу, но по традиции они тоже называются витаминами. (Приложение 1)

2. Роль витаминов в организме

Витамины - низкомолекулярные органические соединения различной химической природы, необходимые для осуществления жизненно важных биохимических и физиологических процессов в живых организмах.

Витамины необходимые для нормальной жизнедеятельности человека и животных; они играют решающую роль в обмене веществ. Витамины не синтезируются в организме или синтезируются в недостаточном количестве. Витамины выполняют в организме каталитические функции. Они поступают с растительной или животной пищей. Суточная потребность в витаминах измеряется в миллиграммах, микро граммах.

Гиповитаминоз (от гипо (греч. ὑπο - под, внизу) и витамины), болезненное состояние, возникающее при нарушении соответствия между расходованием витаминов и поступлением их в организм; то же, что витаминная недостаточность.

Гиповитаминоз развивается при недостаточном поступлении витаминов. Гиповитаминоз развивается незаметно: появляется раздражительность, повышенная утомляемость, снижается внимание, ухудшается аппетит, нарушается сон. Систематический длительный недостаток витаминов в пище снижает работоспособность, сказывается на состоянии отдельных органов и тканей (кожа, слизистые, мышцы, костная ткань) и важнейших функциях организма, таких как рост, интеллектуальные и физические возможности, продолжение рода, защитные силы организма.

Авитамино́з - заболевание, являющееся следствием длительного неполноценного питания, в котором отсутствуют какие-либо витамины.

Признаки авитаминоза: зависят от того витамина, которого не хватает организму.

Причины, вызывающие авитаминоз:

• нарушение поступления витаминов с пищей при неправильном питании, недостаточном или некачественном питании;

• нарушение процессов пищеварения или нарушение работы органов, связанных непосредственно с пищеварением;

• поступление в организм антивитаминов, например лекарственных препаратов синкумар, дикумарол, применяющихся при лечении повышенной свертываемость крови.

Некоторые авитаминозы:

Цинга - болезнь, вызываемая острым недостатком витамина C (аскорбиновая кислота), который приводит к нарушению синтеза коллагена, и соединительная ткань теряет свою прочность (кровоточивость десен).

Куринная слепота - болезнь при нехватке витамина А. Человек ощущает постоянное ухудшение способностей четко видеть в сумерках или при плохом освещении, сетчатка глаз становится крайне чувствительной к яркому дневному свету.

Бери-бери - болезнь, возникающая вследствие недостатка тиамина (витамина В₁) в организме человека. Это состояние возникает у людей, питающихся преимущественно белым рисом (рисом, лишённым оболочки) и некоторыми видами других зерновых культур.

Рахит - болезнь, возникающая при недостатке витамина D. Заболевание детей грудного и раннего возраста, протекающее с нарушением образования костей и недостаточностью их минерализации, обусловленное главным образом дефицитом кальция.

Пелла́гра (шершавая кожа) редкое заболевание, обусловленное недостаточным поступлением в организм или неполным усвоением никотиновой кислоты (витамина РР).

Гѝпервитамино́з - острое расстройство в результате интоксикации сверхвысокой дозой одного или нескольких витаминов (содержащихся в пище или витаминсодержащих препаратах).

Различают 2 типа гипервитаминоза:

• острый гипервитаминоз - возникает в случае единовременного приема большого количества витаминов определенной группы или нескольких групп. По симптоматике схож с острым отравлением;

• хронический гипервитаминоз - развивается при регулярном приеме в пищу определенного витамина в дозе, превышающей норму. Симптомы этой разновидности менее остры.

Основной причиной гипервитаминоза является превышение рекомендованной дозы препаратов (в то числе и БАД), содержащих этот витамин. Также вероятность возникновения гипервитаминоза возможна в случае приема дополнительных витаминов, в сочетании с употреблением продуктов и так богатых этим витамином. (Приложение 2)

3. Классификация витаминов

Каждая из этих групп содержит большое количество различных витаминов, которые обычно обозначают буквами латинского алфавита. Следует обратить внимание, что порядок этих букв не соответствует их обычному расположению в алфавите и не вполне отвечает исторической последовательности открытия витаминов.

По химическому строению и физико-химическим свойствам (в частности, по растворимости) витамины делят на 2 группы:

1) Водорастворимые - витамины при их избыточном поступлении в организм, будучи хорошо растворимыми в воде, быстро выводятся из организма.

2) Жирорастворимые - витамины хорошо растворимы в жирах и легко накапливаются в организме при их избыточном поступлении с пищей. Их накопление в организме может вызвать расстройство веществ, называемое гипервитаминозом, и даже гибель организма.

Водорастворимые витамины

Жирорастворимые витамины

Витаминоподобные соединения

Тиамин (витамин В₁)

Рибофлавин (витамин В₂)

Ниацин (никотиновая кислота, витамин РР)

Пиридоксин (витамин В₆)

Цианкобаламин (витамин В₁₂)

Фолацин (фолиевая кислота)

Пантотеновая кислота (витамин Вз)

Биотин (витамин Н)

Аскорбиновая кислота (витамин С)

Ретинол (витамин А)

Кальциферолы (витамин D)

Токоферолы (витамин Е)

Филлохиноны (витамин К)

Биофлавоноиды (витамин Р)

Пангамовая кислота (витамин В₁₅)

Парааминобензойная кислота (витамин H₁)

Оротовая кислота (витамин B₁₃)

Холин (витамин В₄)

Инозит (витамин В₈)

Метилметионинсульфоний (витамин U)

Липоевая кислота

4. Краткая характеристика витаминов

4.1. Водорастворимые витамины

Витамин С (аскорбиновая кислота, антискорбутный, антициготный)

Физиологическая функция: активизирует ферменты, способствующие депонированию межклеточных цементирующих веществ; участвует в усвоении железа, образовании гемоглобина, регенерации поврежденных тканей; отвечает за эластичность и прочность сосудов; обладает антитоксическим действием по отношению ко многим токсинам микробного происхождения (дифтерийному, туберкулезному, дизентерийному и др.); повышает иммунитет; участвует в образовании гормонов коры надпочечников и щитовидной железы; блокирует синтез токсинов в организме, нейтрализует действие различных ядовитых веществ.

Суточная норма: 50-100 мг.

Источник: зеленые части растений, овощи, фрукты, плоды шиповника, черная смородина, перец, салат, хрен, капуста, укроп, проросшие зерна пшеницы.

Недостаток: аскорбиновой кислоты в организме приводит к ломкости и повышенной проницаемости стенок сосудов, кровоточивости капилляров, что сопровождается деструкцией опорных тканей, болями в ногах и суставах, повышенной утомляемостью, понижением температуры тела, похуданием, общей слабостью, одышкой, болями в сердце и сердцебиениями. Более глубокая недостаточность способствует возникновению цинги, для которой характерна кровоточивость десен, сопровождаемая кариесом, расшатыванием, разламыванием и выпадением зубов.

Витамин В₁ (тиамин, антиневритный)

Физиологическая функция: играет большую роль в регуляции углеводного, жирового, минерального и водного обменов; оказывает благоприятное воздействие на клеточное дыхание; участвует в укреплении нервной системы. Суточная доза: 1,4-2,4 мг.

Источник: ржаной и пшеничный хлеб грубого помола, бобовые, картофель, капуста, морковь, орехи, гречневая и овсяная крупы, молоко и молочные продукты.

В организме синтезируется: бактериями кишечника.

Недостаток: тиамина окисление углеводов происходит не до конца. В тканях накапливаются промежуточные продукты обмена (пировиноградная и молочная кислоты), нарушающие процессы передачи нервных импульсов. Это приводит к общему недомоганию, психической подавленности, головным болям, потере памяти на недавние события, бессоннице, нарушениям в сердечно-сосудистой системе (сердцебиения, боли в области сердца), желудочно-кишечном тракте (потеря аппетита, запоры).

Витамин В₂ (рибофлавин)

Физиологическая функция: рибофлавин повышает остроту цветоразличения, улучшает ночное зрение; входит в состав ряда ферментов, участвующих в обмене углеводов, синтезе белков и жиров; оказывает регулирующее влияние на функции центральной нервной системы и печени; стимулирует образование эритроцитов.

Суточная доза: 2-3 мг.

Источник: хлеб грубого помола, яичный желток, грибы, свежие овощи, дрожжи, мясо, горох, печень, почки, рыба, сыр.

Гиповитаминоз: выражается в нарушении синтеза белка, исчезновении из печени гликогена, торможении образования аминокислот, нарушении сердечной деятельности и кровообращения. О недостатке витамина В 2 свидетельствует зуд и резь в глазах, конъюнктивит, снижение зрения в сумерках, специфическое воспаление слизистой оболочки языка и губ, особенно у уголков рта, общая мышечная и сердечная слабость.

Витамин В₃ (пантотеновая кислота, пантотен, антидерматитный)

Физиологическая функция: входит в состав ферментов, участвующих в углеводном, белковом и жировом обменах, стимулирует образование гормонов коры надпочечников.

Суточная доза: 10 мг.

Источник: яичный желток, зеленые части растений, дрожжи, молоко, горох, пшеничные отруби.

Синтезируется: микрофлорой кишечника.

Недостаток: проявляется в появлении дерматитов, поражении слизистых оболочек, дегенеративных изменениях желез внутренней секреции (надпочечников) и нервной системы (невриты, параличи), повреждениях сердца и почек, депигментации волос.

Витамин В₆ (пиридоксин, антидерматитный)

Физиологическая функция: входит в состав ферментов, участвующих в обмене аминокислот, ненасыщенных жирных кислот, холестерина; улучшает жировой обмен при атеросклерозе; увеличивает мочеотделение и усиливает действие мочегонных средств; необходим для синтеза гемоглобина в костном мозге.

Суточная доза: 1,5-3,0 мг.

Источник: хлеб, горох, фасоль, картофель, яичный желток, молоко.

Синтезируется: микрофлорой кишечника.

Гиповитаминоз: проявляется специфическим поражением кожных покровов, сопровождающимся шелушением, нарушениями пищеварения и сна.

Витамин В₁₂ (цианкобаламин, антианемический)

Физиологическая функция: участвует в белковом обмене, в процессах регенерации тканей, кроветворении, свертывании крови; понижает содержание холестерина в крови; обладает выраженной способностью снижать отложения жира во внутренних органах.

Суточная доза: 3 мкг.

Источником являются: яйца, кислое молоко, бобовые, гречневая крупа, картофель, орехи, говядина, рыба, морская капуста.

Синтезируется: микроорганизмами кишечника. Способный накапливаться в печени.

Гиповитаминоз: проявляется через специфическую анемию, снижение свертываемости крови, расстройство нервной системы, резкое снижение кислотности желудочного сока.

Витамин РР (никотиновая кислота, ниацин, никотинамид, антипеллагрический)

Физиологическая функция: входит в состав ферментных систем организма, контролирующих тканевое дыхание; участвует в регуляции углеводного, белкового и водно-солевого обмена; нормализует уровень холестерина в крови; расширяет сосуды; повышает кислотность желудочного сока; регулирует моторную деятельность желудка; способствует лучшему всасыванию и усвоению питательных веществ; положительно влияет на функции печени.

Суточная норма: 15-25 мг.

Источник: рис, хлеб, картофель, морковь.

Недостаток: приводит к нарушению образования ферментов, осуществляющих окислительно-восстановительные реакции и клеточное дыхание. Появляется пигментация, шелушение, изъязвление кожи на открытых участках тела, подвергающихся солнечному облучению; нарушается функция кишечника, что сопровождается поносом.

Витамин Н (биотин, антисеборейный, фактор роста бактерий, дрожжей, грибков)

Физиологическая функция: участвует в углеводном и жировом обмене; благотворно влияет на нервную ткань.

Суточная норма: 0,15-0,2 мг.

Источник: яичный желток, молоко, зерна злаковых, бобовые, свежие овощи, чай, какао.

Синтезируется: микрофлорой кишечника.

Недостаток: проявляется в виде себорейного дерматита, облысения, остановки роста, малокровия, мышечных болей.

Витамин В₉ (фолиевая кислота, птероилглутаминовая кислота, антианемический)

Физиологическая функция: участвует в регуляции кроветворения (образовании эритроцитов, лейкоцитов, тромбоцитов), белкового обмена; ускоряет регенеративные процессы в тканях; уменьшает отложение жира во внутренних органах; влияет на синтез нуклеиновых кислот; находится в хромосомах и служит важным фактором размножения клеток.

Суточная норма: 400 мкг.

Источник: зелень петрушки, сельдерея, шпинат, томаты, бобы, цветная капуста.

Синтезируется: микрофлорой кишечника.

Недостаток: проявляется в специфической анемии, нарушениях слизистой оболочки желудочно-кишечного тракта.

4.2. Жирорастворимые витамины

Витамин А (ретинол)

Физиологическая функция: принимает участие в ряде окислительно-восстановительных процессов, обеспечении функции зрения, процессах роста и регенерации тканей; усиливает иммунитет.

Суточная доза: 1-2,5 мг витамина А или 2-5 мг бета-каротина (провитамина А).

Источник: яичный желток, молоко, сметана, сливки, красно-мякотные овощи (морковь, томаты, перец и др.)

В организме депонируется: в печени, в норме печень человека содержит около 20 мг витамина на 100 г своего веса.

Гиповитаминоз: проявляется в нарушениях зрения в сумерках и при низкой освещенности; торможении процессов регенерации тканей при травмах; специфических изменениях кожи и слизистых оболочек с тенденцией к сухости и ороговению.

Недостаток: бледность, сухость и шелушение кожных покровов; предрасположенность к образованию угрей и фурункулов; ломкость и расслоение ногтей; повышенная утомляемость.

Витамин D (антирахитический, кальциферол)

Физиологическая функция: участвует в обмене кальция, фосфора и магния; влияет на состояние эндокринной системы, формирование скелета и зубов у детей. Выводит из организма свинец.

Суточная доза: 2,5 мкг.

Источник: сливочное масло, желток яйца, растительные масла, дрожжи.

В организме синтезируется: из холестерино-подобных веществ, входящих в состав кожи человека, путем облучения ультрафиолетом.

Избыток накапливается в печени.

Недостаток: кальциферол в рационе детей приводит к возникновению рахита, когда нарушается нормальный процесс костеобразования, затормаживается появление первых зубов. У взрослых сопровождается явлениями остеопороза (кости становятся хрупкими из-за вымывания солей кальция) и вялостью мускулатуры.

Витамин Е (токоферол, витамин размножения)

Физиологическая функция: необходим для нормального протекания беременности и вскармливания потомства; способствует образованию сперматозоидов; является физиологическим антиоксидантом (останавливает процесс засорения межклеточных пространств продуктами окисления), что имеет значение для профилактики старения.

Суточная доза: 10-12 мг.

Источник: растительные масла, зеленые части растений, салат, капуста, семена злаков, яичный желток, сливочное масло, молоко.

В организме откладывается: в мышцах, поджелудочной железе, жировой ткани.

Гиповитаминоз: проявляется угнетением половых желез, мышечной дистрофией, нарушением целостности эритроцитов, жировой инфильтрацией печени, дегенеративными изменениями в сердечной мышце, потерей способности к нормальному вынашиванию плода, что сопровождается выкидышами или бесплодием.

Витамин К (филлохинон, антигеморрагический)

Физиологическая функция: принимает участие в механизме свертывания крови; ускоряет заживление ран; обладает болеутоляющим и антибактериальным действием. Его функцию подавляет салициловая кислота, содержащаяся в аспирине.

Суточная доза: 1,8-2,2 мг.

Источник: белокочанная и цветная капуста, томаты, тыква, морковь, ягоды рябины, каштановые орехи, картофель, бобовые овощи, пшеница, овес, зеленые листья каштана, крапивы, люцерны, шпината.

Синтезируется: в толстом кишечнике в присутствии желчных кислот.

Гиповитаминоз: характеризуется снижением свертываемости крови (кровотечениями, внутренними кровоизлияниями).

4.3. Витаминоподобные вещества

Витамин Р (рутин, цитрин, витамин проницаемости)

Физиологическая функция: участвует в образовании основного вещества соединительной ткани; способствует усвоению аскорбиновой кислоты и предохраняет ее от окисления; нормализует артериальное давление; препятствует развитию аллергии; стимулирует функцию коры надпочечников.

Суточная норма: з5-50 мг.

Источник: цитрусовые, плоды шиповника, черная смородина, красный болгарский перец.

Недостаток: проявляется через повышение проницаемости стенок кровеносных сосудов, что сопровождается их кровоточивостью, кровоизлияниями и кровотечениями. Этот процесс идет на фоне общей слабости, быстрой утомляемости и болей в конечностях.

Витамин В₄ (холин)

Физиологическая функция: участвует в синтезе белков и жиров; обладает выраженным липотропным действием и потому предупреждает ожирение печени и атеросклероз; необходим для нормального кроветворения; способствует обезвреживанию ядов в организме.

Источник: капуста, яйца, сметана, творог, хлеб, рис. Синтезируется холин микрофлорой кишечника.

Недостаток: приводит к жировой инфильтрации печени, нарушению свертывания крови, кровоизлияниям в почках, развитию злокачественных опухолей.

Витамин В₈ (инозит, фактор против облысения)

Физиологическая функция: участвует в регуляции перистальтики желудочно-кишечного тракта, жировом обмене; нормализует деятельность нервной системы.

Источник: фрукты, овощи, молоко, хлеб из муки грубого помола. Недостаток: приводит к выпадению волос, жировой инфильтрации печени.

Витамин В₁₃ (оротовая кислота)

Физиологическая функция: играет в организме роль активатора белкового обмена; предупреждает развитие атеросклероза; стимулирует регенерацию клеток печени; улучшает развитие плода у беременных.

Источник: дрожжи, молоко и молочные продукты.

Витамин В₁₅ (пангамат кальция, пангамовая кислота)

Физиологическая функция: улучшает жировой обмен, усвоение кислорода тканями; увеличивает содержание богатых энергией веществ в сердце, скелетных мышцах, печени.

Содержится: в семенах растений пивных дрожжах, рисовых отрубях.

Витамин Н₁ (парааминобензойная кислота)

Физиологическая функция: участвует в процессе пигментации волос и кожи. Сульфаниламиды, имея структурное сходство, могут конкурентно вытеснять этот витамин.

Источник: яйца, картофель, хлеб, шпинат, морковь, молоко, дрожжи.

Витамин U (противоязвенный фактор)

Физиологическая функция: обеспечивает целостность слизистой оболочки желудка и 12-перстной кишки; нормализует кислотность желудочного сока, функции кишечника и желчного пузыря.

Источник: сырые овощи, свежея капуста, репа, зелень петрушки, лук.

(Приложение 3)

Для сохранения витаминов в условиях термической обработки пищи необходимо руководствоваться следующими принципами:

• самый предпочтительный способ готовки: на пару, но можно также запекать, тушить - стараться избегать жарки;

• во время подготовки овощей к термической обработке не снимать кожуру до минимума время готовки;

• варить в небольшом количестве воды;

• погружать овощи при варке в горячую воду;

• не готовить впрок;

• готовить непосредственно перед употреблением;

• использовать чистую воду;

• не замораживать повторно.

Заболевания, вызванные недостатком витаминов

и микроэлементов в организме человека

Самоконтроль по теме «Витамины»

1. Продолжить определение:

Витамины - это….

Выбрать правильный ответ:

2.Витамин А относят к:

а) водорастворимым

б) жирорастворимым

3. Витамины группы В:

а) усиливают остроту зрения при слабом освещении;

б) необходимы для роста костей;

в) оказывают влияние на углеводный обмен;

г) обеспечивают нормальное питание клеток нервной ткани.

4. Заболевание, связанное с недостатком витамина Д:

а) цинга;

б) бери-бери;

в) рахит;

г) «куриная слепота».

5. Витамин С:

а) в организме человека не образуется;

б) в организме человека поступает в готовом виде, но может частично образовываться и в самом организме человека.

6. Источником витамина А являются:

а) только растительные продукты;

б) продукты растительного и животного происхождения;

в) продукты только животного происхождения;

г) продукты животного происхождения и дрожжи.

7. Суточная потребность человека в витамине С:

а) 50-90 мг;

б) 1-2 мг;

в) 0,02-0,04 мг.

8. Заболевание, связанное с недостатком витамина А:

а) цинга;

б) бери-бери;

в) рахит;

г) «куриная слепота».

9. Витамины группы В относят к:

а) водорастворимым;

б) жирорастворимым.

10. При недостатке в организме витамина Д необходимо включить в рацион:

а) плоды черной смородины , настой из плодов шиповника, квашенную капусту;

б) печень, дрожжи, хлеб из муки грубого помола, гречневую и овсяную крупы;

в) морковь, плоды облепихи;

г) сливочное масло, жир рыбьей печени, яичный желток.

Лекция№ 2 Ферменты

1. История изучения ферментов.

2. Строение ферментов.

3. Классификация ферментов.

4. Номенклатура ферментов.

5. Свойства ферментов.

6. Значение и применение ферментов

1. История изучения ферментов

Ферменты или энзимы - это органические катализаторы белковой природы, которые ускоряют реакции, необходимые для функционирования живых организмов.

Термин фермент предложен в XVII веке химиком ван Гельмонтом при обсуждении механизмов пищеварения.

В кон. ХVIII - нач. XIX вв. уже было известно, что мясо переваривается желудочным соком, а крахмал превращается в сахар под действием слюны. Однако механизм этих явлений был неизвестен.

В XIX в. Луи Пастер, изучая превращение углеводов в этиловый спирт под действием дрожжей, пришёл к выводу, что этот процесс (брожение) катализируется некой жизненной силой (ферментом), находящейся в дрожжевых клетках, причём он считал, что эти «силы» неотделимы от структуры живой клетки дрожжей. Эта точка зрения господствовала в науке в течение длительного времени и шла в разрез с господствовавшей тогда теорией брожения Ю. Либиха, согласно которой все процессы брожения представлялись чисто химическими явлениями каталитического характера, (будто бы спиртовое брожение происходит вследствие того, что молекулярные колебания разлагающихся частиц дрожжей передаются сахару и сахар начинает распадаться на спирт и углекислый газ). Таким образом, дрожжи вызывают брожение не при жизни, а только после своей смерти.^.

Различные точки зрения о природе спиртового брожения в теоретическом споре Л. Пастера с одной стороны, и механицистов М. Бертло и Ю. Либиха - с другой привели к разделению в научной среде двух соответствующих терминов. Собственно ферментами (от лат. fermentum - закваска) стали называть «организованные ферменты», то есть сами живые микроорганизмы. В противовес этому подходу в 1876 году В. Кюне предложил термин энзим (от греч. ἐν- - в- и ζύμη - дрожжи, закваска, то есть «в дрожжах») для обозначения «неорганизованных ферментов», секретируемых клетками, например, в желудок (пепсин) или кишечник (трипсин, амилаза).

Через два года после смерти Л. Пастера в 1897 году Э. Бухнер опубликовал работу «Спиртовое брожение без дрожжевых клеток», в которой экспериментально показал, что бесклеточный дрожжевой сок осуществляет спиртовое брожение так же, как и неразрушенные дрожжевые клетки. В 1907 году за эту работу он был удостоен Нобелевской премии. Впервые высокоочищенный кристаллический фермент (уреаза) был выделен в 1926 году Дж. Самнером. В течение последующих 10 лет было выделено ещё несколько ферментов, и белковая природа ферментов была окончательно доказана.

2. Строение ферментов

Ферменты представляют собой простые белки (протеины) глобулярного строения или являются протеидами - сложные ферменты, состоящие из белковой и небелковой частей (чаще всего).

Сложный фермент - холофермент.

Апофермент - белковая часть фермента.

КФ - кофермент- небелковая часть фермента, сравнительно независимая от белковой части.

ПГ - простетическая группа - прочно и постоянно связанная с белковой частью группа.

Строение некоторых КФ и ПГ:

• Кофермент NAD +:

никотинамид-аденин-динуклеотид

• Простетическая группа FMN:

FMN флавин-мононуклеотид(рибофлавин -5-фосфат)

КФ или ПГ участвует в акте катализа, осуществляя контакт между энзимом и субстратом. АЦ- активный центр (имеет каталитическую и связывающую зоны) и представляет собой часть молекулы фермента, где происходит связывание и превращение субстрата. (Приложение 4)

3. Классификация ферментов

В клетке исчисляется около 10 000 ферментов, которые катализируют около 2000 реакций. Известно 1800 ферментов, из них 150 выделены в кристаллическом виде. В основу классификации ферментов положена их способность катализировать реакции определенного типа. Выделяют 6 классов ферментов:

1. Оксидоредуктазы - ферменты, каталиирующие окислительно-восстрновительные реакции.

Подклассы:

• дегидрогеназы;

• оксидазы;

• редуктазы;

• трансгидрогеназы;

• гидроксилазы.

Пример: алкогольдегидрогеназа катализирует окисление этанола в уксусный альдегид.

2. Трансферазы-ферменты, ускоряющие процессы переноса различных группировок атомов (метильной, аминной, карбоксильнойц…) с одной молекулы на другую.

Подклассы:

• трансаминазы;

• киназы.

Пример: фермент тирозинаминотрансфераза катализирует перенос аминогрупп.

3. Гидролазы - ферменты, катализирующие реакции гидролиза.

Подклассы:

• гликозидазы;

• эстеразы;

• пептидазы;

• фосфотазы.

Пример: лиаза катализирует гидролиз глицеридов до глиуерина и жирых кислот, а фермент амилаза - гидролиз крахмала.

4. Лиазы - ферменты, катализирующие процессы негдролитического расщепления связей С-С, C-O, C-N, C-S

Подклассы:

• декарбоксилазы;

• альдолазы.

Пример: пируват декарбоксилаза катализирует процесс отщепления молекулы оксида углерода от органических кислот.

5. Изомеразы ферменты, ускоряющие процессы изомеразы (внутримолекулярная перестройка).

Подклассы:

• рецемазы;

• эпимеразы;

• муазы.

Пример: глюкозо-6-фосфат-изомераза осуществляет превращение глюкозо-6-фосфата в фруктозу-6-фосфат и наоборот.

6. Лигазы (синтетазы) - катализируют процессы соединения субстратов (образование связей С-О, С-S, C-N, C-C)

Подкласс:

• синтетазы

Пример: аспартат-синтетаза катализирует превращение аспаргиново кислоты в аспаргин.

4. Номенклатура ферментов

Ферменты могут быть названы по систематической номенклатуре, либо используют их тривиальное названия, либо нумеруют согласно десятичной классификации.

Например, фермент лактатдегидрогеназа (тривиальное название) может быть назван еще как L -лактат - NAD- оксидоредуктаза (систематическое название) или ЕС1.1.1.27 (ЕС-номер). Систематическое название фермента описывает катализируемую им реакцию.

Чаще всего используют тривиальные названия, которые состоят из названия субстрата (вещество, на которое действует фермент), указания на тип катализируемой реакции и окончания - аза.

Например: тирозинаминотрансфераза

субстракт перенос окончание

аминогруппы

ЕС- собственный кодовый номер фермента, состоящий из частей, присваивается ферменту при нумерации по десятичной классификации.

Каждый фермент имеет свой определенный номер, состоящий из четырех групп цифр, разделенных точками. Класс фермента-первая цифра в кодовом номере. Остальные номера предполагают указание номера более мелких единиц классификации (подкласса, подподкласса и собственно фермента).

NAD(NADP)

Пример:

ЕС1.1.1.27

класс подкласс действующих lactate dehydrogenase

оксидоредуктаз на СН-ОН группы (лактат дегидрогеназа)

донора

5. Свойства ферментов

Ферменты как биологические катализаторы ведет себя в химических реакциях подобно катализаторам небелковой природы:

• не расходуются в процессе ферментации (катализа);

• увеличивают скорость возможных реакций;

• не смещают положение равновесия, а способствуют скорейшему его достижению.

Особенности ферментов как катализаторов:

• ферменты имеют большие значения M_r в отличие от небиологических катализаторов M_r (амилазы) = 50 000, а M_r (Pt) = 195;

• скорость ферментативного катализа значительно превышает скорость небиологического катализа за счет значительного снижения Е_акт;

• в процессах, протекающих с участием ферментов, нет побочных продуктов;

• ферментный катализ протекает в «мягких» условиях (низкие температуры (0-50°) и нормальное давление).

Размер молекул. Будучи по своей природе белками, ферменты должны иметь большие значения молекулярной массы. Действительно, она может колебаться в пределах от 10⁵ до 10⁷, а это значит, что по своему размеру молекулы ферментов попадают в разряд коллоидных частиц.

Селективность. Каждый фермент ускоряет только одну какую-либо реакцию или группу однотипных реакций. Эту их особенность называют селективностью (избирательностью) действия. Она позволяет организму быстро и точно выполнить четкую программу синтеза нужных ему соединений на основе молекул пищевых веществ или продуктов их превращения. Располагая богатым набором ферментов, клетка разлагает молекулы белков, жиров и углеводов до небольших фрагментов - мономеров и из них заново строит белковые и иные молекулы, которые будут точно соответствовать потребностям данного организма.

Эффективность. Большинство ферментов обладают очень высокой эффективностью. Скорость некоторых ферментативных реакций может быть в 10¹⁵ раз больше скорости реакций, протекающих в их отсутствие. Такая эффективность ферментов объясняется тем, что их молекулы в процессе «работы» очень быстро восстанавливаются. Например, фермент каталаза за одну секунду при температуре, близкой к точке замерзания воды. Одна молекула этого вещества разлагает около 50 000 молекул пероксида водорода:

2H₂O₂ ^{каталаза}→ 2 H₂O + O₂

Этот катализатор снижает энергию активации от 75 кДж/моль до 21 кДж/моль.

Зависимость от температуры. Многие ферменты обладают наибольшей эффективностью при температуре человеческого тела, т.е. приблизительно при 37°С. Человек погибает при более низких и более высоких температурах не столько из-за того, что его убила болезнь, а в первую очередь из-за того, что перестают действовать ферменты, а следовательно прекращаются обменные процессы, которые и определяют сам процесс жизни.

Зависимость от среды раствора. Ферменты наиболее эффективно действуют на субстрат при строго определенной среде раствора, при определенны значениях так называемого рН. Величина рН характеризует кислотность и основность растворов и может принимать значение от 1 до 14.

рН 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

среда сильно- слабо- слабо- сильно-

раствора кислая кислая щелочная щелочная

фермент желудочного сока пепсин наиболее активен при рН 1,5-2 (сильно кислая), каталаза крови - при рН7 (нейтральная) и т.д. (Приложение 5)

7. Значение и применение ферментов

Фермент

Промышленность

Использование

Амилазы (расщепляют крахмал)

Пивоваренная

Осахаривание содержащегося в солоде крахмала

Текстильная

Удаление крахмала, наносимого на нити во время шлихтования

Хлебопекарная

Крахмал → Глюкоза. Дрожжевые клетки, сбраживая глюкозу, образуют углекислый газ, пузырьки которого разрыхляют тесто и придают хлебу пористую структуру. Хлеб лучше подрумянивается и дольше не черствеет

Протеазы (расщепляют белки)

Папаин

Пивоваренная

Этапы процесса пивоварения, регулирующие качество пены

Мясная

Умягчение мяса. Этот фермент довольно устойчив к повышению температуры и при нагревании мяса какое-то время продолжает действовать.

Фармацевтическая

Добавки к зубным пастам для удаления зубного налета

Фицин

Фотография

Смывание желатина с использованием пленки для того, чтобы извлечь находящееся в нем серебро

Пепсин

Пищевая

Производство «готовых» каш

Фармацевтическая

Препараты, способствующие пищеварению (в дополнение к обычному действию пепсина в желудке)

Трипсин

Пищевая

Производство продуктов для детского питания

Реннин

Сыроделие

Свертывание молока (получение сгустка казеина)

Бактериальные протеазы

Стирка белья

Стиральные порошки с ферментными добавками

Кожевенная

Отделение волоса - способ, при котором не повреждаются ни волос, ни шкура

Текстильная

Извлечение шерсти из обрывков овечьих шкур

Пищевая

Получение белковых гидролизатов (в частности, для производства кормов)

Глюкозооксидаза

Пищевая

Удаление глюкозы из кислорода

Каталаза

Пищевая

Удаление пероксида водорода

Резиновая

Получение (из пероксида водорода) кислорода, необходимого для превращения латекса в губчатую резину)

Целлюлаза

пектиназы

Пищевая

Осветление фруктовых соков

Самоконтроль по теме «Ферменты»

1. Чем отличается действие ферментов от действия неорганических катализаторов?

2. Перечислить факторы, которые влияют на скорость ферментативных реакций.

3. При какой температуре ферменты проявляют наибольшую активность: 26°С, 36°С, 56°С?

4. Укажите оптимальное значение рН для действия амилазы и пепсина.

5. Какова химическая природа ферментов?

6. Почему при повышении температуры до 43° ферменты перестают «работать»? Что с ними при этом происходит?

7. Ферментами называются:

а) низкомолекулярные органические соединения, необходимые для осуществления процессов, протекающих в организме, б) природные катализаторы белковой природы, ускоряющие биохимические процессы;

в) биологически активные вещества, которые вырабатываются железами внутренней секреции и регулируют деятельность органов и тканей живого организма;

г) биологически активные вещества, угнетающие жизнедеятельность болезнетворных микроорганизмов.

8. Соотнесите:

природа катализатора:

1) органический;

2) неорганический;

характерное свойство:

а) высокая селективность;

б) небольшая относительная молекулярная масса;

в) белковая природа;

г) высокая эффективность.

9. Активность фермента зависит от:

а) температуры;

б) кислотности среды;

в) присутствия кофермента;

г) все предыдущие ответы верны.

10. Что понимают под селективностью ферментов? Какую роль в селективности играют пространственные факторы?

11. Гидролиз сахарозы катализирует как соляная кислота, так и фермент сахараза. В каком случае реакция протекает с большей скоростью?

12. Объясните различия между классами, подклассами и подподклассами

ферментов.

Лекция № 3 Гормоны

План лекции:

1. Общие свойства гормонов.

2. Механизм действия гормонов.

3. Классификация гормонов.

3.1. Стероидные гормоны (стероиды).

3.2. Гормоны - производные аминокислот.

3.3. Пептидные гормоны.

3.4. Белковые гормоны.

1. Общие свойства гормонов

Гормоны - биологически активные органические вещества, которые вырабатываются железами внутренней секреции и регулируют деятельность органов и тканей живого организма.

Железы внутренней секреции (эндокринные) - железы, выделяющие продукты своей жизнедеятельности - гормоны - во внутреннюю среду организма (кровь, лимфа, тканевые жидкости).

Гормоны выполняя столь и соответствующим набором характерных свойств, среди которых важнейшими являются:

• чрезвычайно высокая физиологическая активность - очень малые количества гормонов вызывают весьма значительные изменения в работе органов и тканей;

• дистанционное действие - способность регулировать работу органов, удаленных от желез, вырабатывающей гормон; это становится возможным, потому что гормоны - продукты желез внутренней секреции, достигаются к этим органам с током крови;

• быстрое разрушение в тканях, так как, оказывая очень сильное влияние на работу органов и тканей, не должны накапливаться в них;

• непрерывное продуцирование (секреция) соответствующей железой вызвано необходимостью постоянного регулирования, более или менее сильного воздействия на работу соответствующего органа в каждый момент времени.

2. Механизм действия гормонов

Гормоны оказывают влияние на клетки-мишени.

Клетки-мишени - это клетки, которые специфически взаимодействуют с гормонами с помощью специальных белков-рецепторов. Эти белки-рецепторы располагаются на наружной мембране клетки, или в цитоплазме, или на ядерной мембране и на других органеллах клетки.

Биохимические механизмы передачи сигнала от гормона в клетку-мишень.

Любой белок-рецептор состоит, минимум из двух доменов (участков), которые обеспечивают выполнение двух функций:

• узнавание гормона;

• преобразование и передачу полученного сигнала в клетку.

Каким образом белок-рецептор узнает ту молекулу гормона, с которой он может взаимодействовать?

Один из доменов белка-рецептора имеет в своем составе участок, комплементарный какой-то части сигнальной молекулы. Процесс связывания рецептора с сигнальной молекулой похож на процесс образования фермент-субстратного комплекса и может, определяется величиной константы сродства.

Большинство рецепторов изучены недостаточно, потому что их выделение и очистка очень сложные, а содержание каждого вида рецепторов в клетках очень низкое. Но известно, что гормоны взаимодействуют со своими рецепторами физико-химическим путем. Между молекулой гормона и рецептором формируются электростатические и гидрофобные взаимодействия. При связывании рецептора с гормоном происходят конформационные изменения белка-рецептора и комплекс сигнальной молекулы с белком-рецептором активируется. В активном состоянии он может вызывать специфические внутриклеточные реакции в ответ на принятый сигнал. Если нарушен синтез или способность белков-рецепторов связываться с сигнальными молекулами, возникают заболевания - эндокринные нарушения.

Есть три типа таких заболеваний.

1. Связанные с недостаточностью синтеза белков-рецепторов.

2. Связанные с изменением структуры рецептора - генетические дефекты.

3. Связанные с блокированием белков-рецепторов антителами.

Механизмы действия гормонов на клетки-мишени.
В зависимости от строения гормона существуют два типа взаимодействия. Если молекула гормона липофильна, (например, стероидные гормоны), то она может проникать через липидный слой наружной мембраны клеток-мишеней. Если молекула имеет большие размеры или является полярной, то ее проникновение внутрь клетки невозможно. Поэтому для липофильных гормонов рецепторы находятся внутри клеток-мишеней, а для гидрофильных - рецепторы находятся в наружной мембране.

Для получения клеточного ответа на гормональный сигнал в случае гидрофильных молекул действует внутриклеточный механизм передачи сигнала. Это происходит с участием веществ, которых называют вторыми посредниками. Молекулы гормонов очень разнообразны по форме, а "вторые посредники" - нет.

Надежность передачи сигнала обеспечивает очень высокое сродство гормона к своему белку-рецептору.

Гормоны являются основными гуморальными регуляторами физиологических функций организма, и в настоящее время хорошо известны их свойства, процессы биосинтеза и механизмы действия.

Гормоны являются высокоспецифичными веществами по отношению к клеткам-мишеням и обладают очень высокой биологической активностью.

3. Классификация гормонов

По химическому строению гормоны делят на 4 класса:

• стероидные (стероиды);

• гормоны - производные аминокислот;

• пептидные;

• белковые.

3.1. Стероидные гормоны (стероиды) - производные углеводорода стерана.

Стероиды можно разделить на две группы: стероидные половые гормоны и гормоны коры надпочечников.

а) половые гормоны делятся:

• эстрогены - женские половые гормоны, или стероиды, содержащие в молекуле 18 атомов углерода (С₁₈- соединения).

эстрадиол - С₁₈Н₂₄О₂ прогестерон - С₂₁Н₃₀О₂

Эстрадиол - основной и наиболее активный для человека женский половой гормон; эстроген. Вырабатывается фолликулярным аппаратом яичников у женщин. Небольшие количества эстрадиола вырабатываются также корой надпочечников у обоих полов и яичками у мужчин.

У человека выделяют три типа эстрогенов: эстрадиол, эстриол и эстрон.

Прогестерон - стероидный гормон желтого тела яичников и надпочечников. (Приложение 6)

• андрогены - мужские половые гормоны, или С₁₉-стероиды, в основе молекулы которых лежит скелет молекулы углеводорода сложного строения - андростана.

тестостерон- С₁₉Н₂₈О₂ андростендиол

Тестостеро́н - основной мужской половой гормон, андроген. Секретируется клетками Лейдига семенников у мужчин, а также в небольших количествах яичниками у женщин и корой надпочечников и у мужчин, и у женщин.

Андростендион - основной андроген, секретируемый яичниками.

Также в небольших количествах андростендион секретируется корой надпочечников у обоих полов и яичками у мужчин. (Приложение 6)

б) гормоны коры надпочечников - вырабатываются корковым слоем надпочечников.

кортизол

Кортизо́л - биологически активный глюкокортикоидный гормон стероидной природы, то есть в своей структуре имеет стерановое ядро. Кортизол секретируется наружным слоем (корой) надпочечников под воздействием адренокортикотропного гормона (АКТГ). Секреция АКТГ, в свою очередь, стимулируется соответствующим рилизинг-фактором гипоталамуса.

Кортизол является регулятором углеводного обмена организма, а также принимает участие в развитии стрессовых реакций. (Приложение 7)

3.2. Гормоны - производные аминокислот

а) гормоны щитовидной железы - тироксин, трииодтиронин.

тироксин

Тироксин - основная форма тиреоидных гормонов щитовидной железы. (Приложение 8)

б) гормоны надпочечников: адреналин и норадреналин.

адреналин

Адреналин (эпинефрин) (L-1(3,4-Диоксифенил)-2-метиламиноэтанол) - основной гормон мозгового вещества надпочечников, а также нейромедиатор. Адреналин содержится в разных органах и тканях, в значительных количествах образуется в хромаффинной ткани, особенно в мозговом веществе надпочечников.

Адреналин был первым гормоном, выделеным из мозгового вещества надпочечников в 1901 году. Его название происходит от латинских слов ad и renes - «при почках».

3.3. Пептидные гормоны

К пептидным гормонам относится вазопрессин и окситоцин, вырабатываемые гипофизом - железой внутренней секреции.

вазопрессин окситоцин

Вазопресси́н, или антидиурети́ческий гормо́н (АДГ) - гормон гипоталамуса, который накапливается в задней доле гипофиза (в нейрогипофизе) и оттуда секретируется в кровь. Вазопрессин увеличивает реабсорбцию воды почкой, таким образом повышая концентрацию мочи и уменьшая её объём.

Окситоцин - гормон гипоталамуса, который затем транспортируется в заднюю долю гипофиза, где накапливается (депонируется) и выделяется в кровь.

(Приложение 8)

3.4. Белковые гормоны

К гормонам белкового характера относится инсулин - гормон, вырабатываемый поджелудочной железой. (Приложение 8)

инсулин

Инсулин является гормоном поджелудочной железы и оказывает выраженное влияние на углеводный обмен. Инсулин способствует усвоению сахара (глюкозы) клетками тканей организма (мышечной, жировой), облегчая транспорт глюкозы через клеточные мембраны, стимулирует образование из глюкозы гликогена и отложение его в печени и других органах. В связи с этим инсулин снижает содержание сахара в крови. Инсулин стимулирует синтез белков и жиров и задерживает протеолиз и липолиз (расщепление белков и жиров).

При недостаточной продукции инсулина уровень сахара в крови повышается, появляется сахар в моче, увеличивается мочеотделение. Такое заболевание носит название сахарного диабета (сахарное мочеизнурение). При сахарном диабете, кроме углеводного обмена, нарушается также жировой и белковый обмен. Тяжелые формы сахарного диабета при отсутствии лечения заканчиваются летально; смерть наступает в состоянии гипергликемической комы (резкое повышение уровня сахара в крови, ацидоз, бессознательное состояние больного, запах ацетона изо рта, появление ацетона в моче и др.)

Причины сахарного диабета:

• наследственная генетическая предрасположенность;

• ожирение;

• атеросклероз сосудов поджелудочной железы;

• некоторые заболевания.

Самоконтроль по теме «Гормоны»

Задание №1

1. Свойства гормонов:

а) быстрое разрушение в тканях;

б) высокая физиологическая активность;

в) непрерывное продуцирование;

г) дистанционное действие.

2. Вещества, вырабатываемые железами внутренней секреции:

а) витамины;

б) липиды;

в) нуклеиновые кислоты;

г) гормоны.

3. Свойство, нехарактерное для гормонов:

а) непрерывное продуцирование (секреция);

б) быстрое разложение в тканях;

в) чрезвычайно высокая физиологическая активность;

г) уничтожение патогенных и полезных микрооорганизмов.

4. Укажите верное суждение:

а) гормоны - это биологически активные органические вещества, вырабатываемые железами внутренней секреции;

б) гормоны регулируют деятельность органов и тканей живого организма:

1) верно только А;

2) верно только Б;

3) верны оба суждения;

4) оба суждения неверны.

5. Влияние гормона на контролируемую систему и влияние системы на выработку гормона регулируется по принципу:

а) обратной связи;

б) прямой связи;

в) гомеостаза;

г) метеостаза.

6. Укажите название гормона, который обеспечивает усвоение глюкозы в крови:

а) глюкагон;

б) адреналин;

в) тироксин;

г) инсулин.

7. При понижении концентрации глюкозы в крови:

а) секреция инсулина ускоряется, а секреция глюкагона тормозится;

б) секреция инсулина тормозится, а секреция глюкагона ускоряется;

в) секреция инсулина и глюкагона ускоряется;

г) секреция инсулина и глюкагона тормозится.

8. Укажите название гормона, у детей и подростков, а также молодых людей с ещё не закрывшимися зонами роста в костях вызывающего выраженное ускорение линейного (в длину) роста, в основном за счет роста длинных трубчатых костей конечностей:

а) соматотропин;

б) окситоцин;

в) прогестерон;

г) глюкагон.

9. Укажите название гормона, выделяемого задней долей гипофиза; вызывающего сужение сосудов (действуя на гладкие мышцы их стенок) и повышение кровяного давления, а также уменьшающего количество выделяющейся мочи:

а) глюкагон;

б) адреналин;

в) тироксин;

г) вазопрессин.

10. Установите соответствие между функциями гормонов и их свойствами, которые предопределяют возможность выполнения этих функций. Ответ дайте в виде последовательности цифр, соответствующих буквам по алфавиту:

ФУНКЦИИ ГОРМОНОВ

а) на работу органов влияют очень малые количества гормонов;

б) способность влиять на органы, удаленные от желез, вырабатывающих гормоны;

в) сильно влияя на работу органов, гормоны не должны накапливаться;

г) необходимость в каждый момент времени влиять на работу органов.

А

Б

В

Г

Задание №2 Путаница

Расставить правильно гормоны.

1.Гипофиз-адреналин и норадреналин.

2. Щитовидная - гормон роста.
3. Надпочечники - тироксин.
4. Поджелудочная - инсулин.
5.Базедова болезнь - поджелудочная железа.
6. Сахарный диабет - гипофиз.
7.Карликовость - гипофиз.
8. Бронзовая болезнь - щитовидная.

Задание № 3 Кроссворд «Гормоны»

По горизонтали
2. Гипофиз - мозговой придаток в форме округлого образования, расположенного на нижней поверхности головного мозга в костном кармане, называемом турецким седлом, вырабатывает гормоны, влияющие на рост, обмен

веществ и репродуктивную функцию.
4. Регулирует биоритмы эндокринных функций, обеспечивая приспособление организма к разным условиям освещенности.
9. Антидиуретический гормон, регулирующий водный обмен и тонус артериол.
11. Один из гормонов передней доли гипофиза. По химическому строению является пептидным гормоном. Клетка-мишень - молочные железы.
16. Участвуют в активации витамина D1.
19. Тестостерон - основной мужской половой гормон, андроген. Секретируется клетками Лейдига семенников у мужчин, а также в небольших количествах яичниками у женщин и корой надпочечников у обоих полов.
20. Женские половые гормоны, вырабатываемые в яичниках.
24. Гормон передней доли гипофиза человека. Гормон роста.

По вертикали

1. Основная форма тироидных гормонов щитовидной железы.
3. Гормон альфа-клеток островков Лангерганса поджелудочной железы.
5. Основной гормон мозгового вещества надпочечников, а также нейромедиатор.
6. Окситоцин представляет собой естественный гормон, который действует в основном на мозг как нейромодулятор. Иногда используют окситоцин для прерывания беременности.
7. Биологически активный глюкокортикоидный гормон стероидной природы, то есть в своей структуре имеет стерановое ядро. Секретируется наружным слоем (корой) надпочечников под воздействием адренокортикотропного гормона (актг).
8. Кальций регулирующий гормон.
10. Железа внутренней секреции, состоящая из коркового и мозгового вещества.
12. Основной минерал кортикостероидный гормон коры надпочечников у человека, который участвует в поддержании водно-солевого обмена и усиливает деятельность иммунной системы.
13. Гипоталамус - отдел промежуточного мозга, расположенный ниже таламуса, или «зрительных бугров», за что и получил своё название.
14. Один из представителей класса рилизинг - гормонов гипоталамуса. Он действует на переднюю долю гипофиза и вызывает там секрецию (актг).
15. Железа, синтезирующая йодсодержащие гормоны.
17. Задняя доля гипофиза.
18. Врождённая неспособность щитовидной железы к синтезу достаточного количества гормонов, ведет к развитию этого заболевания.
21. Основные секреторные клетки эпифиза, секретирующие мелатонин.
22. Гормон дельта-клеток островков Лангерганса поджелудочной железы, а также один из гормонов гипоталамуса.
23. Является гормоном сохранения беременности, ослабляя сокращение матки.
25. Передняя доля гипофиза.

Лекция №4 Лекарства. Пищевые добавки

План лекции:

1. История открытия лекарств.

2. Классификация лекарств.

2.1. Анальгетики.

2.2. Сердечно-сосудистые средства.

2.3. Противовоспалительные средства.

3. Механизм действия.

4. Домашняя аптечка.

1. История открытия лекарств

Лекарства известны человеку с глубокой древности. В одном из египетских папирусов описываются лекарственные средства растительного происхождения. Некоторые из них (например, касторовое масло) используются и в наши дни.

Великий древнегреческий врач Гиппократ (460-377до н.э) искал причины болезней уже не в злых духах, а в окружающей среде, климате, образе жизни и питания. Он создал учение о четырех жизненных жидкостях - крови, слизи, черной и желтой желчи, преобладание одной из которых в организме и определяет характер человека.

Сангвиник (sanguinis - кровь) - человек общительный, быстрый, легко меняющийся, подвижный, «текучий», с богатой мимикой и жестами.

Флегматик (phlegma - слизь) - медлительный, «вязкий», невозмутимый, спокойный, не проявляющий чувств.

Холерик (chole - желчь) - неуравновешенный, вспыльчивый, несдержанный.

Меланхолик (melanos - черные, сгоревшие и chole - желчь) - сдержанный и медлительный, быстро утомляемый и ранимый, замкнутый в себе.

Гиппократ описал более двухсот лекарственных растений и способов их употребления.

Большое количество лекарственных препаратов растительного и минерального происхождения описано в сочинениях великого среднеазиатского медика эпохи средневековья - Авиценны (980 - 1037).Многие из этих средств: камфара, препараты белены, ревеня и др. с успехом используются до сих пор.

Труды Авиценны заложили основу возникновения иатрохимии - врачебной медицинской химии, основоположником которой является швейцарский естествоиспытатель Теофраст Парацельс. Всецело полагаясь на свои знания, Парацельс отказался от классических взглядов на медицину. Он считал, что в основе жизни лежат химические процессы, а заболевания - это результат нарушения их в организме. Считая организм химическим «реактором», он начал использовать для лечения минеральные воды и многочисленные химические препараты: соединения сурьмы, мышьяка, меди, свинца, ртути и других элементов.

А что у нас, В России? Из древних рукописей известно, что в 547 г. Иван Грозный направляет посла в «немецкую землю» для привоза «мастера по изготовлению квасцов», применявшихся для лечения огнестрельных ран различных болезней и опухолей. При царе Михаиле Федоровиче (1613-1645) алхимисты готовили обычные лекарства в химической лаборатории по указанию аптекарей, принимали участие в «надкушивании» - своеобразной экспертизе и проверке новых лекарств. Через 100 лет название «алхимист» заменили на «химик».

В начале XIX в. были открыты первые алкалоиды - биологически активные азотосодержащие органические соединения растительного происхождения. Алкалоиды являются органическими основаниями, что определило эту группу веществ. В 1803 г. были открыты алкалоиды опия - высохшего млечного сока опийного мака. Из этой смеси алкалоидов в 1806 г. был выделен в чистом виде один из них - морфин, названный по имени бога сна Морфея. Позднее из листьев чайного дерева был выделен кофеин, обладающий стимулирующим действием. Из листьев куста кока был выделен кокаин, проявляющий анестезирующие свойства, а из корня красавки - атропин, прекращающий приступы бронхиальной астмы.

Во второй половине XIX в. у французского ученого Луи Пастера нашли блестящее подтверждение идеи Авиценны о «мельчайших животных», вызывающих и переносящих заболевания. В наши дни даже ребенку известны слова «бактерия», «микроб» или «вирус». Разработав пути формирования иммунитета, Пастер создал необходимые для этого лекарственные средства - вакцины.

В 1909 г. Немецкий ученый Пауль Эрлих получил соединение мышьяка - сальварсан, первое эффективное средство против сифилиса. Работы Эрлиха заложили основы химиотерапии - лечения инфекционных, паразитарных заболеваний и опухолей лекарствами, подавляющими жизнедеятельность возбудителя болезни или опухолевых клеток. В отличие от фармакотерапии химиотерапия является причинной терапией, т.е. ее воздействие направлено на возбудителя болезни.

Открытие А. Флемингом в 1928 г. пенициллина стало триумфом учения об антибиозе. Наиболее активным антибиотиком этой группы является бензилпенициллин. В настоящее время наряду с препаратами бензилпенициллина широко применяются не менее эффективные полусинтетические пенициллины - оксациллин и ампициллин.

2. Классификация лекарств

Лекарства - вещества, применяемые для лечения или предупреждения заболеваний.

Антибиотики - лекарственные средства для лечения различных инфекций.

Вакцины - средства для предупреждения инфекционных заболеваний.

Лекарства классифицируют по многим основаниям: по химическому строению, по влиянию на физиологические системы, по сферам применения, по главным видам действия. Чаще всего предпочтение отдается смешанной классификации.

2.1. Анальгетики - обезболивающие средства.

• ненаркотические анальгетики - ослабляют или снимают чувство боли, не оказывая влияния на работу отделов центральной нервной системы.

салициловая кислота ацетилсалициловая кислота - аспирин

анальгин парацетамол

• наркотические анальгетики - группа веществ, избирательно действующих на ЦНС и вызывающих состояние наркоза. Это препараты вызывают не только отсутствия чувств боли, но и отсутствие страха, тревоги, голода, жажды.

Примеры наркотических анальгетиков:

N₂O - оксид азота I (закись азота, «веселящий газ»).

С₂Н₅ - О - С₂Н₅ - диэтиловый эфир.

Морфин относится к алкалоидам - биологически активным азотосодержащим органическим соединениям растительного происхождения. Морфин вызывает формирование лекарственной зависимости.

морфин

2.2. Сердечно-сосудистые средства - лекарственные препараты, применяемые для лечения сердечной недостаточности и нарушений сосудистого тонуса.

• сердечные гликозиды, которые способствуют увеличению силы и уменьшению частоты сердечных сокращений и содержатся в растениях различных родов;

• сосудорасширяющие средства - расслабляющие гладкую мускулатуру коронарных и периферических артерий, уменьшают сосудистые спазмы.

нитроглицерин

2.3. Противовоспалительные средства - лекарственные вещества, предупреждающие, устраняющие или ослабляющие явления воспаления.

К данной группе лекарственных средств относятся противомикробные препараты - вещества, убивающие микроорганизмы (бактерицидные) или задерживающие их рост и развитие (бактериостатические).

• группа сульфаниламидных препаратов.

сульфаниламид сульфацетамид

Группа антибиотиков - лекарственные препараты, выделяемые из различных видов микроорганизмов (бактерий, грибков) и обладающие избирательной способностью подавлять рост микроорганизмов или убивает их.

• гетероциклические антибиотики

пенициллин цефалоспорин

• ациклические антибиотики

тетрациклин стрептомицин

• ароматические антибиотики

левомицетин

Следует помнить, что при длительном использовании антибиотика одного вида микроорганизмы адаптируются к нему. А передозировка антибиотиков может вызвать аллергическую реакцию организма.(Приложение 10)

4. Домашняя аптечка

В каждой семье должна быть домашняя аптечка с набором основных лекарственных средств. Для домашней аптечки лучше всего иметь отдельный шкафчик или же отвести необходимое место в шкафу, недоступное для детей. Лекарства которые входят в состав домашней аптечки, должны храниться подальше от источников тепла и света, желательно в темном, прохладном и сухом месте. Недопустимо сохранять в домашней аптечке неизвестные лекарства.

Каждая баночка, бутылка или коробочка должна иметь надпись с точным наименованием содержимого, а также датой приобретения лекарства. Если такой надписи нет, лекарство следует немедленно выбросить из домашней аптечки во избежание ошибки, которая может привести к нежелательным последствиям.

В домашней аптечке рекомендуется иметь следующие лекарственные препараты:

1) антибиотик, применяемый при инфекционных заболеваниях (ампициллин);

2) болеутоляющее, жаропонижающее, противовоспалительное средство (анальгин и др.);

3) таблетки, применяемые при спазмах гладкой мускулатуры органов брюшной полости (но-шпа);

4) антисептическое и противовоспалительное средство (йод, марганцовка, зеленка, гидроперит);

5) средство, обладающее также спазмолитическими свойствами (настойка валерианы, валидол);

6) слабительное средства (касторовое масло);

7) при обморочных состояниях (нашатырный спирт);

8) средство, успокаивающее кашель, отхаркивающее и смягчающее кашель (пектусин, пертусин);

9) порошок, применяемый при пищевых и химических отравлениях (регидрон, уголь активированный);

Кроме основных лекарственных препаратов, дома необходимо иметь хотя бы небольшой набор предметов для ухода за больным.

Перечень предметов:

1. Банки медицинские стеклянные - 10-12 штук.

2. Бинт обычный.

3.Бинт стерильный.

4. Вазелин.

5. Вата.

6. Горчичники.

7. Грелка, лучше всего две, резиновая и электрическая.

8. Жгут резиновый для остановки кровотечения.

9. Ингалятор ручной.

10. Клеенка и компрессная бумага.

11. Кружка для клизм и спринцеваний.

12. Лампа синего цвета.

13. Пипетки (для закапывания в глаза и нос).

14. Лейкопластырь.

15. Стаканчик для промывания глаз.

Самоконтроль по теме «Лекарства»

1. Ученый, которому принадлежат слова: «все есть яд, ничто не лишено ядовитости, и все есть лекарство. Лишь только доза делает вещество ядом или лекарством»:

а) К.Гален;

б) Авиценна;

в) Т.Парацельс;

г) Гиппократ.

2. Вещество, получившее название «веселящий газ»:

а) оксид азота (II);

б) оксид азота (I);

в) оксид азота (III);

г) оксид азота (IV).

3. Русский царь, направивший посла в «немецкую землю» для привоза «мастера для изготовления квасцов», применявшихся для лечения огнестрельных ран, различных болезней и опухолей:

а) М. Романов;

б) Николай II;

в) Петр I;

г) Иван Грозный.

4. Вещество, относящееся к группе алкалоидов:

а) спирты;

б) сложные эфиры;

в) морфин;

г) глицерин.

5. Ученый, который создал лекарственные средства - вакцины:

а) П. Эрлихз;

б) Л. Пастер;

в) А. Чичибабин;

г) А. Флеминг.

6. Ученый, заложивший основы «аптекарской науки» - фармакологии:

а) К. Гален;

б) Авиценна;

в) Т. Парацельс;

г) Гиппократ.

7. Ученый, заложивший основы химиотерапии:

а) П. Эрлих;

б) Л. Пастер;

в) А. Чичибабин;

г) А. Флеминг.

8. Открытие анестезирующих (обезболивающих) веществ принадлежит:

а) К. Галену;

б) Т. Парацельсу;

в) Л. Пастеру;

г) К. Деви.

9. Химик - органик, разработавший методы получения атропина, кодеина, кофеина, опия, морфина из отечественного сырья и создавший в России технологии производства аспирина, фенацетина и салопа:

а) П. Эрлих;

б) Л. Пастер;

в) А. Чичибабин;

г) А. Флеминг.

10. Установите соответствие между некоторыми характеристиками человека и его темпераментом, соответствующим этим характеристикам. Ответ дайте в виде последовательности цифр, соответствующих буквам по алфавиту:

ХАРАКТЕРИСТИКИ ЧЕЛОВЕКА

а) неуравновешенный, вспыльчивый, несдержанный;

б) общительный, быстрый, подвижный, легко меняющийся;

в) сдержанный, медлительный, ранимый, замкнутый в себе;

г) медлительный, невозмутимый, спокойный, не проявляющий чувств.

А

Б

В

Г

ТЕМПЕРАМЕНТ ЧЕЛОВЕКА

1) сангвиник;

2) флегматик;

3) меланхолик;

4) холерик.

11. Установите соответствие между характеристикой ученого и именем этого ученого. Ответ дайте в виде последовательности цифр, соответствующих буквам по алфавиту:

ХАРАКТЕРИСТИКА УЧЕНОГО

а) его называют отцом медицины. Он призывал лечить не болезнь, а больного;

б) римский врач, положивший начало «аптекарской науке» - фармакологии;

в) великий восточный медик средневековья, описавший большое количество лекарств и способы их применения;

г) швейцарский естествоиспытатель -основоположник врачебной, медицинской

Химии.

ИМЯ УЧЕНОГО

1) Парацельс;

2) Гиппократ;

3) Авиценна;

4) Гален.

А

Б

В

Г

Тест на тему «Витамины Гормоны Лекарства»

Вариант 1

1.Биологически активные органические вещества, вырабатываемые железами внутренней секреции, называются:

а) витаминами;

б) лекарствами;

в) ферментами;

г) гормонами.

2.Необходимость постоянного регулирования гормонами работы органов и тканей в каждый момент времени вызывает их:

а) чрезвычайно высокую физиологическую активность;

б) дистанционное действие;

в) быстрое разрушение в тканях;

г) непрерывное продуцирование.

3. Оксид азота ( I) по физиологическому действию относят к:

а) анальгетикам;

б) анестетикам;

в) антипиретикам;

г) антисептики.

4. Гормоны глюкагон и инсулин вырабатываются в:

а) коре надпочечников;

б) поджелудочной железе;

в) щитовидной железе;

г) гипофизе.

5. Витамин В1-

а) витамин роста;

б) витамин, при отсутствии которого возникает куриная слепота;

в) первый из витаминов, ставший известным науке;

г) рахит возникает у детей при отсутствии витамина;

д) витамин, отсутствие которого вызывает цингу;

е) витамин размножения.

6. Эндокринные железы (внутренней секреции) вырабатывают

биологически активные вещества:

а) гормоны;

б) витамины;

в) ферменты;

г) все перечисленное.

7.Очень малые количества гормонов, вызывающие весьма значительные

изменения в работе органов и тканей, характеризует-

а) высокую физиологическую активность;

б) дистанционное действие;

в) быстрое разрушение в тканях;

г) непрерывное продуцирование.

8.Гормоны - адреналин, норадреналин вырабатываются-

а) надпочечниками;

б) поджелудочной железой;

в) щитовидной железой;

г) гипофизом.

9. Укажите вещество, не являющееся гормоном:

а) инсулин;

б) адреналин;

в) трийодтиронин;

г) трипсин.

10. Витамин С-

а) витамин роста;

б) витамин, при отсутствии которого возникает куриная слепота;

в) первый из витаминов, ставший известным науке;

г) рахит возникает у детей при отсутствии витамина;

д) витамин, отсутствие которого вызывает цингу;

е) витамин размножения.

Тест на тему «Витамины Гормоны Лекарства»

Вариант 2

1. Витамин Д -

а) витамин роста;

б) витамин, при отсутствии которого возникает куриная слепота;

в) первый из витаминов, ставший известным науке;

г) рахит возникает у детей при отсутствии витамина;

д) витамин, отсутствие которого вызывает цингу;

е) витамин размножения.

2. Термин «витамин» отражает первоначальное ошибочное представление о том, что все подобные вещества содержат элемент-

а) углерод;

б) водород;

в) азот;

г) кислород.

3. Биологически активные вещества:

а) гормоны;

б) витамины;

в) ферменты;

г) все перечисленное.

4. Жаропонижающие средства являются-

а) анестетиками;

б) анальгетиками;

в) атипиретиками;

г) антисептиками.

5. Постоянство состава внутренней среды организма (содержание воды, углеводов, электролитов и т.д.) имеет название -

а) прямой связи;

б) обратной связи;

в) гомеостаза;

г) метеостаза.

6. Способность регулировать работу органов, удаленных от желез, вырабатываемые эти гормоны, характеризуют их -

а) чрезвычайно активную физиологическую активность;

б) дистанционное действие;

в) быстрое разрушение в тканях;

г) непрерывное продуцирование.

7. Веселящий газ NO2 по физиологическому действию -

а) анальгетик;

б) антисептик;

в) анестетик;

г) атипиретик.

8. Цинга, рахит, куриная слепота - названия болезней, вызванных -

а) недостаточным или избыточным поступлением в кровь гормонов;

б) авитаминозами;

в) отсутствием ферментов;

г) микроорганизмами.

9. Термин «витамин» отражает первоначальное ошибочное представление о том, что все подобные вещества содержат элемент -

а) H;

б) N;

в) O;

г) C.

10. Витамин Е -

а) витамин роста;

б) витамин, при отсутствии которого возникает куриная слепота;

в) первый из витаминов, ставший известным науке;

г) рахит возникает у детей при отсутствии витамина;

д) витамин, отсутствие которого вызывает цингу;

е) витамин размножения.

Заключение

Биологически активные вещества: ферменты, витамины и гормоны - жизненно важные и необходимые компоненты человеческого организма. Находясь в малых количествах, они обеспечивают полноценную работу органов и систем. Ни один процесс в организме не обходится без участия тех или иных ферментов.

В данном курсе лекций по разделу «Химия и жизнь» обобщены теоретические сведения. После темы занятия на закрепление пройденного материала студентам выдаются задания для самоконтроля.

Литература

1. Алексашина И.Ю Естествознание: 11 кл.: учеб. Для общеобразоват. учреждений: базовый уровень: в 2 ч. - М.: Просвещение, 2008.

2. Габриелян О.С. Маскаев Ф. Н. Химия: учебник для 10 класс: учеб. Для общеобразоват. учреждений.- М.: Дрофа, 2014.

3. Литвинова С.А, Минкевич Н.В. Органическая химия. Весь школьный курс в таблицах. - Минск: Современная школа: Кузьма, 2010

Интернет ресурсы

medkurs.ru›lecture2k/biochemistry/lb12/

ru.wikipedia.org›

ppt4web.ru›Химия›Лекарства

medkurs.ru›lecture2k/biochemistry/lb12/

studopedia.ru›5_123227_lektsiya--gormoni.html

vitamingid.ru›klassifikaciya…vitaminov-osnovnye…

nsu.ru›jspui/bitstream/nsu/7278/1/УМК ферменты.pdf

Приложение 1

Н.И. Лунин Христиан Эйкман

Казимир Функ

Приложение 2

Авитаминоз

Цинга

Куринная слепота

Бери-бери

Рахит

Пеллагра

Приложение 3

Витамины

Витамин С (аскорбиновая кислота, антискорбутный, антициготный)

Витамин В₁ (тиамин, антиневритный)

Витамин В₂ (рибофлавин)

Витамин В₆ (пиридоксин, антидерматитный)

Витамин В₁₂ (цианкобаламин, антианемический)

Витамин В₉ (фолиевая кислота, птероилглутаминовая кислота, антианемический)

Витамин А (ретинол)

Витамин D (антирахитический, кальциферол)

Витамин Е (токоферол, витамин размножения)

Витамин К (филлохинон, антигеморрагический)

Витамин РР (никотиновая кислота, ниацин, никотинамид, антипеллагрический)

Приложение 4

Приложение 5

Таблетки-ферменты

Приложение 6

Половые гормоны

Системы и органы, на которые
воздействуют половые гормоны

Приложение 7

Гормоны

коры надпочечники

а)внешнее строение надпочечников б) надпочечники человека

Щитовидная железа

а) Схема шеи человека, б) Ткань щитовидной железы под микроскопом

показывающая расположение

щитовидной железы

Приложение 8

Гипофиз (окрашен в розовый цвет)

слева - аденогипофиз, справа - нейрогипофиз.

Поджелудочная железа

Приложение 9

Лекарства

79