Биологическая роль макро- и микроэлементов.

Типы химической связи.

Ковалентная неполярная – между элементами с одинаковой электроотрицательностью. Электронная плотность равномерно распределена между атомами.

Ковалентная полярная – разность электроотрицательности элементов составляет от 0 до 1,7. Электронная плотность смещена в сторону более электроотрицательного элемента.

Существует два механизма образования ковалентной полярной связи:

а)обменный – в образовании связи участвует по одному электрону от каждого элемента;

б)донорно-акцепторный – донор предоставляет неподеленную пару электронов, акцептор – свободную орбиталь (по донорно-акцепторному механизму образован хлорид аммония).

Ионная – в образовании связи участвуют катионы и анионы. Такую связь можно рассматривать, как частный случай ковалентной полярной связи. Разность электроотрицательностей элементов составляет более 1,7.

Металлическая – только между металлами. В образовании кристаллической решетки (в твердом агрегатном состоянии) участвует лишь малое количество электронов – они удерживают вокруг себя катионы металла. Остальные электроны свободно перемещаются в пределах решетки, что обусловливает тепло- и электропроводность металлов.

 

2.Биогенные элементы, их классификация: по функциональной роли, по количественному содержанию в организме.

Биогенные элементы – элементы, необходимые для нормального функционирования организма.

Классификация по количественному содержанию в организме:

1. Макроэлементы(Ca,Na,P,Cl-,Mg,K,O,S,C,H,N)
2. Микроэлементы(Fe, Zn, F, Sr, Mo, Cu, Br, Si, Cs, I, Mn, Al, Pb, Cd, В, Kb)
3. Ультрамикроэлементы.

 

Классификация по функциональной роли:

1. Органогены.

2. Элементы электролитного ряда.

3. Микроэлементы – составные части активного центра ферментов.

 

Биологическая роль макро- и микроэлементов.

Са:

• Входит в состав костной ткани;
• Компонент свертывающей системы крови;
• Стабилизатор клеточной мембраны;
• Участвует в проведении нервного импульса через синапс;
• Участвует в сокращении мышечного волокна;
• Влияет на тучные клетки, оказывая противоаллергическое действие.

К:

• Вместе с Na обеспечивает прохождение импульсов в организме;
• Поддерживает осмотическое давление;
• Участвует в контроле за сокращением сердечной мышцы.

Мg:

• Участвует в реакциях матричного синтеза (входит в состав РНК-полимеразы);
• Участвует в передаче нервного импульса;
• Входит в состав лейкоцитов (интегрины – специализированные рецепторы на поверхности лейкоцита);
• Выступает в роли кофермента и стабилизатора в работе ферментов.

Р:

• Участвует в минерализации костей;
• Входит в состав АМФ, АДФ, АТФ;
• Компонент буферной системы крови;
• Входит в состав мозговой ткани.

Fe:

• Входит в состав гемоглобина крови

Mn:

• Входит в состав всех органов и тканей
• Участвует в белковом и фосфорном обмене
• Участвует в половой функции и в функции опорно-двигательного аппарата

 

Кинетика хим. реакций. Классификация.

Химическия кинетика – раздел химии, посвященный изучению скоростей и механизмов химических реакций.

Отвечает за сбалансированность скорости ХР, что позволяет поддерживать гомеостаз.

ХР бывают:

1. Гомогенными (в-ва реагируют в одну фазу)

2. Гетерогенными (в-ва реагируют в несколько фаз)

 

Скорость ХР. Факторы на нее влияющие.

Под СХР  понимают число элементарных актов реакции в единицу времени в единице объема (для гомогенных ХР) или на единицу поверхности раздела фаз (для гетерогенных ХР).

На скорость реакции влияют:

1. Природа реагирующих в-в.

2. Концентрация.

3. Катализатор.

4. Температура.

 

Вопрос 23. Сравнительная сила окислителей и восстановителей. Прогнозирование направления редокс-процессов по величинам редокс-потенциалов. Уравнение Нернста. Физико-химические принципы транспорта электронов в электронтранспортной цепи митохондрий.

 

Стандартные редокс-потенциалы различных веществ принято сравнивать с потенциалом водорода(точнее, его сопряженной пары — Н+/2Н). Условно потенциал пары протон-водород принят за 0. Из курса неорганической химии известен электрохимический ряд активности металлов. Все металлы, стоящие в ряду до водорода, являются по отношению к нему восстановителями(легко отдают электрон), а все металлы после водорода — проявляют свойства окислителей(очень тяжело отдают электрон и свободно принимают электроны). Также существует множество таблиц с указанием редокс-потенциалов различных сопряженных пар веществ.(Сопряженная пара вещества его окисленная форма/его восстановленная форма. Например, в цитохроме в основной элемент — Fe. Его сопряженная пара выглядит так: Fe3+/Fe2+).

Зная значения редокс-потенциалов взаимодействующих элементов, можно прогнозировать направление передачи электрона: от вещества с низким потенциалом к веществу с высоким потенциалом.

 

Большинство окислительно-восстановительных реакций в организме человека происходят на внутренней мембране и в матриксе митохондрий, где сосредоточены основные наборы ферментов и коферментов. Стандартная цепь передачи электронов представлена рядом сопряженных пар, в котором последовательно увеличивается редокс-потенциал(т.е., первые элементы цепи обладают наименьшей способностью принимать электроны, каждый последующий — эту способность увеличивает).

Механизм действия электронтранспортной цепи:

от поступившего в клетку питательного вещества(субстрата) ферментами отщепляются электроны и протоны. Первая сопряженная пара в цепи НАД+/НАДН*Н+. НАД(окисленная форма вещества), принимая электроны и протоны, превращается в восстановленную форму вещества или НАДН*Н+. Вторая сопряженная пара УБХ+/УБХ*2Н обладает большей способностью принимать электроны. УБХ+ вступает в реакцию с НАДН*Н+, отнимая электроны и протоны, превращаясь в УБХ*2Н. И так дальше по цепи.

 

Типы химической связи.

Ковалентная неполярная – между элементами с одинаковой электроотрицательностью. Электронная плотность равномерно распределена между атомами.

Ковалентная полярная – разность электроотрицательности элементов составляет от 0 до 1,7. Электронная плотность смещена в сторону более электроотрицательного элемента.

Существует два механизма образования ковалентной полярной связи:

а)обменный – в образовании связи участвует по одному электрону от каждого элемента;

б)донорно-акцепторный – донор предоставляет неподеленную пару электронов, акцептор – свободную орбиталь (по донорно-акцепторному механизму образован хлорид аммония).

Ионная – в образовании связи участвуют катионы и анионы. Такую связь можно рассматривать, как частный случай ковалентной полярной связи. Разность электроотрицательностей элементов составляет более 1,7.

Металлическая – только между металлами. В образовании кристаллической решетки (в твердом агрегатном состоянии) участвует лишь малое количество электронов – они удерживают вокруг себя катионы металла. Остальные электроны свободно перемещаются в пределах решетки, что обусловливает тепло- и электропроводность металлов.

 

2.Биогенные элементы, их классификация: по функциональной роли, по количественному содержанию в организме.

Биогенные элементы – элементы, необходимые для нормального функционирования организма.

Классификация по количественному содержанию в организме:

1. Макроэлементы(Ca,Na,P,Cl-,Mg,K,O,S,C,H,N)
2. Микроэлементы(Fe, Zn, F, Sr, Mo, Cu, Br, Si, Cs, I, Mn, Al, Pb, Cd, В, Kb)
3. Ультрамикроэлементы.

 

Классификация по функциональной роли:

1. Органогены.

2. Элементы электролитного ряда.

3. Микроэлементы – составные части активного центра ферментов.

 

Биологическая роль макро- и микроэлементов.

Са:

• Входит в состав костной ткани;
• Компонент свертывающей системы крови;
• Стабилизатор клеточной мембраны;
• Участвует в проведении нервного импульса через синапс;
• Участвует в сокращении мышечного волокна;
• Влияет на тучные клетки, оказывая противоаллергическое действие.

К:

• Вместе с Na обеспечивает прохождение импульсов в организме;
• Поддерживает осмотическое давление;
• Участвует в контроле за сокращением сердечной мышцы.

Мg:

• Участвует в реакциях матричного синтеза (входит в состав РНК-полимеразы);
• Участвует в передаче нервного импульса;
• Входит в состав лейкоцитов (интегрины – специализированные рецепторы на поверхности лейкоцита);
• Выступает в роли кофермента и стабилизатора в работе ферментов.

Р:

• Участвует в минерализации костей;
• Входит в состав АМФ, АДФ, АТФ;
• Компонент буферной системы крови;
• Входит в состав мозговой ткани.

Fe:

• Входит в состав гемоглобина крови

Mn:

• Входит в состав всех органов и тканей
• Участвует в белковом и фосфорном обмене
• Участвует в половой функции и в функции опорно-двигательного аппарата