Анатомия и физиология - пищов


Категория на документа: Медицина


Чрез специфични реакции може да се докажат отделните йони в живите организми в извлек от месо, в растителни извлеци или ако директно се изследват плазмата и урината. По такъв начин може да се докажат следните йони: Cl-, SO42-, PO43-, Ca2+, K+, NH4+, Na+ и други, и нейонизирани минерални соли: в костите – кристали от хидрокси апатит, в зъбните тъкани – също апатит с примеси на калциев флуорит.
В организмите се съдържат йони, разпределени различно: в клетките се съдържат предимно PO43-, Ca2+, K+ и белтъчни аниони, докато извънклетъчните течности съдържат главно Na+, Cl-, HCO3- . Някои йони се намират свободни в телесните течности (плазма, урина и др.), други са свързани с органични молекули (белтъци). Хемоглобинът например съдържа желязо, хлорофилът – магнeзий, а хормонът на щитовидната жлеза – йод.
Всичко това говори, че неорганичните съединения се срещат заедно с органичните в живите организми. Йоните имат значение за поддържане на жизнените процеси в организма и играят важна роля за стабилизирането на белтъчните разтвори. Участват също в поддържането на киселинно-алкалното равновесие в организма.
Съдържанието на елементите в отделните органи е твърде различно – например йодът се съсредоточава главно в щитовидната жлеза, калцият – предимно в костите заедно с фосфат, желязото – в хемоглобина на еритроцитите (и малко в мускулите – в миоглобина), флуорът – в зъбите и т.н.
Органични съединения
Характерни са за живите организми. В неживата природа не се образуват, а се срещат само като остатъци от загинали организми или техни екскрети.
Органичните вещества, които влизат в състава на живите организми, според размерите на молекулата си биват: а) Нискомолекулни – аминокиселини, мастни киселини, алкохоли, захари, витамини, стероиди и други; б) Високомолекулни – полизахариди, белтъци, нуклеинови киселини. Освен това по състав и свойства се разделят на няколко групи: въглехидрати, липиди, белтъци и нуклеинови киселини. Всички организми съдържат тези четири групи органични вещества. Това също е доказателство за единството на организмовия свят.
Въглехидратите са органични съединения, съставени от въглерод, водород и кислород. Те изпълняват важни биологични функции. Делят се на монозахариди (глюкоза, фруктоза, рибоза и други) и полизахариди (нишесте, гликоген, целулоза).
Въглехидратите са основен източник на енергия за живата клетка. Разграждайки се до CO2 и H2O, 1 g въглехидрати освобождават 17,6 КJ енергия. Освен това целулозата изгражда клетъчната стена при растения и бактерии.
Полизахаридите са основна съставна част на междуклетъчното вещество при хрущялната, костната и съединителната тъкан. Те играят роля на запасни хранителни вещества (нишестето – главно при растенията, а гликогенът – при животните). Някои полизахариди имат специални функции в организма – например хепаринът (полизахарид, произвеждан в черния дроб) пречи за съсирването на кръвта; други полизахариди образуват вещества, които определят кръвните групи у човека.
Липидите са неразтворими вещества във вода, които обаче се разтварят в органични разтворители (етер, бензол, хлороформ, ацетон).
Ролята на липидите в клетката се изразява в участието им различните клетъчни структури, особено в клетъчните мембрани.
Мазнините съдържат голямо количество енергия – 1 g от тях при разграждане до CO2 и H2O освобождават 38,9 КJ енергия. Мазнините в подкожната мастна тъкан играят роля на топлинен изолатор на тялото, тъй като лошо произвеждат топлината.
Към липидите, които съдържат фосфатен остатък, спадат фосфолипидите.
Въглехидратите и липидите са източник на енергия за живата клетка, при това липидите са около два пъти по-богати на енергия. Те участват и в изграждането на структурите на клетките и тъканите – полизахаридите главно при растенията (целулоза), а липидите в животинските клетки (мембрани).
Белтъци
Белтъците спадат към биополимерите (биологичните макромолекули). Това са органични съединения с относително молекулна маса над 1000. Те са най-специфичните и важни за живота молекули. Белтъците съдържат основно C, H, O, N и други (S, P, Fe) елементи. Белтъчните молекули са полимери, съставени от мономерни единици, наречени аминокиселини. В състава на белтъците влизат 20 различни аминокиселини.
Всички организми обаче съдържат голям брой различни белтъци. Белтъчните макромолекули се различават по състава и броя на аминокиселините и по начина на тяхното подреждане във верига.
Тъй като аминокиселините са 20, съществуват различни възможности: 1) Една и съща аминокиселина да се повтаря многократно в белтъка. 2) Един да не съдържа всички 20 аминокиселини. 3) Едни и същи аминокиселини да бъдат различно подредени по дължината на веригата. Изчисленията показват че белтъкът, съдържащ сто аминокиселини, може да има 20100 различни начина на подреждане на аминокиселините. Следователно белтъците са безкрайно разнообразни молекули по своята първична структура.
Ролята на белтъците в живата клетка е огромна. В клетките и организмите те са строителни материали, от които са изградени клетъчните органели.
Важно значение има каталитичната функция на белтъците. Всички ензими в клетката са белтъци, които специфично ускоряват биохимичните реакции в нея и осъществяват превръщането на различните молекули.
На белтъците е присъща двигателна функция. Особен вид белтъчни молекули имат свойството да се съкращават – например мускулите на тялото, с което осъществяват придвижване в пространството на животните и на човека.
Антителата, които защитават организма от чужди вещества (антигени), като ги свързват и обезвреждат, са също белтъци и имат защитни функции.
Особено важно е значението на транспортната функция на белтъците. Те пренасят вещества през клетъчната мембрана или от едно място на друго в организма чрез кръвта (например хемоглобинът пренася кислорода от белите дробове до тъканите).
Много вещества, контролиращи и регулиращи процесите в организма (хормони, биологичноактивни пептиди и други), имат белтъчна природа. Чрез тях се осъществява регулаторната функция на белтъците. Те изпълняват ролята на химични сигнали.
Част от аминокиселините в организма се разграждат напълно, като освобождават енергия (17,6 kJ за 1g белтък). Следователно белтъците имат и енергийна функция.
Белтъците се класифицират в две големи групи: прости белтъци, които при хидролиза се разграждат до аминокиселини, и сложни белтъци, притежаващи освен аминокиселини и други органични и неорганични молекули (липиди, въглехидрати, нуклеинови киселини и т.н.).
Ензими
Ензимите са белтъчни катализатори на биохимични реакции. Както всички химични реакции те притежават две основни свойства: 1) Променят скоростта на биохимичните реакции. 2) Участват в реакциите, като в края им остават непроменени. Скоростта на реакцията може да се увеличи милиарди пъти с участието на ензим. Молекулата, която се изменя в хода на ензимната реакция се нарича субстрат. Тя взаимодейства с ензима и в края на реакцията се превръща в продукт.
Устройство на клетката
Общи принципи на организация на клетката
Живите клетки са се появили на Земята преди около 3,5 млрд. години. Смята се, че всички организми са произлезли от една първична клетка. Смята се, че преходът от доядрените (прокариотни) клетки към по-големите по размери и по-сложно устроени същинскоядрени (еукариотни) клетки се е извършил преди около 1,5 млрд. години. Оттук произтича и названието на организмите: прокариотни (бактерии, синьо-зелени водорасли) и еукариотни (едноклетъчни организми с оформено ядро, растения, гъби и животни).
Най-малките живи организми са обединени под общото наименование микроорганизми (микроби). Към тях се отнасят както прокариотни (рикетсии, бактерии, актиномициди), така и еукариотни микроорганизми (дрожди, плесенни гъби).
Микроорганизмите са невидими с невъоражено око. Науката, която изучава тяхното устройство и жизнените им прояви, както и тяхното взаимодействие със средата, се нарича микробиология.
Размерите на клетките са различни и обикновено се движат от няколко µ до няколко милиметра (най-често между 10 и 100 µ). Например клетките на черния дроб на човека достигат до 18 – 37 µ. Съществуват и клетки, големината на които се измерва в сантиметри. Такива са например тези на растителните влакна на отделителната система на аскариса (детска глиста), яйцата на птиците и влечугите. Невроните на някои гръбначни животни достигат на дължина и до повече от 1 m. Общо взето обаче, клетките, които превишават микроскопските размери, се срещат сравнително по-рядко.
Максималните размери на клетките се ограничават от предела, до който може да се снижи отношението между свободната повърхност и обема им. Колкото обема на клетката е по-голям, толкова е по-малка нейната относителна повърхност. От друга страна, за нормалното протичане на жизнените процеси на определена маса протоплазма е необходима съответна свободна повърхност, през която се извършва обмяната на веществата с околната среда. Така че прекалено големите клетки биха имали относителна много малка свободна повърхност, а това би било пречка за осъществяване на обмяната на веществата и протичане на жизнените процеси в тях.
Всеки тип клетки на даден организъм се характеризира с определени размери, които се влияят и от някои външни условия, например храна и температура. При много случаи израстването на организма при по-ниска температура води до развитието на сравнително по-едри клетки.
Клетъчна мембрана
Една от основните съставни части на всяка прокариотна и еукариота клетка е нейната клетъчна мембрана. Тя е гранично образувание, което определя големината на клетката и отделя клетъчното съдържание от околната среда, като регулира взаимодействието им.
Едно от основните свойства на клетъчната мембрана е нейната избирателна пропускливост. Тя се дължи на двойния фосфолипиден слой, който се намира в течно състояние. В него неравномерно се вместват ("плуват") белтъчни молекули. На тях се дължи избирателната пропускливост на мембраната.
Животът на клетката зависи от постоянното движение на веществата през клетъчната мембрана от области с по-голяма концентрация към области са по-ниска концентрация. Явлението се нарича осмоза (пасивен транспорт). Когато пренасянето на веществата от белтъчните молекули е от области с по-ниска концентрация към области с по-висока концентрация, транспортът е активен. За изотонична среда се говори, ако концентрацията на разтворените във водата молекули и йони е еднаква от двете страни на мембраната.
При клетките на растенията и при бактериите върху клетъчната мембрана се образува клетъчна стена,а при някои животински клетки - клетъчна обвивка.Те засилват опорната и защитната функция на мембраната.
Цитоплазма
Цитоплазмата заема най-голямата част от клетката. Тя е разположена около ядрото и е оградена от клетъчната мембрана. Цитоплазмата е полутечен разтвор, в който са потопени голям брой по-дребни телца, наречени органели (задължително за всяка клетка и специфично само за някои клетки).
Цитоплазмените органели още се подразделят на мембранно-разграничени (едномембранни и двумвмбранни) и мембранно-неразграничени.
1) Едномембранно разграничени цитоплазмени органели: ендоплазмена мрежа, апарат на Голджи, лизозоми, пероксизоми.
Ендоплазмената мрежа е разположена между ядрената мембрана и клетъчната мембрана. Участва в синтезирането и транспорта на вещества. По повърхността на зърнестата ендоплазмена мрежа са разположени рибозомите. В тях се синтезират белтъци. Гладката ендоплазмена мрежа няма рибозоми. В нея се синтезират въглехидрати, мазнини и пигменти.
Апаратът на Голджи изпълнява важни функции. До него се транспортират вещества като белтъци, въглехидрати и мазнини. Тук те се събират и се разнасят из цитоплазмата.
Лизозомите съдържат ензими, които разграждат високомолекулните органични съединения. Най-много са в клетките на черния дроб, бъбреците, щитовидната жлеза.
Пероксизомите съдържат специфични ензими за разграждане на силно отровния водороден пероксид.
2) Двумембранно разграничени цитоплазмени органели: митохондрии, пластиди.



Сподели линка с приятел:





Яндекс.Метрика
Анатомия и физиология - пищов 9 out of 10 based on 2 ratings. 2 user reviews.