Дипломная работа на тему: Общие представления о биологическом окислении. Окислительно-восстановительные системы и потенциалы

Введение

В химии окисление определяется как удаление электронов, а восстановление - как присоединение электронов; это можно проиллюстрировать на примере окисления ферро-иона в ферри-ион:

Отсюда следует, что окисление всегда сопровождается восстановлением акцептора электронов. Этот принцип окислительно-восстановительных процессов в равной мере применим к биохимическим системам и характеризует природу процессов биологического окисления.

Хотя некоторые бактерии (анаэробы) живут в отсутствие кислорода, жизнь высших животных полностью зависит от снабжения кислородом. Кислород, главным образом, используется в процессе дыхания - последнее можно определить как процесс улавливания клеточной энергии в виде АТФ при протекании контролируемого присоединения кислорода с водородом с образованием воды. Кроме того, молекулярный кислород включается в различные субстраты при участии ферментов, называемых оксигеназами. Многие лекарства, посторонние для организма вещества, канцерогены (ксенобиотики) атакуются ферментами этого класса, которые в совокупности получили название цитохрома Р450.

Гипоксические нарушения метаболизма клетки занимают ведущее место в патогенезе критических состояний. Главную роль в формировании необратимости патологических процессов приписывают крайним проявлениям расстройства клеточного метаболизма. Адекватное обеспечение клетки кислородом является основным условием сохранения ее жизнеспособности.[12,1992]

Введением кислорода можно спасти жизнь больных, у которых нарушено дыхание или кровообращение. В ряде случаев успешно применяется терапия кислородом под высоким давлением; следует однако отметить, что интенсивная или продолжительная терапия кислородом под высоким давлением может вызвать кислородное отравление.[2,1994]

При написании данной работы перед нами стояла цель: изучить биологическое окисление и его значение в жизнедеятельности клетки и организма в целом. Для этого мы рассмотрели:

- использование кислорода клеткой;

- источники энергии клетки - цикл лимонной кислоты (цикл Кребса), окислительное фосфорилирование;

- микросомальное окисление;

- антиоксидантную защиту

Оглавление

- I. Введение...3

- Общие представления о биологическом окислении

- Окислительно-восстановительные системы и потенциалы

- Пути использования кислорода в клетке

- Оксидазный путь использования кислорода. Митохондрии

- Ферменты, их локализация и значение в процессах окисления

- Этапы утилизации энергии питательных веществ

- Окислительное фосфорилирование

- Хемиосмотическая теория Митчелла

- Редокс - цепь окислительного фосфорилирования

- Цикл Кребса

- Открытие ЦТК

- Реакции, ферменты. Регуляция

- Макроэргические соединения и связи

- Витамин РР. Участие в процессах окисления

- Микросомальное окисление

- Монооксигеназные реакции

- Диоксигеназные реакции

- Цитохромы

- Пероксидазный путь использования кислорода

- Ферментативная антиоксидантная защита

- Супероксиддисмутаза, каталазы, пероксидазы

- Неферментативная антиоксидантная защита

- Витамины С, Е и Р

- XIII. Заключение..38

- XIV. Список литературы..39

Заключение

Проблема, освещенная в данной работе, на сегодняшний день является очень важным разделом в биохимии, где, несмотря на достигнутые успехи, остается множество вопросов и пробелов.

Знание вопросов биоорганической химии является нужным и важным в практике каждого врача, так как активное развитие фармакологии и появление множества новых препаратов позволяет, зная биохимию процессов, протекающих в организме, воздействовать на них и лечить многие заболевания на клеточном уровне, стимулируя энергетические процессы на уровне митохондрий.

Любая внезапная смерть связана с гипоксией, которая сопровождается накоплением в организме большого количества молочной кислоты за счет подавления функции челночных механизмов, и как следствие - возникает ацидоз. При гипоксии неограниченно образуются свободные радикалы и интенсивно протекает перикисное окисление липидов с последующим необратимым повреждением клеток. Изучение нарушений механизмов биологического окисления и способов коррекции является важным при лечении патологий сердечно-сосудистой и дыхательной систем, возрастных патологиях, воспалениях. Особо важное значение имеют эти знания в реанимации, при наркозах, так как уровень молочной кислоты значительно возрастает во время операций под наркозом, например кетамином или этраном, под влиянием наркотических веществ происходит разобщение процессов окисления и фосфорилирования. Вот почему так важно иметь в распоряжении наиболее полные знания и информативные данные, оценка которых может обеспечить максимальные возможности прогноза течения заболевания.

Список литературы

1. Альбертс Б., Брей Д., Льюис Дж., Рэфф М., Робертс К., Уотсон Дж. Молекулярная биология клетки: В 3-х т.,2-е изд., пер.и доп. Т.1. Пер. с англ. - М.: Мир, 1994 - 517 с., ил.

2. Бышевский А.Ш., Терсенов О.А. Биохимия для врача. Екатеринбург: Издательско-полиграфическое предприятие "Уральский рабочий". - 1994 - 384 с.

3. Виноградов А.Д. Митохондриальная АТФ-синтезирующая машина: пятнадцать лет спустя.//Биохимия. - 1999 - Т.64. Вып.11 - с.1443-1456

4. Галкин М.А., Сыроешкин А.В. Кинетический механизм реакции синтеза АТФ, катализируемый митохондриальной F0-F1-АТФазой.//Биохимия. - 1999 - Т.64.Вып 10 - с.1393-1403

5. Гринстейн Б., Гринстейн А. Наглядная биохимия. - М.: "Медицина" 2000 - с.68-69, 84-85

6. Зайчик А.Ш., Чурилов Л.П. Основы общей патологии. Часть 2. Основы патохимии. - СПб. - 2000 - 384 с.

7. Козинец Г.И. Физиологические системы человека. - М.: "Триада-Х" - 2000 - с.156-164

8. Коровина Н.А., Захарова И.Н., Заплатников А.Л. Профилактика дефицита витаминов и микроэлементов у детей (справочное пособие для врачей). - Москва, 2000

9. Ленинджер А. Основы биохимии. - М.: Мир - 1991 - 384 с.

10. Марри Р., Греннер Д., Мейес П., Родуэлл В. Биохимия человека: В2-х т. Т.1.Пер с англ.: - М.: Мир - 1993 - 384 с.

11. Николаев А.Я. Биологическая химия. Учеб. для мед. спец. Вузов - М.: Высшая школа. - 1989 - 495с.

12. Рябов Г.А. Гипоксия критических состояний. - М.: Медицина. - 1992 - 288 с.

13. Самарцев В.Н. Жирные кислоты как разобщители окислительного фосфорилирования.// Биохимия. - 2000 - Т.65.Вып.9 - с.1173-1189

14. Скулачев В.П. Кислород в живой клетке: добро и зло.// Соросовский образовательный журнал. - 1996 - №3 - с.4-10

15. Скулачев В.П. Эволюция биологических механизмов запасания энергии.// Соросовский образовательный журнал. - 1997 - №5 - с.11-19

16. Скулачев В.П. Стратегии эволюции и кислород.// Природа. - 1998 - №12 - с.11-20

17. Тутельян В.А., Алексеева И.А. Витамины антиоксидантного ряда: обеспеченность населения и значение в профилактике хронических заболеваний.// Клиническая фармакология и терапия. - 1995 - №4 (1) - с.90-95

18. Шилов П.И., Яковлев Т.Н. Основы клинической витаминологии. - Л.: Медицина - 1989 - 343 с.