Белок участвующий в переносе кислорода

Содержание
  1. Функции эритроцитов – транспортировка кислорода и еще 5 важных предназначений красных кровяных телец
  2. Что такое эритроциты?
  3. Строение эритроцитов
  4. Как образуются эритроциты в крови
  5. Как выглядят эритроциты?
  6. Форма эритроцитов
  7. Эритроциты – размеры
  8. Какую функцию выполняют эритроциты крови?
  9. Дыхательная функция эритроцитов
  10. Питательная функция эритроцитов
  11. Защитная функция эритроцитов
  12. Ферментативная функция эритроцитов
  13. Гемолиз крови
  14. Что такое СОЭ?
  15. Норма эритроцитов в крови
  16. Кровь
  17. Система крови и ее функции
  18. Функции крови
  19. Кровь — общие сведения
  20. Функции белков в организме | Химия онлайн
  21. 1. Каталитическая (ферментативная) функция
  22. 2. Транспортная функция 
  23. 3. Защитная функция 
  24. 4. Сократительная (двигательная) функция
  25. 5. Структурная функция
  26. 6. Гормональная (регуляторная) функция 
  27. 7. Питательная (запасная) функция
  28. 8. Рецепторная (сигнальная) функция
  29.  9. Энергетическая функция
  30. Основные функции белков в клетке
  31. 1. Строительная функция
  32. 2. Транспортная функция
  33. 3. Регуляторная функция
  34. 4. Защитная функция
  35. 5. Двигательная функция
  36. 6. Сигнальная функция
  37. 7. Запасающая функция
  38. 8. Энергетическая функция
  39. 9. Каталитическая (ферментативная) функция
  40. 10. Функция антифириза
  41. 11. Питательная (резервная) функция
  42. Нобелевка за “управление кислородом”. Как организм спасается от гипоксии и при чем тут допинговые скандалы
  43. Зачем вообще нужен кислород
  44. Что сделали нобелиаты
  45. О ком речь
  46. Немного истории

Функции эритроцитов – транспортировка кислорода и еще 5 важных предназначений красных кровяных телец

Белок участвующий в переносе кислорода

Эритроциты или красные кровяные тельца являются самыми многочисленными из высокоспециализированных клеток крови. Функции эритроцитов обширны, но главная из них состоит в том, что они насыщают кислородом ткани организма, возвращая двуокись углерода назад, в легкие.

Что такое эритроциты?

Даже те, кто далек от медицины, иногда задаются вопросами: что такое эритроциты в крови? Для чего они нужны? Наравне с тромбоцитами и лейкоцитами эти кровяные клетки образуются в красном костном мозге позвоночных животных и в том числе человека.

Они являются самыми многочисленными и участвуют в жизнедеятельности всех систем, способствуя перемещению кислорода по тканям и органам. Из-за своей формы и уникальной пластичности эритроциты могут легко двигаться по капиллярам, облегчая газообмен.

Строение эритроцитов

Строение и функции эритроцитов делают их пластичными, легко деформирующимися.

Жидкое содержимое клеток – цитоплазма – богата гемоглобином, который содержит двухвалентный атом железа, связывающий кислород. Этот же пигмент придает тельцам красный цвет.

Эритроцитарные клетки имеют дисковидную форму и не имеют ядра, которое в процессе созревания утрачивается. Состав красных телец следующий:

  • сетчатая строма;
  • заполненная гемоглобином ячейка;
  • плотная оболочка.

Строение эритроцитов человека упрощенное: внутри находится мембрана, напоминающая сетку, тогда как плазматические оболочки лейкоцитов и тромбоцитов более сложные. Мембрана красных телец особенная – она непроницаема для катионов (за исключением калия), но хорошо пропускает анионы хлора, молекулы кислорода и углекислого газа.

Как образуются эритроциты в крови

Как образуются эритроциты? Происходит разрастание ткани путем размножения одной клетки, называемое пролиферацией.

После этого стволовые клетки, как родоначальницы кроветворения, образуют крупное тельце с ядром, которое по мере роста эритроцита утрачивается.

Попадая в кровяное русло, тельце трансформируется в готовый эритроцит. Процесс занимает до 3 часов, и красные клетки формируются в организме без перерыва.

Каждую секунду образуется более 2 млн эритроцитов в костном мозге позвоночника, черепа и ребер, кроме этого – в окончаниях рук и ног (у детей). Циркулируя в крови 3-4 месяца (около 110 дней), эритроциты поглощаются макрофагами и разрушаются в селезенке и печени.

Небольшая часть их подвергается фагоцитозу – захватыванию твердыми частицами клеток – в сосудистом русле. Перенос кислорода по организму и участие в переносе углекислого газа – центральные функции эритроцитов.

Производство клеток начинается на пятом месяце внутриутробного развития.

Как выглядят эритроциты?

Строение эритроцитов связано с выполняемой ими функцией, и внешне они отличаются от других кровяных клеток, циркулирующих в организме. Они имеют другую – особенную – форму и размеры. По природе кровяные тельца наделены своеобразными чертами – крохотный размер, форма приплюснутого диска, отсутствие ядра. Это необходимо для того, чтобы быстрее справляться с транспортировкой газа в крови.

Форма эритроцитов

Красные кровяные тельца представляют собой сплюснутый двояковыгнутый диск (дискоцит).

Внутриклеточное пространство увеличено за счет неимения мембранных перегородок и ядра, которого лишены зрелые эритроциты всех млекопитающих. Форма эритроцитов человека увеличивает и суммарную площадь их поверхности.

Внутри телец присутствует повышенный объем белкового пигмента гемоглобина, связывающего молекулы кислорода и углекислого газа.

Специфическая форма повышает эффективность основной функции всех эритроцитов. Однако вся масса кровяных телец неоднородна. Вместе с клетками правильной формы двояковыгнутого диска встречаются и другие, процент их из общего числа невелик (менее 10%). Это:

  • плоскоциты с плоской поверхностью;
  • стареющие виды данных клеток – эхиноциты;
  • шаровидные сфероциты;
  • куполообразные стоматоциты.

Эритроциты – размеры

Диаметр кровяных телец варьируется от 6 до 8,2 микрометров (мкм). Максимальная толщина – всего 2 мкм. Крохотный размер позволяет легко перемещаться по микроскопическим капиллярным сосудам.

Явления, когда нормальные размеры эритроцитов увеличиваются в ту или иную сторону современная медицина называет макроцитоз и микроцитоз. Диаметр здоровых телец – 7-9 микрон, они именуются нормоциты.

Все, что ниже – это микроциты, а выше – макроциты.

Какую функцию выполняют эритроциты крови?

Кровяные тельца играют важную роль в организме человека.

Помимо переноса кислорода к тканям из легких, функции эритроцитов в крови включают:

  1. Обратную транспортировку углекислого газа к легким из тканей.
  2. Перенос на своей поверхности полезных аминокислот.
  3. Доставку воды от тканей к легким. Она выделяется в виде пара.
  4. Выделение эритроцитарных факторов свертывания крови.
  5. Регуляция вязкости крови, которая благодаря участию красных телец меньше в мелких сосудах по сравнению с крупными.

Дыхательная функция эритроцитов

Кислотно-основное состояние, то есть соотношение гидроксильных и водородных ионов в биологической среде, регулируется красными кровяными тельцами. Они же переправляют О2и СО2 от тканей к легким. Газообмен – основная функция эритроцитов.

Как это работает:

  1. Вдыхаемый кислород попадает в легкие. Туда через узкие сосуды и крохотные капилляры протискиваются кровяные тельца.
  2. Железо гемоглобина захватывает кислород, при этом пигмент меняет свой цвет от синего к красному. И эритроциты разносят собранный кислород по всему телу.
  3. Водород окисляется клетками тела, и вместе с этим образуется углекислый газ. Большая часть возвращается назад через легкие, но некоторые молекулы остаются на эритроцитах.

Питательная функция эритроцитов

Отвечая на вопрос, какую функцию выполняют эритроциты, упоминают транспортную. Но «перевозят» они не только кислород с углекислым газом, но и полезные вещества. Незаменимые аминокислоты и липиды концентрируются на поверхности красных телец, попадая туда из плазмы, и транспортируются к клеткам тканей. В этом – питательные функции эритроцитов.

Защитная функция эритроцитов

Важной функцией эритроцитов является защита организма от вредных веществ. На поверхности красных кровяных телец находятся антитела белковой природы.

Благодаря им эритроциты способны связывать некоторые токсины и обезвреживать их, выполняя роль защитника от ядов.

Кроме того, красные тельца принимают участие в свертывании крови, гемостазе (сосудисто-тромбоцитарном) и фибринолизе – процессе растворения тромбов.

Ферментативная функция эритроцитов

Красные кровяные тельца – носители разнообразных ферментов. В этом заключается еще одна транспортная функция эритроцитов в крови человека. Все ферменты в кровяных клетках можно разделить на три вида:

  • регулирующие оксигенацию и диоксигенацию;
  • способствующие выполнению транспортных функций;
  • обеспечивающие биологические процессы энергией.

Гемолиз крови

Красные тельца живут не дольше отмеренного им срока – 110-120 суток – и разрушаются в крови непрерывно, высвобождая гемоглобин.

Процесс носит название гемолиз, и его виды различаются по характеру, механизму и месту возникновения.

Так эндогенный гемолиз происходит в организме, а экзогенный – вне него, например, в аппарате искусственного кровообращения. Кроме этого, разрушение эритроцитов бывает:

  1. Внутриклеточным – в селезенке, печени, костном мозге.
  2. Внутрисосудистым – в плазме крови.

По характеру различают физиологический и патологический распад кровяных телец. Эритроциты выполняют функцию транспортеров, возложенную на них, и гибнут в плазме крови или тканях. В последнем случае разрушение телец провоцируют негативные факторы и патологические состояния, такие как:

  • анемия;
  • ревматические болезни;
  • патологии почек.

Можно назвать несколько разновидностей гемолиза:

  1. Температурный, возникающий из-за воздействия холода.
  2. Химический, которому способствует воздействие спиртов, эфира, щелочи, кислоты, растворяющих липиды в мембране.
  3. Биологический, виной которому такие природные факторы, как яды насекомых, змей, бактерий или переливание человеку несовместимой крови.
  4. Механический – возникает при разрыве мембран.
  5. Осмотический, который наблюдается тогда, когда эритроциты попадают в среду, где осмотическое давление ниже, чем кровяное. В тельца входит вода, они набухают и разрываются.

Что такое СОЭ?

Лабораторные исследования показывают количество эритроцитов в крови, их размеры, форму, изменение. Но есть особый СОЭ анализ (скорость оседания эритроцитов), отражающий соотношение фракций белков плазмы.

Для этого кровь помещают в пробирку, содержащую препятствующие ее свертываемости вещества. Вес кровяных телец выше, чем плазмы (1,080 к 1,029), и они оседают внизу.

Замеряя время, за которое это произойдет, высчитывают СОЭ.

Если показатели имеют отклонение, врачи рассматривают это, как косвенный признак текущего заболевания воспалительного характера, например:

  • панкреатит;
  • аппендицит;
  • аднексит.

Норма эритроцитов по данному исследованию различается в зависимости от возраста и пола:

  1. Скорость движения красных телец у новорожденных – 1-2 мм/ч. В период от месяца до полугода она резко возрастает до 11-17 мм/ч, но потом приходит к показателям 1-8 мм/ч.
  2. СОЭ у мужчин не превышает 2-10 мм/ч.
  3. У женщин этот показатель: от 3 до 15 мм/ч, у беременных выше – с приближением родов доходит до максимальных значений 55 мм/ч.

Норма эритроцитов в крови

О наличии патологических состояний говорит и концентрация в крови красных телец. Чтобы подсчитать количество их, используют особый аппарат – камеру Горяева.

Биоматериал помещают в смеситель и разбавляют ее с 3% раствором хлорида – соотношение 1:100.

Капля смеси поставляется в камеру с квадратными сетками, когда они заполняются, лаборанты рассматривают результаты под микроскопом и высчитывают число эритроцитов в 1 мкл крови.

Среднее значение нормы – 3,8 до 5,10 х 10¹²/л, т.е. несколько миллионов клеток в микролитре. Цифры также меняются от возраста и пола.

Количество эритроцитов для разных категорий:

  • 4-5,1 млн/мкл у мужчин;
  • от 3,7 до 4,7 млн/мкл у женщин и от 3 до 3,5 млн/мкл у беременных;
  • у детей от года до 12 лет: 3,8–5 млн/мкл и 3,9–5,9 млн/мкл у новорожденных.

Функции эритроцитов в человеческой крови не ограничиваются переносом кислорода и двуокиси углерода. Высокоспециализированные клетки имеют важное значение в жизни организма, а определяя их количество и качество (внешний вид, толщину и скорость движения), врачи проводят лабораторные исследования, помогающие определить наличие различных патологий.

 

Функции эритроцитов – транспортировка кислорода и еще 5 важных предназначений красных кровяных телец – Журнал о здоровье MyMedNews.ru

Источник

Источник: https://mymednews.ru/fynkcii-eritrocitov-transportirovka-kisloroda-i-eshe-5-vajnyh-prednaznachenii-krasnyh-krovianyh-telec/

Кровь

Белок участвующий в переносе кислорода

Нормальная жизнедеятельность клеток организма возможна только при условии постоянства его внутренней среды. Истинной внутренней средой организма является межклеточная (интерстициальная) жидкость, которая непосредственно контактирует с клетками.

Однако постоянство межклеточной жидкости во многом определяется составом крови и лимфы, поэтому в широком понимании внутренней среды в ее состав включают: межклеточную жидкость, кровь и лимфу, спиномозговую, суставную и плевральную жидкость.

Между кровью, межклеточной жидкостью и лимфой осуществляется постоянный обмен, направленный на обеспечение непрерывного поступления к клеткам необходимых веществ и удаление оттуда продуктов их жизнедеятельности.

Постоянство химического состава и физико-химических свойств внутренней среды называют гомеостазом.

Гомеостаз — это динамическое постоянство внутренней среды, который характеризуется множеством относительно постоянных количественных показателей, получивших название физиологических, или биологических, констант. Эти константы обеспечивают оптимальные (наилучшие) условия жизнедеятельности клеток организма, а с другой — отражают его нормальное состояние.

Важнейшим компонентом внутренней среды организма является кровь.

Система крови и ее функции

Представление о крови как системе создал Г.Ф. Ланг в 1939 г. В эту систему он включил четыре части:

  • периферическая кровь, циркулирующая по сосудам;
  • органы кроветворения (красный костный мозг, лимфатические узлы и селезенка);
  • органы кроверазрушения;
  • реулирующий нейрогуморальный аппарат.

Функции крови

Транспортная функция — заключается в транспорте различных веществ (энергии и информации, в них заключенных) и тепла в пределах организма. Кровью осуществляются также транспорт гормонов, других сигнальных молекул и биологически активных веществ.

Дыхательная функция — переносит дыхательные газы — кислород (02) и углекислый газ (СО?) — как в физически растворенном, так и химически связанном виде. Кислород доставляется от легких к потребляющим его клеткам органов и тканей, а углекислый газ — наоборот от клеток к легким.

Питательная функция — кровь обеспечивает все клетки организма питательными веществами: глюкозой, аминокислотами, жирами, витаминами, минеральными веществами, водой; переносит также питательные вещества от органов, где они всасываются или депонируются, к месту их потребления.

Выделительная (экскреторная) функция — при биологическом окислении питательных веществ, в клетках образуются, кроме СО2, другие конечные продукты обмена (мочевина, мочевая кислота), которые транспортируются кровью к выделительным органам: почкам, легким, потовым железам, кишечнику.

Терморегулирующая функция — благодаря своей высокой теплоемкости кровь обеспечивает перенос тепла и его перераспределение в организме. Кровью переносится около 70% тепла, образующегося во внутренних органах в кожу и легкие, что обеспечивает рассеяние ими тепла в окружающую среду.

В организме имеются механизмы, которые обеспечивают быстрое сужение сосудов кожи при понижении температуры окружающего воздуха и расширение сосудов при повышении.

Это приводит к уменьшению или увеличению потери тепла, так как плазма состоит на 90-92% из воды и обладает вследствие этого высокой теплопроводностью и удельной теплоемкостью.

Гомеостатическая функция — кровь участвует в водно-солевом обмене в организме, поддерживает стабильность ряда констант гомеостаза — рН, осмотического давления и др.; обеспечение водно-солевого обмена между кровью и тканями — в артериальной части капилляров жидкость и соли поступают в ткани, а в венозной части капилляров возвращаются в кровь.

Защитная функция заключается прежде всего в обеспечении иммунных реакций, а также создании кровяных и тканевых барьеров против чужеродных веществ, микроорганизмов, дефектных клеток собственного организма.

Вторым проявлением защитной функции крови являетcя ее участие в поддержании своего жидкого агрегатного состояния (текучести), а также остановке кровотечения при повреждении стенок сосудов и восстановлении их проходимости после репарации дефектов.

Осуществление креаторных связей. Макромолекулы, переносимые плазмой и форменными элементами крови, осуществляют межклеточную передачу информации, обеспечивающую регуляцию внутриклеточных процессов синтеза белков, сохранение степени дифференцированности клеток, восстановление и поддержание структуры тканей.

Кровь — общие сведения

Кровь состоит из жидкой части — плазмы и взвешенных в ней клеток (форменных элементов): эритроцитов (красных кровяных телец), лейкоцитов (белых кровяных телец) и тромбоцитов (кровяных пластинок).

Между плазмой и форменными элементами крови существуют определенные объемные соотношения. Установлено, что на долю форменных элементов приходится 40-45%, крови, а на долю плазмы — 55-60%.

Общее количество крови в организме взрослого человека в норме составляет 6-8 % массы тела, т.е. примерно 4,5-6 л. Объем циркулирующей крови относительно постоянен, несмотря на непрерывное всасывание воды из желудка и кишечника. Это объясняется строгим балансом между поступлением и выделением воды из организма.

Если вязкость воды принять за единицу, то вязкость плазмы крови равна 1,7-2,2, а вязкость цельной крови — около 5.

Вязкость крови обусловлена наличием белков и особенно эритроцитов, которые при своем движении преодолевают силы внешнего и внутреннего трения. Вязкость увеличивается при сгущении крови, т.е.

потере воды (например, при поносах или обильном потении), а также при возрастании количества эритроцитов в крови.

Плазма крови содержит 90-92% воды и 8-10% сухого вещества, главным образом, белков и солей.

В плазме находится ряд белков, отличающихся по своим свойствам и функциональному значению, — альбумины (около 4,5%), глобулины (2-3%) и фибриноген (0,2-0,4%).

Общее количество белка в плазме крови человека составляет 7-8 %. Остальная часть плотного остатка плазмы приходится на долю других органических соединений и минеральных солей.

Наряду с ними в крови находятся продукты распада белков и нуклеиновых кислот (мочевина, креатин, креатинин, мочевая кислота, подлежащие выведению из организма). Половина общего количества небелкового азота в плазме — так называемого остаточного азота — приходится на долю мочевины.

Лекция врача-нутрициолога Аркадия Бибикова

Источник: https://happyfamily-nsp.com/krov/

Функции белков в организме | Химия онлайн

Белок участвующий в переносе кислорода

Функции белков в природе универсальны. Белки входят в состав всех живых организмов. Мышцы, кости, покровные ткани, внутренние органы, хрящи, шерсть, кровь — все это белковые вещества.

Растения синтезируют белки из углекислого газа и воды за счет фотосинтеза. Животные организмы получают, в основном, готовые аминокислоты с пищей и на их базе строят белки своего организма.

Ни один из известных нам живых организмов не обходится без белков.

Белки служат питательными веществами, они регулируют обмен веществ, исполняя роль ферментов – катализаторов обмена веществ, способствуют переносу кислорода по всему организму и его поглощению, играют важную роль в функционировании нервной системы, являются механической основой мышечного сокращения, участвуют в передаче генетической информации и т.д.

фильм«Функции белков»

Разнообразные функции белков определяются a-аминокислотным составом и строением их высокоорганизованных макромолекул.

1. Каталитическая (ферментативная) функция

Каталитическая функция — одна из основных функций белков. Абсолютно все биохимические процессы в организме протекают в присутствии катализаторов – ферментов. Все известные ферменты представляют собой белковые молекулы.

Белки – это очень мощные катализаторы. Они ускоряют реакции в миллионы раз, причем для каждой реакции существует свой фермент.

В настоящее время известно свыше 2000 различных ферментов, которые являются биологическими катализаторами.

Например, фермент пепсин расщепляет белки в процессе пищеварения.

Даже такая простая реакция как гидратация углекислого газа катализируется ферментом карбоангидразой.

Ферменты катализируют реакции расщепления сложных молекул (катаболизм) и их синтеза (анаболизм), а также репликации ДНК и матричного синтеза РНК.

2. Транспортная функция 

Некоторые белки способны присоединять и переносить (транспортировать) различные вещества по крови от одного органа к другому и в пределах клетки.

Белки транспортируют липиды (липопротеиды), углеводы (гликопротеиды), ионы металлов (глобулины), кислород и углекислый газ (гемоглобин), некоторые витамины, гормоны и др.

Например, альбумины крови транспортируют липиды и высшие жирные кислоты (ВЖК), лекарственные вещества, билирубин.

Белок эритроцитов крови гемоглобин соединяется в легких с кислородом, превращаясь в оксигемоглобин. Достигая с током крови органов и тканей, оксигемоглобин расщепляется и отдает кислород, необходимый для обеспечения окислительных процессов в тканях.

Белок миоглобин запасает кислород в мышцах.

Специфические белки-переносчики обеспечивают проникновение минеральных веществ и витаминов через мембраны клеток и субклеточных структур.

3. Защитная функция 

Защитную функцию выполняют специфические белки (антитела — иммуноглобулины), которые вырабатываются иммунной системой организма. Они обеспечивают физическую, химическую и иммунную защиту организма путем связывания и обезвреживания веществ, поступающих в организм или появляющихся в результате жизнедеятельности бактерий и вирусов.

Например, белок плазмы крови фибриноген участвует в свертывании крови (образовывает сгусток). Это защищает организм от потери крови при ранениях.

Альбумины обезвреживают ядовитые вещества (ВЖК и билирубин) в крови.

Антитела, вырабатываемые лимфоцитами, блокируют чужеродные белки. Интерфероны — универсальные противовирусные белки.

Многие живые существа для обеспечения защиты выделяют белки, называемые токсинами, которые в большинстве случаев являются сильными ядами. В свою очередь, некоторые организмы способны вырабатывать антитоксины, которые подавляют действие этих ядов.

4. Сократительная (двигательная) функция

Важным признаком жизни является подвижность, в основе которой лежит данная функция белков, таких как актин и миозин – белки мышц. Кроме мышечных сокращений к этой функции относят изменение форм клеток и субклеточных частиц.

B результате взаимодействия белков происходит передвижение в пространстве, сокращение и расслабление сердца, движение других внутренних органов.

5. Структурная функция

Структурная функция — одна из важнейших функций белков. Белки играют большую роль в формировании всех клеточных структур.

Белки – это строительный материал клеток. Из них построены опорные, мышечные, покровные ткани.

Некоторые из них (коллаген соединительной ткани, кератин волос, ногтей, эластин стенок кровеносных сосудов, фиброин шелка и др.) выполняют почти исключительно структурную функцию.

Кератин синтезируется кожей. Волосы и ногти – это производные кожи.

В комплексе с липидами белки участвуют в построении мембран клеток и внутриклеточных образований.

6. Гормональная (регуляторная) функция 

Регуляторная функция присуща белкам-гормонам (регуляторам). Они регулируют различные физиологические процессы.

Например, наиболее известным гормоном является инсулин, регулирующий содержание глюкозы в крови. При недостатке инсулина в организме возникает заболевание, известное как сахарный диабет.

 Интересно знать!

В плазме некоторых антарктических рыб содержатся белки со свойствами антифриза, предохраняющие рыб от замерзания, а у ряда насекомых в местах прикрепления крыльев находится белок резилин, обладающий почти идеальной эластичностью. В одном из африканских растений синтезируется белок монеллин с очень сладким вкусом.

7. Питательная (запасная) функция

Питательная функция осуществляется резервными белками, которые запасаются в качестве источника энергии и вещества.

Например: казеин, яичный альбумин, белки яйца обеспечивают рост  и развитие плода, а белки молока служат источником питания для новорожденного.

8. Рецепторная (сигнальная) функция

Некоторые белки (белки-рецепторы), встроенные в клеточную мембрану, способны изменять свою структуру под воздействием внешней среды. Так происходит прием сигналов извне и передача информации в клетку.

Например, действие света на сетчатку глаза воспринимается фоторецептором родопсином.

Рецепторы, активизируемые низкомолекулярными веществами типа ацетилхолина, передают нервные импульсы в местах соединения нервных клеток.

 9. Энергетическая функция

Белки могут выполнять энергетическую функцию, являясь одним из источников энергии в клетке (после их гидролиза). Обычно белки расходуются на энергетические нужды в крайних случаях, когда исчерпаны запасы углеводов и жиров.

При полном расщеплении 1 г белка до конечных продуктов выделяется 17,6 кДж энергии. Но в качестве источника энергии белки используются крайне редко. Аминокислоты, высвобождающиеся при расщеплении белковых молекул, используются для построения новых белков.

Белки

Источник: https://himija-online.ru/organicheskaya-ximiya/belki/funkcii-belkov-v-organizme.html

Основные функции белков в клетке

Белок участвующий в переносе кислорода

Благодаря сложности, разнообразию форм и состава, белки играют важную роль в жизнедеятельности клетки и организма в целом.

Белок — это отдельный полипептид или агрегат нескольких полипептидов, выполняющий биологическую функцию.

Полипептид — понятие химическое. Белок — понятие биологическое.

В биологии функции белков можно разделить на следующие виды:

1. Строительная функция

Белки участвуют в образовании клеточных и внеклеточных структур. Например:

  • кератин – из него состоят волосы, ногти, перья, копыта
  • коллаген – главный компонент хрящей и сухожилий;
  • эластин (связки);
  • белки клеточных мембран (в основном – гликопротеиды)

2. Транспортная функция

Некоторые белки способны присоединять различные вещества и переносить их к различным тканям и органам тела, из одного места клетки в другое. Например:

  • липопротеины — отвечает за перенос жира.
  • гемоглобин — транспорт кислорода, белок крови гемоглобин присоединяет кислород и транспортирует его от легких ко всем тканям и органам, а от них в легкие переносит углекислый газ;
  • гаптоглобин — транспорт гема),
  • трансферрин — транспорт железа.

Белки транспортируют в крови катионы кальция, магния, железа, меди и другие ионы.

В состав клеточных мембран входят особые белки, которые обеспечивают активный и строго избирательный перенос некоторых веществ и ионов из клетки во внешнюю среду и обратно. Транспорт веществ через мембраны осуществляют белки – Na+,К+-АТФаза (антинаправленный трансмембранный перенос ионов натрия и калия), Са2+-АТФаза (выкачивание ионов кальция из клетки), глюкозные транспортеры.

3. Регуляторная функция

Большая группа белков организма принимает участие в регуляции процессов обмена веществ. Гормоны белковой природы принимают участие в регуляции процессов обмена веществ. Например:

  • гормон инсулин регулирует уровень глюкозы в крови, способствует синтезу гликогена.

4. Защитная функция

  • В ответ на проникновение в организм чужеродных белков или микроорганизмов (антигенов) образуются особые белки — антитела, способные связывать и обезвреживать их.
  • Фибрин, образующийся из фибриногена, способствует остановке кровотечений.

5. Двигательная функция

  • Сократительные белки актин и миозин обеспечивают сокращение мышц у многоклеточных животных, движений листьев у растений, мерцание ресничек у простейших и т.д.

6. Сигнальная функция

  • В поверхностную мембрану клетки встроены молекулы белков (рецепторы), способных изменять свою третичную структуру в ответ на действие факторов внешней среды, таким образом осуществляя прием сигналов из внешней среды и передачу команд в клетку.

7. Запасающая функция

  • В организме животных белки, как правило, не запасаются, исключение: альбумин яиц, казеин молока. У животных и человека при длительном голодании используются белки мышц, эпителиальных тканей и печени.
  • Но благодаря белкам в организме могут откладываться про запас некоторые вещества, например, при распаде гемоглобина железо не выводится из организма, а сохраняется, образуя комплекс с белком ферритином.

8. Энергетическая функция

  • При распаде 1г белка до конечных продуктов выделяется 17,6 кДж. Сначала белки распадаются до аминокислот, а затем до конечных продуктов — воды, углекислого газа и аммиака. Однако в качестве источника энергии белки используются только тогда, когда другие источники (углеводы и жиры) израсходованы (по словам одного из биохимиков: использовать белки для получения энергии – все равно, что топить печь долларовыми купюрами).

9. Каталитическая (ферментативная) функция

  • Одна из важнейших функций белков. Обеспечивается белками — ферментами, которые ускоряют биохимические реакции, происходящие в клетках.

Ферменты, или энзимы, — особый класс белков, являющихся биологическими катализаторами. Благодаря ферментам биохимические реакции протекают с огромной скоростью.

Вещество, на которое оказывает свое действие фермент, называют субстратом.

Ферменты можно разделить на две группы:

  1. Простые ферменты являются простыми белками, т.е. состоят только из аминокислот.
  2. Сложные ферменты являются сложными белками, т.е. в их состав помимо белковой части входит группа небелковой природы — кофактор. У некоторых ферментов в качестве кофакторов выступают витамины.

10. Функция антифириза

  • В плазме крови некоторых живых организмов содержатся белки которые предупреждают ее замерзание в условиях низких температур.

11. Питательная (резервная) функция

  • Эту функцию выполняют так называемые резервные белки, являющиеся источниками питания для плода, например белки яйца (овальбумины). Основной белок молока (казеин) также выполняет главным образом питательную функцию. Ряд других белков используется в организме в качестве источника аминокислот, которые в свою очередь являются предшественниками биологически активных веществ, регулирующих процессы метаболизма.

Решай задания и варианты по биологии с ответами

Источник: https://bingoschool.ru/blog/41/

Нобелевка за “управление кислородом”. Как организм спасается от гипоксии и при чем тут допинговые скандалы

Белок участвующий в переносе кислорода

Нобелевская премия по физиологии и медицине 2019 года присуждена трем ученым – американцам Уильяму Кэлину и Греггу Семензе и британцу Питеру Рэтклиффу “за открытие того, как клетки распознают уровень кислорода и адаптируются к нему”.

Члены Нобелевского комитета подчеркнули фундаментальную важность открытия: способность усваивать кислород критически важна для всех животных организмов на Земле, включая человека. Мы можем долго прожить без еды, достаточно долго – без воды, но мы не можем не дышать.

Это связано с тем, что кислород, который мы вдыхаем, постоянно вовлечен в фундаментальные процессы извлечения энергии, которая необходима для жизни нашего организма.

Сегодняшние лауреаты обнаружили генетический механизм, который позволяет организму регулировать уровни кислорода в разных частях тела и управлять ими.

«Эта система, которая требуется, чтобы наше тело нормально работало. Уровни кислорода отличаются в разных частях тела, например, в мышцах во время физических упражнений его уровни очень низкие – нам знакомо выражение «анаэробные тренировки».

И нашему телу нужна система, чтобы выравнивать и регулировать уровень кислорода. Лауреаты обнаружили ее — эта система также отвечает за регулирование красных кровяных телец, которые могут переносить кислород.

Она позволила нам, так сказать, колонизировать нашу планету во всем ее разнообразии – например, уровни кислорода в горах, на высоте, куда ниже, чем привычные нам и все равно люди смогли приспособиться к ним, такова адаптивная сила организма», — подчеркнул другой член Нобелевского комитета, профессор Патрик Эрнфорш, специалист по нейронаукам.

“Это может прозвучать банально, но открытие сегодняшних лауреатов – то, что войдет в учебники биологии. Дети в возрасте 12-13 лет будут изучать это, потому что это очень, очень базовый аспект работы клеток“, — сказал член Нобелевского комитета профессор Рэндон Джонсон.

Зачем вообще нужен кислород

Наверное, каждому очевидно, что кислород (O2) очень нужен. Перекрытие его поступления в организм – при инфаркте, утоплении, повешении, сильном задымлении — приводит к быстрой смерти. Без кислорода невозможна жизнь не только такого сложного организма, как человеческий, но и куда более простых организмов и клеток.

Кислород внутри клеток на самом базовом уровне участвует в процессах извлечения энергии из питательных веществ.

Будь то углеводы или жиры, кислород нужен, чтобы окислить их – в этом процессе выделяется энергия, необходимая для всех без исключения процессов в нашем организме – биосинтеза белков, из которых состоит все внутри нас, их транспорта и всех более сложных функций, включая иммунитет и само дыхание. 

Этот процесс протекает в специальных «органах» клетки – митохондриях. В 1931 году Отто Варбург получил Нобелевскую премию по физиологии и медицине за объяснение процесса генерирования энергии – для этого необходим сложный набор ферментов.

Еще одна важная мысль – наш организм никак не может производить кислород сам.

Растения – могут, они выделяют его в ходе фотосинтеза (кстати, для жизнедеятельности растения расходуют кислород, они тоже дышат – но выделяют они его больше), а человек и животные – нет.

Поэтому нам критически важно «уметь» стабильно получать его из окружающей среды, а получив – «грамотно» распределять внутри организма. Это не такая простая задача. 

В разных условиях в окружающей среде содержится разное количество кислорода, поэтому при его недостатке телу нужно, во-первых, перераспределять его так, чтоб он шел на самое необходимое, а во-вторых, — сигнализировать нам о том, что кислорода мало и его нужно искать. То же касается уровней кислорода в разных частях тела и органах – иногда его сильнее расходует мозг, иногда – мышцы. Тогда нужно лучше снабжать их, выравнивать уровень. 

nobelprize.org

В 1938 году Нобелевскую премию получил Корней Хейманс – он обнаружил так называемся каротидные тельца. Это специальные рецепторы («датчики») в сонной артерии, которые «измеряют» уровень кислорода и сообщают мозгу, если с ними что-то не так. Это механизм адаптации/реакции на недостаток кислорода – гипоксию.

Что сделали нобелиаты

Здесь важно понять, как же реагирует на гипоксию организм. Кислорода мало, значит, его нужно лучше переносить и извлекать, а для этого нам нужно больше красных кровяных тех – эритроцитов (тех самых, что содержат гемоглобин, который измеряют врачи – низкий гемоглобин означает проблемы со снабжением органов кислородом).

Чтобы эритроцитов стало больше, при гипоксии организм выделяет гормон эритропоэтин, который и запускает их синтез. Слово эритропоэтин тоже знакомо – в связи с допинговыми скандалами. Больше кислорода в мышцах – больше спортивные успехи, поэтому спортсменами становятся те, у кого изначально хороший гемоглобин и много эритропоэтина.

 

А потом хочется еще сильнее повысить его уровень, и для этого используются как легальные, так и, к сожалению, нелегальные способы.

Однако, запомним, что в обычной жизни эритропоэтин – не допинг или яд, а гормон, которому мы обязаны жизнью, а наши клетки – возможностью дышать, получать нужное количество кислорода.

Еще с начала XX века был известен механизм гормонального контроля производства красных кровяных телец, но ученые не могли разобраться, как его запускает дефицит кислорода?

И здесь на помощь приходит генетика. Грегг Семенза и Питер Рэтклифф независимо обнаружили, что в ДНК есть особые участки рядом с теми, что кодируют сам эритропоэтин. Они-то и являются чувствительными к кислороду и «толкают» в нужный момент «соседа» по ДНК, который запускает синтез эритропоэтина.

Теперь предстояло понять, кто «приносит» к ДНК информацию о недостатке кислорода. Семенза обнаружил соответствующий белковый комплекс, он получил название HIF (hypoxia inducible factor, индуцируемый гипоксией фактор – здесь фактор означает группу белков). Два разных белка в случае гипоксии связывались с ДНК и запускали молекулярный механизм, описанный выше. 

Уильям Кэлин, занимаясь исследованием определенных типов рака, нашел еще один ген – VHL, который в нужный момент останавливает работу HIF, чтобы организм не произвел слишком много эритропоэтина и красных кровяных телец. Это механизм можно сравнить с весами – если кислорода слишком мало, HIF включается, чтоб выровнять равновесие, а VHL контролирует его работу, чтоб не допустить «перевеса» в другую сторону.

У здорового человека этот механизм критичен для метаболизма вообще – процесса выработки энергии из пищи, для компенсации при физических нагрузках, адаптации к горам, развитию эмбриона и контролю иммунитета.

Он также важен при болезнях – анемии, инсультах, инфарктах, инфекциях и ранах, — везде, где необходимо локальное усиленное снабжение кислородом.

Есть исследования, которые на основании этого механизма пытаются бороться с раковыми опухолями – если опухоль “посадить” на кислородный голод, она не сможет развиваться и расти.

“Рак питается и растет достаточно активно, в том числе опухоль выращивает дополнительные кровеносные сосуды, чтобы снабжать себя необходимым количеством кислорода. Исследования показывают, что эти белки гиперэкспрессированы в солидных опухолях (то есть их там больше чем необходимо).

Предполагается, что регуляция уровня снабжения кислородом через работу с HIF позволит замедлить рост опухоли.

Кроме этого, некоторые исследователи предполагают, что отслеживание уровня насыщения кислородом тканей может стать одним из способов обнаруживать рак, прогнозировать реакцию опухоли на лечение и ее развитие в целом”, говорит Любовь Барабанова, медицинский директор Севергрупп Медицина (сеть клиник «Скандинавия»).

nobelprize.org

О ком речь

Кэлин и Семенза родились в Нью-Йорке. Кэлин работает в медицинском институте Ховарда Хьюджеса, Семенза – в Университете Джонса Хопкинса. Сэр Питер Рэтклифф родился в Ланкашире и сейчас работает в Оксфорде.

Во время пресс-конференции, посвященной оглашению премии, секретарь Нобелевского комитета по физиологии и медицине Томас Перлманн рассказал, что ему удалось пообщаться со всеми тремя лауреатами. 

«Профессор Рэтклифф уже был в офисе, а Грегг Семенза и Билл Кэлин живут в США, они еще спали, и мне пришлось их разбудить. Последний, кому я дозвонился, был Билл. У нас не было его телефона, поэтому мне сначала удалось поговорить с его сестрой.

Она дала мне два номера телефона, я позвонил по первому из них и спросил, говорю ли я с Биллом Кэлином, и получил отрицательный ответ. Второй номер оказался правильным. Билл Кейлин был очень счастлив, не находил слов.

Все трое были очень рады и подчеркнули, что для них большая честь разделить этот приз друг с другом, именно в этом коллективе», — рассказал Перлманн.

Иногда на пресс-конференции организуют телефонные интервью с лауреатами, однако в этот раз никого из них на связи не было, на вопросы отвечал только Нобелевский комитет.

Размера премии в этом году составляет девять миллионов крон, и они будут разделены поровну между всеми тремя лауреатами.

Немного истории

В прошлом году лауреатами по физиологии и медицине стали японец Тасуку Хондзё и американец Джеймс Эллисон «за открытие терапии рака ингибированием негативной иммунной регуляции».

Всего с 1901 года было присуждено 109 Нобелевских премий в физиологии и медицине – премии не всегда вручались во время мировых войн и в нескольких других случаях.

Лауреатами стали 216 человек – правила Нобелевского комитета позволяют каждый год наградить от одного до трех человек. Среди них всего 12 женщин.

Самым молодым лауреатом был Фредерик Бантинг – он получил премию в 1923 году в возрасте 32 лет за открытие инсулина. Самым старым – Пейтон Роус, он получил премию в 1966, когда ему было 87 лет. 

Роус был награжден за открытие в области гормонального лечения рака простаты.

Один раз премия в области физиологии и медицины была присуждена посмертно – в 2011 году Ральфу Штайнману присудили премию за изучение механизма иммунного ответа, но он умер за три дня до этого.

Хотя Нобелевские премии запрещено присуждать посмертно, Нобелевский комитет не стал пересматривать решение, так как заявил, что лауреат умер уже после принятия решения о присуждении.

Источник: https://www.pravmir.ru/nobelevka-za-upravlenie-kislorodom-kak-organizm-spasaetsya-ot-gipoksii-i-pri-chem-tut-dopingovye-skandaly/

Ваше здоровье
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: