Biokatalyzátory 1. KŠPA Litoměřice
Co jsou biokatalyzátory
• Přírodní látky, které ovlivňují biochemické reakce
• Nejvýznamnější biokatalyzátory:• Vitaminy
• Enzymy
• Hormony
Vitaminy
• Počátek 20.st – z rýžových otrub izolovaná látka obsahující dusík, účinná proti chorobě Beri-Beri (konkrétně vitamin B)
• Látka reagovala jako amin a je důležitá pro život = vitamin
• V následujících letech byly nalezeny další vitaminy (A, C, D, E, K) –nemusí nutně obsahovat amino skupinu, avšak název zůstal
Vitaminy
• Jsou to biokatalyzátory, které i v malém množství ovlivňují biochemické děje
• Nepřítomnost nějakého z vitaminů se projevuje vážnými poruchami
• Avitaminóza – nedostatek vitaminů
• Hypovitaminóza – nedostatek vitaminů C (jarní únava, zduření dásní, malátnost)
Avitaminózy – vitamin A• Zdroj:
• Jádra• Rybí tuk• Máslo• Mléko• Špenát• Salát• Mrkev
• Problémy při nedostatku:• Vady zraku• Vysychání rohovky• Degenerace nervového systému
Avitaminózy – vitamin D• Zdroj:
• Rybí tuk
• Máslo
• Vejce
• Mléko
• Špenát
• Rajčata
• Problémy při nedostatku:• Rachitis (křivice)
• Deformace kostí
• Nedostatek vápníku v kostech
Avitaminózy – vitamin E
• Zdroj:• Pšeničné klíčky
• Kukuřice
• Máslo
• Vejce
• Rostlinné oleje
• Problémy při nedostatku:• neplodnost
Avitaminózy – vitamin K
• Zdroj:• Zelené části rostlin
• Kapusta
• Špenát
• Květák
• Houby
• Rybí moučka
• Problémy při nedostatku:• Snížená srážlivost krve
Avitaminózy – vitamin B1
• Zdroj:• Kvasnice
• Obilné slupky
• Vnitřnosti
• Problémy při nedostatku:• Záněty nervů
• Vady srdce
• Obrna (beri-beri)
Avitaminózy – vitamin B2
• Zdroj:• Kvasnice
• Mléko
• Vejce
• Vnitřnosti
• Problémy při nedostatku:• Oční choroby
• Zdrsnění pokožky
Avitaminózy – vitamin B12
• Zdroj:• Játra
• Maso
• Vnitřnosti
• Problémy při nedostatku:• Zhoubná chudokrevnost
• Zastavení růstu
Avitaminózy – vitamin PP
• Zdroj:• Kvasnice
• Obilné kličky
• Játra
• Oleje
• Problémy při nedostatku:• Záněty pokožky
• Nervové poruchy
Avitaminózy – vitamin H
• Zdroj:• Kvasnice
• Vaječný žloutek
• Játra
• Mozek
• Ledviny
• Problémy při nedostatku:• Záněty kůže
Avitaminózy – vitamin C• Zdroj:
• Čerstvé ovoce• Zelenina• Šípky• Rybíz• Křen• Citróny• Papriky• Brambory
• Problémy při nedostatku:• Únava• Malátnost• kuděje
Enzymy
• Biokatalyzátory, které umožňují tvorbu a rozklad bílkovin, sacharidů, tuků, jejich vzájemnou přeměnu a uvolňování energie z těchto makroživin
• Pro činnost enzymů je nutné vhodné prostředí • Některé enzymy chtějí kyselá/zásaditá/neutrální prostředí
• Některé enzymy vyžadují přítomnost vitamínu nebo minerálů
• Ideálně teplota mezi 25 až 40 stupňů Celsia, nad 60 stupňů již ztrácejí účinek
Názvy enzymů
• Název látky, která se účinkem enzymu mění + koncovka ASA• Sacharosa – enzym štěpící sacharózu
• Hydrolasa – enzym katalyzující hydrolýzu (reakce, při níž se působením vody štěpí složité látky – polysacharidy, bílkoviny)
• Některé enzymy mají i triviální názvy:• Pepsin
• Trypsin
Dělení enzymů
• Jednosložkové• Jsou to jednoduché bílkoviny
• Dvojsložkové• Jsou složeny z jednoduché bílkoviny (apoenzym)
a nebílkovinové složky (koenzym)
• Koenzym je to, co ovlivňuje reakce
Hormony
• Biokatalyzátory, které jsou potřebné pro činnosti orgánů
• Vytvářejí je žlázy s vnitřní sekrecí (endokrinní žlázy) a vylučují je do krve, která je rozvádí do orgánů
• Z chemického hlediska jsou hormony různé látky: bílkoviny, polypeptidy, hydroxyderiváty aminů, steroidy
Endokrinní žlázy
• Hypofýza (podvěsek mozkový)
• Štítná žláza
• Příštitná tělíska
• Nadledvinky
• Slivnivka břišní (pankreas)
• Pohlavní žlázy
• Epifýza
• Thymus (brzlík)
Insulin
• Tvoří se ve slinivce břišní
• Řídí hospodaření těla se sacharidy
• Porucha tvorba insulinu = cukrovka
• Při cukrovce je v krvi více cukru než by mělo být
Adrenalin
• Tvoří se ve dřeni nadledvinek
• Štěpí v játrech polysacharid glykogen na glukosu a tím zvyšuje hladinu cukru v krvi
• Připravuje tělo na výkon ve stresové situaci (připravenost k boji), způsobuje extrémní výkony, zvyšuje chuť na sex
• Kortizol pak chrání před poškozením z účinku adrenalinu
Thyroxin
• Produkuje ho štítná žláza
• Nadbytek se projevuje Basedowovou chorobou (hubnutí, nadměrný příjem potravy, vypoulení očí, zvětšená štítná žláza)
• Nedostatek může vést až ke kretenismu (malý vzrůst, snížená inteligence, problém s motorikou, hluchoněmost, postižení sexuálních funkcí)
Serotonin
• Podílí se na vzniku nálad
• Jeho vznik podporují: sýry, mléčné výrobky, maso, celozrnné pečivo, listová zelenina
• Alkohol a nikotin krátkodobě podporují jeho uvolnění do synapsí, avšak s nežádoucími účinky
• Nedostatek: Deprese, poruchy spánku, agresivita, migrény, bipolární porucha, chorobná úzkost
• Velký vliv na jeho tvorbu hraje i sluneční světlo (proto máme v zimě více deprese)
Nukleonové kyseliny
• Složité makromolekuly, které jsou obsaženy ve všech živých organismech
• Dělíme na:• Ribonukleonové kyseliny (RNA)
• Deoxyribonukleonové kyseliny (DNA)
DNA a RNA
• DNA• Dlouhodobě uchovává a přenáší dědičné informace o organismu pro tvorbu
nových organismů a buněk
• Náchylné na UV záření
• RNA• Přenáší informace získané z DNA, řídí syntézu bílkovin organismu, u některých
primitivních organismů slouží stejně jako DNA
• Odolné proti UV záření
Steroidy
• Látky s fyziologickým účinkem, z chemického hlediska se jedná o hormony, vitaminy, alkaloidy, alkoholy
• Dělení:• Anabolické steroidy – podporují růst kostí a svalů
• Sexuální steroidy – androgeny, estrogeny, progestageny
• Kortikosteroidy – regulují metabolismus cukrů a bílkovin
• Fytosteroly – vyskytují se v rostlinách
• Ergosteroly – vyskytují se v houbách
Alkaloidy
• Látky, které se vyskytují pouze v rostlinách
• Dosud nebyl vysvětlen jejich význam pro rostliny
• Pro těla živočichů jsou prudce jedovaté
• Nejznámější alkaloidy: nikotin, kofein, piperin, atropin, chinin, morfin, papaverin
Alkaloidy - účinek
• Některé alkaloidy se užívají jako léčiva
• Při opakovaném a nekontrolovaném užívání vedou k drogové závislosti. Projevy v době nepůsobení látky v těle:• Duševní deprese• Nespavost• Bolesti hlavy• Nervové poruchy
• Závislosti nazýváme dle typu alkaloidu: morfinismus, kofeinismus
Nikotin
• Izolován z tabáku
• Chemicky čistý tvoří bezbarvou kapalinu
• Prudký jed – hlavně při styku s otevřeným poraněním
• Stimuluje myšlení a pozornost, avšak extrémní závislost
Kofein
• Obsažen v kávě a čaji
• Podporuje vylučování žaludečních šťáv a snižuje pocit únavy
• Má diuretické účinky u lidí, kteří nemají závislost na kofeinu
• Není prokázáno, že by pravidelná konzumace kofeinu vedla k dehydrataci
Pozitivní účinky kofeinu
• CNS: Oddaluje únavu, zbystřuje myšlení, zlepšuje koncentraci, působí eufórii
• Oběhová soustava: zrychluje tep, rozšiřuje tepny, stimuluje oběh krve a dýchání, pomáhá lidem s astmatem a pomáhá sportovcům – po 4 letech pravidelného užívání je tělo odolné proti těmto jevům
• Výživa: odbourává tuky, ale má svůj dluh po několika dnech (zpomalení metabolismu, nutkání se přejídat), podporuje výkon při cvičení (dokážeme déle cvičit)
Negativní účinky kofeinu
• CNS: u některých lidí má opačný účinek a utlumuje
• Trávicí ústrojí: zrychlení srdeční činnosti (pozor na infarkt) a bolest žaludku z důvodu překyselení
• Oběhová soustava: u lidí, kteří pijí více jak 5 šálků denně zvyšuje riziko výskytu srdečního onemocnění a problému s ledvinami
• U samiček myší má špatný vliv na potomky
• U pavouků způsobují problémy s informacemi v mozku – více než LSD
Piperin
• Nachází se v pepři a je důvodem „ostrosti“ pepře
• Momentálně probíhá výzkum jeho využití pro hubnutí
Atropin
• Obsažen v rulíku, blínu, mandragoře a durmanu
• Používá se v očním lékařství – oční kapky
• Má halucinogenní účinky (zrakové, sluchové, čichové) – pocity létání/jízdy, zvýšená agresivita, víc mluví, touha po pohybu
Chinin
• Izolován z chininové kůry
• Jedno ze základních léčiv - omezuje horečku a je používán proti malárii
• Působí na parazity v krvi
• Fluoreskuje na ultrafialovém světle
• Dává se do toniků, opalovacích olejů, šampónů a insecticidů
Tonic je díky chininu hořky a fluoreskuje
Morfin a papaverin
• Izolují se z opia, které se získává jako mléčná šťáva z nezralého máku
• Návyková a zdraví škodlivá droga – narkotikum!
Terpeny
• Přírodní látky, obsažené zejména ze silic a pryskyřic
• Funkce terpenů v rostlinách není zatím dostatečně vysvětlena
• Dělení:• Nižší terpeny – lékařství, voňavky
• Vyšší terpeny – plasty a nátěry
Opakování
1) Co je to Avitaminóza ?
2) Co je to Hypovitaminóza ?
3) Jak poznáte nedostatek vitaminu C ?
4) Uveďte tři vitaminy, rozpustné ve vodě
5) Uveďte tři vitaminy, rozpustné v tucích
6) Uveďte tři zdroje vitaminu B1 a jeden problém, při jeho nedostatku
7) Uveďte tři zdroje vitaminu B2 a jeden problém, při jeho nedostatku
8) Uveďte tři zdroje vitaminu B12 a jeden problém, při jeho nedostatku
Opakování
9) Uveďte tři zdroje vitaminu A a jeden problém, při jeho nedostatku
10) Uveďte tři zdroje vitaminu C a jeden problém, při jeho nedostatku
11) Uveďte tři zdroje vitaminu D a jeden problém, při jeho nedostatku
12) Uveďte tři zdroje vitaminu E a jeden problém, při jeho nedostatku
13) Uveďte tři zdroje vitaminu H a jeden problém, při jeho nedostatku
14) Uveďte tři zdroje vitaminu K a jeden problém, při jeho nedostatku
15) Uveďte tři zdroje vitaminu PP a jeden problém, při jeho nedostatku
Opakování
16) K čemu slouží enzymy ?
17) Uveďte 2 názvy enzymů
18) Při jaké teplotě ztrácejí enzymy svůj katalytický účinek ?
19) Jak dělíme enzymy ?
20) Vyjmenujte 3 endokrinní žlázy
21) Kde se tvoří inzulin ?
22) Jak se jmenuje nemoc, která se projevuje nedostatečnou tvorbou inzulinu ?
23) K čemu slouží inzulin ?
Opakování
24) Kde se produkuje adrenalin ?
25) Jaký má adrenalin vliv na lidské tělo ?
26) Jak se jmenuje hormon, který se vylučuje zároveň s adrenalinem a chrání nás před jeho nežádoucími účinky ?
27) Kde se produkuje thyroxin ?
28) Nedostatek thyroxinu vede k ?
29) Nadbytek thyroxinu vede k ?
30) Jak se projevuje kretenismus ?
31) Jak se projevuje Basedowova choroba ?
Opakování
32) Jaký vliv má serotonin na lidské tělo ?
33) Vyjmenujte k čemu vede nedostatek serotoninu (3 věci)
34) Jak můžeme podpořit tvorbu serotoninu ?
35) Uveďte báze DNA
36) Uveďte báze RNA
37) Uveďte 3 typy steroidů
38) K čemu slouží anabolické steroidy ?
39) Vyjmenujte 1 sexuální steroid
Opakování
40) K čemu jsou alkaloidy rostlinám ?
41) Uveďte 3 alkaloidy
42) Opakované a nekontrolované užívání alkaloidů vede k čemu ?
43) Kde naleznu nikotin ?
44) Uveďte 1 pozitivní a 1 negativní vliv nikotinu
45) Kde naleznu kofein ?
46) Uveďte 3 pozitivní účinky kofeinu
47) Uveďte 3 negativní účinky kofeinu