Biokatalyzátory1. KŠPA Litoměřice

Co jsou biokatalyzátory

• Přírodní látky, které ovlivňují biochemické reakce

• Nejvýznamnější biokatalyzátory:• Vitaminy

• Enzymy

• Hormony

Vitaminy

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

Beri Beri

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)

Rozpustnost vitaminů• Rozpustné v tucích:

• A• D• E• K

• Rozpustné ve vodě:• B1• B2• B12• PP• H• C

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

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

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

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

Báze

Steroidy

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

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

Pavoučí sítě na drogách

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

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

Silice

• Silice jsou vonné oleje – získáváme z listů, květů

Pryskyřice

• Výměšek rostlin, zejména jehličnatých stromů a vznikají oxidací silice

Balzám

• Směs silice a pryskyřice

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

Opakování

48) Kde najdu piperin ?

49) Kde se užívá atropin ?

50) Jaký je negativní efekt atropinu ?

51) Kde všude se užívá chinin ?

52) Z jaké rostliny se získává morfin ?

53) Kde všude se užívají terpeny ?

54) Co je to silice ?

55) Co je to pryskyřice ?

56) Co je to balzám ?