Зачем азот нужен в организме – Cтатьи — Микроэлементы — Роль элементов-органогенов в биологии и медицине — Электронная Медицина

         Лит.: Прянишников Д. Н., Азот в жизни растений и в земледелии СССР, М. — Л., 1945; Браунштейн А. Е., Главные пути ассимиляции и диссимиляции азота у животных, «Баховские чтения», 1957, т. 12; Кретович В. Л., Биохимия автотрофной ассимиляции азота, там же, 1961, т. 16; Фердман Д. Л., Биохимия, 3 изд., М., 1966; Кретович В. Л. и Каган 3. С., Усвоение и превращение азота у растений, в кн.: Физиология сельскохозяйственных растений, т. 2, М., 1967.

         В. Л. Кретович, З. С. Каган.

dic.academic.ru

Азот в организме — Большая советская энциклопедия

Азо́т в организме

Один из основных биогенных элементов (См. Биогенные элементы), входящих в состав важнейших веществ живых клеток — белков и нуклеиновых кислот. Однако количество А. в о. невелико (1 — 3% на сухую массу). Находящийся в атмосфере молекулярный азот могут усваивать лишь некоторые микроорганизмы и сине-зеленые водоросли (см. Азотфиксация). Значительные запасы азота сосредоточены в почве в форме различных минеральных (аммонийные соли, нитраты) и органических соединений (азот белков, нуклеиновых кислот и продуктов их распада, т. е. ещё не вполне разложившиеся остатки растений и животных). Растения усваивают азот из почвы как в виде неорганических, так и некоторых органических соединений. В природных условиях для питания растений большое значение имеют почвенные микроорганизмы (аммонификаторы), которые минерализуют органический азот почвы до аммонийных солей. Нитратный азот почвы образуется в результате жизнедеятельности открытых С. Н. Виноградским в 1890 нитрифицирующих бактерий (См. Нитрифицирующие бактерии)

Синтез аминокислот происходит путём восстановительного аминирования (См. Аминирование) ряда альдегидокислот (См. Альдегидокислоты и кетокислоты) и кетокислот (См. Альдегидокислоты и кетокислоты), возникающих в результате окисления углеводов (В. Л. Кретович), или путём ферментативного переаминирования (См. Переаминирование) (А. Е. Браунштейн и М. Г. Крицман, 1937). Конечными продуктами усвоения аммиака микроорганизмами и растениями являются Белки, входящие в состав протоплазмы и ядра клеток, а также отлагающиеся в виде запасных белков. Животные и человек способны лишь в огранической мере синтезировать аминокислоты. Они не могут синтезировать 8 незаменимых аминокислот (валин, изолейцин, лейцин, фенилаланин, триптофан, метионин, треонин, лизин), и потому для них основным источником азота являются белки, потребляемые с пищей, т. е., в конечном счёте, — белки растений и микроорганизмов.

Белки во всех организмах подвергаются ферментативному распаду, конечными продуктами которого являются аминокислоты. На следующем этапе в результате дезаминирования органический азот аминокислот вновь превращается в неорганический аммонийный азот. У микроорганизмов и особенно у растений аммонийный азот может использоваться для нового синтеза амидов и аминокислот. У животных обезвреживание аммиака, образующегося при распаде белков и нуклеиновых кислот, осуществляется путём синтеза мочевой кислоты (у пресмыкающихся и птиц) или мочевины (у млекопитающих, в том числе и у человека), которые затем выводятся из организма. С точки зрения обмена азота растения, с одной стороны, и животные (и человек), с другой, отличаются тем, что у животных утилизация образующегося аммиака осуществляется лишь в слабой мере — большая часть его выводится из организма; у растений же обмен азота «замкнут» — поступивший в растение азот возвращается в почву лишь вместе с самим растением.

Лит.: Прянишников Д. Н., Азот в жизни растений и в земледелии СССР, М. — Л., 1945; Браунштейн А. Е., Главные пути ассимиляции и диссимиляции азота у животных, «Баховские чтения», 1957, т. 12; Кретович В. Л., Биохимия автотрофной ассимиляции азота, там же, 1961, т. 16; Фердман Д. Л., Биохимия, 3 изд., М., 1966; Кретович В. Л. и Каган 3. С., Усвоение и превращение азота у растений, в кн.: Физиология сельскохозяйственных растений, т. 2, М., 1967.

В. Л. Кретович, З. С. Каган.

Источник: Большая советская энциклопедия на Gufo.me

gufo.me

Cтатьи — Микроэлементы — Роль элементов-органогенов в биологии и медицине — Электронная Медицина

Физиологическая роль кислорода

Содержание кислорода в организме взрослого человека составляет около 62% от массы тела (43 кг на 70 кг массы тела).

Вместе с водородом кислород образует молекулу воды, содержание которой в организме взрослого человека в среднем составляет около 55-65%.

Кислород входит в состав белков, нуклеиновых кислот и других жизненно-необходимых компонентов организма. Кислород необходим для дыхания, окисления жиров, белков, углеводов, аминокислот, а также для многих других биохимических процессов.

Обычный путь поступления кислорода в организм лежит через легкие, где этот биоэлемент проникает в кровь, поглощается гемоглобином и образует легко диссоциирующее соединение — оксигемоглобин, а затем из крови поступает во все органы и ткани. Кислород поступает в организм также и в связанном состоянии, в виде воды. В тканях кислород расходуется преимущественно на окисление различных веществ в процессе их метаболизма. В дальнейшем почти весь кислород метаболизируется до углерода диоксида и воды, и выводится из организма через легкие и почки.

Физиологическая роль углерода

В организм человека углерод поступает с пищей (около 300 г в сутки). Общее содержание углерода достигает около 21% (15 кг на 70 кг общей массы тела). Углерод составляет 2/3 массы мышц и 1/3 массы костной ткани. Выводится из организма преимущественно с выдыхаемым воздухом (углекислый газ) и мочой (мочевина).

В биомолекулах углерод образует полимерные цепи и прочно соединяется с водородом, кислородом, азотом и другими элементами. Физиологическая роль углерода определяется тем, что этот элемент входит в состав всех органических соединений и принимает участие практически во всех биохимических процессах в организме. Окисление соединений углерода под действием кислорода приводит к образованию воды и углекислого газа; этот процесс служит для организма источником энергии. Двуокись углерода СО2 (углекислый газ) образуется в процессе обмена веществ и является стимулятором дыхательного центра, играет важную роль в регуляции дыхания и кровообращения.

В свободном виде углерод не токсичен, но многие его соединения обладают значительной токсичностью: окись углерода СО (угарный газ), четыреххлористый углерод СС14, сероуглерод CS2, соли цианистой кислоты HCN, бензол С6Н6 и ряд других. Углекислый газ в концентрации свыше 10% вызывает ацидоз (снижение рН крови), одышку и паралич дыхательного центра.

Длительное вдыхание каменноугольной пыли может привести к антракозу — заболеванию, которое сопровождается отложением угольной пыли в ткани легких и лимфатических узлах, склеротическими изменениями легочной ткани. Токсическое действие углеводородов и других соединений нефти у рабочих, занятых в нефтедобывающей промышленности может проявиться в огрубении кожи, появлении трещин и язв, развитии хронических дерматитов.

Физиологическая роль азота

Азот необходим всем живым организмам для синтеза азотсо­держащих строительных блоков — аминокислот и азотистых оснований, из которых образуются белки и нуклеиновые кислоты. Сине-зеленые водоросли усваивают газообразный азот из атмосферного воздуха. Растения добывают азот из почвы, в виде растворимых нитратов и соединений аммиака.

Схема обмена азота в организме человека представлена на рисунке.

Содержание азота в организме взрослого человека составляет около 3% от массы тела (2,1 кг на 70 кг массы тела).

Азот поступает в организм с пищевыми продуктами, в состав которых входят белки и другие азотсодержащие вещества. Эти вещества расщепляются в желудочно-кишечном тракте и затем всасываются в виде аминокислот и низкомолекулярных пептидов, из которых организм строит собственные аминокислоты и белки. Вместе с тем, организм человека не способен синтезировать некоторые необходимые для жизни аминокислоты и получает их с пищей «в готовом виде».

Азот (в виде аминогруппы -Nh3) входит в состав различных биолигандов, играющих огромную роль в процессах жизнедеятельности (аминокислоты, биогенные амины, нуклеотиды, нуклеиновые кислоты). Одним из конечных продуктов метаболизма этих веществ является аммиак МНз- Из организма азот выводится вместе с мочой, калом, выдыхаемым воздухом, а также с потом, слюной и волосами. В моче азот содержится в основном в виде мочевины.

Физиологическая роль азота в организме ассоциируется, прежде всего, с белками и аминокислотами, их метаболизмом, участием в жизненно-важных процессах и влиянием на эти процессы. Аминокислоты являются исходными соединениями при биосинтезе гормонов, витаминов, медиаторов, пигментов, пуриновых и пиримидиновых оснований и т. д. Белки в пересчете на сухой вес составляют 44% от массы тела.

Изменения в содержании белков и аминокислот, расстройства их метаболизма могут быть вызваны различными причинами. Среди этих причин — их недостаточное (или избыточное) поступление, нарушение переваривания и всасывания белка в желудочно-кишечном тракте, расстройство процессов экскреции азота и его соединений.

Обмен азота в организме человека

Интегральным показателем состояния белкового обмена является азотистый баланс, т. е. разница между количествами азота, поступающего извне и выводимого из организма за сутки. Сдвиги в обмене белков сопровождаются разнообразными клиническими проявлениями. Известны многочисленные аминоацидопатии — последствия нарушения промежуточного обмена аминокислот (фенинилаланина, лейцина, валина и др.).

Имеются джанные и о биорегулирующей роли азота в организме.

В последние годы оксид азота (NO) воспринимается как один из важнейших иммунотропных медиаторов. NO синтезируется из аминокислоты L-аргинина в присутствии фермента NO-синтетазы. Главным источником и местом образования NO в организме является эндотелий, общая масса которого в теле человека достигает 1,5 кг.

Функции оксида азота в организме весьма многообразны. NO участвует в поддержании системной и локальной гемодинамики, способствует снижению повышенного тонуса гладкой мускулатуры сосудов и обеспечивает поддержание нормального уровня артериального давления. NO выступает в роли нейротрансмиттера в желудочно-кишечном тракте, мочевыводящей и половой системе, активируя цикло-ГМФ. При иммунном ответе NO является стимулятором фагоцитоза и уничтожения внутриклеточных паразитов. При сепсисе, под влиянием цитокинов, происходит высвобождение NO в больших количествах, что способствует развитию септического шока. Оксид азота играет важнейшую роль медиатора, в патогенезе бронхиальной астмы, хронического гломерулонефрита, туберкулеза, рассеянного склероза, болезни Крона, различных опухолей, а также СПИДа.

NO участвует в деструкции и метаболизме ферментов, содержащих железо, кобальт, марганец, цинк. Именно благодаря способности NO инактивировать Fe-содержащие ферменты происходит гибель внутриклеточных микроорганизмов, жизнедеятельность которых зависит от присутствия железа и других биоэлементов. Очевидно, что эта функция NO является универсальной и отводит NO решающую роль в удалении «стареющих» молекул цитохромов, каталазы, гемоглобина, а также в индукции апоптоза в клетках, где повышается уровень свободного железа.

Права на статью принадлежат ООО «Электронная Медицина».

www.elm.su

Что нам необходимо знать об оксиде азота? | Проза жизни

Их открытие стало настоящим прорывом в физиологии и медицине. Об этом свидетельствует присуждение этим учёным Нобелевской премии за установление функциональной роли оксида азота в работе сердечно — сосудистой системы.
Результаты проведённых исследований показали, что оксид азота является универсальным регулятором метаболизма.
Это очень маленькая сигнальная молекула (газ) и и «живёт» всего около 10 секунд.
Производится оксид азота овальными клетками кровеносных сосудов.
При каждом ударе сердца, при растягивании клеток происходит вытеснение оксида азота, что позволяет мышцам артерий расслабляться, что облегчает прохождение по ним крови. Выработку оксида азота сопровождают сложнейшие химические реакции, в которых участвуют многие другие элементы. Так, аргинин — это «материал» для выработки оксида азота.

Деятельность оксида азота (NO) в нашем организме.

Этот вопрос требует внимательного изучения, учитывая его важность для самой жизни. Дело в том, что достаточное содержание NO в нашем организме позволяет гладкой мускулатуре стенок кровеносных сосудов расслабляться. Это позволяет снизить риск возникновения тромбов и является залогом нормального кровяного давления.
Оксид азота очень важен для нормальной работы сердца, сосудов и всей нервной системы. NO регулирует расширение кровеносных сосудов и способствует образованию новых. Он выполняет роль одного из основных компонентов клеточного иммунитета. Благодаря ему обеспечивается зашита организма от образования бактериальных и злокачественных клеток. При продуцировании окиси азота в белых кровяных тельцах отмечена их активация в борьбе с бактериями и паразитами.
Наряду с этим оксид азота играет огромную роль в регулировании деятельности органов дыхания, желудочно-кишечного тракта и мочеполовой системы. Он способствует заживлению ран и ускорению сращивания переломов костей. Стимулирование оксидом азота остеобластов ведёт к созданию новой костной ткани.
Оксид азота повышает нашу стрессоустойчивость, ограничивая выброс стрессовых гормонов. Учитывая тот факт, что именно аргинин расходуется при занятиях спортом, увеличение оксида азота в организме позволяет ему быстро восстановиться после тяжёлых тренировок.

Недостаток оксида азота в нашем организме.
Чем нам это угрожает?
Во-первых, недостаток оксида азота в организме приводит к развитию гипертонии. Если у вас повышенное кровяное давление, то это сигнал о нарушении обмена веществ, причиной которого обычно бывает недостаток NO.
Его недостаток может вызвать спазм пищевода. Высказываются предположения о недостатке оксида азота при неправильной работе клапана 12-пёрстной кишки и язве желудка.
Недостаток NO ведёт к снижению иммунитета, что может стать причиной возникновения злокачественных опухолей. Оксид азота может помешать их развитию, а без него клетки абсолютно беззащитны перед патогенными микробами. NO регулирует запрограммированную гибель клеток, что позволяет предотвращать онкологические заболевания.
Недостаток оксида азота в организме ведёт к образованию «смертельного квартета»: ожирение, как следствие — диабет, гипертония и рак. Причиной этого «квартета» является нарушение обмена веществ в нашем организме из-за недостатка NO.
Сегодня уже доказано, что ожирение в области живота приводит к повышению уровня инсулина в крови, что приводит к диабету. Это ещё и риск инфаркта, возникающего из-за устойчивости к инсулину. Это явление отмечено при нехватке в организме оксида азота. Эти факторы риска получили название -метаболический синдром. Для этого синдрома ещё характерна хроническая усталость.
Если достаточное содержание NO самым благотворным образом влияет на память и психику, то его недостаток сказывается на формировании долговременной памяти и как следствие, на мышлении.
Так, эрекция напрямую зависит от содержания оксида азота в организме. Мужчины помните что, оптимальное количество оксидa азота способнo сделать вас больше и тверже в весьма стратегически важном регионе.
Что происходит?
Происходит то, что мы не получаем достаточно аргинина — «материала» для выработк и оксида азота, что приводит к дефициту его в нашем организме. Печальные последствия этого вам известны. Выработка оксида азота особенно снижается к утру, отсюда столько сердечных приступов в это время суток. С возрастом этот риск повышается, учитывая снижение выработки NO организмом.
Каждые 35 секунд от сердечно-сосудистых заболеваний умирает 1 человек, и основную роль в этом играет недостаток оксида азота в нашем организме.
Недостаток аргинина (аминокислота, которая является естественным донором для образования оксида азота) является следствием несбалансированного питания и неправильного образа жизни.
Питание, состоящее из полуфабрикатов, недостаточного количества белков в нашем рационе, не позволяют получать достаточного количества аргинина, а значит — и нарушается образование полноценного количества оксида азота. Пища, богатая трансжирами и простыми углеводами, затрудняет высвобождение NO овальными клетками сосудов.

Что делать?
Больше двигаться, заниматься физическими упражнениями и питаться сбалансировано.
Выработайте у себя прекрасную привычку — прогулку перед сном.
Включите в свой рацион продукты, богатые аргинином.
Регулярно употребляйте творог, рыбу, яйца, сыр, орехи, чёрный шоколад, кокосовый орех, молочные продукты, белое мясо, овес, арахис, сою (соевый белок), грецкие орехи, пророщенную пшеницу …

Сбалансированное питание и регулярное занятие спортом — вот необходимые условия для нормального функционирования нашего организма и достаточной выработки оксида азота.

shkolazhizni.ru

Что такое азот и для чего используется?

Азот – это химический элемент с атомным номером 7. Является газом без запаха, вкуса и цвета.


Таким образом, человек не ощущает присутствия азота в земной атмосфере, между тем как она состоит из этого вещества на 78 процентов. Азот относится к самым распространенным веществам на нашей планете. Часто можно слышать, что без азота не было бы жизни на Земле, и это правда. Ведь белковые соединения, из которых состоит все живое, обязательно содержат в себе азот.

Азот в природе

Азот находится в атмосфере в виде молекул, состоящих из двух атомов. Помимо атмосферы, азот есть в мантии Земли и в гумусном слое почвы. Основной источник азота для промышленного производства – это полезные ископаемые.

Однако в последние десятилетия, когда запасы минералов стали истощаться, возникла острая необходимость выделения азота из воздуха в промышленных масштабах. В настоящее время эта проблема решена, и огромные объемы азота для нужд промышленности добываются из атмосферы.

Роль азота в биологии, круговорот азота

На Земле азот претерпевает ряд трансформаций, в которых участвуют и биотические (связанные с жизнью) и абиотические факторы. Из атмосферы и почвы азот поступает в растения, причем не напрямую, а через микроорганизмы. Азотфиксирующие бактерии удерживают и перерабатывают азот, превращая его в форму, легко усваиваемую растениями. В организме растений азот переходит в состав сложных соединений, в частности – белков.

По пищевой цепи эти вещества попадают в организмы травоядных, а затем – хищников. После гибели всего живого азот вновь попадает в почву, где подвергается разложению (аммонификации и денитрификации). Азот фиксируется в грунте, минералах, воде, попадает в атмосферу, и круг повторяется.

Применение азота

После открытия азота (это произошло в 18-м столетии), были хорошо изучены свойства самого вещества, его соединений, возможности использования в хозяйстве. Поскольку запасы азота на нашей планете огромны, данный элемент стал использоваться крайне активно.

Чистый азот применяется в жидком или газообразном виде. Жидкий азот имеет температуру минус 196 градусов по Цельсию и применяется в следующих областях:

— в медицине. Жидкий азот является хладагентом при процедурах криотерапии, то есть лечения холодом. Мгновенная заморозка применяется для удаления различных новообразований. В жидком азоте хранят образцы тканей и живые клетки (в частности – сперматозоиды и яйцеклетки). Низкая температура позволяет сохранить биоматериал в течение длительного времени, а затем разморозить и использовать.

Возможность хранить в жидком азоте целые живые организмы, а при необходимости размораживать их без всякого вреда высказана писателями-фантастами. Однако в реальности освоить эту технологию пока не удалось;

— в пищевой промышленности жидкий азот используется при розливе жидкостей для создания инертной среды в таре.

Вообще азот применяется в тех областях, где необходима газообразная среда без кислорода, например,

— в пожаротушении. Азот вытесняет кислород, без которого процессы горения не поддерживаются и огонь затухает.

Газообразный азот нашел применение в таких отраслях:

— производство продуктов питания. Азот используется как инертная газовая среда для сохранения свежести продуктов в упаковке;

— в нефтедобывающей промышленности и горном деле. Азотом продувают трубопроводы и резервуары, его нагнетают в шахты для формирования взрывобезопасной газовой среды;

— в самолетостроении азотом накачивают шины шасси.

Все вышесказанное относится к применению чистого азота, но не стоит забывать, что этот элемент является исходным сырьем для производства массы всевозможных соединений:

— аммиак. Чрезвычайно востребованное вещество с содержанием азота. Аммиак идет на производство удобрений, полимеров, соды, азотной кислоты. Сам по себе применяется в медицине, изготовлении холодильной техники;

— азотные удобрения;

— взрывчатые вещества;

— красители и т.д.

Азот – не только один из наиболее распространенных химических элементов, но и очень нужный компонент, применяемый во многих отраслях человеческой деятельности.

www.vseznaika.org