Биохимия - упражнения

• Преподаватели:

  • гл. ас. Николай Заеков

  • гл. ас. Мария Захаринова

Първо упражнение, 27.09.2025

• катиони

  • атоми, които са отдали електрони и са положително заредени

• аниони

  • атоми, които са приели електрони и са отрицателно заредени

Химичните съединения се делят на органични (съдържащи въглерод) и неорганични.

• Неорганични съединения, съдържащи въглерод:

  • CO, CO2, H2CO3 и нейните соли (карбонати)

Органичната химия изучава съединенията на въглерода. В органичните съединения въглерода винаги е от четвърта валентност (разполага с повече електрони, но с 4 от тях може да участва в химични съединения).

Въглеродните атоми могат да се свързват един с друг и да образуват други вериги.

Метилова и метиленова функционална група

Определение

Функционална група - група от атоми, която придава определени химични свойства на молекулите, в които се съдържа.

Реакции, в които встъпват метиловатат и метиленова функционални групи

Хидроксилна (алкохолна) група - OH

• CH3OH метанол

• C2H5OH етанол

• C3H5OH - глицерол (тривалентен алкохол)

Реакции в които встъпват съединения съдържащи хидроксилна група

Карбонилна група = CO

• Карбонилни ВВ (Въглеводороди)

1. Алдехиди

2. Кетони

3. Реакции в които встъпват съединения съдържащи карбонилна група

4. Карбоксилна група - COOH

5. Кислородни производни на карбоксилните киселини

6. Тиолова група - SH (съдържа сяра)

Съдържа аминокиселината цистеин.

7. Аминна (амино) група - NH2

• Азот - съдържащи съединения

🔉 Второ упражнение, 29.08.2025 14:00

Аудио запис към второ упражнение:

Органични молекули

Въглехидрати

• Въглехидрати (ВХ) - 1% в организма

  • Какво представляват въглехидратите?

    • съединения, съдържащи C, H, O, имащи сладък вкус (повечето от тях)

  • От химична гледна точка те са полихидроксикарбонилни съединения

  • Названието им идва от представата, че са съединения на водата и въглерода

  • Cn(H2O)n - обща формула на повечето ВХ

Полихидроксикарбонилни съединения

• 4 групи въглехидрати: - монозахариди - дизахариди - олигозахариди - полизахариди

Пентози

• Важен градивен материал за изграждането на ДНК и РНК

Хексози - АЛДОХЕКСОЗИ

Малтоза

Биологични функции на въглехидратите

Липиди - същносту структура и функцияе Мастни киселини (МК)

Триацилглизероли (ТАК, мазнини)

Фосфолипиди

• От фосфолипидите се образуват клетъчните мембрани (00:59:00)

Стероли

• Холестерол

  • благодарение на холестерола се произвежда витамин Д

• Биологични функции на холестерола

  • участва в изграждането на клетъчната мембрана

  • От холестерола се синетзират: стероидни хормони, жлъчни киселини и витамин D

🔉 Трето упражнение, 01.09.2025 14:00

Аудио запис към трето упражнение:

I. Аминокиселини

• Определение

  • органично съединение (на въглерода), което има амино група и киселинно-карбоксилна група

  • H2N-C-COOH

• Групи аминокиселини

  • моноамино монокарбоксилни киселини

  • диаминомонокарбоксилни коселини

  • моноамино дикарбоксилни киселини

  • ароматни аминокиселини - фенилаланил, тирозин, триптофан

  • циклична аминокиселина - пролин

Общия брой аминокиселини е 20, от които 8 са незаменими - т.е. не могат да се синтезират в организма, а 12 са заменими - могат да бъдат синтезирани

• Свойства на аминокиселините

  • могат да се свързват помежду си и да образуват дълги вериги, като връзките между АК са специални и се означават като пептидни връзки

• въпрос за изпита:

  • каква е химичната връзка между молекулите в аминокисилите?

    • пептидна

  • от един грам белктък колко енергия може да се получи?

    • 4 kcal 00:27:35

  • колко са минималния брой аминокиселини в една белтъчна молекула?

    • над 100

  • коя от следните връзки е слаба?

    • водородната

  • в кой ред са изброени само глобуларни/фибриларни белтъци?

    • …

  • коя структура на белтъците не се нарушава при денатурация?

    • първичната

00:20:00

• Свойства на аминокиселините

  • Аминокиселините винаги носят заряд, който зависи от киселинността на разтвора

  • pH = 7 -> неутрално pH (на водата)

  • близначен йон, при който общия заряд z=0

  • при pH < 7 - киселинна среда, z=(+) (катиони)

  • при pH > 7 - основна среда, z=(-) (аниони)

• Функции на аминокиселините

  • участват в изграждането на белтъците

    • всички живи организми са изградени от 20-те аминокиселини

Белтъци

• Определение

  • белтъците са полимери, изградени от 20 вида аминокиселини, свързани с пептидна връзка и имаща молекулна маса над 10 000 Da (10 kDa) [далтона, мерна единица за молекулна и атомна маса - 1 далтон е масата на въглеродния атом]

  • в зависимост от молекулната маса разделяме белтъците на пептиди и протеини

  • пептидите са с молекулна маса < 10 kDa

  • протеините са с молекулна маса над 10 kDa (или над АК свързани във верига)

• Структура на белтъците

  • първична структура

    • вида, броя и последователността нан АКв полипептидната верига

    • поддържа се от пептидни връзки

  • вторична структура

    • локалното правилно нагъване на веригата под формата на алфа спирала (α-спирала) или бета лист (β-лист)

    • α-спирала

    • β-лист

  • третична структура

    • цялостното нагъване на белтъчната верига в пространството

    • поддържа се от слаби нековалентни връзки (водородни, йонни, …)

    • единствената здрава връзка е дисулфиден мост - здрава ковалентна връзка

  • четвъртична структура

    • не всички белтъци имат четвъртична структура

    • отнася се само за тези белтъци, които имат повече от една полипептидна верига

    • например хемоглобина е изграден от 4 пептидни вериги, слаби нековалентни връзки

На ниво третична и четвъртична връзка белтъците могат да придобият глобалрна или фибриларна (колаген, актин, миозин, еластин, кератин) форма.

Видове белтъци

• Прости белтъци

  • изградени са само от аминокиселини (белтъци)

• Сложни белтъци

  • аминокиселини + небелтъчна част

    • наричат се протеиди

Свойства на белтъците

• Денатурация

  • под действието на висока температура, UV или химикали пространствената структура на белтъците се разплита

  • първичната структура не се нарушава при денатурация

• Ренатурация (00:58:30)

  • възстановяване на пространствената структура след елиминиране на агентите, които нарушават цялостта на пространствената структура

Функции на белтъците

• Структурна функция

  • изграждат живата материя

    • клетките, органелите - изградени са от белтъци

  • каталитична функция (ензимите) - белтъци, които ускоряват химичните реакции в клетката

    • инхибиторна (забавяне на процеси в клетките

  • защитна функция

    • антителата са белтъци

  • регулаторна

    • някои хормони са с белтъчна структура)

  • транспортна функция

    • хемоглобин, трансферин, албумин

  • двигателна

    • свързана е с движението, съкращаването на мускулите (актин, миозин)

  • рецепторна и сигнална

  • складова функция

    • феритин, миоглобин (Mb)

  • енергийна функция

🔉 Четвърто упражнение, 02.09.2025 08:00

Аудио запис към четвърто упражнение:

Витамини

Витамини - амини на живота

Определение

• Нискомолекулни органични съединения, които не се синтезират в организма и техния внос с храната е задължителен

• Състояния на организма

  • недостиг (хиповитаминоза) > водят до характерно заболяване

  • липса (авитаминоза) > водят до характерно заболяване

  • излишък (хипервитаминоза) > само при мастноразтворимите

Пътища за доставяне на витамини

• главно с храната

• синтез от чревните бактерии (дебелото черво - E.coli) - B12, H, от части B1, B6 и K

• синтез от предшественици: витамин А от каротин (провитамин А)у Д от производно на холестерола

• готови витаминни препарати (таблетки)

• Дневните нужди от витамини са от порядъка на мкг или мг и зависят от:

  • възрастта

  • начин на хранене

  • климатични условия

  • индивидуални особености на организма

Класификация

• водноразтворими

  • участват в състава на KoE, не се складират в тялото

  • разтворени са в телесните течности и при излишък се отделят с урината

  • след 12 часа тяхното действие намалява

Водноразтворими срещу мастноразтворими витамини

Критерии	ВР Витамини	МР витамини
Абсорбция	Директно в кръвта	Чрез лимфата, кл. мембрани
Транспорт	Свободен	Преносител
Съхранение	Няма	Складират се
Изхвърляне	Чрез урина	Чрез фекалии
Токсичност	Възможно е да са токсични	Вероятно токсични
Прием	На 2 - 3 дни	Седмично

Функции на витамините

Витамини	Функция - биохимична	Роля за здравето	Набавяме си го от
B1, тиамин, 1.5мг	Декарбоксилиране на пируват (BX-обмяна)	Хиповитаминоза - бери-бери (умора, дегенерация на нерви)	Месо, мляко, риба
B3, никонинамид, НАД, 19мг	Пренос на електрони (BX- и липидна обмяна)	Подпомага витамин А	Месо, мляко, ядки
B5, пантотенова киселина, 5-10мг	KoE - A, обмяна на МК, Л	Контрол върху обмяната на МК, холестерол, BX	Плодове, зеленчуци
B6, пиридоксол, 2мг	Трансаминиране	Образ. на еритроцити, обмяна на Б	Месо, мляко
B7 (H), биотин, 30-200 мкг	Карбоксилиране	Образ. на МК	Месо, мляко, ядки
B9, фолиева киселина, 400-600 мкг	Пренос на CH3 групи	Синтез на АК и НК	Месо, мляко, ядки
B12, кобаламин, 2-3 мкг	Пренос на CH3 групи	Еритроцити, рег. Работата на НС, КФ	Месо, мляко
C, аскорбинова киселина, 60 мг	Синтезиране на колаген	Хиповит. - скорбут	Плодове, зеленчуци

• мастноразтворими витамини

  • при тях е възможна хипервитаминоза (складират се в тялото, черен дроб и мастна тъкан) и не трябва да се консумират без лекарско предписание

Витамини	Функция	Роля за здравето	Набавяме си го от
А (ретинол) - β-каротин е провитамин	Съставна част е на родопсина (зрителен пигмент);	Недостиг - кокоша слепота. Хипервитаминоза- главоболие,	Месо, мляко, моркови, чушки
	поддържане на епителната тъкан, антиоксидант	белене на кожата, подуване на дългите кости
Д (калциферол)	Обмяна на Ca и P	Рахит, остеопороза	Мляко, млечни продукти, риба
Е (токоферол)	Антиоксидант	Поражения: мускули, полови жлези и еритроцити	Масла, ядки
К (коагулационен фактор (K1, K2, K3))	Взема участие в процесите на кръвосъсирването	В отсъствието му се появяват спонтанни кръвотечения	Зеле - всички видове, спанак, тиква, домати, ягоди

🔉 Пето упражнение, 04.09.2025 09:45

Аудио запис към пето упражнение:

Хормони - определение и класификация. Механизъм на биологично действие

• Определение

  • Хормоните са биологично активни вещества, които се образуват в жлезите с вътрешна секреция и имат регулаторна функция

• Регулират

  • обмяната на веществата

  • растежа и развитието на организма

  • подготвят тялото при преминаване от един период на живота към друг (пубертет, бременност), за размножаване

• Хормоните са със строга специфичност и нищожни количества от тях могат да предизвикат огромни метаболитни ефекти

• Хормоните: произвеждат енергия и водят до складирането и - катехоламини; инсулин, глюкоген и кортизол (мускулна, мастна, чернодробна тъкан)

• Растеж на мускула и увеличаване на масата му - ситнез на белтъци - стероиди; растежен хормон и инсулин (мускулна тъкан)

• Възстановителни процеси - вещества за синтез на гликоген и белтъци, регулация на усвояването на тези вещества, за да стигнат до клетките

ФХ - Катехоламини; Глюкагон; Кортизол;

Инсулин

Insulin (β-cells of pancreas)	Muscule Adipose tissue Liver	↑ glycogenesis; ↓ lipolysis; ↑ protein synthesis ↑ lipogenesis; ↓ lipolysis ↑ glycogenesis
Glucagon (α-cells of pancreas)	Muscule Adipose tissue Liver	↑ glycogenolysis; ↑ protein degradation ↑ glycogenolysis; ↑ gluconeogenesis; ↑ protein degradation
Adrenaline (adrenal memdulla)	Muscule Adipose tissue Liver	↑ glycogenolysis; ↑ lipolysis ↑ lypolysis ↑ glycogenolysis
Noradrenaline (adrenal medulla)	Muscule Adipose tissue Liver	↑ glycogenolysis; ↑ lipolysis ↑ lipolysis ↑ glycogenolysis
Growth Hormone (hypothalamus)	Muscule Adipose tissue Liver	↑ protein synthesis; ↑ lipolysis ↑ lipolysis ↑ gluconeogenesis
Cortisol (adrenal cortex)	Muscule Adipose tissue Liver	↑ protein degradation ↑ lipolysis ↑ gluconeogenesis
Testosterone (testes)	Muscule Adipose tissue Liver	↑ protein synthesis ↑ lipolysis
Oestrogen (ovaries)	Muscule Adipose tissue Liver	↑ lipolysis
Progesterone (ovaries)	Muscule Adipose tissue Liver	↑ glycogenesis ↑ lipolysis ↑ gluconeogenesis

Класификация на хормоните в зависимост от тяхната структура (АК - тирозин, триптофан; белтъци; стероиди)

• Хормони, производни на АК - тирозина (фенилала):

  • хормони на щитовидната жлеза - растеж, подпомагат тестостерона и растежния хормон (синтез на Б, доставка на енергия)

  • понижена концентрация води до понижена кислородна кислородна консумация на тъканите

  • повишена концентрация води до мускулна слабост

Хормони на сърцевината на надбъбречните жлези - катехоламини (адреналин, норадреналин)

Хормони с пептидна структура

• Хормони на хипоталмуса

  • либерини и статини

• Хормони на хипофизата

  • на предния дял (аденохипофиза) и на задния дял (неврохипофиза)

• Хормони на щитовидната жлеза

  • калцитонин - намалява нивото на (Ca) в кръвта, противоположно действие на паратхормона

• Хормони на паращитовидните жлези

  • паратхормон - извлича (Ca) от костите, ако е в повишено количество. Нарушава се нервната и мускулната дейност

• Хормони на задстомашната жлеза - инсулин и клюкагон

Хормони със стероидна структура

• Хормони на кората на надбъбречната жлеза

  • кортизол и алдостерон

  • Кортизол

    • „хормон на стреса“, „хормон на събуждането“

  • Алдостерон

    • контрол на обмена на (Na) и кръвното налягане

Хормони на половите жлези - тестостерон, естрогени

Тъканни хормони

• Определение

  • голяма група биомолекули с местно (локално) действие, наричани тъканни хормони. Те са главно пептидни хормони и простагландини - производни на арахидоновата киселина (контрол върху кръвното и вътреочното налягане, участие при развитие на възпалителни процеси)

Класификация по механизъм на действие

• Има два типа въздействие на хормоните

  • върху вече съществуващи ензими в клетките

  • чрез образуване на нови ензими и белтъци.

Рецептори за тези хормони:

Разположение	Хормони	Механизъм на действие
Върху поввърхността на клетката	Пептидни, катехоламини	Активират ензими
Вътреклетъчни рецептори	Стероидни, T3, T4	Активират транскрипцията на гени