> Энциклопедический словарь Гранат, страница > Физиологическое значение и классификация Ф

Физиологическое значение и классификация Ф

Физиологическое значение и классификация Ф. — Для выполнения своих жизненных функций — передвижения соков, роста, размножения и так далее— организм должен непрерывно расходовать энергию. Эту необходимую ему энергию он черпает из органических веществ, служащих ему пищей,—углеводов, белков и лепров,—превращая содержащуюся в них потенциальную энергию в кинетическую. Единственным способом использовать всю потенциальную энергию органических веществ является их полное сожжение, т. е. их соединение с кислородом. Операция эта осуществляется легко при быстром сгорании, когда под влиянием развивающейся высокой температуры органическио вещества разлагаются, образуя легко горючие химические соединения. Так как жизнь несовместима с высокой температурой, то вполне очевидно, что организм молсет использовать потенциальную энергию пищевых веществ только окисляя их при температурах, не превышающих 40°С, посредством кислорода воздуха. Но для этогопищевые вещества должны быть предварительно подготовлены в двояком направлении. Во первых, все окислительные процессы происходят в тканях. Поэтому первоначальные пищевые вещества-крахмал, белки, жиры—доллены быть приведены путем химических превращений в такое состояние, при котором они легко проходят через полупроницаемые оболочки. А это достигается постепенным упрощением состава их, постепенным уменьшением их химических молекул (смотрите пищеварение). Во вторых, доставленные в ткани сравнительно упрощенные органические вещества должны в них подвергнуться дальнейшей подготовке к окончательному окислению кислородом при нормальной температуре организма. Вот эта работа подготовки органических веществ к окончательному окислению, работа, которая при быстром сгорании осуществляется высокой температурой, при медленном сгорании их в организме живых существ производится Ф. Ф. понижают температуру окислительных процессов, необходимых для полного энергетического использования органических пищевых веществ.

Из вышесказанного вытекает естественная классификация Ф. по признаку их физиологических функций, тех основных химических реакций, на которых зиждется их действие и которые в свою очередь обусловливаются химической структурой пищевых веществ.

По своему элементарному составу жиры и углеводы» являются соединениями углерода, водорода и кислорода; в белковых веществах к этим элементам прибавляется еще азот. Эти элементы образуют определенные, основные группировки (Bausteino), характерные для каждой категории веществ. Жиры построены из жирных кислот и глицерина; углеводы—из шестиатомных сахаров (гексоз), представителем которых является виноградный сахар, или глюкоза; белковые вещества—из аминокислот. Несмотря на различие их основных группировок, общим для всех трех категорий является то, что их группировки соединяются между собою в сложные молекулы путем выделения воды. Если для простоты мы возьмем представителем эфиров, к которым относятся жиры, уксусноэтнловый эфир, то мы будем иметь: СНз.С-0Н+Н0.СзН5=СИз.С-0-СаШ+Нз0

уксусп. кнсл. спирт эфир вода

Точно так лее 2 молекулы глюкозы, теряя 1 молекулу воды, образуют дисахарид; 2 молекулы аминокислот, теряя 1 молекулу воды, образуют дипептид и так далее Обратно: расщеплениеэфиров на кислоты и спирты, расщепленные полисахаридов на простейшие сахары СсШаОб, расщепление полипептидов на аминокислоты может произойти лишь путем присоединения элементов воды. Наир.:

СНз. С-О-СШб+1Ь0—СГЬ.С-ОН+НО. СШзуксусный эфир вода уксусп. кисл. спирт

Вода разрывает тут связь между двумя атомными группировками, соединенными между собою атомом кислорода. Этот пропесс обозначается названием гидролиза. Ф., ускоряющие гидролиз органических веществ, к какой; бы категории последние не принадлежали, образуют один большой отдел гидролаз. После расщепления пищевых веществ на простейшие группировки они поступают в ткани и в них подлежат окончательному разрушению путем окисления, причем их углерод превращается в углекислоту, водород в воду, а азот в мочевину. Этот распад вызывается разрывом связей, соединяющих атомы углерода в отдельные группировки. Ф., ускоряющие разрыв связей мелсду атомами углерода, ускоряющие десмолиз, получили название дссмолаз и образуют 2-ой большой отдел ферментов.

Классификация главнейших Ф.

Отдел А. — Гидролазы.

Ф., расщепляющие путем присоединения элементов воды (гидролиза) лсиры, углеводы и белки на простые атомные группировки (Bausteine) без разрыва связей мелсду атомами углерода, входящими в состав молекулы.

Подотдел I. — Липазы или эстеразы. Ф„ расщепляющие натуральные лсиры И. другие простые эфиры.

Подотдел П.—Карбогидразы или сахарозы. Ф., расщепллющпо углеводы на простые сахары СсНиОв.

1. Амилаза — превращает крахмал вмальтозу, гликоген (ленвотный крахмал) в глюкозу.

2. Малыпаза — превращает мальтозуили солодовый сахар в 2 молекулы глюкозы.

3. Пивертаза—превращает тростниковый сахар в 1 молекулу глюкозы и 1 молекулу фруктового сахара (левулозы).

4. Лактаза—превращает молочный сахар в 1 молгкулу глюкозы и 1 молекулу галактозы.

Подотдел III—Протеазы. Ф„расщепляющие белковые вещества до аминокислот.

1. Пепсиназы, — в присутствии кислотпревращают природные болковые вещества в альбумозы и пептоны.

2. Триптазы—расщепляют природныебелки на полипептиды.

3. Эрептазы — расщепляют полипептиды на аминокислоты.

Отдел Б.—Дссмолазы.

Эти Ф., постепенно разрывая связи между атомами углерода, приводят основные группировки пищевых веществ к их конечнымпродуктамраспада и тем освобождают весь запас энергии, который в них содержится. Они являются Ф. обмена веществ в более тесном смысле.

Подотдел I. — Зимазы. Расщепляют глюкозу и другие гексозы. Реакции окисления и восстановления, вызывающие расщепления, происходят за счет элементов воды.

1. Невыделенный Ф., превращающий глюкозу в пировнноградиую кислоту.

2. Ф„ превращающий глюкозу в молочную кислоту.

3. Карбоксилаза, расщепляющая ппро-виноградпую кислоту на уксусный альдегид и углекислоту.

4. Альдегидраза, превращающая 2 молекулы альдегида в 1 молекулу кислоты и 1 молекулу спирта.

Подотдел II. — Оксид азы. Окисляют посредством кислорода воздуха или перекисей промежуточные продукты, образующиеся при ферментатпвном распаде основных атомных группировок.

Таким образом, схематически процесс обмена веществ в организме представляется в следующем виде.

Высокомолекулярные пищевые вещества действием гидролаз расщепляю гоя на сравнительно простые,легко проходящие через полупроницаемые перепонки атомные группировки (Bausteine). Последние в тканях действием десмолаз частью без участил кислорода (ана-эробно),частыо с участием кислорода (аэробно) приводятся через последовательный ряд промежуточных продукт, к конечному результату обменавсществ— к углекислоте, воде и мочевине. А. Бах.

Литература. С. Opponheimer, „Die Fermente nnd ihre Wirkungcn- 5 Aufl. 92G. H. Euler, „Chemie dor Enzyme,- 1925. W. M. Hayliss, „The nature of the enzymaction“, 1922 (русо, персв. поч.) //. А. Сморо-Оинцгв. „Учение о ф“.