книги из ГПНТБ / Кизеветтер И.В. Биохимия сырья водного происхождения учеб. пособие

В организме происходит непрерывный обмен железа: железо в форме трансферритина в плазме крови перено­ сится к костному мозгу и используется для синтеза ге­ моглобина, который вместе с эритроцитами поступает в кровь. В течение 100—120 суток эритроциты выполняют функции переносчиков кислорода, затем они распа­ даются в селезенке, железо освобождается и в форме ферритина депонируется в печени, а по мере надобности переносится в костный мозг для синтеза гемоглобина и ферментов тканевого дыхания. На обмен железа и про­

А л юм и н и й . Биологическая роль этого элемента не совсем ясна. Содержание алюминия в сырых тканях ги-

М и к р о э л е м е н т ы . Установлено, что во многих биологических процессах огромную роль играют микро­ элементы, входящие в молекулярный состав ряда био­ логически активных веществ. Например, цинк, медь, мо­ либден, магний, кобальт и марганец входят в состав ферментов, кобальт — в состав витамина В^, йод — в со­ став гормонов (тироксин, трийодтиранин), медь — в со­ став гемоцианина — дыхательного пигмента крови бес­ позвоночных и т. п.

Микроэлементы оказывают влияние на рост, разви­ тие и воспроизводство организма, на процессы кровотворения, участвуют в окислительно-восстановительных процессах, в формировании специализированных тканей.

Для организмов единственным источником микроэле­ ментов является пища; они всасываются через слизи­ стую желудочно-кишечного тракта, попадают в кровь и транспортируются в печень, которая является основным депо для микроэлементов. Кроме печени аккумулирова­ ние микроэлементов происходит в половых железах (цинк), гипофизе (цинк, хром), поджелудочной железе (цинк, никель), в белом веществе мозга (молибден), щи­ товидной железе (йод) и т. д.

Недостаток или избыток того или иного микроэле­ мента в пище сопровождается нарушениями в обмене и вызывает специфические заболевания.

Й од входит в состав гормонов щитовидной железы (тирозин, трийодтиронин) и играет большую роль в ее физиологии. При недостатке йода в пище нарушается деятельность щитовидной железы, ее соединительная ткань разрастается и появляется «эндемический зоб».

Содержание йода в тканях гидробионтов колеблется в очень значительных пределах (от 0,002 до 190,0 мг%). Наиболее значительное содержание йода обнаружи­ вается в тканях бурых водорослей и в фитопланктоне (табл. 13).

Содержание йода в тканях зависит от вида гидробионта, а также от физиологической роли тканей. На­ пример, среди морских рыб наиболее высокое содержа­ ние йода (до 0,76 мг%) в мясе у тресковых рыб. Среди тихоокеанских лососей — в мясе нерки и чавычи содер­ жится до 0,52 мг% йода. Среди морских растений наи­ более активно накапливают йод бурые водоросли: по сравнению с содержанием йода в морской воде в тканях

йода. Причина этой интереснейшей биохимической осо­ бенности морских растений пока не установлена.

Содержание йода в тканях различных частей тела не остается постоянным: если в мясе морских рыб его со­ держание не превышает 0,8 мг%, то в икре оно дости­ гает 1,5—2 мг%, а в печени 2,5—3,0 мг%.

Ме д ь у ракообразных и моллюсков входит в состав основного дыхательного пигмента — гемоцианина и мно­ гих окислительных ферментов (аскорбиноксидаза, тирозиназа, полифенолоксидаза и др.), активизирует гонадо­ тропные гормоны гипофиза.

При недостатке меди в пище ослабляется синтез ге­ моглобина и цитохромов и возникает анемия; нару­ шаются нормальный солевой обмен, функции нервной, мышечной и кровеносной систем, задерживается форми­ рование кератина и пигментов.

Наиболее значительное содержание меди обнаруже­

участвующей в расщеплении аргинина; недостаток мар­ ганца вызывает хлороз и другие заболевания у живот­ ных и растений; особенно он необходим растущим орга­ низмам. Марганец активирует ферменты (аргиназу, кар-

болевания кожи. Содержание цинка в тканях гидробионтов варьирует в пределах от 0,11 до 34,5 мг% (табл. 16).

щего в синтезе гемоглобина. Недостаток кобальта в дие­ те ведет к развитию злокачественной анемии, ухудшению белкового и углеводного обмена, вызывает уменьшение числа эритроцитов в крови, ухудшение аппетита, паде­ ние массы и т. д.

В организме теплокровных животных кобальт лока­ лизуется в тканях эндокринных желез, печени, сердца, легких. Усваивается кобальт только через слизистую ки­ шечника. В мышцах морских рыб содержится от 0,005 до 0,21 мг% кобальта; более высокое содержание ко­ бальта (до 0,67 мг%) обнаружено в печени рыб. В мыш­ цах беспозвоночных содержится от 0,03 до 0,25 мг% Со, причем у ракообразных в мышцах содержится боль­ ше кобальта, чем в тканях тела двухстворчатых моллю­ сков.

М о л и б д е н входит в состав ксантиноксидазы; если недостаток молибдена вызывает угнетение роста живот­ ных и растений, то избыток ведет к заболеванию, воз­ никающему в результате избыточного образования в ор­ ганизме мочевой кислоты. В мышцах морских костистых рыб содержание молибдена не превышает 0,08 мг%.

Фт о р обеспечивает нормальное формирование твер­ дых тканей (эмали зубов, дентина, кости). Недостаток фтора в пище вызывает у человека заболевание зубов (кариес); избыток оказывает токсическое действие.

Элементарный химический состав минеральных ве­ ществ мышечной ткани в общем отражает элементарный состав солей морской воды, но уровень накопления от­ дельных элементов и количественное соотношение меж­ ду ними весьма специфичны для отдельных групп гидробионтов и отражают особенности солевого обмена.

Состав минеральных микроэле­ ментов тканей различных частей Особенности тела и органов гидробионтов, пред-

элементарного определяется их биологичес- состава различных кими особенностями, в результате частей тела чего в тканях происходит избира­ тельное накопление отдельных эле­

ментов (табл. 19).

Особенно отчетливо проявляется избирательная спо­ собность различных органов тела по накоплению в их тканях микроэлементов. Например, если принять сред­ нее содержание данного элемента в мясе костистых рыб за условную единицу, то уровень содержания этого эле­ мента в тканях других частей тела можно охарактеризо­ вать цифрами, приведенными в табл. 20.

частью протоплазмы и главнейшим жизненным субстра­ том: все жизненные процессы совершаются либо самими белками, либо при непосредственном участии белков.

Элементарный состав белков представлен углеродом (50,6—•56,7%). кислородом (20,8—25,5%), азотом (14,6— 18,6%) и водородом (6,5—7,3%); однако в составе мо­ лекул некоторых белков присутствуют сера (0,3—2,6%), фосфор (0,5—0,6%), железо (гемоглобин), медь (гемо­ цианин), йод (белки щитовидной железы), кремний (ке­ ратин) и другие элементы.

Довольно постоянное содержание азота в белках, полученных из тканей различных животных и растений, позволило по содержанию азота в веществе вычислять содержание в нем белков, применяя обратный коэффи­ циент приведения (табл. 21).

Для пересчета содержания общего азота в эквива­ лент белка принято применять коэффициент 6,25, что со­ ответствует среднему содержанию в сухом белке 16% азота.

Белки — высокополимерные вещества со свойствами типичных гидрофильных коллоидов. В организме белки присутствуют либо в виде коллоидальных растворов (слизь, кровь, лимфа и т. п.), либо в форме эластичных гелей; часть белков входит в состав твердых тканей (чешуя, кости, шерсть, рога и т. д.), которые не раство­ ряются и не набухают в холодной воде, но проявляют эти свойства при нагреве до 60—80° С.

Растворимые в воде белковые вещества образуют растворы коллоидального характера (размер частиц превышает 0,001 мкм)— опалесцирующие и мутные.

Белки животного происхождения

Растворенные в воде белки из-за большого размера молекул не способны проникать (диализировать) через полупроницаемые мембраны животного и растительного происхождения.

Растворению белков, предшествует их набухание, причем часть белков набухает неограниченно, переходя постепенно в раствор (золь). Есть белки, которые набу­ хают ограниченно и образуют студни или гели, удержи­ вая при этом большое количество воды. Степень набуха­ ния белков зависит от реакции среды и концентрации электролитов. Наименьшее набухание белков происходит в изоэлектрической точке. Для белковых гелей характер­ но явление синерезиса — отделение воды от гидрофиль­ ного субстрата при длительной экспозиции.

Хотя тканевые растворы белков имеют низкое осмо­ тическое давление (2666—5333 Па), однако оно имеет большое значение для процессов обмена веществ в ор­ ганизме. Водные растворы некоторых белков (например, желатин) имеют высокую вязкость, которая находится в прямой зависимости от концентрации и молекулярной массы белка, и изменяется в зависимости от температу­ ры, значений pH, концентрации электролитов.

Характерным признаком белков является присутст­ вие на поверхности их молекул полярных групп (—NH2 ,

—СООН'), которые способствуют гидратации белковых

молекул и образованию вокруг них гидратных оболочек, состоящих из ориентированных диполей воды. Одновре­

кам свойства амфотерных полиэлектролитов. Поэтому в водньіх растворах диссоциация белков происходит поразному: в щелочной среде белковый ион заряжен от­ рицательно (диссоциирует карбоксильная группа), а в кислой среде — положительно (диссоциирует амино­ группа). Незаряженные частицы белка характерны для изоэлектрической точки.

Эти свойства белков имеют большое биологическое и технологическое значение. Каждый белок имеет ха­ рактерную изоэлектрическую точку, что зависит прежде

В изоэлектрической точке вследствие ионизации кар­ боксильных или аминных групп гидратация мицеллы белка уменьшается, в результате чего понижается вяз­ кость и осмотическое давление растворов, усиливается их способность желировать и коагулировать. Обычно изоэлектрические точки белков расположены в кислой зоне.

Важной биологической особенностью белков является их антигенная способность: если сыворотку крови от жи­ вотного одного вида ввести в кровь животного другого вида, то в крови последнего образуются белковые, обла­ дающие защитными свойствами вещества, названные антителами или антигенами (процесс иммунизации). Организмы после иммунизации становятся невосприим­ чивыми к заболеваниям. На этом свойстве антител осно­ вано действие защитных прививок.