Что влияет на денатурацию белка

Что влияет на денатурацию белка

Под денатурацией понимают утрату трехмерной конформации, присущей данной белковой молекуле. Это изменение может носить временный или постоянный характер, но и в том, и в другом случае аминокислотная последовательность белка остается неизменной. При денатурации молекула развертывается и теряет способность выполнять свою обычную биологическую функцию. Вызывать денатурацию белков могут разнообразные факторы, перечисленные ниже.

Нагревание или излучение белка, например инфракрасное или ультрафиолетовое. Кинетическая энергия, сообщаемая белку, вызывает вибрацию его атомов, вследствие чего слабые водородные и ионные связи разрываются,и белок свертывается (коагулирует).

Сильные кислоты, щелочи, соли денатурируют белок. Под действием этих реагентов ионные связи разрываются и белок коагулирует. Длительное воздействие реагента может вызвать разрыв и пептидных связей.

Тяжелые металлы денатурируют белок. Положительно заряженные ионы тяжелых металлов (катионы) образуют прочные связи с отрицательно заряженными карбоксил-анионами R-групп белка и часто вызывают разрывы ионных связей. Они также снижают электрическую поляризацию белка, уменьшая его растворимость. Вследствие этого находящийся в растворе белок выпадает в осадок.

Органические растворители и детергенты денатурируют белок. Эти реагенты нарушают гидрофобные взаимодействия и образуют связи с гидрофобными (неполярными) группами. В результате разрываются и внутримолекулярные водородные связи. Использование спирта в качестве дезинфицирующего средства основано именно на том, что он вызывает денатурацию белка любых присутствующих бактерий.

Ренатурация белков

Иногда денатурированный белок в подходящих условиях вновь спонтанно приобретает свою нативную структуру. Этот процесс называется рена-турацией. Ренатурация убедительно показывает, что третичная структура белка полностью определяется его первичной структурой и что сборка биологических объектов может осуществляться на основе немногих общих принципов.

Источник

Пищевая химия

Пищевая химия (лекция 8)

1. Белки мяса и молока

Наиболее распространенным белком в животном мире является коллаген (кожа, сухожилия, кровеносные сосуды, кости, роговица глаз, хрящи). Он обеспечивает внеклеточную структуру в соединительной животной ткани, существуя не менее чем в пяти различных типах. Коллаген внеклеточный белок, но синтезируется он внутри клетки в виде молекул-предшественников.

Близкий по свойствам к коллагену, в эластичных фибриллах соединительной ткани обнаружен белок эластин, содержащийся в связках и стенках кровеносных сосудов. Этот белок беден пролином.

Мясо, содержащее много соединительной ткани, остается жестким и после тепловой обработки; усвояемость коллагена и эластина в нем очень низкая. Однако при необходимости усилить двигательную функцию кишечника целесообразно использовать продукты, богатые соединительной тканью.

Желатин – продукт неполного гидролиза коллагена. По аминокислотному составу желатин неполноценен, но желеобразные продукты из него перевариваются без напряжения секреции пищеварительных органов. Данное свойство позволяет применять желатин в диетах щадящего режима.

Молоко – это гетерогенная система, в которой в качестве дисперсной фазы выступают эмульгированные жировые глобулы и коллоидные мицеллы казеина, а в роли дисперсионной среды – раствор белков, лактозы, солей и витаминов. Общее содержание белков в молоке колеблется от 2,9 до 3,5 %. Среди них выделяют две основные группы: казеины и сывороточные белки.

В молоке содержится более 20 ферментов, а также гормоны и белки в составе оболочек жировых шариков.

Основными белками молока являются казеины, которые легко перевариваются и являются источниками незаменимых аминокислот, кальция, фосфора и ряда физиологически активных пептидов. Например, при действии в желудке на κ-казеин химозина высвобождаются глико- и фосфопептиды, которые регулируют секрецию желудочного сока, моделируют физико-химические свойства белков, осуществляют защиту от протеолиза и влияют на проницаемость мембран клеток. Важнейшими физиологическими функциями обладают сывороточные белки. Иммуноглобулины выполняют защитную функцию, лактоферрин и лизоцим являются носителями антибактериальных свойств, лактоферрин и β-лактоглобулин выполняют транспортную роль, перенося в кишечник микро- и макроэлементы, витамины и липиды.

Казеин в молоке содержится в виде казеинаткальциевого фосфатного комплекса.

Кальций в составе комплекса выполняет роль структурообразователя, создавая мостик между серинфосфатными группами двух молекул казеина. Казеин молока осаждается при рН 4,6-4,7, когда на его молекулах наступает равенство положительных и отрицательных зарядов. Нерастворимый казеин обладает способностью связывать воду в достаточно больших количествах, что важно для устойчивости частиц белка в сыром, пастеризованном или стерилизованном молоке. Гидрофильные свойства казеина усиливаются при взаимодействии его с β-лактоглобулином, которые наблюдаются в процессе тепловой обработки молока, и от них зависят структурно-механические свойства сгустков, образующихся при кислотном свертывании или получении сырной массы при созревании сыров.

Промышленные казеины получают из обезжиренного молока действием кислот, кисломолочной сыворотки, введением солей кальция, химозина и др. В зависимости от способа получения различают казеинат натрия, казеинат кальция, кислотный, сычужный казеин и копреципитат с разными функциональными свойствами. При производстве новых форм белковой пищи большое значение имеет гелеобразование казеина, его взаимодействие с веществами небелковой природы, образование стойких эмульсий и явление синерезиса.

Белки молока характеризуются высокой биологической ценностью, они содержат в избыточных количествах лизин и триптофан с одновременным недостатком серосодержащих аминокислот. Белки сыворотки содержат незаменимые аминокислоты в значительно больших количествах, чем казеин.

Источник

Денатурация: особенности процесса, влияющие факторы, механизмы и последствия

Что такое белки?

Человеческий организм нуждается в различных типах молекул, и наиболее важными являются молекулы белков, которые содержат азот и состоят из аминокислот. Молекулы белка образуют основной строительный блок мышц и других тканей в организме человека. Их название указывает на то, что они имеют решающее значение для здоровья человека. Слово «белок» происходит от греческого «протеос», что означает «первый» или «первом месте». Каждый белок имеет свое место действия и задачи, которые он выполняет. Функции белка можно разделить на 9 основных:

Молекулы белка имеют разные размеры, в зависимости от количества аминокислот. Малые молекулы включают, например, инсулин из 51 аминокислоты, в то время как очень большие молекулы включают титан из почти 27 000 аминокислот.Однако размер молекул не имеет значения, для правильного функционирования они должны быть в подходящей форме. Каждый тип белка имеет уникальную форму, которая определяет роль белка в организме. Попробуйте представить белки как ключи, которые принадлежат только определенным дверям в человеческом организме.

Человеческий метаболизм расщепляет белки на более простые частицы – аминокислоты. 20 аминокислот необходимы для роста мышц и обмена веществ, 11 из которых не являются необходимыми. Это означает, что наш организм может создавать их сам, и их не нужно употреблять в пищу. Остальные аминокислоты помечены как незаменимые, и организм человека получает их из пищи и пищевых добавок. Мышечная ткань не может расти или регенерировать без них.

Что такое денатурация белка?

Денатурация – это процесс, при котором структура белковой молекулы нарушается, тем самым теряя свою функцию. Различия в форме белка могут быть вызвать:

Денатурация меняет форму белка, но последовательность аминокислот остается прежней. Цель протеина в форме пищевой добавки состоит в том, чтобы восполнить достаточное количество белка, и чтобы пищеварительная система могла разрушиться, тем самым снабжая мышечную ткань. Эта функция не теряется при термообработке белков.

Хорошим примером также является белок пепсин, который действует как фермент и расщепляет белки в желудке. Он работает только при низком pH, теряет свою функцию в среде с высоким pH и денатурирует. По этой причине pH желудка поддерживается на очень низком уровне, чтобы обеспечить правильное функционирование пепсина.

Тепло используется для разрыва водородных связей и неполярных гидрофобных взаимодействий в молекуле белка. Более высокая температура увеличивает кинетическую энергию и заставит молекулы вибрировать очень быстро, пока связи между ними не будут разрушены. Молекула белка разворачивается из своей трехмерной структуры, обеспечивая лучший доступ пищеварительного фермента к белковым связям.

Вот почему мы готовим продукты, чтобы изменить структуру белка и облегчить его переваривание. Например, этот процесс происходит, когда вы готовите яйца. В это время белок из яиц денатурируется и во время варки. После употребления вареных яиц переваривание и усвоение содержащихся в них питательных веществ происходит быстрее. Вы можете быть удивлены тем, что такой же процесс происходит при стерилизации медицинских инструментов. Тепло денатурирует белки в бактериях, которые затем уничтожают бактерии и дезинфицируют объекты.

Особенности процесса

Он сопровождается разворачиванием полипептидной связи, которая в растворе изначально представлена в виде беспорядочного клубка.

Процесс денатурации белка сопровождается утрачиванием гидратной оболочки, выпадением белка в осадок, утрачиванием им нативных свойств.

Среди основных факторов, которые провоцируют процесс денатурации, выделим физические параметры: давление, температуру, механическое действие, ионизирующее и ультразвуковое излучение.

Денатурация белка происходит под воздействием органических растворителей, минеральных кислот, щелочей, солей тяжелых металлов, алкалоидов.

Свойства денатурированных белков, виды денатурации

При денатурации утрачивается гидратная оболочка и белок выпадает в осадок и при этом утрачивает нативные свойства.

Денатурацию вызывают физические факторы: температура, давление, механические воздействия, ультразвуковые и ионизирующие излучения; химические факторы: кислоты, щелочи, органические растворители, алкалоиды, соли тяжелых металлов.

Различают 2 вида денатурации:

Свойства денатурированных белков:

Ферментные методы гидролиза основаны на избирательности действия протеолитических ферментов расщепляющих пептидные связи между определенными аминокислотами.

Пепсин расщепляет связи, образованные остатками фенилаланина, тирозина и глутаминовой кислоты.

Трипсин расщепляет связи между аргинином и лизином.

Химотрипсин гидролизует связи триптофана, тирозина и фенилаланина.

Гидрофобные взаимодействия, а также ионные и водородные связи относятся к числу слабых, тк энергия их лишь ненамного превосходит энергию теплового движения атомов при комнатной температуре(т е уже при данной температуре возможен разрыв связей ).

Поддержание характерной для белка конформации возможно благодаря возникновению множества слабых связей между различными участками полипептидной цепи.

Факторы, вызывающие денатурацию белков

Факторы, которые вызывают денатурацию белков, можно разделить на физические и химические.

Воздействие факторами денатурации применяют для стерилизации оборудования и инструментов, а также как антисептики.

Что происходит в процессе денатурации белков

На Лас-Вегас-Стрип открылся первый веганский ресторан

В процессе денатурации белка имеет место разрыв химических связей (дисульфидных, водородных, ван-дер-ваальсовых, электростатических и др.), которые стабилизируют высшие уровни организации белковой молекулы, что обуславливает изменение пространственной структуры белка. Следует отметить, то в большинстве случаев первичная структура белка в процессе денатурации не нарушается, поэтому после раскрутки цепи полипептидов (стадия нити), протеин может снова стихийно скручиваться, при этом образуя «случайный клубок», то есть переходит к хаотическому состоянию, отличного от нативной конформации.

Процесс денатруации белков происходит при температуре выше, чем 56 °С.

Типичными признаками необратимой денатурации белков является снижение гидрофильности и растворимости белков, увеличение оптической активности, изменение изоэлектрической точки, уменьшение устойчивости белковых растворов и молекулярной массы и изменение формы белковых молекул, увеличение вязкости и усиление способности к расщеплению ферментами, переход молекулы в хаотическое состояние, при котором наблюдается агрегация частиц белка и выпадение их в осадок.

Схема денатурации белка: а — нативная молекула; б — развертывание полипептидной цепи; в — стадия нити; г — случайный клубок

При непродолжительном действии денатурирующего агента (например, органического растворителя) возможно восстановление нативной структуры белка. Этот процесс называется ренатурацией. При ренатурации происходит восстанавлениене только структуры, но и биологических функций белка. С денатурацией связаны процессы переработки продуктов питания, изготовления одежды, обуви, консервирования и сушки овощей и фруктов. Результатом необратимой денатурацией протеинов является потеря способности к прорастанию семян при длительном хранении, особенно при неблагоприятных условиях. Процесс денатурации белков широко применяется в медицине, ветеринарии, фармации, клинике и биохимических исследованиях с целью осаждения протеина в биологическом материале с целью дальнейшей идентификации в нем низкомолекулярных и небелковых субстанций, с целью как установления наличия протеина, так и его количественного определения, для обеззараживания слизистых покровов и кожи, для конъюгации солей тяжелых металлов при терапии отравлений солями свинца, ртути, меди и т.п. или с целью профилактики подобных токсикозов на предприятии.

Процесс денатурации белков происходит также при приеме фармакологических препаратов танальбина и танина, на чем базируются их противовоспалительное и вяжущее действие. Вяжущие свойства танина базируются на его способности осаждать протеины с синтезом плотных альбуминатов, защищающих от раздражения тканей, в частности чувствительные нервные окончания. При этом уменьшается проявление воспалительной реакции, а также снижаются болевые ощущения и происходит непосредственное уплотнение мембран клеток. Препарат танальбин представляет собой продукт взаимодействия белка казеина с танином — в отличие от танина, данный препарат не оказывает вяжущего действия на слизистую оболочку желудка и ротовой полости. Только после попадания в кишечник он поддается процессу расщепления, выделяя при этом свободный танин. Применяется в медицине и ветеринарии как вяжущее лекарственное средство при хронических и острых болезнях кишечника, в частности у детей.

В практике фармацевтики использование процессов денатурации белка дает возможность контролировать качество протеиновых препаратов, например, в ампулах.

Последствия

После денатурации происходит переход нативной компактной структуры в рыхлую развернутую форму, упрощается проникновение к пептидным связям ферментов, необходимых для разрушения.

Конформация белковых молекул определяется возникновением достаточного количества связей между разными участками определенной полипептидной цепочки.

Белки, состоящие из достаточного количества атомов, которые находятся в непрерывном хаотичном движении, способствует определенным перемещениям частей полипептидной цепи, что вызывает нарушение общей структуры белков, снижение его физиологических функций.

Белки имеют конформационную лабильность, то есть предрасположенность к незначительным изменениям конформации, происходящим в результате обрыва одних и образования других связей.

Денатурация белка приводит к изменениям его химических свойств, способности вступать во взаимодействие с другими веществами. Наблюдается изменение пространственной структуры и участка, непосредственно контактирующего с иной молекулой, и всей конформацией в целом. Наблюдаемые конформационные изменения имеют значение для функционирования белков в живой клетке.

Механизмы денатурации

Практически любое заметное изменение внешних условий, например, нагревание или обработка белка щелочью приводит к последовательному нарушению четвертичной, третичной и вторичной структур белка. Обычно денатурация вызывается повышением температуры, действием сильных кислот и щелочей, солей тяжелых металлов, некоторых растворителей (спирт), радиации и др.

Денатурация часто приводит к тому, что в коллоидном растворе белковых молекул происходит процесс агрегации частиц белка в более крупные. Визуально это выглядит, например, как образование «белка» при жарке яиц.

Источник

«Влияние спиртных напитков на денатурацию белка». Автор: Рассадина Альбина Александровна

СОДЕРЖАНИЕ

Введение…………………………………………………………………………………… ………..3

Глава 1.Обзор литературы.

1.3. Сравнительный анализ распространенности и характера ранней алкоголизации……………………………………………………………………………………….6

Глава 2.Экспериментальная часть

2.1. Методика исследования

2.1.2. Влияние напитков с разным процентным содержанием спирта на скорость

2.2.2. Результаты сравнения скорости денатурации белка……………………………………… 12

Вред алкоголя очевиден. Доказано, что при попадании алкоголя внутрь организма, он разносится по крови ко всем органам и неблагоприятно действует на них вплоть до разрушения.

При систематическом употреблении алкоголя развивается опасная болезнь – алкоголизм. Алкоголизм опасен для здоровья человека, но он излечим, как и многие другие болезни. Но главная проблема состоит в том, что большая часть алкогольной продукции, выпускаемой негосударственными предприятиями, содержит большое количество ядовитых веществ. Недоброкачественная продукция нередко приводит к отравлениям и даже смертям.

Все это наносит большой урон обществу, его культурным ценностям. Некоторые считают, что если в напитке маленькая доля алкоголя, то он не навредит организму это глубочайшее заблуждение нашего общества.

Гипотезой исследования явилось предположение о том, что не бывает легких алкогольных напитков.

Цель исследования: с помощью эксперимента проверить, верна ли наша гипотеза.

Для достижения данной цели мы поставили перед собой задачи:

изучить литературу по данной проблеме;

установить, как влияют на денатурацию белков напитки, содержащие разное процентное содержание спирта;

проанализировать результаты исследования и сделать выводы.

Объектом исследования явился белок животного происхождения.

Предметом исследования стало влияние алкогольных напитков с разным процентным содержанием спирта на денатурацию белка.

Методы исследования: наблюдение, анализ литературы, химический эксперимент, фотографирование

Базой исследования стала школьная химическая лаборатория МОБУ СОШ

с. Октябрьское Стерлитамакского района Республики Башкортостан.

Практическое значение работы состоит в том, что мы увидим, как именно напитки с разным процентным содержанием спирта влияют на организм, и сделаем соответствующие выводы.

Структура работы. Работа состоит из введения, двух глав, выводов, результатов, заключения, библиографического справочника, приложения.

ГЛАВА I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Похититель рассудка — так именуют алкоголь с давних времен. Об опьяняющих свойствах спиртных напитков люди узнали не менее чем за 8000 лет до нашей эры – с появлением керамической посуды, давшей возможность изготовления алкогольных напитков из меда, плодовых соков и дикорастущего винограда. Возможно, виноделие возникло еще до начала культурного земледелия. Так, известный путешественник Н.Н. Миклухо-Маклай наблюдал папуасов Новой Гвинеи, не умевших еще добывать огонь, но знавших уже приемы приготовления хмельных напитков. Чистый спирт начали получать в 6-7 веках арабы и назвали его «аль коголь», что означает «одурманивающий». Первую бутылку водки изготовил араб Рагез в 860 году. Перегонка вина для получения спирта резко усугубила пьянство. Не исключено, что именно это послужило поводом для запрета употребления спиртных напитков основоположником ислама (мусульманской религии) Мухаммедом (Магомет, 570—632). Этот запрет вошел впоследствии и в свод мусульманских законов – Коран (7 век). С тех пор на протяжении 12 столетий в мусульманских странах алкоголь не употребляли, а отступники этого закона (пьяницы) жестоко карались.

Но даже в странах Азии, где потребление вина запрещалось религией (Кораном), культ вина все же процветал и воспевался в стихах.

В средневековье в Западной Европе также научились получать крепкие спиртные напитки путем возгонки вина и других бродящих сахаристых жидкостей. Согласно легенде, впервые эту операцию совершил итальянский монах алхимик Валентиус. Испробовав вновь полученный продукт и придя в состояние сильного алкогольного опьянения, алхимик заявил, что он открыл чудодейственный эликсир, делающий старца молодым, утомленного бодрым, тоскующего веселым.

С тех пор крепкие алкогольные напитки быстро распространились по странам мира, прежде всего за счет постоянно растущего промышленного производства алкоголя из дешевого сырья (картофеля, отходов сахарного производства и т.п.). Алкоголь настолько быстро вошел в быт, что практически не один художник, писатель или поэт не обходил эту тему. Таковы картины пьянства на полотнах старых голландских, итальянских, испанских и немецких художников. Злую силу алкоголизма понимали многие передовые люди своего времени. Известный религиозный реформатор тех лет Мартин Лютер писал: « Каждая страна должна иметь своего дьявола, наш немецкий дьявол – добрая бочка вина».

Распространение пьянства на Руси связано с политикой господствующих классов. Было даже создано мнение, что пьянство является якобы старинной традицией русского народа. При этом ссылались на слова летописи: «Веселие на Руси – есть пити». Но это клевета на русскую нацию. Русский историк и этнограф, знаток обычаев и нравов народа, профессор Н.И. Костомаров (1817—1885) полностью опроверг это мнение. Он доказал, что в Древней Руси пили очень мало. Лишь на избранные праздники варили медовуху, брагу или пиво, крепость которых не превышала 5-10 градусов. Чарка пускалась по кругу и из нее каждый отпивал несколько глотков. В будни никаких спиртных напитков не полагалось, и пьянство считалось величайшим позором и грехом.

Но с 16-го столетия начался массовый завоз из-за границы водки и вина. При Иване IV и Борисе Годунове учреждаются «царевы кабаки», приносящие массу денег в казну. Тем не менее, уже тогда пытались ограничить потребление спиртных напитков. Так в 1652 году вышел указ «продавать водку по одной чарке человеку». Запрещалось выдавать вино «питухам» (т.е. пьющим), а также всем во время постов, по средам, пятницам и воскресеньям. Однако из-за финансовых соображений вскоре была внесена поправка: «чтобы великого государя казне учинить прибыль, питухов с кружечного двора не отгонять», чем фактически поддерживалось пьянство.

С 1894 года продажа водки стала царской монополией.

Одним из темных пятен прошлого, следы которого еще сохранились у нас, являются пьянство и алкоголизм.

Надо ли говорить, что Украина в смысле употребления спиртного страна более чем особая. Тут свои, увы, печальные традиции, свои стандарты. Превалирует у нас употребление в виде «ударных доз»: большое количество выпитого в сжатые сроки. Чаще днем. Иначе говоря, в Украине доминирует самый неблагоприятный, так называемый «северный» тип пития. И пьем мы исторически все больше и больше. Если в1913 году продавалось 3,4 литра на человека в год, то в 1927 – 3,7. К концу 1940 года гос-продажа, правда снизилась до 2,3 литра, а к 1950 упала до 1,9 литра. Но зато потом только стремительный рост, и каждый всплеск рекордный.

Официально мы приблизились к мировым «питейным стандартам». А неофициально? Госкомстат СССР в то время проводил секретные исследования на предмет самогоноварения. Самогон, оказывается, давал прибавку еще в размере 5 с лишним литров. Итого 13,2 литра на каждого.

Четырнадцатого июня 1985 года ЦК КПСС объявил войну пьянству, которая потрясла все основы общества. Бюджет потерял 50 миллиардов не нынешних, а тех еще полновесных рублей, в два раза возросло потребление самогона. Тем не менее, именно к 1987 году возросла средняя продолжительность жизни. Это произошло без уменьшения смертности от отравлений и несчастных случаев. В результате, как бы мы не ругали кампанию, она сберегла жизнь приблизительно 700 тысячам россиян, да и заболеваемость снизилась.

Изучение употребления алкоголя среди молодежи в Украине во многом опирается на опыт подобных исследований за границей, которые в конце XIX – начале XX в. широко проводились в Западной Европе и Северной Америке и велись в самых различных направлениях:

изучались распространенность и характер употребления алкоголя учащимися;

исследовалось влияние алкоголя на детский и подростковый организм;

определялась взаимосвязь между успеваемостью и употреблением алкоголя;

разрабатывались и апробировались программы антиалкогольного обучения;

Существенное место среди исследований этого периода занимали работы, иллюстрирующие распространенность и характер питейных обычаев, когда детям давали спиртные напитки для

«облегчения прорезывания зубов»,

«успокоения» (Якубович, 1894, 1900; Горячкин, 1896). [1]

1.2. Алкогольные напитки

Алкогольные напитки — напитки, содержащие этанол (этиловый спирт, алкоголь).

Применяемый процесс изготовления (а также получаемое содержание алкоголя) определяют получаемый продукт. Для пива применяется относительно короткий (неполный) процесс брожения и такой же короткий процесс выдержки (несколько недель), и в результате содержание алкоголя обычно не превышает 3—8 %. Вино предполагает более долгий (полный) период брожения и относительно долгий период выдержки (месяцы или годы, иногда десятилетия), в результате чего содержание алкоголя составляет 7—18 %. ( игристое вино обычно изготавливается с добавлением небольшой порции сахара перед бутилированием). Продукты перегонки обычно не изготавливаются из пива, и до окончания перегонки эти изделия не выдерживаются.

Водки изготовляются путём разбавления спирта водой; в некоторые виды добавляются различные ароматические и вкусовые ингредиенты.[5]

1.3. Сравнительный анализ распространенности и характера ранней алкоголизации

А. М. Коровин подробно изучил также и характер алкоголизации детей: что они пьют, частоту опьянения, отношение детей к спиртным напиткам и др. Опираясь на убедительный статистический материал, он еще раз подтвердил, что первыми «алкогольными» воспитателями являются родители. Так, поят мальчиков родители в 68,3%, а девочек в 72,2% случаев.

Путем сопоставления групп пьющих и непьющих школьников М. Коровин показал отрицательное влияние алкоголя на физическое и умственное развитие детей, на их поведение. Автор приходит к следующим выводам:

главными пропагандистами употребления спиртных напитков среди детей являются их родители;

сельские школьники пьют в тех же случаях, что и взрослое население – в праздники, торжества и т. п.;

мальчики предпочитают крепкие спиртные напитки, девочки – более слабые;

у «пьющих» школьников чаще, чем у «трезвых», отмечаются слабое телосложение, отставание в умственном развитии и дурное поведение.

На алкоголизации учащихся отражался и социальный статус их семей. По доле детей, знакомых со спиртными напитками, все семьи отчетливо разделялись на три группы:

служащих – 51,8% детей употребляли алкоголь;

рабочих – 41,9; крестьян – 41,8; кустарей – 41,6;

торговцев – 26,2; духовенства – 20,8%.

Ряд исследований 20-30-х гг. иллюстрирует противоречия между декларируемыми алкогольными установками членов семьи и сложившимися алкогольными обычаями, которых они придерживаются. Так, по материалам Михайлова (1930) в семьях

поощряют выпивку детей 0,5% родителей,

Но вместе со столь явными антиалкогольными декларациями в семье могут уживаться и такие формы активного приобщения детей к алкогольным обычаям, как посылка их за покупкой спиртных напитков. По данным Э.И. Дейчмана (1927), посылают детей-школьников

за пивом в 37,5% семей,

А.И. Исхакова (1929) приводит данные о частоте употребления спиртных напитков родителями и детьми в различных ситуациях:

Пьют ежедневно 4,5% родителей — 0,7% детей

по воскресеньям 7,3% — 2,0%

по праздникам 54,2% — 25,0%

Легко убедиться, что характер алкоголизации родителей во многом прямо копируется детьми. И. Канкарович (1930) указывает, что алкоголизм родителей не менее чем в половине случаев сопровождается алкоголизмом их детей.

Алкоголизация подрастающего поколения большинством исследователей рассматривается как существенный индикатор неблагополучия микросоциальной среды. Этим и определяется постоянный интерес к изучению проблемы распространенности и характера ранней алкоголизации.

К ранней алкоголизации относится знакомство с опьяняющими дозами алкоголя в возрасте до 16 лет. О раннем (подростковом) алкоголизме следует говорить при появлении его первых признаков в возрасте до 18 лет. При анализе алкоголизации несовершеннолетних мы исходили из важного в методологическом плане положения о том, что употребление спиртных напитков подростками необходимо рассматривать как одну из форм нарушения поведения (Личко, 1977). Это требует более широкого и глубокого подхода к рассматриваемой проблеме, не ограничивающегося рамками социальной и клинической наркологии.

Практически во всех социально-гигиенических и клинико-социальных исследованиях алкоголизации молодежи использовался метод опроса в различных модификациях – от заочной анкеты до интервью по телефону и клинического интервью.

Наиболее трудносопоставимы между собой данные о распространенности и частоте употребления алкогольных напитков среди молодежи, так как авторы не только различных стран, но даже одной и той же страны в один и тот же исторический период использовали качественно отличные друг от друга методы выявления употребляющих и не употребляющих алкоголь, различные классификации по возрасту [2].

1.4. Физиологическое влияние алкоголя

Денатурация белков (лат. denaturatus — лишенный природных свойств; от de- — приставка, означающая отделение, удаление + natura — природа, естество) — термин биологической химии, означающий потерю белками их естественных свойств (растворимости, гидрофильности и др.) вследствие нарушения пространственной структуры их молекул.

Процесс денатурации отдельной белковой молекулы, приводящий к распаду её «жёсткой» трёхмерной структуры, иногда называют плавлением молекулы.

Практически любое заметное изменение внешних условий, например, нагревание или существенное изменение pH приводит к последовательному нарушению четвертичной, третичной и вторичной структур белка. Обычно денатурация вызывается повышением температуры, действием сильных кислот и щелочей, солей тяжелых металлов, некоторых растворителей ( спирт ), радиации и др.

Денатурация часто приводит к тому, что в коллоидном растворе белковых молекул происходит процесс агрегации частиц белка в более крупные. Визуально это выглядит, например, как образование «белка» при жарке яиц.[4]

Алкогольное поражение пищеварительной системы

Воздействие этанола на поджелудочную железу начинается с раздражения алкоголем эпителия мелких панкреатических протоков, которое ведет к первичной панкреатической гиперсекреции. Систематическое употребление алкоголя, наоборот, приводит к прогрессирующей секреторной недостаточности. Патологические изменения в протоках и воздействие панкреатического сока ведут к развитию атрофии клеток. Дальнейшие нарушения в печени при систематическом употреблении алкоголя связаны с накоплением в органе жира. Все жирные кислоты различного происхождения накапливаются при систематическом поступлении этанола в организм. Интересен тот факт, что вероятность развития алкогольного цирроза печени связана с уровнем андрогенов*, определяющих тип и обильность оволосения туловища. У лиц с обильной растительностью на груди и выраженным оволосением по мужскому типу вероятность развития алкогольного цирроза печени меньше.

Алкогольное поражение сердечно-сосудистой системы

Алкогольное поражение системы иммунной защиты организма

Алкогольное поражение органов дыхания

1 Изменения в системе дыхания связаны с двумя основными момен­тами. Первое — это способность легких выделять в неизмененном виде как сам этанол, так и его метаболит — ацетальдегид. Второе — это по­вышенная вероятность аспирации* различных количеств пищи. Этанол и ацетальдегид, выделяясь в альвеолы, оказывают на клетки легочной ткани токсическое действие. В пораженной ткани наблюдаются гибель отдельных клеток. Повреждающее дей­ствие этанол и его метаболиты оказывают не только на альвеолу, но и на стенки воздухоносных путей — бронхи и трахею. Указанные изменения проявляются в нарушении функции дыхания, ко­торое составляют снижение жизненной емкости и максимальной вен­тиляции легких, уменьшение длительности задержки дыхания на вдо­хе и выдохе. При этом у лиц, злоупотребляющих алкоголем, почти всегда присутствуют воспаления бронхов и трахеи. Ука­занные изменения становятся благоприятным фоном для развития ин­фекционных воспалительных процессов. Нарушение перистальтики пи­щевода, акта глотания и возникновение рвоты приводят к аспирации пищи, которая является источ­ником инфекции во многих случаях возникновения пневмоний у зло­употребляющих алкоголем.

Нарушение иммунной защиты приводит к тому, что острая пневмония часто приобретает затяжное течение. Кроме того, для нее характерно развитие таких осложнений, как плеврит*. Тяжелое течение, свойственное этим пневмониям, нередко приводит к летальному исходу.

Алкогольное поражение выделительной системы

При приеме необычно боль­ших доз алкоголя, когда речь идет об алкогольном отравлении, послед­ствия более серьезные — может развиться некронефроз. Эта форма за­болевания бывает связана только с алкогольным эксцессом. Поражаются канальцы почек, клубочковый аппарат не изменяется. В эпителии канальцев происходят дистрофические изменения вплоть до развития некрозов, слущевание клеток эпителия в просвет канальцев.

Алкогольная болезнь может сопровождаться инфекцией мочевых путей и развитием пиелонефрита. Это поражение развивается в связи_ со снижением функции иммунной защиты под воздействием алкоголя.

Алкогольное поражение системы крови

Об изменении лейкоцитов было сказано в связи с алкогольным по­ражением иммунной системы. Другие клеточные элементы крови так­же меняются при хроническом употреблении алкоголя. При алкогольном макроцитозе* макроциты составляют большинство эритроцитов. При этом в мембранах таких эритроцитов обнаруживается повышенное содержание холесте­рина. ‘Частота встречаемости этого феномена при злоупотреблении ал­коголем составляет более 80%.Это явление и медленная (в течение 2—4 мес.) нормализация размеров эритроцитов после прекращения приема алкоголя позволяют отнести макроцитоз эритроцитов к марке­рам алкогольной болезни.

Алкогольное поражение нервной системы

Алкогольная болезнь может проявляться множеством неврологиче­ских симптомов, в основе которых лежат описанные метаболические нарушения мозга, ведущие помимо прочего к дистрофии и некрозу нервных клеток; повышенная секреция жидкости под воздействием ал­коголя сосудистыми сплетениями желудочков мозга и в результате увеличение внутричерепного давления.

Абстинентный синдром. Разрегулирующее действие алкоголя прояв­ляется в том, что в организме на­капливается избыток норадреналина и дофамина*. Другим проявлени­ем нарушения метаболизма является задержка продукции тормозного медиатора — гаммааминомасляной кислоты (ГАМК), снижение уровня ацетилхолина* и нарушения других важных медиаторов. Выход из со­стояния опьянения в условиях очень большого дефицита ГАМК с поте­рей в это время компенсирующего действия самого этанола ведет к развитию возбуждения многих структур, что проявляется тяжелой ве­гетативной дисфункцией, а в более тяжелых случаях — бессонницей, галлюцинациями, судорогами.

Синдром лобной атрофии. Атрофический процесс захватывает всю кору головного мозга. Постепенно уменьшается количество нервных клеток. Лобная кора наиболее ранима. Развитию атрофических процессов способствует повышение внутричерепного давления. Атрофия клеток лобных долей проявля­ется «лобным синдромом» — алкогольной деградацией личности.

Синдром мозжечковой деградации. Атрофические процессы разви­ваются и в мозжечке. В нем тоже есть область, в которой в наиболь­шей степени прогрессирует процесс дегенерации и гибели нервных кле­ток. Это червь и прилегающие части полушарий мозжечка. Вследствие такой топографии поражения мозжечка развивается неустойчивая по­ходка с широко расставленными ногами, часты падения, атаксия*.

Миопатический* синдром. Дистрофические процессы в мышцах пос­ле приема чрезмерных доз алкоголя могут приводить к развитию ост­рых некрозов. При хронической алкогольной интоксикации дистрофи­ческие изменения в мышцах нарастают постепенно. С ними связано развитие болей, отеков, а затем и атрофии. Главным образом страда­ют мышцы плечевого пояса, туловища и таза, иногда дистальных об­ластей конечностей.

Сочетание перечисленных синдромов, различающихся выраженно­стью составляющих их симптомов, создает на практике огромное раз­нообразие проявлений алкогольного поражения центральной нервной системы.

Алкогольное поражение других органов изучено еще недостаточно. Проявления их нарушений находят объяснение или в связи с универ­сальными изменениями метаболизма всего организма, возникающими под воздействием обмена этанола, или в связи с поражением других органов. Сведения о более тонких механизмах, охватывающих особен­ности проявления влияния алкоголя на процессы, связанные со спе­цифической функцией этих органов, в настоящее время весьма отры­вочны.[3]

ГЛАВА II. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

2.1.1.Анкетирование обучающихся 7 – 10 классов МОБУ СОШ д.Максимовка

Анкетирование было проведено с целью выяснить:

1.Знают ли обучающиеся о вреде алкоголя.

2.Какой из видов алкоголя является самым опасным (по их мнению).

3.Пробовали обучающиеся алкоголь или нет.

2.1.2.Влияние напитков с разным процентным содержанием спирта на скорость денатурации белка.

В экспериментальной части с помощью опытов мы рассмотрели, как напитки с разным содержанием спирта влияют на денатурацию белка животного происхождения.

Для эксперимента была взята следующая алкогольная продукция: коньяк 42%, вино 15%, водка «Серебряная» 40%, пиво «Балтика 3» 5.8%, этиловый спирт 90%. Ткани животного происхождения: печень кроличья, мясо говяжье, белок куриный.

Ход работы. В 3 штатива поместили по 5 пронумерованных пробирок:

опыт «Влияние напитков с разным содержанием спирта на денатурацию белка в говяжьем мясе»;

опыт «Влияние напитков с разным содержанием спирта на денатурацию белка в печени»;

опыт «Влияние напитков с разным содержанием спирта на денатурацию куриного белка». (Приложение№1)

Засекаем время денатурации, началом свёртывания белка считаем появление мути, осадка или светлого «налёта» на поверхности.

В каждую пробирку налили:

водка «Серебряная» 40%;

Наблюдение провели через час, через сутки. (приложение 2,3)

2.2.1. Результаты анкетирования.

В анкетировании приняло участие 46 обучающихся МОБУ СОШ д.Максимовка в возрасте от 13 до 16 лет.

1.Все обучающиеся знают о том, что алкоголь вреден.

2.По мнению анкетируемых:

самым опасным напитком является спирт(70%), водка (20%), коньяк(10%). (Приложение №4)

а самым безопасным является пиво(90%), вино (10%). (Приложение №4)

3. Из 46 анкетируемых пробовали алкоголь 35 человек, 11 нет. (Приложение №4)

4.Три человека употребляют 1 раз в неделю,10 по праздникам. (Приложение №4)

2.2.2. Результаты сравнения скорости денатурации белка:

Проба №1(коньяк) – денатурация не видна.

Проба №2(вино) – вино слегка помутнело.

Проба №3(водка) – медленно, но верно начинается денатурация.

Проба №4(пиво) – несмотря на то, что это самый легкий напиток видны следы денатурации.

Проба №5(этиловый спирт) – денатурация идет быстрее всех.

Проба №1(коньяк) – алкоголь помутнел мясо потеряло цвет.

Проба №2(вино) – вино стало прозрачным, вместо мяса осталась белая кашица.

Проба №3(водка) – водка слегка помутнела, мясо в белую крапинку.

Проба №4(пиво) – пиво совсем помутнело, еле видно побелевшее мясо.

Проба №5(этиловый спирт) – легкое помутнение, мясо побелело.(приложение №5)

Проба №1(коньяк) – денатурация не видна.

Проба №2(вино) – денатурация не видна.

Проба №3(водка) – медленное начало денатурации.

Проба №4(пиво) – денатурация не видна.

Проба №5(этиловый спирт) – быстрое протекание денатурации.

Проба №1(коньяк) – следы денатурации почти не видны.

Проба №2(вино) – печень побелела.

Проба №3(водка) – печень сверху побелела, снизу приняла странный, розовый окрас.

Проба №4(пиво) – на печени легкие следы денатурации, также как и водка начала принимать розовый цвет.

Проба №5(этиловый спирт) – печень побелела. (приложение №5)

Проба №1(коньяк) – медленная денатурация.

Проба №2(вино) – медленная денатурация.

Проба №3(водка) – моментальная денатурация.

Проба №4(пиво) – медленная денатурация.

Проба №5(этиловый спирт) – моментальная денатурация.

Проба №1(коньяк) – сначала эксперимента ничего не изменилось.

Проба №2(вино) – сначала эксперимента ничего не изменилось.

Проба №3(водка) – сначала эксперимента ничего не изменилось.

Проба №4(пиво) – сначала эксперимента ничего не изменилось.

Проба №5(этиловый спирт) – сначала эксперимента ничего не изменилось. (приложение №5)

2.3.1. В результате анкетирования выяснилось, что все опрашиваемые знают о вреде алкоголя. Большинство анкетируемых считают слабые напитки безвредные, но это не так.35 человек пробовали алкоголь, 3 из них регулярно пьют. (Приложение 4) При раннем употреблении спиртных напитков у подростков замедляется процесс нарастания мышечной (белковой) массы, замедляется рост, т.к. часть строительных белков не могут нормально выполнять свои функции из-за изменения структуры.

Следует с осторожностью относиться к употреблению не только крепких, но и слабоалкогольных напитков, потому что денатурация белков зависит как от крепости напитка, так и от содержания в нем химических добавок.

2.3.2.Выводы по денатурации белка

Подтвердили предположение о том, что на физиологические свойства белков влияют любые алкогольные напитки, хотя и в разной степени.

Скорость денатурации белков у слабых алкогольных напитков чуть медленнее чем у сильных, но тем не менее они тоже разрушают наш организм.

Данная работа является одной из составных частей исследований, проводимых членами экологического кружка «Аметист» по изучению влияния алкоголя с разным процентным содержанием спирта на денатурацию белка.

Согласно официальной статистике в нашей стране ежегодно от отравления алкоголем гибнут 30−40 тысяч человек. Но эти цифры не отражают реальную ситуацию. Если посчитать более тщательно и включить в алкогольную смертность не только острые отравления этиловым спиртом, но и непрямые алкогольные потери (смертность пьяных людей в результате несчастных случаев, убийств и самоубийств, смертность в результате дорожно-транспортных происшествий по вине нетрезвых водителей, смертность от заболеваний, вызванных злоупотреблением алкоголя, таких как циррозы, панкреатиты, алкогольные психозы и др.), то порядок цифр будет другим. По мнению независимого эксперта доктора медицинских наук А.В. Немцова ежегодные алкогольные потери в нашей стране превышают 700 тысяч человек. Кроме того многие думают, что употреблении легких алкогольных напитков не приведет к алкоголизму. Эти факты и подтолкнули нас к теме исследовательской работы «Осторожно! Алкоголь». Гипотезой исследования стало предположение о том, что не бывает легких алкогольных напитков. Целью работы экспериментально доказать нашу гипотезу.

Для этого мы изучили литературу, с помощью эксперимента рассмотрели, как алкоголь с разным процентным содержанием спирта влияет на скорость денатурации белков животного происхождения.

Результаты исследовательской работы таковы: действительно легких алкогольных напитков не бывает, ведь слабые (пиво и вино) равносильно сильным (коньяк, спирт, водка) влияли на скорость денатурации белка.

Выполняя данную работу мы убедились, что любые алкогольные напитки вредны для нашего организма и теперь наша задача довести до сведения учеников нашей школы и жителей нашего села.

Предлагаем результаты данной работы взять на вооружение учителям, активистам волонтёрского движения для проведения антиалкогольной пропаганды в школах:

лекции для родителей

лекции для учащихся

материал для освещения в средствах массовой информации.

СЛОВАРЬ СПЕЦИФИЧЕСКИХ ТЕРМИНОВ

*ацетальдегид — (лат. acetum уксус), органическое соединение, альдегид уксусной кислоты, жидкость, кипящая при 20  С; получается из ацетилена или этилового спирта, применяется для производства уксусной кислоты, различных фармацевтических препаратов, и др.

*норадреналин — один из катехоламинов*, физиологический предшественник адреналина, играющий роль медиатора при передаче возбуждений в симпатической нервной системе.

*катехоламины — активно участвуют в качестве гормонов и медиаторов в физиологических и биохимических процессах в организме животных и человека, к ним относятся адреналин, норадреналин, дофамин.

*лизосомы — (гр. lysis растворение + zyme закваска), мелкие округлые тельца, обнаруженные в клетках животных и растений, л. содержат ферменты и участвуют во внутриклеточных процессах переваривания белков, нуклеиновых кислот и липидов.

*гипоксия — (гр. hupo под, снизу, указывает на понижение против нормы + лат. oxygenium кислород) — кислородное голодание

* склероз — (гр. skl erosis затвердевание), уплотнение каких-л. органов, вызванное гибелью функциональных ( специфических для этих органов) элементов и заменой их соединительной тканью.

*аспирация — (лат. aspiratio дуновение, дыхание), в данном случае попадание инородных тел в дыхательные пути при вдохе.

*макроцитоз — (гр. makros длинный, большой + kytos клетка) преобладание в крови увеличенных эритроцитов.

*липиды — (гр. lipos жир) группа органических веществ, входящих в состав всех живых клеток, включающая жиры и жироподобные вещества.

* адгезия — (лат. adhaesio прилипание), слипание поверхностей двух разнородных твердых или жидких тел.

*дофамин — промежуточный продукт биосинтеза катехоламинов, наряду с адреналином и норадреналином секретируется мозговым слоем надпочечников, в ЦНС выполняет роль медиатора.

*ацетилхолин — уксуснокислый эфир холина, хим. передатчик нервного возбуждения основной медиатор.

*атаксия — расстройство согласованности в сокращении различных групп мышц при произвольных движениях.

*миопатия — (гр. myos мышца + г р. patos страдание), прогрессивная мышечная атрофия.

Источник