2. kafli

1. 2. kafli Efni líkamans

2. Lífræn efni • Allar lifandi verur eru gerðar að mestum hluta úr þremur frumefnum • Vetni (H) • Súrefni (O) • Kolefni (C) • Eru þessi efni uppistaðan í líffrænum efnum. • Lífræn eru flókin efnasambönd úr þessum frumefnum, en eiga það öll sameiginlegt að vera með kolefnisgrind ( C-C-C-C )

3. Ólífræn efni • Sameindir þar sem ekkert kolefni (C) er, eru vanalega minni og einfaldari að gerð, og kallast ólífrænar sameindir. • Einföldustu kolefnissamböndin, s.s. CO2 og H2CO3 eru líka talin til ólífræna efna.

4. Ólífræn efni Vatn • Án vatns væri ekkert líf á jörðinni, það er lífsnauðsynlegt efni. • Um 60% af líkamsþunga manna er vatn (fer eftir aldri, kyni og líkamssamsettningu) • Kambhveljur eru um 97% vatn

5. Vatn Mikilvægi vatns fyrir líkamsstarfsemina • Vatn er mjög góður leysir, þ.e. mörg efni leysast vel í vatni. • T.d. Jónir, loftegundir og ýmis lífræn efni. Flest öll efnaskipti fara fram í vatni • Vatn hitnar og kólnar hægar en flest aðrir vökvar • Þetta kemur í veg fyrir örar hitasveiflur lífverunnar • Vatn er fljótandi á verulegu hitasviði • Innan þessa sviðs fer lífstarfsemin fram, þ.e. í fljótandi vatnsumhverfi

6. Vatn • Mikil orka fer í að breyta vatni í gufu • Þetta notum við okkur þegar við þurfum að kæla okkur niður  við svitnum • Ís flýtur á vatni • Öfugt við flest önnur efni er fasta formið á vatni (ís) léttari en vökvaformið. Því flýtur ísinn og getur getur einangrað vatnið undir því og verndað lífverurnar fyrir neðan

7. Dagleg upptaka og losun vatns hjá manni

8. Vatn • Nýrun sjá um samhæfingu upptöku og losun á vatni • Óhóflegt vatnstap truflar boðfluttning um taugar og leiðir loks til dauða • Menn deyja ef þeir missa um 12-15% af eðlilegu vatnsmagni líkamans

9. Leyst steinefni • Steinefni (sölt) eru jónir sem eru bæði inn í frumum og á milli þeirra. • + hlaðnar jónir hafa færri rafeindir en róteindir • - hlaðnar jónir hafa fleiri rafeindir en róteindir

10. Leyst steinefni • Algengust jónir líkamans eru: • Na+ • Cl- • K+ • Ca2+ • HCO3-

11. Föst steinefni • Auk leystra salta eru í mörgum lífverum föst kristölluð steinefni • Eru þau vanalega hluti af stoðkerfi lífverunnar • Kalsíum Ca+2 og fosfat PO4-3 eru t.d. Uppistaðan í beinum mana og annara hryggdýra

12. Loftegundir • Ýmsar lofttegundir eru í líkamanum • Þeirra mikilvægastar eru • Súrefni O2, sem stendur fyrir brunanum í frumunni • Koldíoxíð CO2 sem myndast við brunann og koma þarf út úr frumunni

13. Lífræn efni • Skiptast í einliður og fjölliður • Fjölliður eru stórsameindir, langar keðjur samsettar úr mörgum einliðum. • Einn hlekkur í stórsameindinni kallast því einliða, en stórsameindin öll kallast fjölliða • Lífrænu efnin eru: • Sykrur (kolvetni) • Fita (lípíð) • Prótein • Kjarnsýrur

14. Sykrur • Fyrstu lífrænu efnin sem verða til við ljóstillifun plantna eru sykrur. • Efnaformúla sykra er (CH2O)n • Minnstu sykursameindirnar eru einliður eða einsykrur. • C3 til C6

15. Einsykrur • Til eru þrjár einsykrur • Glúkósi (blóðsykur, aðalorkugjafi líkamans) • Frúktósi (sætastur allra sykra) • Galaktósi (hluti af mjólkursykri)

16. Einsykrur • Munurinn á einsykrunum er ekki heildarfjöldi frumeindanna, heldur niðurröðun þeirra. • Einsykrur og tvísykrur leysast gríðarlega vel upp í vatni, og kallast einu nafni sykur

17. Einsykrur

18. Tvísykrur • Oft tengjast svona einsykrur saman og mynda tvísykrur • Tvísykrurnar eru líka þrjár, og er glúkósi hluti af þeim öllum • Maltósi (glúkósi + glúkósi) • Súkrósi / sakkarósi (borðsykur) (glúkósi + frúktósi) • Laktósi (mjólkursykur) (glúkósi + galaktósi)

19. Tvísykrur • Efnaformúla fyrir tvísykrur er C12H22O11. • Þannig að þegar tvær einsykrur tengjast saman myndast tvísykra og vatn. • C6H12O6 + C6H12O6  C12H22O11 +H2O. • Afvötnun: Sykrur tengdar saman (myndast vatn). • Vatnsrof: Sykrur brotnar í sundur (þarf vatn).

20. Fjölsykur • Auk sykurs eru ýmsar fjölsykrur til, sumar gerðar úr þúsundum einsykrueiningum, oftast nær eingöngu úr glúkósaeiningum. • Þrjár gerðir fjölsykra eru mikilvægar • Mjölvi (flókin kolvetni í plöntum) • Beðmi (trefjar) • Glýkogen (vöðvamjölvi) • Formúla þessara eininga er (C6H10O5)n þar sem n stendur fyrir fjölda einsykranna í sameindinni • Munurinn á þessum sameindum er að tengin á milli eininganna eru ekki á sama stað

21. Fjölsykur • Mjölvi er forðanæring plantna, sem leysist ekki í vatni. • Mjölvi er aðaluppistaðan í fæðu manna, þar sem hann finnst í miklu magni í kartöflum, hveiti, hrísgrjónum og baunum. • Við meltingu sundrast mjölvinn í glúkósareiningar sem líkaminn tekur upp

22. Fjölsykur • Beðmi, eða sellúlósi er uppistaðan í frumuveggjum plantna. • Því finnst hann í öllu grænmeti og ávöxtum. • Beðmi sundrast ekki í meltingarvökva manna og flestra dýra. • Beðmi er það sem kallast trefjar, og er þrátt fyrir að meltast ekki, mikilvægur hluti í matarræði.

23. Fjölsykur • Glýkogen fynnst í vöðvum og lifur dýra, og er aukaforði fyrir kolvetni í líkamanum • Helsta hlutverk sykra er orkugjafi. Einnig flytja þau með sér nauðsynleg trefjaefni. (Flókin kolvetni eru trefjarík).

24. Fita (lípíð) • Lípíð er samheiti um öll efni sem leysast illa í vatni • Eins og sykrur eru þær gerðar úr súrefni, vetni og kolefni, en hlutfall súrefnis er minna en hjá sykrum.

25. Fita (lípíð) • Algengustu fitunar eru efnasambönd úr fitusýrum og glýseróli. • Algengar fitur í líkamanum eru • Þríglýseríð • Fósfólípíð Þríglýseríð er algengasta fitan. Hún er t.d. forðafita okkar og mest öll fitan sem við fáum úr matnum

27. Fósfólípíð • Fosfólípíð er oft táknað sem höfuðfætla þ.e. hringur með tveimur tveimur endum úr. Þar sem hringurinn táknar fosfathópinn en endarnir/fæturnir tákna fitusýrurnar. • Fosfathópurinn er vatnssækinn (samlagast vatni). En endarnir eru vatnsfælnir. • Fosfólípíð eru aðaluppistaðan í frumuhimnunni, og er því mjög mikilvæg gerð fitu

29. Fita (lípíð) • Það fer síðan eftir gerð fitusýranna hvort fitan sé föst (mettuð) eða fljótandi (ómettuð) við herbergishita. • Fita getur verið mettuð, einómettuð eða fjölómettuð, og fer það eftir fjölda tvítengja í kolefniskeðjunni.

30. Fita (lípíð) • Mettuð fita er með öll kolefnin í keðjunni tengd við vetni (nema sýruhópinn á endanum (COOH)), þ.e. kolefnin eru mettuð af vetni. • Þumalputtaregla: mettuð fita er hörð við herbergishita

31. Fita (lípíð) • Ómettaðar fitusýrur eru hinsvegar með tvítengi einhverstaðar í kolefniskeðjunni. • Einómettaðar fitusýrur eru með ein títengi, fjölómettaðar fitusýrur eru með fleiri. • Þumalputtaregla: ómettuð fita er fljótandi við stofuhita

32. Fita (lípíð) • Omega – 3 og Omega – 6 eru lífsnauðsynlegar fjölómettaðar fitusýrur. Ómettaðar fitusýrur • Fjölómettaðar fitusýrur hafa fleiri en eitt tvítengi • Einómettaðar f.s. hafa eitt tvítengi • Mettaðar f.s. hafa hinsvegar engin tvítengi

33. Fita (lípíð) • Mikilvægur eiginleiki fitu er að fitusýruendarnir eru vatnsfælnir (forðast vatn) en glýseról endinn er vatnssækinn (sækir í vatn). • Vax er samheiti um stórar lípíðsameindir. • Vax hefur ekki glýseról, heldur aðrar en áþekkar sameindir. • Vax er t.d. í ofanjaðarhlutum plantna, og virkar sem vatnsþéttir (vaxjakki)

34. Fita (lípíð) • Sterar er mikilvægur flokkur lípíða • Í sterum eru ekki fitusýrur • Sterar eru t.d. kynhormón og kólesteról

35. Skipting lípíða • Skipta má lípíðum í tvo flokka eftir hlutverkum • Forðafita • líffærafita

36. Fita (lípíð) • Forðafita er aðal orkuforði líkamans og safnast saman í fituvef. • Fitan er frekar langtímaforði, og við getum haft mun meira af fitu en nokkurn tíman af glýkógeni • Forðafitan einangrar líkamann einnig gegn kulda og ver hann og einstök líffæri.

37. Fita (lípíð) • Líffærafita, er í raun ekki eiginleg fita (þríglýseríð), heldur úr öðrum lípíðum s.s. fosfórípíðum. • Líffærafitan er fastur og ómissandi hluti af öllum frumum. • Hlutverk fitu • er mjög orkurík • er orkuforði dýra • útvegar líkamanum fituuppleysanleg vítamín. (A,D,E og K) • gefur lífsnauðsynlegar fitusýrur, línólsýru og línólensýru. • verndar líffæri gegn hitasveiflum (hita einangrandi) og höggum. • byggingarefni frumuhimnunnar (fosfólípíðin)

38. Prótein • Prótein eru langar keðjur (fjölliður) af amínósýrum (a.s.). Yfirleitt eru mörg hunduðir a.s. í einu próteini. • Amínósýrurnar eru 20 talsins • Þar af eru 8 taldar lífsnauðsynlega (þ.e. getum ekki nýmyndað þær úr öðrum a.s.), og þurfum við að fá þær úr fæðunni. • Þessar 20 a.s. raðast svo á mismunandi hátt saman og mynda þannig mismunandi prótein

39. Amínósýrur • Amínósýrur eru gerðar úr • amínóhóp (NH3) • karboxýlhóp (COOH) • Miðlægu kolefni • breytilegum hóp, en í honum liggur munurinn á milli mismunandi a.s.

41. Prótein • Það eru próteinin sem gera okkur mismunandi, því engir tveir einstaklingar eru gerðir úr nákvæmlega eins próteinum • Öll lífsstarfsemin er háð próteinum, og eru þau með mörg og fjölbreytt hlutverk

42. Hlutverk próteina • Prótein eru byggingarefni frumunnar • Þau eru næring • Prótein flytja efni og jónir í gegnum himnur • þau eru burðarefni, t.d. fyrir blóðfitu og stera • þau eru hormón • Þau eru mótefni, sem ráðast á sýkla og eyða þeim • Þau eru hreyfifæri, svipur og bifhár • Þau eru ensím, en ensím hraða efnahvörfum

43. Ensím • Ensími eru prótein sem hraða efnahvörfunum með því að lækka virkjunarorkuna sem þarf til að hrinda því af stað • Þar með stórlega aukast líkurnar á að efnahvarfið gerist => þau gerast hraðar og oftar • Sum efnahvörf gerast alls ekki ef ensím vantar

45. Ensím • Ensím getur: • tengt saman mismunandi sameindir (hvarfefni) í nýtt efni (myndefni) • klofin sameindir í sundur og myndað þannig nýtt efni • Breytt sameind, svo að við höfum eitt hvarfefni og eitt myndefni • A + B + ensím  C + ensím • D + ensím E + F + ensím • A + ensím  B + ensím

46. Ensím • Hvernig virkar ensím? • Hvarfefnið (hvarfefnin, einnig kallað viðfang) sest á hvarfstað ensímsins, sem flýtir efnahvarfinu með því að annaðhvort flýta fyrir tengingu efnanna, breytingu eða sundrun þess. • Afurðin kallast þá myndefni (einnig kallað afurð)

48. Ensím • Nokkur atriði um ensím • Ensím eru sértæk, þ.e. hvert þeirra hvetur bara fyrir einni gerð af efnahvarfi • Þau eru endurnýtanleg, þau eyðast ekki við efnahvarfið sem á sér stað • Þau eru viðkvæm fyrir breytingum á hita og sýrustigi, því það ummyndar próteinin (breytir lögun þeirra). Þetta kallast eðlissvipting. • Sérstök prótein, stilliprótein (modulators) geta haft mikil áhrif á virkni ensímsins með því að annaðhvort auka virkni þess eða hindra hana.

50. Sýrustig pH skalinn pH<7 = súrt pH>7 = basískt Basískt Súrt Hlutlaust 0 7 14 Sterk sýra veik sýra veikur basi sterkur basi pH stig