cursuri partial 2 cfc

8/18/2019 Cursuri Partial 2 CFC

1/24

CINETICA DE REACTIE

In natura majoritatea reactiilor chimice nu se desfasoara total insensul in care intreaga cantitate de reactanti sa se epuizeze(reactiile din natura sunt partiale).Alaturi de acestea exista un nrlimitat de reactii care se pot desfasura total (cu consumareaintregii cantitati de reactanti).Studiul transformarilor chimice sepoate realiza pe 2 cai:

1)termodinamic-presupune studiul reactiilor chimice din punct deedere al ariatiei energiei sistemelor reactante in transformare

2)cinetica de reactie-se studiaza iteza cu care se desfasoaraprocesele chimice termodinamic posi!ile.

In termodinamica clasica studiul esential se refera la sensulspontaneitatii sistemului reactant si din acest pct de edere existareactii posi!il spontane ("#$%) si respecti reactii nespontanecare nu se pot desfasura in sensul transformarii reactantilor faraun consum de energie ("#&%).

In cinetica chimica studiul reactiilor termodinamic posi!ile

presupune:descompunerea reactiei totale la care participareactantii in reactii simple ale caror produse de reactie suntintermediari !ogati energetic si insta!ili care tind rapid sa sesta!ilizeze prin eli!erarea excedentului energetic.'e langa studiul

itezei de reactie in cinetica chimica se studiaza si mecanismulprin care reactantii se transforma in produsi nali.

iteza de reactie poate de nita in doua ariante:

1) ariatia concentratiei molare a produsului de reactie raportata latimp

2) ariatia cu semn schim!at a concentratiei molare a reactantuluiin raport cu timpul


2/24

iteza de reactie este discutata in raport cu un factor pro!a!ilisticde ciocnire dintre moleculele reactantilor.*u cat frec entaciocnirilor dintre reactanti este mai mare cu atat iteza detransformare este mai mare.+rec enta de ciocnire dintre reactantieste dependenta totdeauna de temperatura deoarece odata cu

cresterea temperaturii creste miscarea !ro,niana si astfel crestepro!a!ilitatea de ciocnire dintre reactanti.'entru desfasurareaprocesului de transformare a reactantilor in produsi de reactieciocnirile dintre reactanti tre!uie sa e neelastice si astfel acesteciocniri cresc pro!a!ilitatea intalnirii in spatiu in edereatransformarii in '.

/rdin de reactie-marime formala care poate poziti a intreagasau fractionara si reprezinta suma alge!rica a tuturor exponentilorconcentratiilor reactantilor.0.p.d. . al ordinului de reactie seintalnesc in natura 2 categorii de reactii:de ordinul I si de ordinul II.

In reactiile de ordinul I in expresia itezei de reactie exponentulconc este 1 si este singurul participant in procesul detransformare.

' iar v= − d [ R]dt = k× [ R]1

In expresia itezei de reactie conc este la puterea 1 si cuaceasta conc iteza se gaseste in raport de directaproportionalitate prin intermediul constantei de iteza .

*onstanta de iteza reprezinta iteza de reactie la concentratia

unitara a reactantului.In reactiile de ordinul II in expresia itezei de reactie concentratiilereactantilor sunt proportionale cu iteza prin intermediul ct de

iteza.Spre deose!ire de reactia de ordinul I suma exponentilorconcentratiilor este 2.


3/24

In cinetica chimica este introdusa ca functie de stare energia deacti are ( Ea ) care reprezinta minimul energetic necesarreactantilor pt a se transforma in '.

CATALIZA

*atalizator su!stanta3amestec de su!stante care adaugat unuisistem reactant in cantitati mici determina cresterea itezei dereactie prin diminiuarea energiei de acti are la sf procesuluicatalitic catalizatorul gasindu-se integral calitati (structural) sicantitati . olul catalizatorului este de a micsora aloarea 4a a.i. unnr cat mai mare de reactanti sa posede acel minim energeticnecesar transformarii in produsi de reactie.*atalizatorulactioneaza la temperaturi alori ale ph-ului forte ionice foartemari(diferite in raport cu conditiile normale).

In organismele ii exista su!stante cu rol catalitic numite enzime(!iocatalizatori) care spre deose!ire de catalizatori actioneaza inconditii !lande(apropiate de cele ale mediului !iologic).

0ependent de natura mediului !iologic in care actioneaza enzima

aceasta prezinta o structura adec ata capa!ila sa interactionezecu reactanti !iologici(su!straturi) in ederea modi carii structuriiacestora si transformarii in produsi de reactie.Se cunosc aprox.5%%% de specii enzimatice dintre care 5%% sunt studiate sidenumite.*ele 5%% de enzime studiate si denumite sunt clasi catein 6 clase distincte dependent de mecanismul prin care enzimaactioneaza asupra su!stratului S in ederea transformarii lui in '.

0enumirile enzimelor se pot realiza in 5 ariante:-adaugarea su xului -aza la denumirea S sau a procesului catalizat

-denumirea tri iala in care numele enzimei nu este legat denumele S sau a procesului catalizat (pepsina tripsina)


4/24

denumirea conform *omisiei de 4nzime (4*) in care ecareenzima este denumita prin intermediul a 7 nr distincte separateintre ele prin puncte.Aceste nr re8ecta:clasa su!clasasu!su!clasa aranjarea3pozitia in su!su!clasa a enzimei.

Se cunosc 6 clase de enzime:

1./xidoreductaze

2.9ransferaze

5. idrolaze

7.;iaze


5/24

structura primara in pozitii adiacente dar sunt spatial apropiati siconstituie centrul acti enzimatic.Interactia dintre enzima 4 sisu!strat S se realizeaza intotdeauna la ni elul *A enzimatic prinintermediul fortelor de natura zica sla!a(neco alente).Intre S si 4se realizeaza o complementaritate geometrica si electronica

numita speci citate.'rin intermediul speci citatii 4 actioneazaasupra S in ederea transformarii acestuia in '.'entrutransformarea S in ' este necesar ca la ni elul moleculei de S sase produca unele modi cari structurale care sa conduca lao!tinerea altei molecule cu caracteristici zico-chimicediferite.Interactia 4-S se realizeaza la ni elul *A enzimatic siinteractia este re ersi!ila.In interactia 4-S inter in intotdeauna

forte neco alente.In urma interactiei se constitue complexe 4-S!ogat energetice care tind sa se sta!ilizeze prin eli!erarea ' si aenzimei li!ere.In procesul de interactie se realizeaza ocomplementaritate electronica care de neste speci citatea deactiune a 4 asupra S.Intotdeauna procesele enzimatice necesitapatrunderea S in zona centrala a ghemului statistic enzimatic undese intalneste o structura aranjata spatial capa!ila sa recunoasca si

sa lege S.=odi carea conformatiei ghemului statistic(a unghiurilorrelati e dintre atomii constituenti ai protein-enzimei) determina omodi care a capacitatii S de a patrunde in zona centrala aghemului statistic.0in aceasta cauza enzimele sunt sensi!ile lamodi carea parametrilor de mediu in care se desfasoara procesulcatalitic.'rin intermediul ariatiei factorilor de mediu atat in i o( iata) cat si in itro (sticla la!orator) se poate realiza controlul sireglarea procesului de transormare a S in '.0e regula modi careaparametrilor mediului de reactie se realizeaza in starile patologicein i o si astfel acti itatea enzimatica a unor specii se poatemodi ca su!stantial relati la conditiile normale.Aceste mdi cariale acti itatii enzimatice pot exploatate pentru e identiereadiagnosticului organismului studiat.In itro se indica utilizarea unorconditii de mediu apropiate de conditiile optime de actiune ale


6/24

enzimei a.i. transformarea S in ' dorit sa e e cienta.*onditiile demediu in itro pot reglate atat pt intensi carea procesului detransformare a S in ' cat si pt oprirea catalizei respecti oprireaprocesului de productie.In !iochimie cele 5%% de enzimecunoscute si caracterizate sunt in marea lor majoritate denumite

folosindu-se prescurtari ale denumiriloracestora(#'9 glutamatpiru attransaminaza).0ependent dedomeniul de utilizare al enzimelor acestea sunt utilizate sidenumite de regula dupa numele S sau al procesului la careparticipa protein-enzima.

Structura enzimelor

;a ni elul lantului macromolecular polipeptidic alaturi de *Aenzimatic din zona centrala a ghemului statistic se gasesc si altecentre numite alosterice la ni elul carora actioneaza efectoriialosterici.Interactiile dintre efectorii alosterici si centrul alostericsunt neco alente si re ersi!ile si in urma acestor reactii se realiz omodulare a ghemului statistic in ederea facilitarii sau nu apatrunderii S la ni elul *A al enzimei.4fectorii alosterici sunt de

natura exogena (din mediu) a.i. acestia tre!uie introdusi in modcontinuu in organisme.4fectorii alosterici pot de natura organicasau anorganica.4fectorii alosterici de origine organica se numesccoenzime si sunt formele acti e ale itaminelorhidrosolu!ile.*oenzimele patrund in organismele mamiferelor dinmediu prin intermediul hranei care tre!uie sa e de origine

egetala preponderent si respecti animala.In organismele ii seintalnesc alaturi de structurile enzimatice simple (alcatuite dintr-un singur lant polipeptidic) si specii enzimatice care adoptastructuri cuaternare (poseda doua sau mai multe lanturipolipeptidice dar in numar par) reunite prin intermediul legaturilorneco alente.Aceste structuri cuaternarea determina constituireaenzimelor in forma acti a (holoenzima) pe !aza reunirii formelorinacti e (apoenzime).0ependent de nr de lanturi polipeptidice


7/24

prezente intr-o structura holoenzimica si de modul de interactiuneal acestora pot exista in natura mai multe izoenzime si astfel sede neste polimor smul enzimatic.Izoenzimele sunt !iosintetizatela ni elul aceluiasi tesut sunt transportate prin intermediullichidelor !iologice actioneaza catalitic asupra aceluiasi S insa la

di erse tesuturi dependent de natura mediului (organe diferite).;actatdehidrogenazele(;0 ) catalizeaza transformarea re ersi!ilaa acidului piru ic in acid lactic.;0 sunt tetrameri (sunt alcatuitedin 7 lanturi polipeptidice distincte).In componenta ecareiizoenzime se intalnesc doua tipuri distincte de apoenzime:= si .

= ;0 1 ;0 2 ;0 5 ;0 7

;0 <

*u cat continutul in componenta (heart) este mai mare cu atatizoenzimele adera la ni elul tesuturilor puternic oxigenate (creiersi miocard).*u cat continutul in apoenzima = (muscle) este maimare cu atat izoenzima a actiona la ni elul tesuturilor sla!oxigenate (muschiul scheletic).

Izoenzimele datorita componentei aria!ile in structuripolipeptidice poseda si caracteristici zico-chimice diferite:

sarcina electrica-la ni elul izoenzimelor este determinata de sumaalge!rica a sarcinilor electrice indi iduale determinate de naturagruparilor functionale prezente de-a lungul lanturilorpolipeptidice.'osedand incarcari electrice diferite izoenzimele pot

separate prin electroforeza.In constituirea oligomerului enzimaticparticipa lanturi distincte polipeptidice si cinetica de reactie


8/24

ariaza de la o specie la alta.=ediul de reactie in8uenteazasu!stantial acti itatea izoenzimelor prin intermediul factorului demediu p .p -ul determina gradul diferit de incarcare electrica agruparilor functionale care determina incarcarea electrica diferitaa structurilor oligomerice.+iecare izoenzima poseda inter ale

optime de actiune catalitica in functie de structura interna aacestora.'osedand structuri diferite care se asociaza in oligomeracestea poseda centre alosterice diferite care implica inter entiaaltor structuri de tip coenzima la ni elul acestora in edereaacti arii proceselor enzimatice sau a diminuarii acti itatiienzimatice.Interactiile speci ce dintre lanturile polipeptidice dinoligomer ind diferite de la o izoenzima la alta afecteaza

sta!ilitatea acestora dependent de nr si taria fortelor care suntpuse in joc./ligomerii izoenzimelor poseda structuri proprii si potinduce in mod diferentiat !iosinteza anticorpilor speci ci inorganismele erte!ratelor si astfel poseda antigenitatediferita.'entru enzimele simple (constituite dintr-un singur lantpolipeptidic) iteza reactiei prin care S se transforma in ' ariazacu concentratia S dupa o cur!a de tip hiper!ola echilaterala.In

reprezentarea de tip =ichaelis =enten la concentratii mici ale Sexista o proportionalitate directa intre iteza de reactie si [S ] (reactie de ordinul I) in timp ce la concentratii mari si foarte mariale S iteza reactiei catalitice atinge un maxim care ramaneconstant ca aloare indiferent de cresterea [S ] .Se sta!ileste astfelpt sistemul catalitic iteza max de desfasurare a procesuluicatalitic care este speci ca unui sistem reactant dat.*and seatinge iteza maxima se considera ca intreaga cantitate deenzima este in interactie cu S si oricat de mult S s-ar adaugaenzima nu mai este capa!ila sa interactioneze cu o alta moleculade su!strat si astfel se atinge maximul posi!il.In practicaenzimatica se a rma ca enzima atinge saturarea cu S si dinaceasta cauza se realizeaza con ersia maxima a S in '.In cineticaenzimatica se introduce notiunea de constanta itezei catalitice


9/24

k 2 ca ind iteza procesului catalitic atunci cand concentratia

enzimei este unitara ( v = k 2 × [ E ] ).>nitatea de masura pt k 2 este13s iar 13 k 2 reprezinta ciclul catalitic si are >= secunda sireprezinta inter alul de timp necesar unui mol de enzima pentru a

relua ciclul catalitic (inter alul de timp cat dureaza transformareaa 1 mol de S in ').

Inhibitia

In procesele catalitice inhi!itia presupune diminuarea saudeprimarea acti itatii enzimatice in prezenta unor compusi sau aunor conditii de mediu diferite de conditiile optime speci ce

ecarei enzime.0aca dupa indepartarea inhi!itorului procesulcatalitic se desfasoara in conditii optime inhi!itia este re ersi!ilaiar daca dupa indepartarea inhi!itorului acti itatea enzimei nure ine inhi!itia este ire ersi!ila (enzima este otra ita).

Inhi!itia re ersi!ila se poate desfasura pe mai multecai:competiti a necompetiti a incompetiti a mixta.

In inhi!itia competiti a inhi!itorul poseda o structura apropiata decea a su!stratului si astfel acesta competitioneaza cu S la legareade *A enzimatic.'rocesul competiti depinde de concentratia celordoua specii (inhi!itorul I si su!stratul S) care concureaza la legareala ni elul *A enzimatic si astfel cu cat conc unuia din cei doicompetitori este mai mare cu atat echili!rul se deplaseaza insensul consumarii acestuia.In reprezentarea acti itatii enzimaticein raport cu conc S in cazul in care in sistemul reactant enzimaticexista un inhi!itor I cur!a =ichaelis se aseamana cu cea in care nuexista sistem reactant inhi!itor o!tinandu-se mereu aceeasi

aloare a itezei maxime in schim! odata cu cresterea conc Ia nitatea enzimei pentru S scade (creste in aloare a!soluta?m).In reprezentarea in forma liniara a ecuatiei =ichaelis( 13 f(13@S ) ) se o!tine o familie de drepte care trec prin aceeasi


10/24

aloare 13 vmax iar pe a!scisa se o!tin a nitati distincte ale enzimeiin raport cu @S .

Inhi!itia re ersi!ila necompetiti a-presupune existenta unuiinhi!itor care nu poseda o structura asemanatoare cu a S si astfel

acesta actioneaza la ni elul protein-enzimei in orice zona cuexceptia *A.*u cresterea conc I necompetiti aloarea itezeimaxime a procesului catalitic scade comparati cu iteza maximain conditii neinhi!ate in timp ce acti itatea enzimei in raport cu Sse mentine.In liniarizarea ecuatiei =ichaelis-=enten se o!tine ofamilie de drepte care intersecteaza ordonata la alori din ce in cemai mari cu cat cant de I este mai mare.

'roenzimele (zimogenii) sunt enzime care se !iosintetizeaza su!forma inacti a la ni elul unui tesut este transportate inorganismele ii prin intermediul lichidelor !iologice su! aceastaforma iar in conditii de mediu propice forma inacti a se transformain forma acti a in urma eli!erarii unui segment de peptid ceea cedetermina demascarea *A si facilitarea accesului S la ni elul *Aenzimatic.

=ecanismele catalitice au fost ela!orate in timp pt justi careainteractiei 4-S in ederea transformarii S in '.Se cunosc numeroaseipoteze (mecanisme) in acest sens depinzand atat de natura 4 catsi de natura mediului catalitic.

Ipoteza 1 (a tiparului rigid)

-presupune o pot rivire m axima i ntre S si CA precum se p otriveste cheiain broasca

-in urma recunoasterii si legariiS de creE la niv CA se f ormeaza

complexul ES care d atorita bogatiei energeti ce est e i nstabil si se

transforma repede i n P si enzima libera (disponibila sa reia ciclul

catalitic).


11/24

Ipoteza 2 (a formarii complexului 4S in prez unei coenzime)

In aceasta ipoteza pt realiz interactiei ES este neces modularea structuriiprotein-enzimei in prez unei coenzime care actioneaza la nivelul unui centrualosteric.In urma modularii probabilitatea recunoasterii si legarii S de CAeste maxima si astfel se constituie complexul ES care ulterior pune inlibertate enzima (capabila sa reia ciclul catalitic) si respectiv P si coenzimamodificata .

Ipoteza 5 (cataliza acido-!azica)

Este valabila numai atunci cand la nivelul CA exista grupari functionale cu

caracteristici acido bazice ( NH 2 ,COOH, − SH ,− OH ).Aceste grupari functionale

au capacitatea ca dependent de valoarea p -ului mediului de reactie sa-simodifice gradul de incarcare electrica si astfel alaturi de CA pot sa aparasubstraturi capabile sa preia sau sa transfere protonii si electronii .

Ipoteza 7 (cataliza prin intermediul ionilor metalici)(B)

=etaloenzimele sunt protein-enzime care se !iosintetizeazaconform codului genetic la ni elul celulei si posttranslational (dupa

!iosinteza) la ni celulei !iosintetizatoare este legat prinintermediul co alentelor un cation al unui metal tranzitional(poseda mai multe stari de oxidare completarea electronuluidistincti realizandu-se pe or!ital de tip d).0e la ni celulei!iosintetizatoare complexul 4-cation metalic circula prin lichidele!iologice si la ni tesutului unde se intalnesc conditiile de mediuoptime metalo enzima interactioneaza cu S pe care il transforma

in '.=etalele tranzitionale datorita aria!ilitatii starii de oxidare pottrece dintr-o stare de oxidare inalta pe una joasa (prin acceptarede electroni) si in ers (prin cedare de electroni) si din aceastacauza procesul catalitic desfasurat in prezenta metalo-enzimeloreste de tip redox.4nzimele metal acti ate se !iosintetizeaza caprotein enzime conform codului genetic la ni celular suntcirculate su! forma in care au fost !iosintetizate si la ni


12/24

tesuturilor de actiune tre!uie sa existe in mediu ioni ai metalelordin grupele 1 si 2 principale.In a!senta acestor specii ionicecataliza nu se poate desfasura si la ni celular se poate reglaprocesul catalitic dependent de conc cationului metalic dinmediu.4xplicatia modului de actiune in cazul metal enzimelor

acti ate se refera la faptul ca protein-enzimele poseda excedentede sarcini negati e (in special datorita prezentei gruparii fosfat)care sunt partial neutralizate de prezenta cationilor metalici.

* I=I4 */;/I0A;A

In chimia coloidala se discuta despre existenta sistemelor dispersein care la ni macroscopic se pot constata:

-sistemul este monofazic si fara discontinuitati daca dimensiunilecomponentelor sunt foarte mici

-sisteme disperse compuse din mai multe faze (polifazice) in careapar discontinuitati

In sistemele disperse exista o faza continua in care sunt dispersatemolecule de diferite dimensiuni care in nal determina natura

sistemului dispers.In cazul in care in mediul continuu existadiscontinuitati (sistem polifazic) intre fazele sistemului si mediulde dispersie exista intotdeauna suprafata de separatie cedelimiteaza ecare din fazele componente.Aceste suprafete senumesc interfete si la ni elul lor se produs modi cari !ruste alecaracteristicilor sistemului dispers.

fazamediu de dispersie

interfata

Caracteristicile sistemelor coloidale


13/24

-pot caracterizate prin masa medie a particulelor a8ate insuspensie ca ind un raport intre suma produselor intre nr departicule si masele indi iduale si suma nr de particule din sistem.

n

∑i

(¿¿ i × M i)

∑i

n i

´ M n = ¿

0iametrul mediu al particulelor coloidale este cuprins intre 1-1%%Cm si se calculeaza asemanator cu masa medie a particulelorsu! forma unui raport:

d́ n=∑(ni × d i)

∑ ni

#radul de dispersie (") este un parametru fundamental si secalculeaza prin in ersul alorii diametrului mediu

∆ =1

d́

'articulele coloidale se pot prezenta in coloizi su! doua formedistincte:

-glo!ulara-constituita pe !aza unor compusi macromoleculari careadopta structura tertiara si care sunt solu!ili in mediile apoase.

- !roasa3liniara-constituita de asemenea pe !aza unormacromolecule intalnite in natura dar care adopta preferential o

structura secundara (D helix) sau structura pliata.Acesti compusiconstituie sisteme coloidale datorita insolu!ilitatii lor in mediiapoase:celuloza pectine colagen miosina !rina.Spre deose!irede coloizii glo!ulari (gheme statistice) coloizii liniari au tendinta deim!i!are cu apa atunci cand in in contact cu aceasta deoareceintre apa si gruparile functionale cu caracteristici hidro le(*// / S ) se dez olta interactii de natura Elegaturi de E.In


14/24

urma acestor interactii compusii !rilari3liniari au tendinta sa segon8eze marindu-si olumul de mii de ori conducand la o!tinereaunor compusi cu ascozitate mare sau sisteme semisolide(geluri).*oloizii !rosi pot suporta deformatii mecanice la eforturirelati mici nu pot difuza prin mem!rane si din aceasta cauza

acestia se utilizeaza adesea ca suporturi.Separarea particulelor coloidale

+iltrarea prin mem!rane semipermea!ile se poate realiza spontanprin difuziune simpla dializa osmoza.Sufera aceste procese(neconsumatoare de energie din mediu) componentii din mediulcoloidal care poseda dimeniuni ale particulelor mai mici decat cele

ale ochiurilor de retea ale mem!ranei.

In dializa, osmoza sau difuziune (operatii spontane) se creeaza de o parte si de alta amembranei un gradient de concentratie care determina deplasarea ordonata prin ochiurile dretea membranare a componentelor de la compartimentul cu concentratie mare la cel cuconc mica pana se atinge echilibrul.In procesele spontane nu pot suferi deplasari conform

gradientului acele componente care poseda dimensiuni mai mari ca ale ochiurilor de retea.Particulele se pot separa si prin consum de energie atunci cand sistemului i se adauga dinmediu o forta a.i. acestea sau alte componente din mediu sa se deplaseze prin membranasemipermeabila cu viteza mare.Se pot realiza:centrifugare, ultracentrifugare sau filtrare.

Tensiunea superficiala


15/24

In sistemele coloidale la suprafata de separatie dintre mediu si aer componentele posedaforte de coeziune datorate interactiilor reciproce dintre acestea.Aceste forte, prin comparatcu fortele produse intre componentii coloidali si aer, sunt mai mari. orta de contractieactioneaza intotdeauna perpendicular pe suprafata de separatie.Spre deosebire detensiunea superficiala printre speciile nemiscibile apar suprafete de separatie la nivelul

carora apar tensiuni interfaciale.Coloizi de asociere

-sunt rezultantele prin care moleculele amfifile tind sa interactioneze

Moleculele amfifile poseda o zona extinsa in spatiu puternic hodrofobasi o zona foarte mica hidrofila.Asocierea moleculelor cu caracteristici

amfifile se realizeaza preponderent prin intermediul legaturilorhidrofobe.Interactiile de natura hidrofoba sunt cu atat mai puternicecu cat este eliminata o cantitate mai mare de apa dintremolecule.Moleculele amfifile se asociaza cu formarea unor sistemecirculare care prez inspre interior zonele hidrofobe iar zonele hidrofilese orienteaza inspre exterior in contact direct cu apa.Sistemele

circulare rezultate in urma acestor asocieri se numesc micele si prezintao stabilitate termodinamica relativa in raport cu mediul datorita acestuiaranjament.In sistemele biologice se introduce nr de molecule cucaracteristici amfifile care tind sa se asocieze in vederea constituiriiunor particule distincte.La niv lichidelor biologice cele mai cunoscuteparticule coloidale sunt cele lipoproteice unde fosfolipidele, colesterolul

liber si proteinele se asociaza prin intermediul zonelor hidrofobeorientand zonele hidrofile inspre exteriorul globulului iar in interiorinchid triacilglicerolii !A"# si colesterolul esterificat.Sub aceastaforma triacilglicerolii si colesterolul esterificat pot fi transportati inintreg biosistemul.$oloizii de asociere au caracteristici unitare si pot fielectrolitici sau neionici dependent de natura chimica a componentilor ce


16/24

participa la constituirea acestora.$oloizii electrolitici incarcatielectric# pot fi%anionici-acestia prezentand structuri molec in care

exista grupari functionale libere incarcate negativ −¿ ,sulfat

COO ¿ # si

cationici-poseda structuri moleculare in care exista grupari functionale

incarcate pozitiv.$ea mai cunoscuta este gruparea amoniu + ¿

NH 4

¿

# din

sarurile cuaternare ale azotului.Alaturi de coloizii anionici si cationiciexista si coloizi amfionici-moleculele au caracteristici amfionice gruparifunctionale incarcate atat bazic cat si acid#.$ei mai cunoscuti coloizi aula baza aminoacizi, peptide sau proteine.Atunci cand la niv componentilorcoloizilor de asociere nu exista sarcini electrice libere coloizii sedenumesc &neionici& si deriva de la%acilgliceroli, polietilenoxizi, esteri aizaharidelor si eteri fosfati.

PSE D!C!L!IZI (dispersii heterogene sta!ile)-2clase:suspensiisi emulsii

Suspensiile coloidale presupun existenta unor particulesuspendate intr-o faza continua.0ependent de natura fazeicontinue suspensiile pot :lichide gazoase sau paste.0aca insuspensii lichide si gazoase faza continua este excedentara inraport cu cea dispersa in paste faza continua este prezenta incant foarte mici (doar atat cat componentele solide sa e udate lasuprafata).

4mulsiile-rezulta in urma amestecarii unor lichide nemisci!ile intreele.*a si suspensiile ele presupun existenta unei faze continue siin raport cu aceasta este dispersata su! forma de picaturicomponenta dispersata.0.p.d. . al componentelor participanteacestea pot :apa in ulei sau ulei in apa.In primul caz (apa3ulei)faza continua este cea uleioasa in al doilea caz (ulei3apa) fazacontinua este cea apoasa.4mulsiile prezinta sta!ilitate relati a


17/24

deoarece ele tind sa se transforme in doua faze distincte (aceleacare au fost utilizate initial).'t sta!ilizarea emulsiilor in sistem seadauga agenti tensioacti i cu rol de a mentine picaturiledispersate in faza de dispersie (emulgatori).0ependent deconditiile de mediu si de concentratiile componentilor si de

adaosul de emulgatori emulsiile se pot in ersa din apa3ulei inulei3apa.4mulsiile pot suferi coalescenta:reunirea picaturilor delichid dispersat in picaturi din ce in ce mai mari si astfel emulsiainitiala este distrusa.4cremarea se realiz prin separarea uneiemulsii concentrate in raport cu o emulsie diluata pornind de la oemulsie initiala (smantanire).4mulsiile pot distruse e in conditiispontane (fara inter entii din exterior de la sine) sau nespontane

(pro ocat) prin agitare centrifugare distilare.4mulsii intalnite innatura:lapte latex grasimile din lichidele !iologice particulelelipoproteice.

Sisteme capilare-sistemele coloidale solide3semisolide rezultate inurma gon8ariii in mediu apos a unor structuri polimerice (gelurilemem!ranele).=em!ranele-sisteme disperse laminare care asigurapermea!ilitate selecti a.#eluri-sisteme dispersate 50 rezultateprin inter entia apei din mediu la ni elul gruparilor hidro le li!ereprezente in structura reticulata (hidratarea-proces in urma caruiamasa de macromolecule initial solida se transforma prin cresterea

olumului intr-o masa semisolida.#elurile asigura o suprafatafoarte mare de separatie si in conditii de umiditate ele prezintaelasticitate relati a iar in conditii uscate ele prezinta rigiditatea ansata.

"ezicule#Lipozomi#Nanoreactoare

't a o!tine cantitati aprecia!ile din anumite produse in conditiienzimatice s-a pus pro!lema imitarii celulei.'t acest scop s-apropus utilizarea componentilor cu caracteristici am le indelimitarea unor spatii interne cu caracteristicihidro le.*onstituirea micelelor pe !aza moleculelor am le nu


18/24

poate rezol a aceasta pro!lema deoarece spatiul intern delimitatde spatiul am lic este de natura hidrofo!a.S-a propusconstituirea unui strat du!lu am lic in forma circulara caredatorita organizarii tip du!lu strat lipidic mem!ranar inchide ininterior un spatiu hidro l.Acest sistem circular se numeste lipozom

( ezicula) si daca in interiorul spatiului delimitat de du!lul stratam lic este retinuta o enzima aceasta poseda intreaga acti itateenzimatica in raport cu S speci c deoarece ea nu este legatachimic (prin legarea chimica enzima pierzand acti itateaenzimatica prin modi carea con guratiei si conformatiei si astfelse impiedica accesul S la ni *A).'ro!lema ce tre!uie rezol ata caenzima sa functioneze ca un nanoreactor enzimatic este realiz

difuziei simple a S si a '.Acest lucru se realiz prin utiliz moleculeloram le dar cu certitudine dependenta de natura S si a ' sau prinincastrarea in du!lul strat am lic a unor proteine de tiptransportor capa!ile sa faciliteze transferul in am!ele sensuri a Ssi a ' dar si transferul unor ioni sau molecule mici care sa asiguremediul intern apos pt ca enzimele sa actioneze in conditiioptime.0imensiunile eziculei (nanoreactorului) sunt cuprinse intre

2%-2%%nm.Fanoreactorul inchide enzima li!era in zona centrala siaceasta datorita dimensiunilor foarte mari (macromoleculeglicoproteice) nu poate parasi incinta delimitata de du!lul stratam lic neparasind ezicula prin intermediul proteinei transportorincastrata.4nzima in conditii optime poate actiona asupra S cedifuzeaza dinspre exteriorul nanoreactorului spre interior iar 'conform gradientului de concentratie paraseste incinta intrand inmediul exterior nanoreactorului.S poseda dimensiuni molecularemult mai mici decat ale enzimei si ale '.'e langa folosirea proteineiincastrata ca transportor aceasta poate utilizata si ca receptat ptunii receptori celulari si astfel nanoreactorul poate introdus inorganismele ii pe cale circulatorie sau prin intermediul lichidelor!iologice si sa e receptat doar la ni tesuturilor speci ce proteineiincastrata.Fanoreactorul poate utilizat in cazul tratarii unor !oli


19/24

tintit la ni elul organului afectat si numai la acest ni unde enzimain prez S pune in li!ertate ' care la locul de productie actioneazain ederea eliminarii patologiei.

'articule lipoproteice si implicatiile la ni elul organismului uman

;ipidele preluate de om din mediu prin intermediul alimentatiei sirespecti lipidele !iosintetizate de organismul uman la ni unortesuturi datorita caracteristicilor hidrofo!e nu pot circula prinintermediul lichidelor !iologice su! forma li!era.0in aceasta cauzalipidele in toate lichidele !iologice se organizeaza in prezenta unorglicoproteine su! forma unor corpusculi (particule lipoproteice) siastfel in sistem coloidal pot circula in intregul organism atat in

sensul dinspre intestinul su!tire (unde lipidele se a!sor!) inspretesuturi dar si dinspre tesuturile !iosintetizatoare inspre celeutilizatoare.In organismul uman si in alimentele ingerate de omlipidele constituie clase de sus!tante !ine determinate si cu rolurifunctionale speci ce.Acizii grasi saturati si respecti acizii grasinesaturati tre!uie sa se gaseasca in alimente intr-un raportdefa ora!il acizilor grasi saturati deoarece acestia contri!uie la

constituirea tesuturilor grase prin esteri carea glicerinei siformarea triaciglicerolului (9A#) si respecti cresccolesterolemia.Acizii grasi polinesaturati (uleiurile) in prezglicerinei pot constitui 9A# cu consistenta diminuata fata de aacizilor grasi saturati si sunt factorihipocolesterolemianti.'relucrarea termica a acizilor grasinesaturati determina transformarea con guratiei cis in careacestia se gasesc in conditii naturale in con guratie trans care arecaracteristici hipercolesterolemiante.Acizii polinesaturati pot foarte usor hidrogenati si se transforma in margarina.In margarinaalaturi de acizii grasi saturati rezultati exista si acizi grasi saturatiin con guratia trans si alaturi de acestia produsi dedegradare(acroleina).Su! efectul temperaturii '>+A (acizii grasipolinesaturati in l! engleza:'olG >nsaturated +attG Acids) se pot


20/24

oxida cu oxigen sau ozon formand hidroperoxizi care sunt compusiinsta!ili termodinamic punand in li!ertate relati usor radicalili!eri implicati in dez oltarea ischemiilor !olilor 'ar inson siAlzheimer.+osfolipidele-in pozitia 2 a car!onului din structura loreste prezent acidul arahidonic(cu 2% de atomi de * si 7 leg

du!le).Acidul arahidonic sta la !aza !iosintezei hormonilor locali(eicosanoide).

*iclopentanoperhidrofenantren

*hiar daca majorit. celulelor din organismul uman pot !iosintetizanucleul ciclopentanoperhidrofenantrenic totusi acestea nu il potdegrada(lipsind enzimele speci ce).Acest nucleu sta la !aza

colesterolului si a tuturor hormonilor steroizi.0atoritacaracteristicilor puternic hidrofo!e si a incapacitatii de degradaredin organismul uman nucleul cphf tinde sa se acumuleze la niarterelor sau enelor si astfel participa la dez oltareaaterosclerozei.

In organismul uman colesterolul pe langa posi!ilitatea de a !iosintetizat poate a!sor!it in urma ingurgitarii hranei.0inaceasta cauza hrana utilizata in alimentatie tre!uie sa eadministrata a.i. colesterolemia sa e mentinuta in limitenormale. rana de origine animala contine colesterol iar hrana deorigine egetala nu contine colesterol ci aceasta contine

tosteroli.Acestia in organismul uman la ni intestinului su!tirediminueaza a!sor!tia colesterolului din hrana ingerata si astfelcontri!uie la scaderea colesterolului si la scaderea riscului

aterosclerozei.'articulele lipoproteice prezinta indiferent de natura lor unaranjament asemanator cu al componentelor lipidice siintotdeauna lipidele puternic hidrofo!e or ocupa zona centrala(9A# triacilglicerol colesterolul esteri cat) iar componentelelipidice cu caracteristici foarte sla! polare sau polare (colesterolul


21/24

li!er fosfolipidele) se aranjeaza spre exterior unde interactioneazacu glicoproteinele(apoproteinele)care determina constituireastructurilor glo!ulare care prezinta o sta!ilitate relati a in raportcu mediul.'t om se cunosc 7 tipuri de particulelipoproteice:*= chilomicromH ;0; erG ;o, 0ensitG

;ipoproteinsH;0; ;o, 0ensitG ;ipoproteinsH 0; igh 0ensitG;ipoproteins

Apoproteinele-sunt !iosintetizate la ni intestinului su!tire inprezenta apo 7J (constituenta a *=) la ni catului in prez apo

1%% speci ca ;0; si ;0; si apo A * 0 4 speci ce0;.Apoproteinele e adopta structuri tertiare(ghem statistic) si

constituie apoproteine periferice sau adopta o structura secundara(D helix) si datorita caracteristicilor lor mai sla! hidro le seintalnesc in profunzimea particulelor lipoproteice alcatuindproteinele integrale.In a!senta apoproteinelor particulelelipoproteice nu se pot constitui iar prin intermediul acestoraparticulele lipoproteice sunt trecute la ni celular si in acest modacestea sunt retinute pe suprafata celulei si ulterior internalizatein ederea utilizarii lipidelor din componenta lor.>nele apoproteineau rol enzimatic ind implicate in transformari !iochimice ale unorcomponenti celulari.

*hilomicromi-particule lipoproteice care se constituie la niintestinului su!tire in prezenta apo 7J care se !iosintetizeaza inacelasi tesut.;ipidele constituente ale *= sunt de naturaexogena. olul lor este de transportori a lipidelor inspre cat in

ederea utilizarii lor in scopuri proprii organismului.*aracteristicilefund ale *= se refera la faptul ca contin majoritar in zona centrala

9A# (lipide puternic hidrofo!e) si cantitati relati mici (su!


22/24

si un diametru maxim comparati cu toate celelalte ce poateatinge


23/24

aselor de sange su! forma unor sicane care in timp o!tureazaasele si nu mai permit transportul hranei si oxigenului catre

tesuturi care astfel mor.

'articule 0;-se constitue la ni catului si in zona centrala aacestora se gasesc cantitati foarte mici de colesterol esteri cat(su! 1


24/24

+¿¿

0;

;0;

;0;

*=−¿¿

cursuri partial 2 cfc

Documents