Строение и реакционная способность оксо- и оксикислот

 

 

 

 

 

Заключение

В результате выполнения курсовой работы  были решены следующие задачи:

1) изучена научная литература  по данной теме;

2) выявлены основные особенности  строения и реакционной способности  оксо- и окси-кислот;

3) изучены механизмы основных  химических реакций, характерных  для исследуемых классов соединений;

4) сделаны выводы о  применении оксо- и окси-кислот исходя из их химической активности.

Подводя итог нашего исследования, можно сказать, что химические свойства окси- и оксо-кислот представляют широкие возможности для органического синтеза. В этой связи, представляется возможным более детальное и тщательное изучение этого класса соединений.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приложения

Приложение 1

10 фактов о молочной кислоте.

Молочная  кислота имеет плохую репутацию. Многие винят ее в усталости, судорогах  и боли в мышцах. Люди думают, что  молочная кислота это побочный продукт, выработку которого следует избегать любой ценой. Знаете что? Ученые обнаружили, что молочная кислота играет важную роль в выработке энергии во время  физических упражнений. В отличие  от распространенного мнения, молочная кислота не является врагом метаболизма. Наоборот, она обеспечивает топливом многие ткани, помогает использовать пищевые  углеводы, и служит топливом для  печени при производстве глюкозы  и гликогена. На самом деле, выработка  молочной кислоты является естественным способом помочь вам пережить стрессовые ситуации.

Молочная  кислота имеет свою темную сторону. Когда ваше тело производит молочную кислоту, она распадается на ион  лактата (лактат) и ион водорода. Ион водорода является кислотой в молочной кислоте. Он мешает передавать электрические сигналы в мышцах и нервах, замедляет энергетические реакции и ослабляет мышечные сокращения. Жжение, которое вы чувствуете во время интенсивных упражнений, вызвано накоплением ионов водорода. Итак, когда вы чувствуете сильную усталость, не обвиняйте в этом молочную кислоту. Лучше попеняйте на настоящего виновника - ионы водорода.

Вот десять вещей, которые вы должны знать  о молочной кислоте.

1. Молочная  кислота образуется при распаде  глюкозы.

В ходе этого процесса клетки производят АТФ (аденозинтрифосфат), который обеспечивает энергией большинство химических реакций в организме. При образовании молочной кислоты не используется кислород, поэтому этот процесс часто называют анаэробным метаболизмом. Связанное с лактатом производство АТФ является небольшим, но очень быстрым. Это делает его идеальным для удовлетворения потребности в энергии в любое время, когда интенсивность упражнений превышает 50% от максимума.

2. Молочная  кислота не вызывает боль и  судороги в мышцах.

Болезненные ощущения в мышцах на следующий день после интенсивной тренировки вызваны  повреждением мышц и воспалением  тканей, которые происходят после  выполнения упражнений. Большинство  мышечных судорог вызвано нервными рецепторами мышц, которые перевозбуждаются с появлением усталости в мышцах.

 

Многие  атлеты используют массаж, горячие  ванны, а также различные методы релаксации, чтобы избавиться от молочной кислоты в мышцах и тем самым  облегчить боль и прекратить судороги. Эти методы, вероятно, имеют свои преимущества, но избавление от молочной кислоты не является одним из них. Лактат быстро расходуется в качестве топлива во время тренировок и восстановления, а не остается в мышцах, как моторное масло.

3. Организм  вырабатывает молочную кислоту  всякий раз, когда он расщепляет  углеводы для получения энергии.

Чем быстрее будет происходить расщепление  глюкозы и гликогена, тем больше будет образовываться молочной кислоты. Во время отдыха и при субмаксимальных нагрузках организм опирается в основном на жиры в качестве топлива. Тем не менее, когда вы достигаете 50% от максимальных физических возможностей, порога интенсивности для большинства оздоровительных и восстановительных программ, организм как бы переходит невидимую черту и начинает использовать все больше и больше углеводов в качестве топлива. Чем больше углеводов вы используете в качестве топлива, тем больше молочной кислоты вы производите.

4. Молочная  кислота может быть образована  в мышцах, получающих достаточно  кислорода.

По  мере увеличения интенсивности упражнений, вы больше и больше полагаетесь на быстро сокращающиеся мышечные волокна. Для сокращения этих волокон в  основном используются углеводы. Как  уже говорилось, при расщеплении  углеводов для получения энергии, ваши мышцы производят молочную кислоту. Чем быстрее вы идете, тем больше сокращающихся мышц вы используете. Следовательно, вы используете больше углеводов в качестве топлива  и производите больше молочной кислоты. Увеличение молочной кислоты в крови  означает лишь, что скорость попадания  молочной кислоты в кровь превышает  скорость ее удаления. Кислород никак  не влияет на этот процесс.

5. Многие  ткани, особенно скелетные мышцы,  постоянно производят и используют  молочную кислоту.

Уровни  молочной кислоты в крови отражает баланс между производством молочной кислоты и ее использованием. Увеличение концентрации молочной кислоты не обязательно  означает, что производство молочной кислоты увеличилось. Молочная кислота  может увеличиться из-за снижения скорости ее удаления из крови или  тканей.

Производство  молочной кислоты пропорционально  количеству углеводов, расщепленных для  получения энергии в тканях. Всякий раз, когда вы используете углеводы, значительная их часть превращается в лактат. Этот лактат затем используется в тех же тканях в качестве топлива, или перемещается в другие ткани посредством крови и используется для выработки энергии. Быстрое использование углеводов в качестве топлива, например, во время интенсивных физических упражнений, ускоряет производство молочной кислоты. В течение некоторого времени молочная кислота накапливается в мышцах и крови, поскольку она не может быть достаточно быстро использована в качестве топлива. Однако если вы замедлите темп упражнений или прекратите тренировку, скорость использования лактата для выработки энергии быстро сравняется со скоростью его производства.

Доктор  Джордж Брукс, профессор кафедры интегративной биологии Калифорнийского университета в Беркли, описал динамику производства и использования молочной кислоты в обмене веществ в своей «Теории оборота лактата». Эта теория описывает центральную роль молочной кислоты в углеводном обмене, и ее значение в качестве топлива для метаболизма.

6. Организм  использует молочную кислоту  в качестве биохимического «посредника»  для метаболизма углеводов.

Углеводы, содержащиеся в продуктах питания, перевариваются и поступают через  кровообращение из кишечника в печень в основном в виде глюкозы (сахара крови). Однако, вместо того чтобы попадать в печень в виде глюкозы и превращаться непосредственно в гликоген, большая  часть глюкозы из пищевых углеводов, минуя печень, поступает в общее  кровообращение, достигает мышц и  превращается в молочную кислоту. Молочная кислота затем возвращается в  кровь и перемещается обратно  в печень, где она используются в качестве строительного материала  для образования гликогена в  печени. Организм производит большую  часть гликогена в печени скорее косвенно из молочной кислоты, а не напрямую из глюкозы.

Ученые  называют процесс превращения гликогена  в печени из молочной кислоты «парадоксом  глюкозы». Эта теория была сформулирована известным биохимиком доктором Дж.Д. МакГарри и его соратниками. Это показывает важность роли молочной кислоты в углеводном обмене.

7. Во  время соревнований на выносливость, таких как марафон и триатлон, уровень молочной кислоты в  крови стабилизируется, несмотря  на то, что производство молочной  кислоты увеличивается.

Это происходит потому, что способность  организма производить молочную кислоту сопровождается возможностью использования ее в качестве топлива. Во время гонки существенно увеличивается  скорость потребления и использования  глюкозы мышцами, а также расщепления  гликогена. Увеличение скорости углеводного  обмена способствует увеличению производства молочной кислоты в мышцах, что также приводит к увеличению содержания молочной кислоты в крови.

Поскольку организм направляет кровь к работающим мышцам, он может перемещать лактат в другие ткани и использовать его в качестве топлива. Это снижает уровень молочной кислоты в мышцах и крови, даже если вы будете продолжать производить большое количество молочной кислоты. Тем не менее, вы часто можете почувствовать, что бежать или делать физические упражнения стало легче. Этот обычно называется «вторым дыханием».

Ученые  используют радиоактивные индикаторы, чтобы проследить модели использования  топлива в крови и мышцах. Их исследования показывают, что во время  тренировки производство и удаление молочной кислоты возрастает на 300-500 процентов по сравнению с показателями, когда тело находится в покое, даже если потребление кислорода  стабилизировалось на субмаксимальном уровне.

8. Сердце, медленно сокращающиеся мышечные  волокна и дыхательные мышцы  предпочитают использовать лактат в качестве топлива во время упражнений.

Например, в сердце поглощение лактата увеличивается во много раз при увеличении интенсивности упражнений, при этом уровень усвоения глюкозы остается неизменным. Ткани поглощают лактат быстрыми темпами, чтобы удовлетворить свою потребность в энергии.

9. Молочная  кислота является очень быстрым  топливом, которое может увеличить  работоспособность спортсменов  во время тренировок.

После приема богатой углеводами пищи концентрация глюкозы и молочной кислоты в  крови увеличивается. Однако концентрация молочной кислоты в крови увеличивается  незначительно, так как она очень  быстро удаляется. Организм преобразует  глюкозу, вещество, удаляющееся из крови  очень медленно, в лактат, вещество, которое и потребляется и выводится очень быстро. Использование молочной кислоты в качестве «посредника» для переработки углевода помогает избавиться от углеводов без увеличения уровня инсулина или стимулирования синтеза жиров. Во время выполнения упражнений вы не хотите, чтобы уровень инсулина увеличивался, поскольку он снижает доступность углеводов, которые являются жизненно важными для обмена веществ во время интенсивных тренировок.

Почему  молочная кислота так важна для  регулирования обмена веществ? Точный ответ неизвестен, тем не менее, существует несколько физиологических причин. Молекулы молочной кислоты, в отличие  от глюкозы и других видов топлива, имеют меньший размер, что обеспечивает лучший обмен между тканями. Они  движутся через клеточные мембраны с помощью процесса, называемого «облегченный транспорт». Другим видам топлива нужны переносчики с меньшей скоростью движения, такие как инсулин. Кроме того, лактат производится в мышцах быстро и в больших количествах, а затем выбрасывается в общее кровообращение. Мышечные клетки с большими запасами гликогена не могут высвободить значительные количества такого потенциального источника энергии, как глюкоза, потому что мышцам не хватает ключевых ферментов, необходимых для создания свободной глюкозы, которая может быть выпущена в кровь.

Используя лактат для возмещения потери жидкости, напиток предоставляет быстрое топливо, которое обеспечивает организм энергией во время выполнения интенсивных физических упражнений. Причины для включения лактата в состав спортивных напитков достаточно просты. Организм и так преобразует основное количество углеводов в лактат, так почему бы не ввести сразу лактат, минуя процесс расщепления? Лактат, содержащийся в напитке, может быть быстро использован большинством тканей организма и служит готовым строительным материалом для образования гликогена в печени во время восстановления.

10. Правильно  организованный тренировочный процесс  может ускорить удаление молочной  кислоты из мышц.

Это может быть достигнуто за счет высокой  интенсивности упражнений, правильно  рассчитанных перерывов между тренировками и градации нагрузок. Спортсмены и  тренеры должны научиться эффективно использовать молочную кислоту. К счастью, большинство программ обучения включает упражнения, необходимые для ускорения удаления лактата. Тренировочные программы должны развить в вашем организме способность выводить молочную кислоту во время соревнований.

Скорость  образования и удаления молочной кислоты увеличивается, если вы ускоряетесь  во время бега, езды на велосипеде или  заплыва. Чтобы улучшить способность  использовать лактат в качестве топлива при выполнении физических упражнений, необходимо увеличить выработку молочной кислоты во время тренировки. Большое количество молочной кислоты в вашем организме во время выполнения упражнений стимулирует организм вырабатывать ферменты, которые ускоряют использование молочной кислоты в качестве топлива.

Высокоинтенсивные тренировки с правильно рассчитанными  интервалами помогут сердечнососудистой системе приспособиться к нагрузкам, что будет способствовать увеличению доставки кислорода к мышцам и  тканям. Следовательно, у вашего организма  меньше необходимости расщеплять углеводы на молочную кислоту. Кроме того, улучшенное кровообращение помогает ускорить перенос молочной кислоты в ткани, которые могут удалить ее из крови.

Правильная  градация нагрузок вызывает мышечную адаптацию, которая ускоряет удаление лактата. Тренировки на преодоление дистанции (бег, езда на велосипеде, плавание) увеличивают кровоснабжение мышц и митохондриальный потенциал. Митохондрии - это структуры внутри клеток, которые перерабатывают топливо, потребляют кислород и производят большое количество АТФ. Большой энергетический потенциал мышц увеличивает использование жирных кислот в качестве топлива, что снижает образование лактата и ускоряет его удаление.