Биологиялық азот. Азот тотығы медицинада

Азот тотығы медицинада немесе медицинадағы нитротин туралы. Барлық кезеңде өзінің тарихи даму әлем халқы үнемі шешеді возникающую қамтамасыз ету проблемасын өздерін азық-түлікпен. ХХ ғасырда қарқынды әдістері жер пайдалану мүмкіндік берді ауыл шаруашылығы дақылдарының өнімділігі мен мал өнімділігі, қолдану есебінен минералдық және органикалық тыңайтқыштар, өсімдіктерді химиялық қорғау құралдары, асыл тұқымды жұмыс. Бұл болып табылады оң фактор шешуге азық-түлікпен қамтамасыз ету. Алайда неразумное өндірісте химиялық заттарды, жеткіліксіз тиімді тәсілдері мал шаруашылығы қалдықтарын кәдеге жарату, тиімсіз пайдалану, органикалық тыңайтқыштарды қарқынды пайдалану, ауыл шаруашылығы жерлерін есепке алмағанда, құнарсыздануы жердің құнарлы қабатын әкеледі шиеленісуіне жалпы экологиялық жағдай. Осыған байланысты өткір мәселе туралы ауыл шаруашылығы өндірісіндегі, үйлесімді сочетающемся қоршаған ортамен немесе, кем дегенде емес наносящем оған зиян. Мәселелері қоршаған ортаны ластау салдарынан химикаттарды қолдану жасалады, мысалы, — несовершенстве ұйымдастыру формаларын, технологияларын, оларды тасымалдау, сақтау, қолдану, технологиясы бұзылған енгізілген ауыспалы егістікте және жеке (соның ішінде неумеренное немесе теңгерімсіз) жетілмегендігі, өздерінің препараттарды, олардың химиялық, физикалық және механикалық қасиеттері, және тағы басқалар.
Жағымсыз әсері минералды тыңайтқыштар мен пестицидтердің қоршаған табиғи ортаға мүмкін ең әр түрлі, бұл топырақтың ластануы, жер үсті және жер асты суларының, өнім және т. б. тыңайтқыштарды Енгізу ескертуі тиіс известкование почв, ол төмендетеді почвенную қышқылдығы және жақсартады тыныс-тіршілігін микрофлораның.
Ұлғайту доза азот тыңайтқыштар әкеледі арттыру мазмұны нитраттар өндірілген өнім. Маңызды қабылдаумен төмендету нитратного ластанған ауыл шаруашылығы өнімдерін енгізу болып табылады жеткілікті толыққанды органикалық тыңайтқыштар (көң, компосты, сидераты).
Биологиялық азот қарағанда минералдық тыңайтқыштарды қолданғанда өсімдіктер бірте-бірте ауысады өсімдік қалдықтарын топырақ жамылғысы, сондықтан аз шақырылады жасайды аз алғышарттар жинақтау үшін нитраттар өсімдіктер.
1. Биологиялық азот табиғатта және ауыл шаруашылығында
Арасында органогенных азот элементтерінің бірін атқарады маңызды рөлін өмірінде өсімдіктердің қарамастан құрғақ массасы өсімдік ұлпаларының оның бар барлық 1-3%. Төмен өнімділігі көптеген ауыл шаруашылығы дақылдарын жиі анықталады кемшілігі дәл азот. Қалыптастыру үшін астықты дәнді дақылдардың бір гектардан қажет 150-200 кг азот өсімдіктер үшін қол жетімді минералды нысан жалпы мазмұны, оның топырақтағы 5-тен 15 т-1 га. Жетіспеушілігі кезінде азот ортасы тежеледі өсімдіктердің өсуін, ослабляется білім бүйір қашу және кущение у дәндері байқалады мелколистность.
Бірі ерте көріністерінің азот тапшылығы — бозғылт-жасыл бояу жапырағы, туындаған төмендеуі синтез хлорофилла. Ұзақ азотты ашығу әкеледі гидролизу белоктар мен бұзылуына хлорофилла ең алдымен төменгі, неғұрлым ескі жапырақтарда және кетуіне еритін азот қосылыстары неғұрлым жас листьям. Бұзылу салдарынан хлорофилла бояу төменгі жапырақтары түріне байланысты өсімдіктер иеленеді сары, қызғылт сары немесе қызыл реңді, ал қатты айқын азотном тапшылығы пайда болуы мүмкін некрозов (омертвление). Азотты ашығу әкеледі кезең вегетативті өсу және одан ерте созреванию тұқым. Неге сұрақ көздері туралы азот өсімдіктер үшін үлкен қызығушылық танытуда.
Өсімдіктер тұтынады негізінен топырақ азот, әрі тіпті егер топыраққа енгізіледі, жоғары доза минералды азот, т. б. бұл ықпал етеді минералдану органикалық заттар топырақ. Мысалы, өсімдіктер жүгері орташа бастайды астық 35 ц/га және вегетативтік массаның 50 ц/га шығарады 1 га шамамен 85 кг азот. Сауатты жүргізу егіншілік білу қажет, қандай қорлар азоттың топырақта және қандай айналдыру онымен болып табылады.
Жалпы қоры азот пахотном қабатындағы түріне байланысты топырақ. Олар құрайды (т/га): дерново-ал құмдауытты жəне күлденген жерлерде -1,5-6, қара топырақты — 6-15, шымтезек — 16-20, құмды және жеңіл құмайт — 0,9-2. Негізгі массасы азот ұсталады шектелген заттардағы топырақ, ол тұрады гумусовых және негумифицированных заттар өсімдіктерден және жануарлардан алынатын. Бір тонне гумусы бар 30-дан 60 кг азот. Болмашы бөлігі ғана азот құрамына кіреді бейорганикалық қосылыстардың нитратной және аммонийной нысандары қабілетті усваиваться өсімдіктер.
Жасау үшін қол жетімді тамақтандыру үшін өсімдіктердің негізгі қорлар азот гумусе қажет таратуға органикалық зат топырақ. Бұл процесс қатысуынсыз мүмкін әр түрлі микроорганизмдер.
Процесі айналдыру органикалық азоттың топырақ NН4+ деп аталады аммонификации. Ол жүзеге асырылады гетеротрофными микроорганизмдермен (тамақтанады дайын органикалық заттармен) және схемалық ұсынылуы мүмкін төмендегідей:
органикалық азот топырақтың ® RNН2 + СО2 + жанама өнімдер, RNН2 + Н2О = NH3 + RОН, NН3 + Н2О = NH4+ + ОН-.
Биологиялық тотығу NН3 немесе NH4+ NO3 — деп аталады нитрификацией.

Бактериялар бірінші кезеңін окисляют аммиак дейін азотистой қышқылы:
2NH3 + 3O2 = 2HNO2 + 2H2O.
Оларға бактериялар келесі босану: Nitrosomonas, Nitrosocystis, Nitrosolobus, Nitrosospira. Оның ішінде ең зерттелген түрі Nitrosomonas europaea. Жасушалар түрінің бактериялар, әдетте, сопақ (0,6-1,0 ґ 0,9-2,0 мкм), көбейтіледі бинарным бөлумен (сур. 1). Даму процесінде сұйық ортада байқалады жылжымалы нысандары бар бір немесе бірнеше талшықтарын, қозғалмайтын нысандары, немесе зооглеи (колония жасушалар, окруженные слизью).
Барысында екінші фазаның пайда болған азот қышқылы дейін тотығады азот:
2HNO2 + О2 = 2НNO3.
Арасында бактериялардың жүзеге асыратын бұл айналдыру, оның үш түрі бар: Nitrobacter, Nitrospina, Nitrococcus. Басым бөлігі зерттеулер жүргізілді әртүрлі штаммдарының Nitrobacter, олардың көпшілігі жатқызылуы мүмкін түрі Nitrobacter winogradskyi. Олардың жасушалары овально-грушевидной формы, ішкі чашеподобная құрылымы нескольких; көбейтіледі көбінесе почкованием пайда болатын еншілес клетка подвижна, т. б. бар талшығы бар.
Азот қышқылы топырақтағы жинақталмайды, т. б. екі топтың бактериялар, әдетте, жұмыс істейді дәйекті. Жыл сайын минерализуется 0,4-4 т/га органикалық заттар топырақты, негізінен гумусы. Нәтижесінде түзіледі 20-дан 200 кг/га минералды азот. Осылайша, топырақта жиналады иондары NH4+ және NO3-, азот олар үшін қол жетімді усваивания өсімдіктер.
Иондары NH4+ тым подвижны, жақсы адсорбируются анионами, қиын вымываются жауын-шашын, сондықтан топырақ ерітіндідегі олардың концентрациясы салыстырғанда айтарлықтай жоғары, NO3-. Топырақта, бай глинистыми минералдар, құрамындағы азот нысан NH4+ жетуі мүмкін 2-3 т/га. жоғарғы қабаттарында топырақ тіркелген азот NH4+ 5-6% — ды құрайды жалпы мазмұнын азот топырақта, одан терең қабаттарда жоғары мазмұны сазды бөлшектер — 20% — ға дейін және одан да көп.
Аниондар NO3-, керісінше, подвижны, жаман тіркеледі топырақта, оңай вымываются топырақ сулары неғұрлым терең қабаттарына және су қоймалары. Нитраттардың топырақта әсіресе артады көктемде, қашан жағдай жасалады, благоприятствующие қызметін нитрифицирующих бактериялар. Саны азот NO3 — топырақ ерітіндісінде қатты байланысты түрленеді жылдамдығы сіңіру нитраттардың өсімдіктерге қарқынды микробиологиялық процестер мен процестер іске асады.
Ескере отырып, вышеприведенную сипаттамасын нитраты-аниона, ал бактериялар-нитрификаторы окисляют ғана емес, аммонийлік азот органикалық емес, NH4+, тыңайтқыш, ауыл шаруашылығында қолданады ингибиторлары нитрификации. Бұл химиялық заттар (нитропиридин, дидин, N-serve, АМ-этридиазол, АТЅ-этридиазол, ТХМП, АТГ), енгізу кезінде оларды топыраққа аз мөлшерде (0,5-2% доза азот тыңайтқыштар) сайлау подавляют тіршілігін нитрифицирующих бактериялардың жүзеге асыратын бірінші кезең нитрификации, яғни тотығу аммиак дейін нитраты. Бұл әкеледі уақытша (30-60 күн) жинақтау минералды азот аммонийной. Сонымен қатар, пайдалану тежегіштерін нитрификации төмендетеді жинақтау нитраттар көкөністер мен жемістер.
Қорлар азот ауада орасан, олар құрайды 75,6% массасы бойынша немесе 78,09% көлемі бойынша. Есептеуінше, бұл шамасы жетеді 41015 т молекулярлық азот. Алайда, молекулалық азот өзі сіңіріледі жоғары өсімдіктер.
Химиялық байлау N2 нысанында иондар NH4+ және NO3 — саны аз кезінде болады фотохимических процестер мен электроразрядах өтті. Саны байланысқан азот, попадающего бұл ретте топыраққа атмосфералық жауын-шашынмен, аз (1-ден 30 кг/га).
Биологиялық азотфиксации қабілетті қалай еркін өмір сүретін микроорганизмдер (роды Azotobacter, Beijerinkia, кейбір штамдары Clostridium, фотосинтезирующие бактериялар түрі мен цианобактериялардың Tolypothrix tenius), сондай-ақ симбиотические жоғары өсімдіктермен (роды Rhizobium, Franrkia, Nostoc).
Алғаш рет анаэробты спороносная свободноживущая бактерия қабілетті тіркеу азот бөлінді Виноградским 1893 ж. қазақстанда атындағы құрметіне Луи Пастердің — Clostridium pasteurianum. Осы мақсат үшін, ол қойды тәжірибесі анаэробты жағдайларда және алды ортаны құрайтын глюкоза және кейбір тұздары, бірақ мүлдем қамтитын байланысқан азот да органикалық не минералды нысан мүмкіндік берді дамып, осы ортада ғана бактериям, меңгереді азот ауадан.
Жасушалар Clostridium pasteurianum ірі, веретенообразные, ұзындығы 2,5-7,5 мкм, ені 0,7-1,3 мкм. Жас жасушалары подвижны, жгутики бар, плазма олардың гомогенна, қартаю кезінде ол түйіршіктелген.
Кейінірек, 1901 ж., М. Бейеринк ашты басқа свободноживущую бактерию Azotobacter chroococcum.
Свободноживущие азотфиксаторы — гетеротрофы мұқтаж углеводном қоректену көзі, не байланыстырады олардың қонысы түп-тамырымен жоғары өсімдіктер микроорганизмдер бар, қабілетті разлагать целлюлоза мен басқа да полисахаридтер. Ауылшаруашылық маңызы свободноживущих азотфиксаторов тым көп. Желқабаз жыл сайынғы бақылау, олар азот құрайды, әдетте, бірнеше килограмм бір гектар. Үлкен қызығушылық үшін ауыл шаруашылығы ұсынады түйнек бактериялар түрлі Rhizobium тұратын симбиозе бастап бұршақты өсімдіктермен және бекітуші орташа алғанда 100-ден 400 кг/га азот.
Атауы түрлі бактериялардың орын екі грек сөздерінен: rhizo — тамыр, bio — өмір. Үшін клубеньковых бактериялардың тән поразительное нысандарының алуан түрлілігі — полиморфность. Жас түйнек бактериялар, әдетте, таяқша тәрізді тізбектелген (0,5-0,9ґ1,2-3,0 мкм), қимыл-қозғалыс, бөлумен көбейеді. Жасушаның осы бактериялардың старея өзгертеді, нысанын, утолщаются, ветвятся. Бұл олардың даму сатысы деп аталады бактероидной (сур. 3).
Басқа бұршақ тұқымдас өсімдіктердің белгілі шамамен 250 түрі басқа тұқымдастығы, небобовых, сондай-ақ қабілетті симбиотической азот фиксациялау (ольха, шырғанақ, жиде, восковница, лисохвост және т. б.).
Қандай бейнемен айналдыру молекулалар азот аммиачную нысаны? Молекуласы азот двухатомна арасында байланыс атомдарымен үш, сондықтан энергиясы термиялық диссоциации молекулалары N2 үлкен (941,64 кДж/моль). Ажырату үшін, бұл байланысты, мысалы, аммиак алу, талап етілетін қысымы 30 МПа, температурасы шамамен 500 °С, катализатор тұратын Fe, белсендірілген К2О, Аl2O3, СаО және т. б.

Молекулярлық азот байланысады және қалпына келтіріледі » Мо-Fe-белке, ал Fe-белок көзі болып электрондар үшін осы процесс. Процесіне биологиялық азотфиксации сондай-ақ қажет тұрақты ағыны түрінде энергия АТФ (аденозинтрифосфорная қышқылы). Бұл арқасында қамтамасыз етіледі тыныс және брожению болып жатқан өзгерістер микроорганизмдер немесе нәтижесінде фотосинтез азот
Мысалы, Аzobасtеr байланыстыру үшін 15 мг N2 жұмсайды тыныс алуы 1 г қант, Clostridium pasteurianum — 5-6 ж. Симбиотрофные түрдегі бактериялар Rhizobium көзі ретінде АТФ пайдаланылады өнімдері фотосинтез өсімдік-иесі түсетін тамыр жүйесіне жапырақтары, әрі пайдаланудың тиімділігі, энергетикалық субстраттарды оларда қарағанда айтарлықтай жоғары свободноживущих азотфиксаторов.
Ескере отырып, жоғары тиімділігі мен экологиялық қауіпсіздігі, биологиялық азотфиксации, микробиологами құрылды, бірқатар бірегей бактериялық тыңайтқыштар үшін ауыл шаруашылығы дақылдарын ашық және қорғалған топырақтағы: агрофил (барлық көкөніс дақылдарының, оның ішінде топырақ), азоризин, ризоагрин, ризоэнтерин, флавобактерин (ашық топырақтағы көкөністер, қант қызылшасы, картоп), лизорин (картоп, қызанақ) және т. б. Негізгі толтырғыштар (субстрат) осы бактериялық препараттар болып табылады простерилизованный шымтезек ылғалдылығы 45-55% — ға, арнайы органикалық және минералды қоспалармен қамтамасыз ететін оңтайлы жағдайлар үшін өсу және көбею белгілі бір штамм бактериялар. 1 г осындай препарат бар 5-10 млрд жасушаларының белсенді штамм бактериялар.
Өңдеу кезінде тұқым, түйнектер немесе көшетті (әрі препараттың бір гектарға мардымсыз, мысалы, өңдеу үшін картоп түйнегі жеткілікті барлығы 900 г) жүреді, тез санының өсуі келтірілген залалдарды бактериялар. Қолайлы жағдай болғанда, бұл деген әрекет 40-70 кг минералды азот гектарда себу, енгізуге мүмкіндік береді аз минералды азот және сол арқылы қоршаған ортаның ластануын төмендетуге оксидами азот, ал өсімдік өнімдерінің нитраттармен. Соңғы зерттеулер гендік инженерия орнатылған құрылымы мен оқшаулау гендердің азотфиксации, жүзеге асырылды, оларды көшіру из азотфиксирующей бактериялар ішек таяқшаны, содан кейін пайда болады қабілеті азотфиксации. Әзірлеу осы саладағы бағытталған іздеу мүмкіндіктерін гендерді азотфиксации жоғары өсімдіктер мүмкіндік құтылу қолдану азот тыңайтқыштар.
2. Азот тотығы медицинада
1992 ж. журнал «Science» деп атады азот тотығы (NO) молекула, бірақ әлі 6 жыл, әзірге ғалымдар, сыгравшие ерекше рөлін, оның зерттеу алды лайықты марапат: 10 желтоқсан 1998 ж. Стокгольмде (Швеция) үш ғалым АҚШ-Роберту Ф. Ферчготту, Луису Дж. Игнарро және Фериду Мураду медалі Нобель сыйлығы, 1998 жылы физиология мен медицина саласындағы.
Доктор Ф. Ферчготт, профессор, фармакология Мемлекеттік университеті, Нью-Йорк (Бруклин), бастады, зерттеулер 1980 ж. әкелді анықтау азот тотығы бар. Тырысып келісу алынған деректер туралы әр түрлі сипаты әсер дәрілік препараттардың қан тамырлары, ғалым деген тұжырымға келді эндотелиальные жасушалары әзірлейді неизвестную бұрын «сигналдық молекула бар», заставляющую сергіту тегіс бұлшық жасушалары тамырларының. Ол атады, бұл молекула бар эндотелийзависимым релаксирующим фактор (EDRF).
Доктор Ф. Мурад, қазіргі уақытта басқаратын бөлімшесі интегративті биология медицина факультетінің Техас университетінде (Хьюстон), ізденіп, әсер ету механизмі нитроглицерин. 1977 ж. университетте жұмыс Вирджиния, ол тауып, бұл нитраттар ықпал босату азот тотығы бар, ол босаңсытып тегіс бұлшық жасушалары келтіріп, кеңейту ыдыстар.
Доктор Л. Игнарро, қазіргі уақытта профессор фармакология медицина факультетінің Калифорния университетінің (Лос-Анжелес), нәтижесінде сериясы зерттеулер келіп, 1986 ж. деген тұжырымға эндотелийзависимый рақаттандырады фактор идентичен азот тотығы бар.
Нобель сыйлығымен марапатталды өжет ғалымдардың күш бағытталған растау басты процестер, реттеу, артериялық қысымды, иммунитетті және орталық нерв жүйесінің қызметі.
Бұл рөлін азот тотығы ретінде таратқыштың сигналдарды жүрек-қан тамырлары мен жүйке жүйелерінде белгілі болды шамамен 20 жыл бұрын, осы білімнің клиникалық тәжірибеде ғана басталады.
Азот тотығы — газ тәрізді қосылыс еркін неспаренным электронды түрде тапсыру. 1987 жылы табылған, бұл азот тотығы синтезируется әр түрлі жасушаларының сүт қоректілерге (соның ішінде адамға). Тотығу атомом оттегі амин қышқылы L-аргинин қатысуымен арнайы ферменттің (NO-синтазы) әкеледі азот тотығы бар. Донатором азот қызмет етеді азотсодержащая бүйір тізбек L-аргинин. Сұйық орталарда макроорганизма азот тотығы танытады, өз бактерицидность көрсетеді, оған түрлі физиологиялық әсер ету. Ашу внутриклеточного синтезі азот тотығы әкелді табу бұрын белгісіз реттеуші жүйесінің организм сүтқоректілер — жүйесін азот тотығы бар. Анықталғаны, созылмалы тапшылығы азот тотығының ағзасында дамуына соқтырады, артериялық гипертония, созылмалы артық — аутоиммунды аурулар. Табылды, деп синтезі азот тотығының аз тәуелді тотық қосылыстарын синтездеу. Синтезінің жылдамдығын азот тотығының макроорганизме өзгеруі мүмкін бірнеше рет. Қатты гиперпродукция азот тотығы — жиі серігі, ауыр ағымы, әртүрлі қатты аурулардың. Маңызды тетігі гипотония шок кезінде деп санайды күрт арттыру синтездеу, азот тотығы, төмендету оның гиперпродукции жұмсайды елеулі орын шокқа қарсы терапия. Дәлелденсе, глюкокортикоидтар ескертеді дамыту гиперпродукции азот тотығының қатты аурулары болған кезде, бірақ мүмкін емес тоқтату қазірдің өзінде начавшуюся оның гиперпродукцию.
Азот тотығы арттырады неспецифическую резистенттілік макроорганизма, әсіресе внутриклеточным патогенам. Препараттар-интерферон индуцировать қабілетті эндогенді синтезі азот тотығының макроорганизме. Қазіргі уақытта бұл көреді тетігі емдік әрекеттер интерферондар созылмалы және ұзаққа созылған инфекциялар.
Осылайша, білім-қасиеттері туралы тотығы азот және онымен байланысты ферменттер негіз болды препараттарды әзірлеу кезінде қолданылатын бірқатар аурулар (Альцгеймер дейін, артериялық гипертония).
биологиялық азот тотығы
Қорытынды
Осылайша, биологиялық азот маңызы зор, табиғатта және ауыл шаруашылығында. Айырмашылығы минералдық тыңайтқыштар ол оны пайдалану кезінде өсімдіктер бірте-бірте ауысады өсімдік қалдықтарын топырақ жамылғысы, сондықтан аз шақырылады жасайды аз алғышарттар жинақтау үшін нитраттар өсімдіктер. Төмен өнімділігі көптеген ауыл шаруашылығы дақылдарын жиі анықталады кемшілігі дәл азот. Ұзақ азотты ашығу әкеледі гидролизу белоктар мен бұзылуына хлорофилла ең алдымен, төменгі жапырақтарда өсімдіктер мен кетуіне еритін азот қосылыстары неғұрлым жас листьям.
Азот тотығы сонымен қатар маңызды рөл атқарады түрлі ауруларды емдегенде.
Пайдаланған әдебиеттер тізімі
Аринушкина Е. В. Руководство по химиялық талдау топырақ. М., МГУ, 1970

Добавить комментарий

Your email address will not be published.