Verbum

АСМАТЫ́ЧНЫ ЦІСК,

дыфузны ціск, лішкавы гідрастатычны ціск раствору, які перашкаджае дыфузіі растваральніку праз паўпранікальную перагародку; тэрмадынамічны параметр. Характарызуе імкненне раствору да зніжэння канцэнтрацыі пры сутыкненні з чыстым растваральнікам пры сустрэчнай дыфузіі малекул растворанага рэчыва і растваральніку. Абумоўлены змяншэннем хімічнага патэнцыялу растваральніку ў прысутнасці растворанага рэчыва. Роўны лішкаваму вонкаваму ціску, які неабходна прыкласці з боку раствору, каб спыніць осмас. Вымяраецца ў паскалях.

Вымярэнні асматычнага ціску пачаў у 1877 ням. батанік В.Пфефер у растворы трысняговага цукру. Па яго даных галандскі хімік Я.Х.Вант-Гоф устанавіў у 1887, што залежнасць асматычнага ціску ад канцэнтрацыі цукру па форме супадае з Бойля-Марыёта законам для ідэальных газаў. Асматычны ціск вымяраюць з дапамогай асмометраў. Статычны метад вымярэння асматычнага ціску заснаваны на вызначэнні лішкавага гідрастатычнага ціску па вышыні слупка вадкасці H пасля ўстанаўлення стану раўнавагі пры роўнасці вонкавых ціскаў P_А і P_Б; дынамічны метад зводзіцца да вымярэння скорасці V усмоктвання і выціскання растваральніку з асматычнай ячэйкі пры розных значэннях лішкавага ціску P = P_А  – P_Б з наступнай інтэрпаляцыяй атрыманых даных да V=0 пры лішкавым ціску Δp, роўным асматычнаму ціску. Па велічыні асматычнага ціску распазнаюць: ізатанічныя, або ізаасматычныя, растворы, якія маюць аднолькавы асматычны ціск (незалежна ад саставу), гіпертанічныя з больш высокім Асматычным ціскам і гіпатанічныя растворы з больш нізкім асматычным ціскам.

Асматычны ціск адыгрывае важную ролю ў жыццядзейнасці жывых клетак і арганізмаў. У клетках і біял. вадкасцях ён залежыць ад канцэнтрацыі раствораных у іх рэчываў. Па велічыні асматычнага ціску вадкасцяў унутр. асяроддзя арганізма (кроў, гемалімфа і інш.) водныя арганізмы падзяляюцца на гіпер-, гіпа- і ізаасматычныя. Сярэдняя велічыня і дыяпазон асматычнага ціску ў розных арганізмаў розныя і залежаць ад віду і ўзросту арганізма, тыпу клетак і асматычнага ціску навакольнага асяроддзя (напр., асматычны ціск клетачнага соку наземных органаў балотных раслін 0,2—1,6 МПа, у стэпавых 0,8—0,4, у дажджавых чарвякоў 0,36—0,48, у прэснаводных рыб 0,6—0,66, у акіянічных касцістых рыб 0,78—0,85, акулавых 2,2—2,3, млекакормячых 0,66—0,8 МПа). У гіперасматычных арганізмаў (прэснаводныя жывёлы, некаторыя марскія храстковыя рыбы — акулы, скаты; усе расліны) унутр. Асматычны ціск перавышае асматычны ціск навакольнага асяроддзя, таму іоны могуць актыўна паглынацца арганізмам і ўтрымлівацца ў ім, а вада паступае праз біял. мембраны пасіўна, у адпаведнасці з асматычным градыентам. У гіпаасматычных жывёл (касцістыя рыбы, некаторыя марскія паўзуны, птушкі) асматычны ціск крыві меншы за асматычны ціск навакольнага асяроддзя. Адноснае пастаянства Асматычнага ціску забяспечваецца воднасалявым абменам праз осмарэгулявальныя органы (гл. ў арт. Осмарэгуляцыя).

Літ.:

Курс физической химии. Т.1—2. 2 изд. М., 1970—73;

Пасынский А.Г. Коллоидная химия. 3 изд. М., 1968;

Гриффин Д., Новик Эл. Живой организм: Пер. с англ. М., 1973.

т. 2, с. 38

БІЯХІ́МІЯ

(ад бія... + хімія),

біялагічная хімія, навука, якая вывучае хім. састаў арганізмаў і хім. працэсы, звязаныя з іх жыццядзейнасцю. Адрозніваюць статычную біяхімію, якая займаецца пераважна аналізам хім. саставу арганізмаў і цесна ўзаемазвязана з біяарганічнай хіміяй і малекулярнай біялогіяй, дынамічную біяхімію, што даследуе працэсы ператварэння рэчываў у арганізме, і функцыянальную біяхімію, якая высвятляе сувязь паміж хім. ператварэннямі малекул і функцыяй клеткі ці органа (механізмы сакрэцыі, мышачнае скарачэнне, перадача спадчынных уласцівасцяў і інш.), а таксама механізмы рэгуляцыі працэсаў жыццядзейнасці. Паводле аб’ектаў даследавання адрозніваюць біяхімію мікраарганізмаў, раслін, жывёл і чалавека. Шэраг раздзелаў біяхіміі вылучаюць у асобныя навук. дысцыпліны: біяхімія вітамінаў, гармонаў, клінічная біяхімія і інш. Асобна ідуць параўнальная і эвалюцыйная біяхімія, якія займаюцца вывучэннем узаемасувязі паміж рознымі жывымі арганізмамі на малекулярным узроўні.

Як асобная навука біяхімія сфарміравалася ў 19 ст. Гісторыя развіцця біяхіміі бярэ пачатак ад аграхімікаў (ням. ўрач і прыродазнавец Парацэльс, 16 ст., і інш.), якія разглядалі жыццядзейнасць чалавека з пазіцый хіміі, увялі ў практыку лячэння шэраг хім. прэпаратаў. У пач. 19 ст. праведзены даследаванні па вывучэнні хім. саставу раслінных і жывёльных клетак, у 1828 сінтэзавана мачавіна (ням. хімік Ф.Вёлер), у 1842 у Германіі выдадзены першы падручнік па біяхіміі (І.Зіман). Ва ун-тах Еўропы, Расіі (Казань, А.Я.Данілеўскі, 1863) адкрыты кафедры біяхіміі. У 2-й пал. 19 ст. назапашаны некаторыя звесткі пра састаў і хім. пераўтварэнні бялкоў, тлушчу і вугляводаў, працэс браджэння (ням. вучоныя Ю.Лібіх, Э.Бухнер, франц. Л.Пастэр), фотасінтэз (К.А.Ціміразеў). Вял. ўклад у развіццё біяхіміі ў Расіі зрабілі М.В.Ненцкі, адзін з заснавальнікаў тэорыі біясінтэзу мачавіны ў арганізме млекакормячых, Я.С.Лондан (распрацаваў метады ангіястаміі і арганастаміі для прыжыццёвага даследавання абменных працэсаў на цэлым арганізме), У.І.Паладзін і Дз.М.Пранішнікаў (вывучалі абмен азоту ў раслінах), А.М.Бах (заснавальнік школы рус. біяхімікаў; даследаваў хімізм фотасінтэзу і акісляльныя працэсы ў клетцы) і інш.

На Беларусі біяхім. даследаванні праводзяцца з канца 19 ст. Цяпер вядуцца ў біял. ін-тах АН Беларусі, НДІ мед. і с.-г. профілю, на адпаведных кафедрах і ў навук. цэнтрах ВНУ. Найб. вядомы працы па біяхіміі фотасінтэзу (Ц.М.Годнеў, А.А.Шлык, А.С.Вечар), глебавых ферментаў (В.Ф.Купрэвіч), біяхіміі мікраэлементаў (В.А.Лявонаў, Ф.Я.Беранштэйн), вітамінаў (Ю.М.Астроўскі), біяхіміі біял. мембранаў (С.В.Конеў), па патахіміі (М.Ф.Меражынскі), біяхіміі апрамененага арганізма (Л.С.Чаркасава). Даследуюцца біяхім. працэсы ў тканках, асобныя праблемы тэхн. біяхіміі, малекулярнай біяхіміі, біяэнергетыкі; вывучаюцца лакалізацыя і ператварэнне рэчываў у клетках і тканках, сувязь паміж будовай біяпалімераў і інш. біялагічна актыўных прыродных злучэнняў з іх функцыямі. Патрабуюць вырашэння праблемы: вывучэнне малекулярных асноў злаякаснага росту, імунітэту, малекулярных механізмаў памяці, асноў рацыянальнага харчавання чалавека і жывёл, малекулярных асноў спадчынных і саматычных захворванняў чалавека, арганізацыі і механізмаў дзейнасці генома, прынцыпаў біял. пазнавання, структуры і функцыі біял. мембранаў, праблемы ўзаемаадносін чалавека і навакольнага асяроддзя.

Літ.:

Основы биохимии: Пер. с англ. Т. 1—3. М., 1981;

Кретович В.Л. Очерки по истории биохимии в СССР. М., 1984;

Ленинджер А. Основы биохимии: Пер. с англ. Т. 1—3. М., 1985;

Биохимия человека. Т. 1—2. М., 1993.

В.К.Кухта.

т. 3, с. 181

БРАДЖЭ́ННЕ,

анаэробны ферментатыўны акісляльна-аднаўляльны працэс расшчаплення (катабалізму) арган. рэчываў, што адбываецца ў жывых арганізмах і эксперым. умовах пераважна пад уздзеяннем мікраарганізмаў або вылучаных з іх ферментаў. Зыходным субстратам для браджэння з’яўляюцца гал. ч. вугляводы, арган. к-ты, пурыны і пірымідзіны. Пры браджэнні ў выніку шэрагу спалучаных акісляльна-аднаўляльных рэакцый вызваляецца энергія, неабходная для жыццядзейнасці арганізмаў, і ўтвараюцца хім. злучэнні, што выкарыстоўваюцца імі для біясінтэзу амінакіслот, бялкоў, тлушчаў і інш. «будаўнічых» кампанентаў цела (некаторыя бактэрыі, мікраскапічныя грыбы і прасцейшыя жывуць толькі за кошт энергіі браджэння). Адначасова назапашваюцца канчатковыя прадукты браджэння: у залежнасці ад віду зброджвальнага субстрату і шляхоў яго метабалізму ўтвараюцца спірты (этанол і інш.), карбонавыя к-ты (малочная, алейная і інш.), ацэтон і інш. арган. злучэнні, вуглякіслы газ, у шэрагу выпадкаў — вадарод. Паводле ўтварэння асн. прадуктаў адрозніваюць браджэнне спіртавое, малочнакіслае, масленакіслае, прапіёнавакіслае, ацэтона-бутылавае, ацэтона-этылавае і інш. Характар і інтэнсіўнасць браджэння, колькасныя суадносіны канчатковых прадуктаў, а таксама кірунак залежаць ад асаблівасцяў яго ўзбуджальніка і ўмоў, пры якіх яно адбываецца (pH, ступень аэрацыі, від субстрату і інш.). Найб. вывучана спіртавое браджэнне.

Спіртавое браджэнне адкрыў франц. вучоны Каньяр дэ ла Тур (1836), які вызначыў, што яно звязана з ростам і размнажэннем дражджэй. Хім. ўраўненне спіртавога браджэння — C₆H₁₂O₆·2C₂H₅OH + 2CO₂ выведзена франц. хімікамі А.Лавуазье (1789) і Ж.Гей-Люсакам (1815). Л.Пастэр (1857) вызначыў, што спіртавое браджэнне выклікаюць толькі жывыя дрожджы ў анаэробных умовах. Ням. хімік Э.Бухнер (1897) высветліў, што яго могуць ажыццяўляць таксама выцяжкі з дражджэй. Пры т-ры, роўнай або большай за 50 °C, працэс браджэння спыняецца. Вылучаны і ідэнтыфікаваны 11 метабалітаў гэтага працэсу — прамежкавых прадуктаў спіртавога браджэння глюкозы і 11 ферментаў, што паслядоўна каталізуюць усе рэакцыі і спіртавога браджэння (сумарнае ўраўненне якога C₆H₁₂O₆ + 2H₃PO₄ + 2АДФ → 2CH₃CH₂OH + 2CO₂ + 2АТФ). Існуе цесная сувязь паміж браджэннем і дыханнем мікраарганізмаў, раслін і жывёл. У прысутнасці кіслароду спіртавое браджэнне прыгнечваецца ці зусім спыняецца. Працэс ператварэння глюкозы ў жывых арганізмах (гліколіз) падобны да спіртавога браджэння і ідзе з удзелам тых жа ферментаў (адметныя рысы ён набывае на апошніх этапах). Зброджванне вугляводаў (глюкозы, ферментатыўных гідралізатаў крухмалу, кіслотных гідралізатаў драўніны) шырока выкарыстоўваецца ў многіх галінах прам-сці з мэтай атрымання этылавага спірту, гліцэрыну і інш. тэхн. і харч. прадуктаў. На спіртавым браджэнні заснаваны прыгатаванне цеста ў хлеба-пякарнай прам-сці, малочнакіслых прадуктаў, вінаробства і піваварэнне. Малочнакіслае браджэнне бывае гомаферментатыўнае (яго асн. прадукт — малочная к-та; выклікаецца бактэрыямі Streptococcus lactis, S. diacetilactis, Lactobacillus delbrückii) і гетэраферментатыўнае (акрамя малочнай утвараюцца бурштынавая і воцатная к-ты, этанол і інш.; выклікаецца бактэрыяй Escherichia coli — кішачнай палачкай). Малочнакіслае браджэнне выкарыстоўваюць пры вырабе кісламалочных прадуктаў, малочнай к-ты, у хлебапячэнні, квашанні агародніны, сіласаванні кармоў і інш. Масленакіслае браджэнне вугляводаў з утварэннем масленай к-ты ажыццяўляюць многія анаэробныя бактэрыі з роду Clostrobium; выкарыстоўваецца для атрымання масленай к-ты, пры вымочванні валакністых раслін (лёну, канапель, джуту і інш.). Ацэтона-бутылавае браджэнне вугляродаў з утварэннем бутылавага спірту і ацэтону (таксама невял. колькасці вадароду, вуглякіслага газу, воцатнай і масленай к-т і этылавага спірту) выклікае бактэрыя Clostridium acetobutilicum; выкарыстоўваюцца для прамысл. атрымання бутылавага спірту і ацэтону, неабходных для хім. і лакафарбавай прам-сці. Некаторыя бактэрыі з роду Clostridium (гніласныя анаэробы) здольныя зброджваць таксама амінакіслоты бялкоў. Гэты працэс мае вял. значэнне ў кругавароце рэчываў у прыродзе. Прапіёнавакіслае браджэнне вугляводаў з утварэннем вуглякіслага газу, прапіёнавай і воцатнай к-т выклікаюць некалькі відаў бактэрый з роду Propionibacterium. На гэтым працэсе заснавана сыраробства. Ёсць віды браджэння, якія суправаджаюцца і аднаўленчымі працэсамі, напр. зброджванне цукру плесневым грыбам Aspergillus niger, які да 90% засвоенага ім цукру ператварае ў лімонную к-ту, што выкарыстоўваецца ў харч. прам-сці для мікрабіял. сінтэзу лімоннай к-ты. Традыцыйна браджэнне называюць таксама кіслародныя акісляльныя працэсы, напр. воцатнакіслае і глюконавакіслае браджэнне, што ажыццяўляюць аэробныя бактэрыі з роду Acetobacter і некаторыя плесневыя грыбы, якія акісляюць этылавы спірт з утварэннем воцатнай, а глюкозу — глюконавай к-т.

Літ.:

Ленинджер А. Основы биохимии: Пер. с англ. Т. 2. М., 1985;

Кретович В.Л. Биохимия растений. 2 изд. М., 1986.

А.М.Ведзянееў.

т. 3, с. 228