Verbum

АНАЛІТЫ́ЧНАЯ ХІ́МІЯ,

навука аб прынцыпах і метадах вывучэння саставу рэчываў. Уключае тэарэт. асновы хім. аналізу, метады вызначэння кампанентаў у рэчывах ці матэрыялах, сістэм. аналіз канкрэтных аб’ектаў. Тэарэт. асновы аналітычнай хіміі — метралогія хім. Аналізу (апрацоўка вынікаў); вучэнне аб адборы і падрыхтоўцы аналітычных проб, складанні схемы і выбары метадаў, прынцыпах і шляхах аўтаматызацыі аналізу. Аналітычная хімія звязана з дасягненнямі фізікі, матэматыкі, біялогіі, розных галін тэхнікі. Асаблівасць аналітычнай хіміі — вывучэнне індывід. спецыфічных уласцівасцяў і характарыстык аб’ектаў. У залежнасці ад мэты аналізу адрозніваюць якасны аналіз і колькасны аналіз; у залежнасці ад кампанентаў, якія неабходна выявіць — ізатопны аналіз, элементны аналіз, структурна-групавы (у т. л. функцыянальны аналіз), малекулярны і фазавы аналіз; у залежнасці ад прыроды рэчыва — аналіз арган. і неарган. рэчываў. Вызначэнне рэчыва ці кампанента праводзяць хімічнымі (гравіметрычны аналіз, цітрыметрычны аналіз), фізікахімічнымі (электрахім., фотаметрычны аналіз, кінетычныя метады аналізу), фізічнымі (спектральныя, ядзерна-фіз. і інш.) і біял. метадамі аналізу. Практычна ўсе метады аналітычнай хіміі заснаваны на залежнасці ўласцівасцяў аб’ектаў, якія можна мераць (маса, аб’ём, святлопаглынанне, эл. ток і інш.), ад іх саставу.

Заснавальнікам аналітычнай хіміі як навукі лічыцца Р.Бойль, які ўвёў паняцце «хімічны аналіз». Класічная аналітычная хімія (17—18 ст.) выкарыстоўвала пераважна гравіметрычны і цітрыметрычны метады аналізу. Да 1-й пал. 19 ст. адкрыты многія хім. элементы, выдзелены састаўныя часткі некаторых прыродных рэчываў, устаноўлены пастаянства саставу закон, кратных адносін закон, масы захавання закон. Распрацаваны сістэматычны аналіз (ням. хімікі Г.Розе, К.Фрэзеніус і рус. хімік М.А.Мяншуткін), створаны цітрыметрычны аналіз арган. злучэнняў (ням. хімік Ю.Лібіх). У канцы 19 ст. складалася тэорыя аналітычнай хіміі, заснаваная на вучэнні аб хім. раўнавазе ў растворах з удзелам іонаў (у асн. В.Оствальд). У 20 ст. з’явіліся метады мікрааналізу арган. злучэнняў (аўстр. хімік Ф.Прэгль), паляраграфіі (чэшскі хімік Я.Гейраўскі), рус. біяхімікам М.С.Цветам адкрыты метад храматаграфіі (1903) і створаны яго варыянты. Развіццё сучаснай аналітычнай хіміі звязана са з’яўленнем мноства фізіка-хім. і фіз. метадаў аналізу (мас-спектраметрычны, рэнтгенаўскі, ядзерна-фізічныя). Прапанаваны плазмавыя крыніцы току для атамнаэмісійнага аналізу, распрацаваны метады фотаметрычнага аналізу, атамна-адсарбцыйнай спектраскапіі. У сувязі з неабходнасцю аналізу ядз., паўправадніковых і інш. матэрыялаў высокай чысціні створаны радыеактывацыйны аналіз, хіміка-спектральны, іскравая мас-спектраметрыя, вольтамперметрыя — метады, што дазваляюць вызначыць дамешкі ў чыстых рэчывах з канцэнтрацыяй да 10​^-7—10​^-8%. Распрацаваны метады неперарыўнага і дыстанцыйнага аналізу. Перавага аддаецца метадам неразбуральнага кантролю, лакальнага аналізу (рэнтгенаспектральны мікрааналіз, мас-спектраметрыя другасных іонаў і інш.). Лакальным аналізам карыстаюцца пры аналізе паверхневых слаёў цвёрдых матэрыялаў ці ўключэнняў горных парод.

Сучасная аналітычная хімія карыстаецца аўтам. ці аўтаматызаванымі варыянтамі вызначэння рэчываў. Метады аналітычнай хіміі дазваляюць кантраляваць тэхнал. працэсы і якасць прадукцыі ў многіх галінах вытв-сці, праводзіць пошук і разведку карысных выкапняў. Аналітычная хімія садзейнічала развіццю ат. энергетыкі, электронікі, акіяналогіі, біялогіі, медыцыны, крыміналістыкі, археалогіі, касм. даследаванняў. На Беларусі сістэм. даследаванні па аналітычнай хіміі пачаліся ў 1935 у БДУ і вядуцца ў ін-тах фіз., хім. і геал. профілю АН, у ВНУ і ведамасных н.-д. установах. Распрацаваны шэраг храматаграфічных метадаў, выдзялення з сумесяў і вызначэння іонаў, комплексаў металаў, алкалоідаў і інш. рэчываў (пад кіраўніцтвам Р.Л.Старобінца); хім. метадаў вызначэння металаў (В.Р.Скараход); даследаваны ўплыў экстракцыйных працэсаў розных тыпаў на функцыянаванне вадкасных і плёначных іонаселектыўных электродаў на аснове вышэйшых чацвярцічных амоніевых соляў (Я.М.Рахманько) і сульфакіслот (У.У.Ягораў). Распрацаваны і ўкаранёны: аніён- і катыёнселектыўныя электроды; нітратамер і іонамер; методыкі вызначэння нітратаў, свінцу, кадмію, вісмуту, ртуці, цынку, алкалоідаў, алкілсульфатаў і інш., газахраматаграфічнага вызначэння фенолаў, пестыцыдаў у вадзе, прадуктах харчавання; экстракцыйна-спектральныя і храматаграфічныя метады аналізу с.-г. аб’ектаў; метады аналізу паўправадніковых матэрыялаў, сплаваў, плёнак, ферытаў.

Літ.:

Золотов Ю.А. Аналитическая химия: Проблемы и достижения. М., 1992.

т. 1, с. 335

ГАЛАЎНЫ́ МОЗГ,

пярэдні аддзел цэнтральнай нервовай сістэмы пазваночных жывёл і чалавека, размешчаны ў поласці чэрапа; матэрыяльная аснова вышэйшай нервовай дзейнасці, галоўны рэгулятар усіх жыццёвых функцый арганізма і яго ўзаемаадносін з навакольным асяроддзем.

Філагенетычна галаўны мозг фарміраваўся па шляху ўскладнення будовы і функцый пярэдняга канца нервовай трубкі ў цеснай сувязі з развіццём органаў пачуццяў (гл. ў арт. Цэфалізацыя). У беспазваночных яго ролю выконвае галаўны ганглій, асабліва развіты ў вышэйшых насякомых і малюскаў. Прымітыўны галаўны мозг вылучаецца ў папярэдніка пазваночных — ланцэтніка. У пазваночных жывёл ён ускладняўся з дыферэнцыяцыяй на аддзелы. Сапраўдны галаўны мозг упершыню выявіўся ў кругларотых з падзелам яго на слабадыферэнцыраваны пярэдні мозг (забяспечвае функцыю нюху), сярэдні мозг (уключае вышэйшыя зрокавыя цэнтры), задні мозг (з пачатковай дыферэнцыяцыяй на прадаўгаваты мозг і мазжачок). У рыб інтэнсіўна развіваецца і мазжачок. Выхад пазваночных на сушу абумовіў пераразмеркаванне ролі асобных аддзелаў галаўнога мозга: у земнаводных і рэптылій аб’ёмная доля задняга мозга невялікая, у павялічаным сярэднім мозгу з’яўляюцца адпаведна двух- і чатырохбугор’е; у рэптылій пярэдні мозг дыферэнцыруецца на прамежкавы мозг і 2 паўшар’і канцавога мозга. У птушак развіваюцца глыбокія аддзелы пярэдняга мозга і мазжачок; у млекакормячых — кара вялікіх паўшар’яў (пярэдні і задні мозг дыферэнцыруецца). Антагенетычна галаўны мозг — вытворнае мазгавых пузыроў, поласці якіх развіваюцца ў жалудачкі мозга;эвалюцыйнае ўскладненне будовы галаўнога мозга прасочваецца ў працэсе эмбрыянальнага развіцця жывёл.

У чалавека галаўны мозг дасягнуў найвышэйшай ступені развіцця за кошт павелічэння масы, ускладнення будовы і функцый вял. паўшар’яў, марфал. і функцыян. злучаных пучком нерв. валокнаў — мазолістым целам. Ніжнія аддзелы галаўнога мозга ўтвараюць ствол мозга, які пераходзіць у спінны мозг. Вялікія паўшар’і, падзеленыя глыбокай шчылінай на правае і левае, утвараюць вялікі, або канцавы мозг — аддзел галаўнога мозга, большы за ўсе астатнія. Паверхня яго ў чалавека і буйных жывёл мае звіліны і барозны (у чалавека самыя глыбокія падзяляюць паўшар’і на долі — лобную, цемянную, скроневую, патылічную), у дробных — гладкая. Верхні слой вял. мозга складаецца з шэрага рэчыва (у чалавека таўшчыня слоя 1—5 мм, пераважна нерв. клеткі), ніжэй знаходзіцца белае рэчыва (пераважна нерв. валокны), у тоўшчы якога вылучаюцца падкоркавыя вузлы, або базальныя гангліі (важнейшыя — паласатае цела, бледны шар), утвораныя шэрым рэчывам. У склад усіх структур галаўнога мозга ўваходзіць нейраглія. Да функцыянальна важных утварэнняў галаўнога мозга належаць таламус, гіпаталамус, эпіталамус, лімбічная сістэма і інш. Зверху галаўны мозг пакрыты цвёрдай павуціннай і мяккай мазгавымі абалонкамі, прастора паміж якімі запоўнена цэрэбраспінальнай вадкасцю. Кровазабеспячэнне галаўнога мозга адбываецца праз пазваночныя і ўнутр. сонныя артэрыі. Адзін з асн. прынцыпаў работы галаўнога мозга — безумоўныя і ўмоўныя рэфлексы, якія рэалізуюцца з удзелам экстрапіраміднай сістэмы і піраміднай сістэмы (ёсць толькі ў млекакормячых, найб. развітая ў малпаў і чалавека). Паміж часткамі галаўнога мозга назіраецца двух- і шматбаковая сувязь. Аналіз і сінтэз, перапрацоўка, захоўванне і выдача атрыманай ад рэцэптараў інфармацыі ажыццяўляюцца ў канцавым мозгу (кара вял. паўшар’яў, падкоркавыя структуры). Ацэнка інфармацыі магчыма дзякуючы працэсам памяці. Праз зыходныя ўплывы галаўны мозг кантралюе ўзбуджальнасць рэфлекторных аддзелаў спіннога мозга (гл. Вегетатыўная нервовая сістэма). У кары галаўнога мозга знаходзяцца цэнтры кіравання складанымі рухальнымі актамі, у прадаўгаватым — дыхання, сардэчнай дзейнасці, сасударасшыральны, глытання, жавання, сакрэцыі стрававальных залоз, потавыдзялення, рэгуляцыі мышачнага тонусу, кашлю і інш. Нерв. цэнтры шэрага рэчыва экраннага тыпу працуюць па прынцыпе дывергенцыі, нерв. цэнтры стваловай часткі ядзернага тыпу — па прынцыпе канвергенцыі. Гіпаталамус — вышэйшы цэнтр рэгуляцыі вегетатыўных функцый, месца ўзаемадзеяння нерв. і эндакрыннай сістэм, эпіталамус — цыркадных рытмаў. Нармальная работа галаўнога мозга магчыма пры пэўным узроўні ўзбуджальнасці яго асн. аддзелаў, які падтрымліваецца праз рэтыкулярную фармацыю, сімпатычную нервовую сістэму, мазжачок і спецыфічныя шляхі, што ідуць ад органаў пачуццяў, праз механізмы самарэгуляцыі тонусу кары вял. паўшар’яў. Здольнасць галаўнога мозга перапрацоўваць інфармацыю і ўвасабляць яе ў пэўныя рэакцыі арганізма забяспечвае ўсе віды вышэйшай нерв. дзейнасці, у т. л. мысленне, свядомасць. Функцыі галаўнога мозга могуць парушацца пры шкодных уздзеяннях (мех., фіз., хім., радыяцыйных) на яго ў цэлым або на пэўны ўчастак. Значную ролю ва ўзнікненні паталогіі галаўнога мозга маюць заганы развіцця ці пашкоджанні нерв. сістэмы ў перыяд эмбрыягенезу, расстройствы мазгавога кровазвароту (пры інсультах, атэрасклерозе, гіпертанічнай хваробе, анеўрызмах), запаленчыя працэсы (пры абсцэсах, арахнаідыце, менінгіце, менінгаэнцэфаліце, энцэфаліце), інфекц. і паразітарныя фактары (пры цыстыцэркозе, сіфілісе, эхінакакозе і інш.), чэрапна-мазгавыя траўмы, функцыян. расстройствы, парушэнні працэсаў самарэгуляцыі галаўнога мозга (неўрозы, псіхічныя хваробы і расстройствы) і інш.

Па агульнай сярэдняй масе галаўны мозг дарослага чалавека (прыкладна 1500 г пры аб’ёме каля 1500 см³ і плошчы паверхні 1600—2000 см²) саступае толькі галаўному мозгу слана (каля 5700 т) і кіта (6000—7000 г). Адносная яго сярэдняя маса ў дачыненні да агульнай масы цела, т.зв. паказчык Рагінскага, у галаўнога мозга чалавека найвышэйшая — 32; у дэльфінаў — 16, у сланоў — 10,4, у малпаў — 2—4. Прамой залежнасці паміж памерамі галаўнога мозга і яго здольнасцямі да ажыццяўлення вышэйшай нерв. дзейнасці не ўстаноўлена.

Літ.:

Мозг: Пер. з англ. М., 1984.

Я.В.Малашэвіч.

т. 4, с. 453

БЯЛКІ́,

пратэіны, прыродныя высокамалекулярныя арган. рэчывы, малекулы якіх складаюцца з астаткаў амінакіслот. Адзін з асн. хім. кампанентаў абмену рэчываў і энергіі жывых арганізмаў. Абумоўліваюць іх будову, гал. адзнакі, функцыі, разнастайнасць і адаптацыйныя магчымасці, удзельнічаюць ва ўтварэнні клетак, тканак і органаў (структурныя бялкі), у рэгуляцыі абмену рэчываў (гармоны), з’яўляюцца запасным пажыўным рэчывам (запасныя бялкі). Складаюць матэрыяльную аснову амаль усіх жыццёвых працэсаў: росту, стрававання, размнажэння, ахоўных функцый арганізма (гл. Антыцелы, Імунаглабуліны, Таксіны), утварэння генет. апарату і перадачы спадчынных прыкмет (нуклеапратэіды), пераносу ў арганізме рэчываў (транспартныя бялкі), скарачэнняў мышцаў, перадачы нерв. імпульсаў і інш.; ферменты бялковай прыроды выконваюць у арганізме спецыфічныя каталітычныя функцыі, выключна важнае значэнне ў рэгуляцыі фізіял. працэсаў маюць бялкі.-гармоны. Сінтэзуюцца бялкі з неарган. рэчываў раслінамі і некат. бактэрыямі. Жывёлы і чалавек атрымліваюць гатовыя бялкі з ежы. З прадуктаў іх расшчаплення (пептыдаў і амінакіслот) у арганізме сінтэзуюцца спецыфічныя ўласныя бялкі, дзе яны няспынна разбураюцца і замяняюцца зноў сінтэзаванымі. Біясінтэз бялкоў ажыццяўляецца па матрычным прынцыпе з удзелам ДНК, РНК, пераважна ў рыбасомах клетак і інш. Паслядоўнасць амінакіслот у бялках адлюстроўвае паслядоўнасць нуклеатыдаў у нуклеінавых к-тах. Паводле паходжання і крыніц атрымання бялкоў падзяляюцца на раслінныя, жывёльныя і бактэрыяльныя, паводле хім. саставу — на простыя (некан’югіраваныя) — пратэіны і складаныя (кан’югіраваныя) — пратэіды. Простыя складаюцца з астаткаў амінакіслот, што злучаны паміж сабою пептыднай сувяззю (—NH—CO) у доўгія ланцугі — поліпептыды, складаныя — з простага бялку, злучанага з небялковым арган. ці неарган. кампанентам непептыднай прыроды, т.зв. прастэтычнай групай, далучанай да поліпептыднай часткі. Сярод складаных бялкоў паводле тыпу прастэтычнай групы вылучаюць нуклеапратэіды, фосфапратэіды, глікапратэіды, металапратэіды, гемапратэіды, флавапратэіды, ліпапратэіды і інш. У састаў бялкоў уваходзіць ад 50 да 6000 і больш астаткаў 20 амінакіслот, што ўтвараюць складаныя поліпептыдныя ланцугі. Амінакіслотны састаў розных бялкоў неаднолькавы і з’яўляецца іх важнейшай характарыстыкай, а таксама мерай харч. каштоўнасці. Паслядоўнасць амінакіслот у кожным бялку вызначаецца паслядоўнасцю монануклеатыдных буд. блокаў у асобных адрэзках малекулы ДНК. Вядома амінакіслотная паслядоўнасць некалькіх соцень бялкоў (напр., адрэнакортыкатропнага гармону чалавека, рыбануклеазы, цытахромаў, гемаглабіну і інш.). Парушэнні амінакіслотнай паслядоўнасці ў малекуле бялку выклікаюць т.зв. малекулярныя хваробы. Амінакіслотную паслядоўнасць поліпептыднага ланцуга для малекулы гармону інсуліну ўстанавіў англ. біяхімік Ф.Сэнгер (1953). Звесткі пра колькасць адрозненняў у амінакіслотных паслядоўнасцях гамалагічных бялкоў, узятых з розных відаў арганізмаў, выкарыстоўваюць пры складанні эвалюцыйных картаў, якія адлюстроўваюць паслядоўныя этапы ўзнікнення і развіцця пэўных відаў арганізмаў у працэсе эвалюцыі.

Агульны хім. састаў бялкоў (у % у пераліку на сухое рэчыва): C—50—55, O—21—23, N—15—18, H—6—7,5, S—0,3—2,5, P—1—2, і інш. Малекулярная маса ад 5 тыс. да 10 млн. Большасць бялкоў раствараецца ў вадзе і ўтварае малекулярныя растворы. Па форме малекул адрозніваюць бялкі фібрылярныя (ніткападобныя) і глабулярныя (згорнутыя ў кампактную структуру сферычнай формы); па растваральнасці ў вадзе, растворах нейтральных соляў, шчолачах, кіслотах і арган. растваральніках вылучаюць альбуміны, гістоны, глабуліны, глютэліны, праламіны, пратаміны і пратэіноіды. Бялкі маюць кіслыя карбаксільныя і амінныя групы, таму ў растворах яны амфатэрныя (маюць уласцівасці асноў і к-т). Пры гідролізе яны распадаюцца да амінакіслот; пад уплывам розных фактараў здольныя да дэнатурацыі і каагуляцыі, уступаюць у рэакцыі акіслення, аднаўлення, нітравання і інш. Пры пэўных значэннях pH у растворах бялкоў пераважае дысацыяцыя тых ці інш. груп, што надае ім адпаведны зарад і выклікае рух у электрычным полі — электрафарэз. Структура бялкоў характарызуецца амінакіслотным саставам, парадкам чаргавання амінакіслотных астаткаў у поліпептыдных ланцугах, іх даўжынёй і размеркаваннем у прасторы. Адрозніваюць 4 парадкі (узроўні) структуры бялкоў: першасную (лінейная паслядоўнасць амінакіслотных астаткаў у поліпептыдным ланцугу), другасную (прасторавая, найчасцей спіральная прасторавая канфігурацыя, якую прымае сам поліпептыдны ланцуг), трацічную (трохмерная канфігурацыя, якія ўзнікае ў выніку складвання або закручвання структур другаснага парадку ў больш кампактную глабулярную форму) і чацвярцічную (злучэнне некалькіх частак з трацічнай структурай у адну больш буйную комплексную праз некавалентныя сувязі). Найб. устойлівая першасная структура бялкоў, іншыя лёгка разбураюцца пры павышэнні т-ры, рэзкім змяненні pH асяроддзя і інш. уздзеяннях (дэнатурацыя бялкоў), што вядзе да страты асн. біял. уласцівасцяў. Фарміраванне прасторавай канфігурацыі малекул бялку вызначаецца наяўнасцю ў поліпептыдных ланцугах вадародных, дысульфідных, эфірных і салявых сувязяў, сіл Ван дэр Ваальса і інш. Уласцівасці бялкоў залежаць ад іх хім. будовы і прасторавай арганізацыі (канфармацыі). Наяўнасць некалькіх узроўняў арганізацыі Б. забяспечвае іх вял. разнастайнасць у прыродзе (напр., у клетках бактэрыі Escherichia coli каля 3000 розных бялкоў, у арганізме чалавека больш за 50 000). Кожны від арганізмаў мае ўласцівы толькі яму набор бялкоў, па якім ён можа быць індэнтыфікаваны. Органы і тканкі жывых арганізмаў маюць розную колькасць бялкоў (у % да сырой вагі); 6,5—8,5 у крыві, 7—9 у мозгу, 16—18 у сэрцы, 18—23 у мышцах, 10—20 у насенні злакаў, 20—40 у насенні бабовых, 1—3 у лісці большасці раслін. Па харч. каштоўнасці бялкі падзяляюць на паўнацэнныя (маюць усе амінакіслоты, неабходныя жывёльнаму арганізму для сінтэзу бялкоў сваіх тканак) і непаўнацэнныя (у складзе малекул няма некаторых амінакіслот). Сутачная патрэба дарослага чалавека ў бялках 100—120 г. Арганізм расходуе ўласныя бялкі, калі ў ежы іх менш за норму. Многія прыродныя бялкі і бялковыя ўтварэнні выкарыстоўваюць у прам-сці (напр., для вырабу скуры, шэрсці, натуральнага шоўку, казеіну, пластмасаў і інш.), медыцыне і ветэрынарыі (як лек. сродкі і біястымулятары, напр., інсулін пры цукр. дыябеце, сываратачны альбумін як заменнік крыві, гама-глабулін для прафілактыкі інфекц. захворванняў, бялкі-ферменты для лячэння парушэнняў абмену рэчываў, гідралізатары бялкоў для штучнага жыўлення). Для атрымання пажыўных і кармавых бялкоў выкарыстоўваюць мікрабіял. сінтэз. Вядуцца даследаванні па штучным сінтэзе бялковых малекул (штучна сінтэзаваны фермент рыбануклеаза і інш.). Бялкі — адзін з гал. аб’ектаў даследаванняў біяхіміі, імуналогіі і інш. раздзелаў біял. навукі.

Літ.:

Бохински Р. Современные воззрения в биохимии: Пер. с англ. М., 1987;

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

Гершкович А.А. От структуры к синтезу белка. Киев, 1989;

Овчинников Ю.А. Химия жизни: Избр. тр. М., 1990.

У.М.Рашэтнікаў.

т. 3, с. 397