Гормоны. Классификация. Отдельные представители.

Тема. Биологически активные соединения .

Ферменты и витамины. Авитаминозы, гипервитаминозы. Их профилактика.

ФЕРМЕНТЫ

Ферменты – это белковые молекулы, которые синтезируются живыми клетками. В каждой клетке насчитывается более сотни различных ферментов. Роль ферментов в клетке колоссальна. С их помощью химические реакции идут с высокой скоростью, при температуре, подходящей для данного организма.

То есть ферменты – это биологические катализаторы, которые облегчают протекание химической реакции и за счет этого увеличивают её скорость. Как катализаторы они не изменяют направление реакции и не расходуются в процессе реакции.

Ферменты-биокатализаторы – вещества, увеличивающие скорость химических реакций.

Без ферментов все реакции в живых организмах протекали бы очень медленно и не могли бы поддерживать его жизнеспособность.

Наглядный пример работы ферментов – сладковатый вкус во рту, который появляется при пережевывании продуктов, содержащих крахмал (например, риса или картофеля). Появление сладкого вкуса связано с работой фермента амилазы, которая присутствует в слюне и расщепляет крахмал (рис. 1). Крахмал является полисахаридом, и сам по себе безвкусный, но продукты расщепления крахмала (моносахариды) с меньшей молекулярной массой (декстрины, мальтоза, глюкоза) сладкие на вкус.

Все ферменты – глобулярные белки с третичной или четвертичной структурой. Ферменты могут быть простыми, состоящими только из белка, и сложными.

Сложные ферменты состоят из белковой и небелковой части (белковая часть – апофермент, а добавочная небелковая – кофермент). В качестве кофермента могут выступать витамины – E, K, B групп

Особенностью ферментов является то, что они обладают высокой специфичностью, т. е. могут ускорять только одну реакцию или реакции одного типа.

В 1890 году Э. Г. Фишер предположил, что эта специфичность обусловлена особой формой молекулы фермента, которая точно соответствует форме молекулы субстрата. Эта гипотеза получила название «ключа и замка», где ключ сравнивается с субстратом, а замок – с ферментом. Гипотеза гласит: субстрат подходит к ферменту, как ключ подходит к замку. Избирательность действия фермента связана со строением его активного центра

В 1961 году была предложена систематическая классификация ферментов на 6 групп. Но названия ферментов оказались очень длинными и трудными в произношении, поэтому ферменты принято сейчас именовать с помощью рабочих названий. Рабочее название состоит из названия субстрата, на который действует фермент, и окончания «аза» (рис. 5). Например, если вещество — лактоза, то есть молочный сахар, то лактаза – это фермент который его преобразует. Если сахароза (обыкновенный сахар), то фермент, который его расщепляет, – сахараза. Соответственно, ферменты, которые расщепляют протеины, носят название протеиназы.

ЭНЗИМОПАТОЛОГИЯ

Энзимопатология – область энзимологии, которая изучает связь между болезнью и недостаточным синтезом, или отсутствием синтеза какого-либо фермента.

Например, причиной наследственного заболевания – фенилкетонурии, которое сопровождается расстройством психической деятельности, является потеря клетками печени способности синтезировать фермент, катализирующий превращение фенилаланина в тирозин.

В результате в организме накапливаются токсические вещества. Новорожденный ребенок выглядит здоровым, а первые симптомы фенилкетонурии проявляются в возрасте от двух до шести месяцев. Это выраженная вялость, отсутствие интереса к окружающему миру, повышенная раздражительность, а также беспокойство и рвота.

Во втором полугодии жизни у ребенка выражено отставание в психическом развитии. Менее чем в 10% случаев – это слабая степень олигофрении, а у 60% развивается идиотия.

При своевременной диагностике патологических изменений можно избежать, если с момента рождения до наступления полового созревания ограничить поступление фенилаланина с пищей.

ВИТАМИНЫ

Витамины – низкомолекулярные органические вещества, обладающие большой биологической активностью, необходимые для жизнедеятельности организмов. В 1881 г. Н. И. Лунин обнаружил, что мыши погибают, если их кормить пищевой смесью, состоящей из очищенных продуктов. Если же добавить в рацион 1 мл молока, мыши остаются здоровыми. В 1911-1912 гг. польский ученый К. Функ выделил препарат из отрубей и назвал его витамином.

Витамины обозначают буквами латинского алфавита A, B, C, D, E, P и т. д. Все витамины способны синтезировать большинство высших растений; многие бактерии и дрожжи.

Натуральные (естественные) витамины содержатся в продуктах растительного и животного происхождения и, за редким исключением, не синтезируются в организме человека. Витамины бывают водорастворимые (С, Р, группы В) и жирорастворимые (A, D, E, K).

Свойства (значение) витаминов:

а) входят в состав молекул многих ферментов и некоторых физиологически активных веществ; участвуют практически во всех физиолого-биохимических процессах, составляющих в совокупности обмен веществ;

б) непрочные соединения: быстро разрушаются при нагревании пищевых продуктов;

в) действие их проявляется в малых количествах и выражается в регуляции процессов обмена веществ.

Отсутствие витаминов в организме называется авитаминозом, недостаток – гиповитаминозом. Избыточное поступление витаминов в организм – гипервитаминоз – наблюдается при употреблении синтетических препаратов витаминов. Наиболее токсичны витамины А и D. Иногда гипервитаминоз А возникает при приеме в пищу продуктов, содержащих большое количество этого витамина (овощи, печень морских животных). Из водорастворимых витаминов наиболее токсичен В₁₂ (в больших дозах вызывают сильные аллергические реакции).

Витамин А (ретинол) участвует в окислительно-восстановительных реакциях. Содержится в сливочном масле, печени, молоке, рыбьем жире. В овощах (морковь) содержится провитамин А – каротин. Он превращается в витамин А в печени. Суточная доза – 1,5 мг. Признаки гипо- и авитаминоза: задержка роста, сухость и помутнение роговицы, «куриная слепота» (нарушение сумеречного зрения), сухость кожи, снижение сопротивляемости к заболеваниям.

Витамин D (антирахитический, кальциферол) стимулирует образование костной ткани, регулирует обмен кальция и фосфора. Содержится в сливочном масле, печени трески, курином желтке, рыбьем жире. Может образовываться в коже из эргостерина (провитамин D) под действием ультрафиолетовых лучей. Суточная доза – 0,01-0,02 мг. Признаки гипо- и авитаминоза: рахит (размягчение костей, искривление костей ног, уплощение груди, незарастание родничков, позднее появление зубов у детей).

Витамин Е (токоферол) предохраняет мембраны клеток и митохондрий от повреждений, участвует в окислительно-восстановительных процессах, в обмене белков, сокращении мышц, укрепляет стенки сосудов, разрушает свободные радикалы. Содержится в зеленых листьях овощей, орехах, семечках, гречневой крупе, проросших ростках пшеницы, в яйцах, растительных маслах. Суточная доза – 10-12 мг. Признаки гипо- и авитаминоза: дистрофия скелетных мышц, нарушение половой функции (бесплодие), нарушение зрения у детей.

Витамин К (викасол) участвует в свертывании крови. Синтезируется микрофлорой кишечника, содержится в капусте, зеленых томатах, шпинате, ягодах рябины. Из животных продуктов его источником является печень. Суточная доза – 1 мг. Признаки гипо- и авитаминоза: замедление свертывания крови, самопроизвольные кровотечения.

Витамин С (аскорбиновая кислота) участвует в окислительно-восстановительных реакциях. Содержится в смородине, лимонах, клюкве, зеленом луке, картофеле. Суточная доза – 50 мг. Признаки гипо- и авитаминоза: цинга (повышенная утомляемость, кровоточивость десен, выпадение зубов, кровоизлияния, снижение иммунитета).

Витамин В₁ (тиамин) участвует в регуляции обмена белков, жиров и углеводов. Содержится в дрожжах, орехах, неполированном рисе, печени, желтке куриного яйца. Суточная доза – 2,5 мг. Гипо- и авитаминоз – "бери – бери" (поражение нервной системы с параличом конечностей и атрофией мышц).

Витамин В₂ (рибофлавин) участвует в регуляции обмена веществ, в окислительно-восстановительных реакциях. В форме коферментов он участвует в развитии эритроцитов, обеспечивая кроветворную функцию организма; регенерации нервных волокон; нормализации функции печени.

Содержится в мясе, яйцах, молоке, печени, фруктах, овощах. Суточная доза – 2,5 мг. Признаки гипо- и авитаминоза: поражение роговицы, "заеды" (ангулярный стоматит), задержка роста.

Витамин B₃ (пантотеновая кислота) является коферментом ключевых реакций метаболизма жиров. Содержится в пчелином маточном молочке и пивных дрожжах. Достаточно много его в печени животных, яичном желтке, гречихе, овсе, бобовых. Суточная доза – 10-15 мг. Признаки гипо- и авитаминоза: психоэмоциональная неустойчивостью, склонность к обморокам, изменение походки, чувство жжения стоп.

Витамин В₅ (витамин РР, никотиновая кислота) входит в состав ферментов, являющихся катализаторами окислительно-восстановительных реакций, обмена белков и т-РНК. Источником витамина являются животные (особенно печень, мясо) и многие растительные продукты (рис, хлеб, картофель). Суточная доза – 10-20 мг. Признаки гипо- и авитаминоза: дерматит (воспаление открытых участков кожи, диарея (поносы), деменция (слабоумие).

Витамин В₆ (пиридоксин) участвует в регуляции обмена аминокислот. Содержится в дрожжах, рисе, мясе, бобах. Суточная доза – 2,5 мг. Признаки гипо- и авитаминоза: воспаление кожи и нервов.

Витамин В₉ (фолиевая кислота, витамин В_с) участвует в обмене белков и нуклеиновых кислот. Витамина много в лиственных овощах, например, в шпинате. Он содержится в салате, капусте, томатах, землянике. Богаты им печень и мясо, яичный желток. Суточная доза – 0,3-1 мг. Признаки гипо- и авитаминоза: анемия – в крови появляются большие незрелые кроветворные клетки. Снижается количество эритроцитов и гемоглобина в крови.

Витамин В₁₂ (антианемический) – участвует в регуляции обмена белков, жиров и углеводов. Содержится в печени, мясе, твороге, яйцах. Суточная доза – 200-300 мкг. Гипо- и авитаминоз – злокачественное малокровие (анемия).

Витамин Н (биотин) – участвует в транспорте диоксида углерода, в обмене углеводов и жиров. Содержится в молоке, яйцах, печени; цветной капусте, грибах, синтезируется бактериями кишечника. Суточная доза – 150-200 мкг. Гипо- и авитаминоз – заболевания кожи, выпадение волос.

Методами сохранения витаминов в пищевых продуктах являются:

· консервирование (метод сохранения продуктов со сравнительно небольшими потерями витаминов);

· замораживание (быстрое замораживание хорошо сохраняет витамины);

· вакуумная сушка. Проводится в условиях разряжения при температуре не выше 50⁰С;

квашение овощей и фруктов (образуется молочная кислота, способствующая сохранению в заквашиваемых продуктах витамина С).

Гормоны. Классификация. Отдельные представители.

Любой организм представляет собой сложную систему органов и тканей, которая выполняет свою специфическую функции. Работу каждого органа и систем органов координируют вещества, которые называются гормонами. Гормоны (от греч. hormao – «приводить в движение», «побуждать») – это биологически активные вещества, которые вырабатываются железами внутренней секреции и регулируют деятельность органов и тканей живого организма.

Жизнедеятельность любого организма регулируется с помощью двух систем – нервной и гуморальной.

Гуморальная регуляция (от лат. humor – «жидкость») осуществляется через жидкие среды (прежде всего через кровь) с помощью химических веществ – гормонов. Например, в крови животных и человека содержится около 50 гормонов.

Гормоны обладают рядом свойств. Во-первых, для гормонов характерна высокая физиологическая активность, то есть небольшие количества гормонов вызывают значительные изменения в работе органов и тканей. Так, 1 г эктизона может вызвать линьку у 200 миллионов насекомых.

Второе свойство гормонов – это дистанционное действие. То есть гормоны способны регулировать работу даже тех органов, которые удалены от желез, где вырабатываются гормоны. Эти гормоны поступают к органам благодаря крови.

Ещё одним свойством гормонов является то, что они способны быстро разрушаться в тканях, из-за того, что они оказывают влияние на органы и ткани и не должны накапливаться в них.

Кроме того, гормоны должны постоянно вырабатываться в железах для того, чтобы регуливать в нужный момент органы и ткани.

Образование гормонов железами внутренней секреции должно соответствовать состоянию организма. Не только гормоны влияют на работу систем органов, но и системы органов определяют производительность железы, скорость образования и количество вырабатываемого гормона.

Например, снижение концентрации глюкозы в крови тормозит секрецию инсулина – гормона, вызывающего уменьшение содержания глюкозы и ускоряет секрецию глюкагона – гормона, стимулирующего выработку глюкозы в крови.

Поэтому гормоны обеспечивают гомеостаз – постоянство внутренней среды организма, контроль и регулирование содержания воды, углеводов, электролитов в ней.

Существует несколько классификаций гормонов. По химической природе различают полипептиды и белки. К таким гормонам относятся инсулин, глюкагон, соматотропин. Ещё одной группой являются аминокислоты и их производные. К таким гормонам относятся адреналин, норадреналин, тироксин. Третью группу гормонов составляют стероиды, к которым относятся половые гормоны. Четвёртую группу составляют жирные кислоты, к ним относятся простагландины.

По выполняемым функциям различают эффекторные гормоны, которые оказывают своё действие непосредственно на клетки какого-либо органа: тропные гормоны регулируют выделение эффекторных гормонов; и рилизинг-факторы, которые регулируют выделение тропных гормонов.

Рассмотрим некоторые гормоны и процессы, которые они регулируют. В щитовидной железе есть гормон тироксин, который регулирует метаболизм, потребление тканями кислорода. Гормон надпочечников адреналин регулирует частоту пульса и кровяное давление. Гормон инсулин, который синтезируется поджелудочной железой, обеспечивает метаболизм углеводов и синтез белка.

Влияние гормонов распространяется на следующие сферы: поддержание стабильности организма и всех его систем; адаптация к условиям внешней среды; повышение иммунитета (защитных сил организма); организация психической деятельности; контроль генетического аппарата; активность репродуктивной функции; определение роста, веса, пропорций фигуры человека и так далее.

Таким образом, гормоны – это биологически активные вещества, которые регулируют деятельность органов и тканей живого организма. Для гормонов характерна высокая физиологическая активность, дистанционное действие, гормоны быстро разрушаются в тканях. Они обеспечивают гомеостаз в живых организмах.

Дата добавления: 2021-05-18; просмотров: 128; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

12 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!