Тема: Біологічно активні речовини у життєдіяльності організмів

Самостійне заняття 1

Тема: Роль неорганічних речовин в живих системах.

Мета:розширити знання, виховувати зацікавленість дисципліною, прагнення отримати нові знання самостійно; розвивати вміння концентрації на головному.

Питання, що виносяться на самостійне вивчення:

1 Солі неорганічних кислот.

2 Неорганічні кислоти.

3 Кислотно-лужний баланс.

4 Кисень.

5  Екологічні захворювання.

6 Водний баланс людини.

7 Питна вода та вимоги до її якості.

 

Література:

1 Біологія (профільний рівень) Межжерін С.В., Межжеріна Я.О., Коршевнюк Т.В. – К.: „Планета книжок”, 2010 р

2 Біологія (рівень стандарту, академічний рівень) Балан П.Г., Вервес Ю.Г.,                Поліщук В.П. – К.: „Генеза”, 2010 р.

3 Тагліна О.В. Біологія, 10 клас (рівень стандарту, академічний рівень). Підруч, для загальноосв. навч. закл.- Х.: «Ранок», 2010. – 256 с.

 

Солі неорганічних кислот усередині живих організмів розчинені у воді (у вигляді йонів) або перебувають у твердому стані (наприклад, солі Кальцію та Фосфору у складі скелета людини та більшості хребетних тва­рин).

Йони утворені катіонами металічних елементів (Калію, Натрію, Каль­цію, Магнію тощо) та аніонами неорганічних кислот (СІ^-, Н80₄ , 80^2-НСО₃, Н₂РО₄, НРО^2- та ін.). Різна концентрація йонів і К+ поза клітинами та всередині них при­водить до виникнення різниці електричних потенціалів на мембранах, які оточують клітини. Це забезпечує транспорт речовин через мембрани, а також передачу нервових імпульсів. До складу багатьох ферментів входять йони Са²+ і М^²+, які забезпечують їхню активність. Присутність у плазмі крові йонів Са²+ - необхідна умова зсідання крові. За нестачі солей Кальцію порушуєть­ся робота серцевого та скелетних м'язів (зокрема, виникають судоми).

Сталий уміст натрій хлориду (0,9 %) у плазмі крові необхідна скла­дова підтримання гомеостазу нашого організму. Розчин натрій хлориду такої концентрації ще називають фізіологічним. Його використовують при ін'єкціях певних ліків або вводять за незначних крововтрат (пригадайте, з якою метою).

Щодоби до організму людини має надходити 12-15 г кухонної солі (№01). Всмоктування солей починається ще в шлунку, а завершується в кишечнику. Рецептори, розташовані у стінках кровоносних судин і ткани­нах, здатні визначати концентрацію солей. Імпульси від цих рецепторів надходять до гіпоталамуса, який, у свою чергу, регулює діяльність залоз внутрішньої секреції. Залежно від вмісту солей в організмі під впливом нейрогуморальної регуляції змінюється їхній вміст у сечі.

Через порушення обміну речовин солі можуть відкладатися у сугло­бах, що спричиняє важкі захворювання остеохондроз та подагру, за яких спотворюються суглоби кінцівок, втрачається гнучкість хребта, розвиваються напади болю в нирках. Ці захворювання можуть призвести до зменшення рухомості та втрати працездатності. Щоб їх уникнути, необ­хідно вести активний спосіб життя, не зловживати м'ясними та жирними стравами, сіллю та іншими приправами, відмовитися від алкоголю.

У порожнинах органів або їхніх вивідних проток можуть формуватися щільні утворення  «камені». Найчастіше вони утворюються в нирках, жовчному міхурі, ниркових мисках і сечовому міхурі при відкладанні там кальцієвих солей органічних (сечова та щавлева) або неорганічних (кар­бонатної чи ортофосфатної) кислот. Унаслідок розвивається сечокам'яна хвороба - камені, поступово збільшуючись, спочатку викликають болі в поперековій ділянці, а потім, просуваючись через сечовивідні шляхи, напади дуже сильного болю. Інколи камені закупорюють сечоводи і тоді, аби врятувати життя хворого, застосовують хірургічне втручання.

Важливі функції виконують в організмі і неорганічні кислоти. Ми вже згадували, хлоридна кислота створює кисле середовище в шлунку хребетних тварин і людини, забезпечуючи активність ферментів шлунко­вого соку. У людей, в шлунку яких хлоридної кислоти виробляється недо­статня кількість, порушуються процеси перетравлення білків, можливе розмноження у шлунку великої кількості шкідливих бактерій тощо. Збільшення секреції хлоридної кислоти також небезпечне для організму людини, зокрема воно спричиняє печію.

Залишки сульфатної кислоти, приєднуючись до нерозчинних у воді сполук, забезпечують їхню розчинність. Це сприяє виведенню таких ре­човин у розчиненому стані з клітин і організму. Ортофосфатна кислота необхідна для синтезу АТФ (є універсальним накопичувачем енергії в клітині) та різних типів нуклеїнових кислот.

Кислотно-лужний баланс. Внутрішнє середовище людини має певне співвідношення позитивних і негативних йонів - кислотно-лужний баланс. У разі його порушення можуть виникати важкі захворювання. Зокрема, при підвищенні вмісту позитивних йонів організм погано за­своює Кальцій, Натрій, Калій, а при зростанні вмісту негативних повільніше засвоюється їжа, що негативно впливає на функції печінки і нирок, виникають алергічні стани, загострюються хронічні захворюван­ня тощо.

Екологічні захворювання. Не всі сполуки, які надходять в організми з водою та їжею, корисні для них. Наприклад, для організму людини небез­печне надходження солей важких металів (Плюмбуму, Хрому тощо) та радіонуклідів. Багато важких металів міститься у транспортних викидах. Тому обабіч великих автомобільних трас не слід збирати гриби, бо вони здатні накопичувати у своєму тілі ці речовини, а також радіонукліди. Ці сполуки можуть відіграти роль канцерогенних, тобто таких, що сприяють утворенню в організмі доброякісних та злоякісних пухлин, призводять до надмірного розмноження клітин крові: лейкоцитів (лейкози), рідше еритроцитів (еритроцитози). Потрапивши в організм вагітної жінки, радіонукліди можуть зумовити вади розвитку зародка.

Для організму людини та тварин небезпечні радіоактивні ізотопи бага­тьох хімічних елементів: Йоду, Цезію, Стронцію, Урану та ін. Потрапляю­чи в організми, Стронцій-90 може відкладатись у кістках, заступаючи Кальцій. Унаслідок цього кістки стають ламкими. Ізотоп Йоду порушує функції щитоподібної залози. Значні концентрації радіонуклідів здатні накопичувати рослини. З рослинною їжею вони згодом потрапляють в організми тварин і людини.

Унаслідок аварії на ЧАЕС радіонуклідами забруднено понад 8,4 млн га земель, серед них 3,5 млн га орних. Якщо врахувати забрудненість ґрунтів України також важкими металами та отрутохімікатами (пестицидами), то нині в незадовільному стані перебуває близько 20 % території нашої країни. Найвищий рівень забрудненості ґрунтів важкими металами зафіксовано в

Донецькій і Закарпатській областях. Так, у Донецькій області це пов'язано з діяльністю промислових підприємств і гірничодобувних шахт, а в Закарпатській -неодноразовими аваріями на гірничодобувних підприємствах Румунії, внаслі­док чого значна кількість важких металів потрапила у р. Тису і під час її розливу -на сільськогосподарські угіддя.

Слід зазначити, що навколо великих промислових підприємств радіус забруднення токсичними речовинами становить від 1 до 20 км і їхня кон­центрація може перевищувати гранично допустиму в5-10 разів. Істотним чинником забруднення ґрунтів є викиди вихлопних газів транспортом. Уміст Плюмбуму в ґрунті навіть на відстані 50 км від траси може перевищувати допустимий у 3-4 рази.

Високий вміст нітратів в їжі та воді шкідливий для організму людини. Тому за вмістом нітратів, наприклад в овочах, має здійснюватися постій­ний контроль. Існують спеціальні норми вмісту нітратів та інших шкідли­вих сполук у продуктах харчування та воді. Згідно з ними визначені так звані гранично допустимі концентрації (ГДК). Якщо вміст шкідливих речовин у воді чи продуктах харчування перевищує показники ГДК, то такі продукти і воду мають вилучати з продажу і вжитку.

Забруднення атмосфери спричиняють викиди шкідливих для здоров'я людини й інших організмів відходів промислових підприємств, вихлоп­них газів автомобільного транспорту (сполук Сульфуру, Нітрогену, чадно­го газу СО, важких металів тощо). Підприємства будівельної і вугільної промисловості (цементні та гіпсові заводи, відкриті вугільні кар'єри тощо) є джерелами забруднення атмосфери пилом.

Особливу небезпеку для довкілля становлять кислотні дощі, спричине­ні забрудненням атмосфери сірчистим газом 80₂ (промислові підприємства та автотранспорт викидають в атмосферу понад 160 млн тонн сірчистого газу щорік) та оксидами Нитрогену (гГ₂0, гГ₂0₃ і ГТО₂). При з'єднанні з во­дою атмосфери ці речовини утворюють сильні неорганічні кислоти. На ве­ликих територіях промислово розвинених країн зареєстровано опади, кислотність яких перевищує нормальну від 10 до 1000 разів. Від кислот­них дощів руйнуються екосистеми прісних водойм, гинуть ліси, знижується врожайність ґрунтів.

Під керівництвом Міжнародного союзу охорони природи та природних ресурсів (МСОП) нині розроблено стратегічні принципи побудови екологічно стабільного суспільства, які погоджено з урядами більшості країн світу. Однією з умов побудови такого суспільства є чітке обмеження (кво­тування) промислових викидів країнами світу. При цьому країни, які не повністю використовують свої квоти (це стосується, зокрема, України), мо­жуть продавати невикористану частину квоти іншим. Отримані кошти використовують для впровадження методик, спрямованих на поліпшення стану довкілля.

 Водний баланс людини. Вміст води в організмі людини становить близько 65 %. Тобто, якщо маса людини становить 60 кг, то з них 39 кг припадає на воду. Слід зазначити, що вміст води залежить і від віку: у но­вонароджених він становить близько 75-80 %, у період завершення росту -65-70 %, а в людей похилого віку - лише 55-60 %. Між різними органами і тканинами людини вода розподілена нерівномірно: найбільше її в крові та нирках - 82-83 %, головному мозку - до 80 %, печінці - 75 %, м'язах -70-76 %, натомість у жировій тканині - близько 30 %, кістках - близько

20 %.

Оскільки організм людини щоденно витрачає приблизно 2-2,5 л води (вона виводиться з неперетравленими рештками їжі, сечею, потом, випа­ровується з поверхні слизових оболонок ротової порожнини та дихальних шляхів), то така сама її кількість має постійно надходити туди. Шляхи надходження води до організму різні. Крім того, близько 1 л води потрапляє з продуктами харчування, ще майже 300 мл води утворюється внаслідок окиснення жирів, білків і вуглеводів (так звана метаболічна вода).

Кількість спожитої за добу води залежить від умов, у яких перебуває людина. Так, у спекотну погоду або під час здійснення важкої фізичної праці витрати води зростають через посилене потовиділення та значне ви­паровування через слизові оболонки. Зневоднення організму (дегідрата­ція) можливе і внаслідок порушень роботи кишечнику (сильні проноси), значних крововтрат тощо. За таких умов споживання води має збільши­тися до 4-7 л на добу. Унаслідок зневоднення уповільнюються процеси травлення та всмоктування поживних речовин, порушуються процеси теплорегуляції; гусне кров, порушується її транспортна функція, у суди­нах можуть виникати згустки (тромби). Втрата понад 20 % води - смер­тельно небезпечна для людини.

Людина, яка виконує важку фізичну працю за умов підвищеної температури (наприклад, у доменному цеху), втрачає за годину лише внаслідок посиленого потовиділення до 1,6 л води! Тож добова потреба у воді в неї може зростати до 20 л за добу.

Першим сигналом недостатнього вмісту води в організмі є відчуття спраги, яке виникає при збудженні відповідного центру в гіпоталамусі (структура проміжного мозку). Його рецептори збуджуються як унаслідок зростання концентрації солей в рідинах організму, так і в разі підвищення концентрації йонів Натрію. Ці подразники сприймають різні групи рецепторів. Відчуття спраги виникає, якщо організм людини втрачає близько 1 % вологи свого тіла, і зникає після споживання певної кількості води, в середньому 0,25-0,5л.

Отже, основні свої потреби у воді людина задовольняє за рахунок пит­ної води. Тому розглянемо вимоги до її якості.

 Питна вода та вимоги до її" якості. В Україні вимоги до якості питної води визначені Державним стандартом. Згідно з ним питна вода має бути епідеміологічно безпечною та нешкідливою за хімічним складом. Безпеку води в епідеміологічному відношенні визначають як загальною кількістю мікроорганізмів (не більше 100 в 1 см³ води), так і за кількістю клітин кишкової палички (не більше 3 в 1 дм³ води). Питна вода не повинна місти­ти водні організми, помітні неозброєним оком, та плівку на поверхні.

Основними забруднювачами водних об'єктів у нашій країні є про­мисловість (понад 55 % від загального скиду) та житлово-комунальне господарство (понад 40 %). Небезпечне забруднення водойм радіонук­лідами. Стічні води з високою радіоактивністю (100 і більше Кюрі¹ на 1 л води) мають бути поховані в підземних безстічних басейнах або резер­вуарах.

Вам уже відомо, що в річках, озерах та інших водоймах відбуваються природні процеси самоочищення. У них беруть участь різноманітні орга­нізми: бактерії, водорості, одноклітинні тварини, губки, двостулкові молюски тощо. Але ці процеси тривають досить повільно, тому за інтенсив­ного забруднення неочищеними побутовими та промисловими стоками водні екосистеми нездатні самостійно очиститися.

Методи очищення стічних вод поділяють на механічні, фізико-хімічні та біологічні. Механічні методи полягають в очищенні стічних вод від завислих у них частинок відстоюванням і фільтрацією. Ці методи дають змогу видаляти з побутових стічних вод до 2/3 нерозчинних домі­шок, а з промислових - до 9/10.

За допомогою різноманітних фізико-хімічних методів зі стічної води видаляють розчинні неорганічні та органічні домішки, а також завислі в ній найдрібніші часточки.

Завершальним етапом очищення стічних вод є застосування біологіч­них методів з використанням штучно створених ланцюгів живлення, до яких входять певні види бактерій, одноклітинних і багатоклітинних тварин.

Сира вода з природних водойм, а також недостатньо очищена питна вода може стати джерелом збудників різноманітних захворювань: дизен­терії, холери, черевного тифу (сальмонельозу), глистних захворювань тощо. Тому перед споживанням воду з колодязів, струмків, бюветів слід добре прокип'ятити, а водопровідну профільтрувати через спеціальні очисні побутові фільтри.

Для обмеження втрат і збереження якості прісної води потрібні такі за­ходи:

- зменшення витрат води для забезпечення роботи промисловості, тран­спорту та об'єктів сільського господарства;

- зменшення витрат прісної води для побутових потреб¹; охорона малих річок, які відіграють важливу роль у загальному вод­ному балансі планети, зокрема живлять великі річки, від них залежить рівень підземних вод;

- створення умов для самоочищення водойм;

- проведення лісоохоронних заходів, оскільки внаслідок знищення лісів часто міліють річки та інші водойми;

- упровадження ефективних методів очищення стічних вод, здійснен­ня постійного контролю за санітарним станом водойм і якістю питної

води;

- створення замкнених систем водопостачання промислових, аграрних та енергетичних об'єктів.

- постійний контроль за станом джерел питної води.

 

 

Питання для самоконтролю:

1 До яких речовин (органічних чи неорганічних ) відносять солі неорганічних кислот і у вигляді чого вони знаходяться в живих організмах?

2 Дайте визначення поняттям : кислотно-лужний баланс , водний баланс , анаеробні організми , ГДК .

3   Що таке канцерогенні сполуки ?

4 Що є головною умовою побудови екологічно стабільного суспільства?

5 Який відсотковий вміст води в організмах ?

6 Від чого залежить вміст води в організмі людини?

7 Які є методи очищення стічних вод? Механізм застосування кожного з трьох методів.

8 Що є основними забруднювачами водних об єктів в нашій країні?

9 Як розподілена вода в організмі людини (у % ) та її щоденна витрата (в літрах )?

 

 

Самостійне заняття 2

Тема: Біологічно активні речовини у життєдіяльності організмів

Мета:розширити знання щодо наявності біологічно активних речовин у організмі людини, виховувати зацікавленість дисципліною, прагнення отримати нові знання самостійно; розвивати інтелектуальні відчуття.

Питання, що виносяться на самостійне вивчення:

1 Вітаміни.

2 Гормони.

3 Фактори росту.

4 Ферменти.

 

Література:

1 Біологія (профільний рівень) Межжерін С.В., Межжеріна Я.О., Коршевнюк Т.В. – К.: „Планета книжок”, 2010 р

2 Біологія (рівень стандарту, академічний рівень) Балан П.Г., Вервес Ю.Г., Поліщук В.П. – К.: „Генеза”, 2010 р.

3 Тагліна О.В. Біологія, 10 клас (рівень стандарту, академічний рівень). Підруч, для загальноосв. навч. закл.- Х.: Вид-во «Ранок», 2010. – 256 с.

Біологічно активні речовини - це органічні сполуки різної хімічної природи, здатні впливати на обмін речовин та перетворення енергії в живих істотах. Одні з них регулюють процеси обміну речовин, росту й розвитку організмів, інші - слугують засобом впливу на особин свого або інших видів. До біологічно активних речовин належать ферменти, вітаміни, гормони, нейрогормони, фактори росту, фітогормони, антибіотики тощо.

Вітаміни - біологічно активні низькомолекулярні органічні сполуки, які мають різну хімічну природу. Вони необхідні для забезпечення про­цесів життєдіяльності всіх живих організмів. Вітаміни беруть участь в обміні речовин і перетворенні енергії здебільшого як компоненти склад­них ферментів. Добова потреба людини у вітамінах становить міліграми, а іноді  й мікрограми.

Цей клас органічних сполук відкрив 1880 року російський лікар М. І. Лунін (1853-1937), а сам термін, який означає «необхідний для жит­тя амін», запропонував 1912 року польський біохімік К. Функ (1884-1967), оскільки вітамін, який він досліджував (В₁), мав у своєму складі аміно­групу. Наразі відомо приблизно 20 різних вітамінів і вітаміноподібних сполук, які по-різному впливають на організми.

Вітаміни є життєво необхідними компонентами збалансованого хар­чування людини і тварин. Їхнє основне джерело - продукти харчування, насамперед рослинного походження. Але певні вітаміни містяться лише в продуктах тваринного походження (наприклад, вітаміни А і Б). Деякі ві­таміни в незначній кількості синтезуються в організмах людини і тварин з речовин-попередників - провітамінів (наприклад, вітамін Б утворюєть­ся в шкірі людини під впливом ультрафіолетового опромінення) або симбіо­тичними мікроорганізмами (зокрема, у кишечнику людини симбіотичні бактерії синтезують вітаміни К, В₆, В₁₂).

Коли ще не були відомі хімічна будова й механізм дії вітамінів, їх познача­ли літерами латинського алфавіту - А, В, С, Б та ін. Тепер застосовують і хі­мічні назви (наприклад, вітамін С також називають аскорбіновою кислотою).

Вітаміни, залежно від того, розчиняються вони у воді або жирах, по­діляють на дві групи: водорозчинні й жиророзчинні. До водорозчинних належать вітаміни груп В, С тощо, а до жиророзчинних - груп А, Б, К, вітамін Е.

За нестачі певних вітамінів, їхньої повної відсутності, а також надлиш­ку розвиваються небезпечні для здоров'я людини та тварин захворювання. Так, за нестачі певних вітамінів в організмі виникає гіповітаміноз, за їх­ньої повної відсутності - авітаміноз, а за надлишку - гіпервітаміноз (на­приклад, надмірний вміст вітаміну А в організмі людини, який переви­щує норму у 20-30 разів, спричиняє токсичний ефект). Явища гіпо- та авітамінозу можуть проявлятись і внаслідок порушення обміну речовин. Це так звана вторинна вітамінна нестача, пов'язана з несприйняттям організмом певних вітамінів.

Іншою групою біологічно активних речовин, які відіграють важливу роль у забезпеченні нормальної життєдіяльності організмів людини і тва­рин, є гормони та нейрогормони.

Гормони - органічні речовини, здатні включатись у цикл біохімічних реакцій і регулювати процеси обміну речовин та перетворення енергії. Їх виробляють залози внутрішньої та змішаної секреції людини і тварин. Як ви пам'ятаєте з минулорічного курсу біології, такі залози ще називають ендокринними.

В особливих нервових (нейросекреторних) клітинах синтезуються гормоноподібні речовини - нейромедіатори (адреналін і норадреналін) та нейрогормони (окситоцин, вазопресин). Нейрогормони виробляють певні

рвові клнеітини, вони впливають на організм так само, як і гормони. І гор­мони, і нейрогормони надходять у кров чи інші рідини тіла (наприклад, порожнинну рідину безхребетних тварин), які транспортують їх до різ­них тканин та органів. Ці біологічно активні речовини беруть участь у регуляції обміну речовин, діяльності ендокринних залоз, тонусу непосму-гованої мускулатури, підтриманні гомеостазу внутрішнього середовища організму тощо.

За хімічною природою гормони та нейрогормони поділяють на три основні групи:

• білкової природи (гормон росту - соматотропін, інсулін та глю­кагон);

• похідні амінокислот (адреналін, норадреналін, тироксин);

• ліпідної природи (статеві гормони та кортикостероїди).

Під контролем гормонів і нейрогормонів відбуваються всі етапи інди­відуального розвитку людини і тварин, а також усі процеси їхньої життє­діяльності. Ці сполуки забезпечують пристосування до змін умов зовніш­нього і внутрішнього середовища, підтримання сталості внутрішнього середовища організму, регуляцію активності ферментів. Якщо певні гормони виробляються в недостатній кількості або не виробляються вза­галі, спостерігають порушення розвитку та обміну речовин організму. Надлишкове вироблення певних гормонів також негативно впливає на організм. Ви пам'ятаєте, що за недостатнього утворення в організмі ди­тини гормону росту розвивається карликовість, а за надлишкового -гігантизм.

Порівняно з роботою нервової системи, яка забезпечує передачу сигна­лів на значні відстані за короткий час, діяльність гормональної системи відрізняється меншою швидкістю, але справляє триваліший ефект.

Характерні особливості дії гормонів і нейрогормонів такі.

Дистанційність дії: гормони і нейрогормони з током крові або інших рі­дин можуть переміщатися від місць свого біосинтезу до клітин-мішеней, на діяльність яких вони впливають.

Висока біологічна активність: ці сполуки впливають на клітини, тка­нини та органи в незначних концентраціях.

Висока специфічність дії полягає в тому, що гормони та нейрогормони впливають лише на певні біохімічні процеси, які відбуваються в тих чи інших тканинах і органах. Гормони «впізнають» клітини-мішені, які ма­ють особливі молекули-рецептори. Гормони різної хімічної природи по-різному взаємодіють з клітинами-мішенями. Стероїдні гормони можуть досить легко проникати через мембрани всередину клітини. У цитоплазмі вони утворюють комплексні сполуки з білками-рецепторами. Далі цей комплекс проникає в ядро клітини, зв'язується з молекулою ДНК та ак­тивує один чи декілька генів, що спричиняє синтез необхідних сполук (ферментів тощо).

Гормони білкової природи або похідні амінокислот зв'язуються з рецеп­торами, розташованими на поверхні мембран клітин-мішеней. Утворений комплекс активує особливий фермент, пов'язаний з внутрішньою поверх­нею клітинної мембрани. Під впливом цього ферменту в цитоплазмі кліти­ни запускається ланцюг біохімічних реакцій. Як наслідок може змінюва­тися швидкість обміну речовин, частота скорочень серцевого м'яза, напруження непосмугованих м'язів тощо. Деякі клітини мають одразу ре­цептори до кількох різних гормонів, тобто перебувають під множинним гормональним контролем. Крім того, у клітин різних типів є рецептори до одного й того ж гормону, що зумовлює його множинну дію.

Відносно короткий час існування в організмі: декілька хвилин або го­дин, після чого речовина втрачає свою активність під впливом специфічно­го ферменту.

На відміну від нервової системи, що забезпечує передачу сигналу на значні відстані за короткий час, робота гормональної системи вирізняєть­ся меншою швидкістю, однак спричинені нею ефекти триваліші.

Фактори росту клітини становлять собою поліпептиди з молекуляр­ною масою 5 • 10³-10⁴ дальтонів. Подібно до гормонів, вони стимулюють або пригнічують поділ, диференціювання, рухливість, метаболізм, інші про­яви життєдіяльності та загибель клітин. На відміну від гормонів, фактори росту продукують неспеціалізовані клітини, які можна зустріти в усіх тканинах. Ці фактори надходять у кров і потрапляють до інших клітин. Фактори росту взаємодіють з рецепторними молекулами у складі клітин­них мембран.

Якщо втрачається нервово-гуморальний контроль над розвитком і рос­том клітин або порушується взаємодія між різними клітинами, то це може спричинити розвиток злоякісних пухлин.

Каталітична функція притаманна особливим білкам - ферментам, або ензимам, що впливають на перебіг біохімічних реакцій. Каталіз (від грец. каталіз - припинення) - зміна швидкості перебігу хімічних реакцій під дією певних хімічних сполук. Каталітичну функцію в живих організ­мах - біокаталіз - здійснюють ферменти.

Ферменти бувають простими та складними. Прості ферменти - це біл­кові молекули (пепсин, трипсин тощо), які складаються лише з амінокислотних залишків. Складні ферменти, крім білкової частини, містять ще й небілкову, яку називають кофактором.  Кофакторами можуть бути неор­ганічні катіони або аніони, а також органічні речовини (коферменти), наприклад похідні вітамінів. Білковий компонент складних ферментів визначає, яку саме реакцію каталізує певний складний фермент. Але активність складних ферментів проявляється лише тоді, коли білкова частина ферменту сполучається з небілковою.

Каталітична активність ферменту зумовлена не всією його молекулою, а лише її невеликою ділянкою - активним центром. Його просторова структура відповідає хімічній будові речовин, які вступають у реакцію. Активний центр відповідає за приєднання та перетворення сполук, що вступають у реакцію. Саме тому дія ферменту специфічна. Часто до скла­ду активного центру входять похідні вітамінів або атоми металів. В одній молекулі ферменту може бути кілька активних центрів.

Ферменти утворюють нестійкі комплекси з речовинами, які вступають у реакцію. Ферментативна реакція перебігає в 10⁶-10¹² разів швидше, ніж у середовищі без ферментів. За кілька секунд чи навіть частки секунди в організмі відбувається складна послідовність реакцій, для проведення якої із застосуванням звичайних хімічних каталізаторів потрібні дні, тижні або навіть місяці та роки. Це пояснюють тим, що для здійснення будь-якої хімічної реакції необхідний контакт між реагентами. Аби відбулася реакція без участі ферментів, потрібна висока концентрація реагуючих речовин у середовищі або підвищена температура, за якої прискорюється рух молекул і зростає ймовірність контактів молекул ре­агуючих сполук. Але в організмах концентрація речовин часто дуже низь­ка, а високі температури можуть бути небезпечними. Саме тому біохімічні реакції не можуть відбуватися без участі ферментів.

При контакті з ферментом речовина, що вступає в реакцію, орієнтуєть­ся у безпосередній близькості від специфічних груп активного центру фер­менту. При цьому зменшується стабільність хімічних зв'язків у її молеку­лі. Відомо, що для перебігу хімічної реакції молекула субстрату повинна перейти у так званий перехідний стан, коли полегшується розрив хіміч­них зв'язків. Енергію, необхідну для переходу субстрату в активований стан, називають енергією активації (на розрив певного зв'язку витрачаєть­ся енергії не менше, ніж витрачено на його утворення). Іншими словами, енергія активації - це енергія, потрібна для того, щоб розпочалася відпо­відна хімічна реакція. Утворюючи комплекс «фермент-речовини, які вступають у реакцію», ферменти знижують енергію активації. Такий комплекс швидко розпадається з утворенням продуктів реакції. Сам фер­мент при цьому не втрачає своєї активності і може каталізувати наступну подібну реакцію Одні ферменти забезпечують розщеплення певних сполук, інші  син­тез. Наприклад, фермент целюлаза забезпечує розщеплення клітковини (целюлози). Якщо в реакції беруть участь дві сполуки або більше, кожна з них взаємодіє з ферментом. Фермент при цьому утримує їх близько одна від одної, забезпечуючи реакцію.

Активність ферменту проявляється лише за певних умов: тих чи інших значень температури, тиску, рН тощо. Існують і спеціальні речовини,

здатні регулювати активність ферментів. Вони зв'язуються з активними центрами ферментів і блокують їхню активність. У ролі таких речовин-інгібіторів можуть виступати йони важких металів: Плюмбуму (РЬ), Арсе­ну (Ав), Аргентуму (Ая).

Ферментативні реакції відбуваються у вигляді низки послідовних ета­пів (до декількох десятків). Ланцюги взаємопов'язаних ферментативних реакцій загалом забезпечують обмін речовин і перетворення енергії в окре­мих клітинах й організмі в цілому.

Ферменти мають певне розташування як у межах окремої клітини, так і в організмі в цілому. У клітині багато ферментів пов'язані з плазматичною мембраною або мембранами окремих органел (мітохондрій, пластид тощо).

 

Питання для самоконтролю:

1 Дати визначення вітамінам , з ясувати джерело їх потрапляння до організму , та розподіл на групи ?

2 Які функції виконують вітаміни та які захворювання викликають?

3 Дати визначення гормонам, нейро-гормонам, розподіл на групи, де виробляються в організмі?

4 Які функції виконують гормони та які захворювання викликають?

5 Дати визначення факторам росту, де виробляються в організмі та які функції виконують?

6 Дати визначення ферментам, активному центру. На які групи поділяються ферменти та які функції виконують?

 

Самостійне заняття 3

---

Дата добавления: 2018-08-06; просмотров: 764; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!