История открытия витаминов

 2. История открытия витаминов.

Ко второй половине 19 века было выяснено, что пищевая ценность продуктов питания определяется содержанием в них в основном следующих веществ: белков, жиров, углеводов, минеральных солей и воды. Считалось общепризнанным, что если в пищу человека входят в определенных количествах все эти питательные вещества, то она полностью отвечает биологическим потребностям организма. Однако, практический опыт врачей и клинические наблюдения издавна с несомненностью указывали на существование ряда специфических заболеваний, непосредственно связанных с дефектами питания, хотя последнее полностью отвечало указанным выше требованиям. Об этом свидетельствовал также многовековой практический опыт участников длительных путешествий. Настоящим бичом для мореплавателей долгое время была  цинга.

История морских и сухопутных путешествий давала также ряд поучительных примеров, указывавших на то, что возникновение цинги может быть предотвращено, а цинготные больные могут быть вылечены, если в их пищу вводить известное количество лимонного сока или отвара хвои. Практический опыт ясно указывал на то, что цинга и некоторые другие болезни связанны с дефектами питания, что даже самая обильная пища сама по себе еще далеко не всегда гарантирует от подобных заболеваний и что для предупреждения и лечения таких заболеваний необходимо вводить в организм какие-то дополнительные вещества, которые содержатся не во всякой пище.

Основоположником учения о витаминах, является русский учёный Николай Иванович Лунин, который ещё в 1880 году провёл весьма показательные опыты, изучая пищевые потребности животного организма. Подопытных животных (мышей) Лунин разделил на две группы. В одной из них мышей кормили обычным молоком, во второй -исскуственным, т. е. изготовленным из очищенных веществ, входящих в состав молока. В результате во второй группе мыши погибли, а в первой оставались вполне здоровыми. На основании этого Лунин заключил, что: “...если невозможно обеспечить жизнь белками, жирами, сахаром, солями и водой, то из этого следует, что в молоке помимо козьего жира, молочного сахара и солей, содержаться ещё и другие вещества, незаменимые для питания.»

Лишь в 1905-1912 годах за рубежом были проведены аналогичные опыты, полностью подтвердившие вывод Лунина.

Доказательство существования витаминов завершилось работой польского учёного Казимира Функа.

В 1911 году он выделил это вещество в кристаллическом виде (оказавшееся, как потом выяснилось, смесью витаминов);оно было довольно устойчивым по отношению к кислотам и выдерживало, например, кипячение с 20%-ным раствором серной кислоты. В щелочных растворах активное начало, напротив, очень быстро разрушалось. По своим химическим свойствам это вещество принадлежало к органическим соединениям и содержало аминогруппу. Функ пришел к заключению, что бери-бери является только одной из болезней, вызываемых отсутствием каких-то особых веществ в пище.

Несмотря на то, что эти особые вещества присутствуют в пище, как подчеркнул ещё Н.И. Лунин, в малых количествах, они являются жизненно необходимыми. Так как первое вещество этой группы жизненно необходимых соединений содержало аминогруппу и обладало некоторыми свойствами аминов, Функ (1912) предложил назвать весь этот класс веществ  витаминами (лат. vita - жизнь, vitamin - амин жизни). Впоследствии, однако, оказалось, что многие вещества этого класса не содержат аминогруппы. Тем не менее термин "витамины" настолько прочно вошел в обиход, что менять его не имело уже смысла.

В настоящее время витамины можно охарактеризовать как низкомолекулярные органические соединения, которые, являясь необходимой составной частью пищи, присутствуют в ней в чрезвычайно малых количествах посравнению с основными её компонентами.

Витамины-необходимый элемент пищи для человека и ряда живых организмов потому, что они  не ситезируются или некоторые из них синтезируются в недостаточном количестве данным организмом. Витамины-это вещества, обеспечивающее нормальное течение биохимических и физиологических процессов в организме.

Первоисточником всех витаминов являются растения и особенно зеленый лист, где приемущественно образуются витамины, а также провитамины, т.е. вещества, из которых витамины могут образовываться в организме животного. Человек получает витамины или непосредственно из растений, или косвенно - через животные продукты, в которых витамины были накоплены из растительной пищи во время жизни животного. В последнее время все более выясняется важная роль микроорганизмов, синтезирующих некоторые витамины и снабжающих ими животных. Так, взрослые жвачные животные не нуждаются в витаминах группы В потому, что этими витаминами их в достаточной мере снабжает микрофлора пищеварительного тракта.

 

3. Классификация витаминов.

 

Витамины делят на две большие группы: витамины растворимые в жирах, и витамины, растворимые в воде. Каждая из этих групп содержит большое количество различных витаминов, которые обычно обозначают буквами "латинского алфавита. Следует обратить внимание, что порядок этих букв не соответствует их обычному расположению в алфавите и не вполне

отвечает исторической последовательности открытия витаминов.

В приводимой классификации витаминов в скобках указаны наиболее характерные биологические свойства данного витамина - его способность предотвращать развития того или иного заболевания. Обычно названию заболевания предшествует приставка «анти», указывающая на то, что данный витамин предупреждает или устраняет это заболевание.

1.ВИТАМИНЫ, РАСВОРИМЫЕ В ЖИРАХ.

Витамин A (антиксерофталический).

Витамин D (антирахитический).

Витамин E (витамин размножения).

Витамин K (антигеморрагический)

2.ВИТАМИНЫ,РАСВОРИМЫЕ В ВОДЕ.

Витамин В1 (антиневритный).

Витамин В2 (рибофлавин).

Витамин PP (антипеллагрический).

Витамин В6 (антидермитный).

Пантотен (антидерматитный фактор).

Биотит (витамин Н, фактор роста для грибков,

дрожжей и бактерий, антисеборейный).

Инозит. Парааминобензойная кислота

(фактор роста бактерий и фактор пигментации).

Фолиевая кислота (антианемический витамин, витамин роста для цыплят и бактерий).

Витамин В12 (антианемический витамин).

Витамин В15 (пангамовая кислота).

Витамин С (антискорбутный).

Витамин Р (витамин проницаемости).

 Многие относят также к числу витаминов холин и

непредельные жирные кислоты с двумя и большим числом двойных связей. Все вышеперечисленные растворимые в воде - витамины, за исключением инозита и витаминов С и Р, содержат азот в своей молекуле , и их часто объединяют в один комплекс витаминов группы В.

а.) Витамины растворимые в воде:

 

Витамин В 2 (рибофлавин)

Выяснению структуры витамина В2 помогло наблюдение того, что все активно действущие на рост препараты обладали жёлтой окраской и желто-зелённой флоуресценцией. Выяснилось, что между интенсивностью указанной окраски и стимулирущим препарата на рост в определённых условиях имеется параллелизм.

Вещество желто-зеленной флоуресценции, растворимое в воде, оказалось весьма распространенным в природе; оно относится к группе естественных пигментов, известных под названием флавинов. К ним принадлежит, например, флавин молока (лактофлавин ).Лактофлавин удалось выделить в химически чистом виде и доказать его тождество с витамином В2.

Витамин В2-желтое кристалическое вещество, хорошо растворимое в воде, разрушающееся при облучении ультрафиолетовыми лучами с образованием биологически неактивных соединений (люмифлавин в щелочной среде и люмихром в нейтральной или кислой).

В организме используется для построения активной группы многочисленных флавиновых ферментов, принимающих участие в углеводном и белковом обмене.

Витамин В2 широко распространен во всех животных и растительных тканях. Он встречается либо в свободном состоянии (например, в молоке, сетчатке), либо, в большинстве случаев, в виде соединения, связанного с белком. Особенно богаты источником витамина В2 являются дрожжи, печень, почки, сердечная мышца млекопитающих, а также рыбные продукты. Довольно высоким содержанием рибофлавина отличаются многие растительные пищевые продукты.

Ежедневная потребность человека в витамине В2, по-видимому, равняется 2-4 мг рибофлавина.

Недостаток витамина В2 приводит к поражениям кожи ( дерматиты), воспалению языка, губ, расширению кровеносных сосудов роговой оболочки, светобоязни, помутнению зрения и др.

Витамин В2 встречается во всех растительных и животных тканях, хотя и в различных количествах. Это широкое распространение витамина В2 соответствует участию рибофлавина во многих биологических процессах. Действительно, можно считать твёрдо установленным, что существует группа ферментов, являющихся необходимыми звеньями в цепи катализаторов боилогического окисления, которые имеют в составе своей простетической группы рибофлавин. Эту группу ферментов обычно называют  флавиновыми ферментами.  К ним принадлежат, например, желтый фермент, диафораза и цитохромредуктаза. Сюда же относятся оксидазы аминокислот, которые осуществляют окислительное дезаменирование аминокислот в животных тканях. Витамин В2входит в состав указанных коферментов в виде фосфорного эфира. Так как указанные флавиновые ферметны находятся во всех тканях, то недостаток в витамине В2 приводит к падению интенсивности тканевого дыхания и обмена веществ в целом, а следовательно, и к замедлению роста молодых животных.

В последнее время было установлено, что в состав простетических групп ряда ферментов, помимо флавоновой группы, входят атомы металлов (Cu,Fe,Mo).

ВИТАМИН РР  ( антипеллагрический витамин, никотинамид ).

 При отсутствии витамина РР (от английского pellagra preventing) в пище у человека возникает заболевание, получившее название

пеллагры .

 

ХИМИЧЕСКАЯ ПРИРОДА ВИТАМИНА РР.

Анипеллегрическим витамином является никотиновая кислота или её амид. Никотиновая кислота была известна химикам ещё с 1867 года, но только 70 лет спустя было установлено, что это относительно простое и хорошо изученное вещество играет роль важнейшего витамина.

Никотиновая кислота представляет собой белое кристаллическое вещество хорошо растворимое в воде и спирте. При кипячении и автоклавировании биологическая активность никотиновой кислоты не изменяется.

║ ┌─СООН ║ ┌─COONH

║ │ ║ │

N N

 Никотиновая кислота Амид никотиновой кислоты

Активностью антипеллагрического витамина обладает как сама никотиновая кислота, так и амид никотиновой кислоты.

По-видимому, в организме свободная никотиновая кислота быстро превращается в амидникотиновой кислоты, который и является истинным антипеллагрическим витамином.

При введении никотиновой кислоты людям и животным, страдающим пеллагрой, все признаки заболевания исчезают.

Антипеллагричекий витамин довольно широко распространён в природе, благодаря чему пеллагра при нормальном питании встречается редко. Большое количество витамина РР находится в рисовых отрубях, где содержание его доходит почти до 100 мг%. В дрожжах и пшеничных отрубях, в печени рогатого скота и свиней также содержится довольно значительное количество этого витаина.

Растения и некоторые микробы, а также, по-видимому, и некоторые животные (крысы), способны синтезировать антипеллагрический витамин и поэтому могут развиваться нормально и без поступления извне. В настоящее время выяснено, что витамин РР может синтезироваться в организме из триптофана; недостаток триптофана в питании или нарушение его нормального обмена играет поэтому важную роль в возникновении пеллагры.—еловек, по-видимому не обладает достаточной способностью к синтезу антипеллагрического витамина, и доставка никотиновой кислоты или её амида с пищей необходима, особенно при диете, не содержащей соответствущего количества триптофана и пиридоксина, например, при резком преобладании в пищевом рационе кукурузы (маиса). Суточная потребность в этом витамине для людей исчисляется в 15-25 мг для взрослых и 15 мг для детей.

Никотиновая кислота, точнее её амид, играет исключительно важную роль в обмене веществ. Достаточно сказать, что в состав ряда коферментных групп, катализирущих тканевое дыхание, входит амид никотиновой кислоты.

Отсутствие никотиновой кислоты в пище приводит к нарушению синтеза ферментов, катализирущих окислительно-восстановительные реакции, и ведет к нарушению механизма окисления тех или иных субстратов тканевого дыхания.

Избыток никотиновой кислоты выводится из организма с мочой в виде главным образом N1-метилникотинамида и частично некоторых других ее производных.

│ ╔──COONH

│ ║

N

│

CH

N1-метилникотинамида

 ВИТАМИН С(АСКОРБИНОВАЯ КИСЛОТА).

К числу наиболее известных с давних времён заболеваний, возникающих на почве деффектов в питании, относится цинга, или скорбут. В средине века в Европе цинга была одной из страшных болезней, принимавший иногда характер повального мора. Наибольшее число жертв цинга уносила в могилу в зимнее и весеннее время года, когда население европейских стран было лишено возможности получать в достаточном количестве свежие овощи и фрукты.

Окончательно вопрос о причинах возникновения и способов лечения цинги был разрешен эксперементально лишь в 1907-1912 гг. в опытах на морских свинках. Оказалось, что морские свинки, подобно людям, подвержены заболеванию цингой, которая развивается на почве недостатков в питании.

Стало очевидным, что цинга возникает при отсутствии в пище особого фактора. Этот фактор, предохраняющий от цинги,получил название  витамина С, антицинготного, или антискорбутного, витамина. Состав С6Н8О6; обладает окислительно-восстановительными свойствами. Во многих растениях участвует в дыхательном прцессе как промежуточный переносчик водорода; в животных тканях наличие этой функции у витамина не установлено. Имеет отношение к образованию межклеточного склеивающего вещества – коллагена. Витамин растворим в воде и спиртах. Весьма чувствителен к окислению, особенно при повышенной температуре и наличии следов тяжелых металлов ( особенно меди ). При обычной варке овощей разрушается примерно одна треть витамина С; при хранении готовых овощных блюд потери увеличиваются. Сохраняется при квашении продуктов ( капуста). Животные продукты содержат очень мало витамина С . В сухих семенах он не содержится , но появляется, как только семена начинают прорастать. Почти единственном источником витамина являются свежие или консервированные должным образом плоды, овощи и ягоды. Более всего витамина в плодах шиповника, незрелого грецкого ореха и черной смородины, используемых для промышленного изготовления контентратов. В весеннее время концентраты и синтетические препараты имеют особенно большое значение, т.к. в лежалых плодах и овощах содержание витамина С снижается.

Важно отметить, что большинство животных, за исключением морских свинок и обезьян, не нуждается в получении витамина С извне, так как аскорбиновая кислота синтезируется у них в печени из сахаров. Человек не обладает способностью к синтезу витамина С и должен обязательно получать его с пищей.

Потребность взрослого человека в витамине С соответствует 50 -100мг аскорбиновой кислоты в день.В организме человека нет сколько нибудь значительных резервов витамина С, поэтому необходимо систематическое, ежедневное поступление этого витамина с пищей.

Основными источниками витамина С являются растения. Особенно много аскорбиновой кислоты в перце, хрене, ягодах рябины, чёрной смородины, земляники, клубники, в апельсинах, лимонах, мандаринах, капусте (как свежей, так и квашенной), в шпинате. Картофель хотя и содержит значительно меньше витамина С,\чем вышеперечисленные продукты, но, принимая во внимание значение его в нашем питании, его следует признать наряду с капустой, основным источником снабжения витамином С.

Здесь можно напомнить, что эпидемии цинги, свирепствовавшие в средние века в Европе в зимние и весенние месяцы года, исчезли после введения в сельское хозяйство европейских стран культуры картофеля.

Необходимо обратить внимание на важнейшие источники витамина С непищевого характера - шиповник, хвою (сосны, ели и лиственницы) и листья черной смородины. Водные вытяжки из них представляют собой почти всегда доступное средство для предупреждения и лечения цинги.

  РОЛЬ В ОБМЕНЕ ВЕЩЕСТВ.

По-видимому, физиологическое значение витамина С теснейшим образом связано с его окислительно-восстановительными свойствами. Возможно, что этим следует оъяснить и изменения в углеводном обмене при скорбуте, заключающиеся в постепенном исчезновении гликогена из печени и вначале повышенном, а затем пониженном содержании сахара в крови. По-видимому, в результате расстройства углеводного обмена при экспериментальном скорбуте наблюдается усиление процесса распада мышечного белка и появление креатина в моче (А.В.Палладин). Большое значение имеет витамин С для образования коллагенов и функции соединительной ткани. Витамин С играет роль в гидроксилировании и окисления гормонов коры надпочечников. Нарушение в превращениях тирозина, наблюдаемое при цинге, также указывает на важную роль витамина С в окислительных процессах. В мочечеловека обнаруживается аскорбиновая, дегидроаскорбиновая, дикетогулоновая и щавелевая кислоты, причём две последнии являются продуктами необратимого превращения витамина С в организме .

 

б.) Витамины растворимые в жирах.

Особые трудности представляет изучение так называемых жирорастворимых витаминов. Каталитический способ действия несомненен и для них, но сами реакции носят другой характер. Жирорастворимые витамины , прежде всего являются участниками конструктивных, анаболитических процессов, связанных с построением структур организма, например, образование костей (витамин D ) , развитие покровных тканей ( витамин А ), нормальным развитием эмбриона ( витамин Е ) и др.

Витамин D ( противорахитический). При отсудствии этого витамина нарушается отложение солей кальция, а следоватильно костеобразование , и развивается заболевание – рахит. Витамин D – высокомолекулярное соединение спиртового характера.

Имеются два основных витамина – D2 и D 3 ; D2 ( С28Н44О) образуется из провитамина эргостерона, распространенного в растениях. D3 – (С27Н44О) – из провитамина животных тканей – 7 дегидрохолестерина. Витамины D2 и D3 одинаково хорошо используются человеком и млекопитающими; птицы усваивают витамин D 2 в 30-60 раз хуже, чем D3. Переход провитаминов в витамины происходит в коже человека и животных под воздействием ультрафиолетовых лучей – при ярком солнечном освещении или при облучении кварцевой лампой. Образовавшейся в коже витамин разносится затем по всему телу. Свойством провитаминов превращаться в витамины под действием лучистой энергии широко пользуются при промышленном изготовлении препаратов витаминов. Оба витамина медленно окисляются на воздухе, быстро на свету; при нагоевании до 130-160 гр. Они инактивируются даже в отсудствии кислорода. Из естественных продуктов значительные количества витаминов ( в форме D3 ) содержит лишь рыбий жир ; небольшие количества витаминов находятся в яичном желтке и летнем сливочном масле; остальные животные продукты бедны витамином; в растительных продуктах готового витамина, как правило, совсем нет. При промышленном производстве витамин D2 получают путем облучения эргостерина, извлекаемого из дрожжей или мицелия грибов пенициллиума. D3 - главным образом для нужд птицеводства- изготовляют из морский мидий. Ввиду ограниченного распространения витамина D и недостаточности инсоляции в осенне-зимний сезон необходимо широко применять вето время промышленные препараты витамина, особенно для детей.

Витамин Е (токоферол, или противостирильный витамин) предохраняет самок от рассасывания развивающегося зародыша, а самцов – от нарушения сперматогенеза и дегенерации семенников. При недостатке витамина возникает также резкая мускульная дистрофия. Все эти явления наблюдались, однако, на лабораторных животных – при кормлении высокоочищенными продуктами. По химическому составу витамин Е – высокомолекулярный спирт -

С29 Н50 О2. Устойчив по отношению к температуре и кислотам, но сравнительно чувствителен к освещению и щелочам. В растительных тканях встречается в свободной форме и в эфирных соединениях. Широко распространен в растительных продуктах, особенно в зародышах семян и растительных маслах. Витамин Е обладает антиокислительными свойствами и в значительной мере может предохранять от разрушения витамин А; поэтому витамин А лучше усваивается и лучше действует в присутствии витамина Е.

IV. Гормоны.

 

1.Общая характеристика.

Гормоны- специфические вещества, которые вырабатываются в организме и регулируют его развитие и функцианирование. В переводе с греческого – гормоны- означают двигаю, возбуждаю. Гормоны образуются специальными органами – железами внутренней секреции ( или эндокринными железами ) .Эти органы названы так потому, что продукты их работы не выделяются во внешнюю среду ( как, например, у потовых или пищеварительных желез) , а “ подхватываются “ током крови и разносятся по всему организму. “Истинные” гормоны ( в отличии от местных регуляторных веществ ) выделяются в кровь и действуют практически на все органы, в том числе значительно удаленные от места образования гормона.

Биологически активные вещества, образующиеся в других, отличных от желез внутренней секреции, органах и тканях, принято называть “ парагормонами”, “гистогормонами”, “биогенными стимуляторами” . На участие этях веществ в регуляции функций организма впервые указал русский физиолог В.Я. Данилевский ( в 1899г. На 7- м съезде общества русских врачей в память Н.И.Пирогова). Термин “гормоны” впервые был применен У. Бейлиссом и Э. Старлингом в 1902г. По отношению к специфическому продукту секреции слизистой оболочки верхней части кишечника – т.н. секретину, стимулируюшему отделение сока поджелудочной железы. Однако секретин следует отнести к гистогормонам.

Биологически активные продукты обмена веществ образуются и в растениях, но относить эти вещества к “гормонам” совершенно не правильно.

Беспозвоночные животные не имеют сформировавшейся эндокринной системы ( т.е. функционально взаимлсвязанных желез внутренней секреции). Так, у насекомоядных обнаружены лишь отдельные железистые образования, в которых повидимому, и происходит выработка гормональных веществ ( напр. вызывающих линьку, окукливание и пр.) У кольчатых червей существует только зачаток адреналовой системы в форме хромафинных клеток, а у переходных форм от безпозвоночных к позвоночным – асцидий

( оболочников) – имеются гомологи гипофиза и щитовидной железы. Эндокринная система со специфическими физиологическими функциями достигает полного развития лишь у позвоночных животных и человека.

У высших позвоночных животных и человека эндокринная система начинает функционироватьна довольно на ранних этапах зародышевого развития. У человека напр. , гормон щитовидной и поджелудочной желез, отдельные гормоны гипофиза обнаружены уже на 3-4-м месяце у эмбриона.

Первоначально термином “гормон” обозначали химические вещества, которые секретируются железами внутренней секреции в лимфатические или кровеносные сосуды, циркулируют в крови и оказывают действие на различные органы и ткани, находящиеся на значительном расстоянии от места их образования. Оказалось, однако, что некоторые из этих веществ (например, норадреналин), циркулируя в крови как гормоны, выполняют функцию нейропередатчика (нейротрансмиттера), тогда как другие (соматостатин) являются и гормонами, и нейропередатчиками. Кроме того, отдельные химические вещества секретируются эндокринными железами или клетками в виде прогормонов и только на периферии превращаются в биологически активные гормоны (тестостерон, тироксин, ангиотензиноген и др.).

Гормоны, в широком смысле слова, являются биологически активными веществами и носителями специфической информации, с помощью которой осуществляется связь между различными клетками и тканями, что необходимо для регуляции многочисленных функций организма. Информация, содержащаяся в гормонах, достигает своего адресата благодаря наличию рецепторов, которые переводят ее в пострецепторное действие (влияние), сопровождающееся определенным биологическим эффектом.

2.Варианты действия гормонов.

В настоящее время различают следующие варианты действия гормонов:

1) гормональное, или гемокринное, т.е. действие на значительном удалении от места образования;

2) изокринное, или местное, когда химическое вещество, синтезированное в одной клетке, оказывает действие на клетку, расположенную в тесном контакте с первой, и высвобождение этого вещества осуществляется в межтканевую жидкость и кровь;

3) нейрокринное, или нейроэндокринное (синаптическое и несинаптическое), действие, когда гормон, высвобождаясь из нервных окончаний, выполняет функцию нейротрансмиттера или нейромодулятора, т.е. вещества, изменяющего (обычно усиливающего) действие нейротрансмиттера;

4) паракринное — разновидность изокринного действия, но при этом гормон, образующийся в одной клетке, поступает в межклеточную жидкость и влияет на ряд клеток, расположенных в непосредственной близости;

5) юкстакринное – разновидность паракринного действия, когда гормон не попадает в межклеточную жидкость, а сигнал передается через плазматическую мембрану рядом расположенной другой клетки;

6) аутокринное действие, когда высвобождающийся из клетки гормон оказывает влияние на ту же клетку, изменяя ее функциональную активность;

7) солинокринное действие, когда гормон из одной клетки поступает в просвет протока и достигает таким образом другой клетки, оказывая на нее специфическое воздействие (например, некоторые желудочно-кишечные гормоны).

Синтез белковых гормонов, как и других белков, находится под генетическим контролем, и типичные клетки млекопитающих экспрессируют гены, которые кодируют от 5000 до 10 000 различных белков, а некоторые высокодифференцированные клетки – до 50 000 белков. Любой синтез белка начинается с транспозиции сегментов ДНК, затем транскрипции, посттранскрипционного процессинга, трансляции, посттрансляционного процессинга и модификации. Многие полипептидные гормоны синтезируются в форме больших предшественников-прогормонов (проинсулин, проглюкагон, проопиомеланокортин и др.). Конверсия прогормонов в гормоны осуществляется в аппарате Гольджи.

 

3.Классификация гормонов по химической природе.

По химической природе гормоны делятся на белковые, стероидные (или липидные) и производные аминокислот.

 

Белковые гормоны подразделяют на пептидные: АКТГ, соматотропный (СТГ), меланоцитостимулирующий (МСГ), пролактин, паратгормон, кальцитонин, инсулин, глюкагон, и протеидные – глюкопротеиды: тиротропный (ТТГ), фолликулостимулирующий (ФСГ), лютеинизирующий (ЛГ), тироглобулин. Гипофизотропные гормоны и гормоны желудочно-кишечного тракта принадлежат к олигопептидам, или малым пептидам.

К стероидным (липидным) гормонам относятся кортикостерон, кортизол, альдостерон, прогестерон, эстрадиол, эстриол, тестостерон, которые секретируются корой надпочечника и половыми железами. К этой группе можно отнести и стеролы витамина D – кальцитриол. Производные арахидоновой кислоты являются, как уже указывалось, простагландинами и относятся к группе эйкозаноидов.

Адреналин и норадреналин, синтезируемые в мозговом слое надпочечника и других хромаффинных клетках, а также тироидные гормоны являются производными аминокислоты тирозина. Белковые гормоны гидрофильны и могут переноситься кровью как в свободном, так и в частично связанном с белками крови состоянии. Стероидные и тироидные гормоны липофильны (гидрофобны), отличаются небольшой растворимостью, основное их количество циркулирует в крови в связанном с белками состоянии.

Гормоны осуществляют свое биологическое действие, комплексируясь с рецепторами – информационными молекулами, трансформирующими гормональный сигнал в гормональное действие. Большинство гормонов взаимодействуют с рецепторами, расположенными на плазматических мембранах клеток, а другие гормоны – с рецепторами, локализованными внутриклеточно, т.е. с цитоплазматическими и ядерными эффектом.

4.Свойства гормонов.

Особый интерес представляет способность организма сохранять гормоны в иноктивированном ( недеятельном) состоянии.

Гормоны, являясь специфическими продуктами желез внутренней секреции, не остаются стабильными, а изменяются структурно и функционально в процессе обмена веществ. Продукты превращения гормонов, могут обладать новыми биокаталитическими свойствами и играть определенную роль в процессе жизнидеятельности: напр., продукты окисления адреналина – дегидроадреналин, адренохром, как это показал А.М. Утевский, являются своеобразными катализаторами внутреннего обмена.

Работа гормонов осуществляется под контролем и в теснейшей зависимости с нервной системой. Роль нервной системы в процессах гормонообразования впервые была доказана в начале 20в. русским ученым Н.А. Миславским, изучавшим нервную регуляцию деятельности желез внутренней секреции. Им был открыт нерв, усиливающий секрецию гормона щитовидной железы; его ученику М.Н. Чебоксарову принадлежит (1910 г.) аналогичное открытие в отношении гормона надпочечника. И.П.Павлов и его ученики показали громадное регулирующее значение коры больших полушарий головного мозга в гормонообразовании.

Специфичность физиологического действия гормонов является относительной и зависит от состояния организма как целого. Большое значение имеет изменение состава среды, в которой действует гормон, в частности, увеличение или уменьшение концентрации водородных ионов, сульфгидрильных групп, солей калия и кальция, содержание аминокислот и прочих продуктов обмена веществ, влияющих на реактивность нервных окончаний и взаимоотношения гормонов с ферментными системами. Так, действие гормона коры надпочечника на почки и сердечно-сосудистую систему в значительной степени определяется содержанием хлористого натрия в крови. Соотношение между количеством активной и неактивной формы адреналина определяется содержанием аскорбиновой кислоты в тканях.

Доказано, что гормоны находятся в тесной зависимости от условий внешней среды, влияние которой опосредуется рецепторами нервной системы. Раздражение болевых, температурных, зрительных и др. рецепторов оказывает влияние на выделение гормона гипофиза, щитовидной железы, надпочечника и др. желез. Составные части пищи могут служить , с одной стороны источником структурного материала для построения гормонов ( йод, аминокислоты, стерины), а с дугой стороны – путем изменения внутренней среды и влияние на интерорецепторы, воздействовать на функцию желез, образующих гормоны. Так, установлено, что углеводы, преимущественно влияют на выделение инсулина; белки – на образования гормона гипофиза, половых гормонов, гормона коры надпочечника, гормона щитовидной железы; витамин С – на функцию щитовидной железы и надпочечника и т.д. Некоторые химические вещества , вводимые в организм, могут специфически нарушать гормонообразование.

5.Использование витаминов.

В медицинской практике гормональные препараты используют для лечения заболеваний желез внутренней секреции, при которых функция последних понижена. Так, например, инсулин применяют для лечения сахарной болезни ( диабет).

Помимо лечения заболеваний желез внутренней секреции гормоны и гормональные препараты применяются также и при других болезнях: инсулин – при патологическом истощении, заболеваниях печени, шизофрении; тиреоидин – при некоторых формах ожирения; мужской половой гормон (тестостерон) – при раке молочной железы у женщин, женский половой гормон (или синэстрол и стильбестрол) – при гипертрофии и раке предстательной железы у мужчин и др.

Гормоны находят применение также в зоотехнике – для повышения продуктивности сельско–хозяйственных животных. Так, гормон щитовидной железы или заменяющий его препарат иодированного белка (казеина), по некоторым данным, способствует повышению удойности коров.

Соединение гормона с белковыми комплексами, содержащими соли цинка и других металлов, удлиняют действие гормонов. Такого рода гормональные препараты (с «удлиненным») действием находят все большее применение в практике.

V.Заключение.

Биологически активные вещества: ферменты, витамины и гормоны – жизненноважные и неоходимые компоненты человеческого организма . Находясь в малых количествах , они оьеспечивают полноценнцую работу органов и систем. Ни один процесс в организме не обходится без участия тех или иных ферментов. Эти белковые катализаторы способны не толлко осуществлять самые удивительные превращения веществ, но и делаит это исключительно быстро и легко, при обычных температурах и давлении.

В отлиыии от катализаторов неорганической природы ферменты обладают высокой специфичностью действия. Каждый данный фермент катализирует лишь определенную химическую реакцию, т.е. действует на вполне определенное вещество или на вполне определенный тип химической связи, обеспечивая строгую согласованность работы аппарата живой клетки.

Эта высокая специфичность действия фермента заключена в архитектуре его молекулы. За последние годы достигнуты заметные успехи в изучении пространственного строения большого числа ферментов. Например, используя метод ренгеноструктурного анализа, удалось определить строение и создать модель молекулы – лизоцима. Лизоцим – это фетмент, содержащийся в слезах, слизи из полости носа и т. д. Он спосоден расщеплять молекулу сложного полисахарида, входящего в состав оболочки некоторых бактерий.

Анализируя модель молекулы лизоцима, исследователи пришли к выволу о существовании явной связи между формой и функцией этого фермента. Полипептидная цепь лизоцима свернута очень сложным способом и образует компактную, почти глобулярную молекулу. Одной из примечательных лслбенностей строения этого фермента является наличие “ кармана” , расположенного примерно посредине молекулы. Субстрат (полисахарид) укладывается (встраивается) в этот “карман”, в котором, как полагают, расположен активный центр фермента. В процессе образования фермент-субстратного комплекса “карман” несколько сужается. В результате субстрат приобретает большую, чем обычно, реакционную способность. Можно предполагать, что особые группы ферментов оказываются в непосредственной близости к определеннйм участкам молекулы субстрата, вызывая изменения в распределении электронов, что, в свою очередь, приводит к ослаблению и разрыву связи.

В последние годы удалось добиться существенных успехов ив разрешении вопроса о регуляции активности ферментов. Как уже отмечалось, существуеют две возможности ее регуляции: изменение активности «готовых» молекул фермента и и регулирование на генетическом уровне, которое реализуется в изменении скорости биосинтеза ферментного белка. Различают также наличную (имеющуюся) и потенциальную (регулируемую) активность ферментов. Наличная – характеризуется активностью фермента в исходном состоянии ткани, потенциальную – возможным изменением активности фермента в различных жизненных ситуациях, когда к системе предъявляются повышенные требования.

В этой связи небезинтересно отметить, что к старости в первую очередь снижается потенциальная (регулируемая) активность ферментов. При старении уже в обычных условиях могут быть мобилизованы приспособительные возможности многих ферментных систем, диапазон дальнейшего приспособления систем резко сужается, т.е. мервичные механизмы старения, по-видимому, в значительной мере связаны с изменением (ослаблением) потенциальной активности ферментов.

Можно предположить , что дальнейшее бурное развитие энзимологии уже в недалеком будущем принесет самые неожиданные возможности контроля над процессом старения, удлинит период высокой творческой активности человека.