Биологически активные соединения витамины ферменты гормоны лекарства

Ферменты. Витамины. Гормоны. Лекарства.

Ферменты(от лат. fermentum – закваска)- специфические белковые катализаторы, присутствующие во всех живых клетках. Почти все биохимические реакции, протекающие в любом организме и в своём закономерном сочетании составляющие его обмен веществ, катализируются соответствующими ферментами. Направляя и регулируя обмен веществ, ферменты играют важнейшую роль во всех процессах жизнедеятельности.

Витамины — органические биологически активные вещества, необходимые для нормальной жизнедеятельности человека и животных; они играют решающую роль в обмене веществ. Витамины не синтезируются в организме или синтеризуются в недостаточном количестве. Они поступают с растительной или животной пищей. Большинство витаминов участвует в обмене веществ, входя в состав более чем 100 ферментов или конферментов.
Все витамины делят на жирорастворимые ( A, D, E, K), и водорастворимые ( B, C, PP и др.). Иногда одной буквой обозначаются несколько веществ или их смеси.
Рассмотрим некоторые из витаминов.

Витамин А ( ретинол, аксерофтол) — желтоватые кристаллы. Окисляется кислородом воздуха, но устойчив к нагреванию. Содержится в молоке, сливочном масле, яичном желтке и рыбьем жире; синтезируется в промышленном масштабе. Недостаток витамина в организме ведет к ослаблению адаптации к темноте (ночная слепота) и снижению сопротивляемости к инфекциям. Провитаминами служат природные каротиноиды, присутствующие во многих растениях.

Витамин В1( тиамин, аневрин ) — белые кристаллы, неустойчив к нагреванию при варке пищи. Содержится только в растениях и микроорганизмах, особенно богаты витамином зародыши пшеницы и дрожжи. При авитаминозе нарушается углеводный обмен и развивается периферийный полиневрит — болезнь бери-бери

Витамин В2 ( рибофлавин, лактофлавин) — оранжево — желтые кристаллы горького вкуса, водный раствор окрашен в желто — зеленый цвет с характерной флуоресценцией. При варке не разрушается. Широко распространен в природе как в микроорганизмах ( дрожжи ), так и в растительных ( бобовые ) и в животных клетках ( мясо, молоко, яичный желток ). Синтезируется только растениями. При недостатке развиваются дерматиты, конъюктивит и анемия.

Витамин В6 (пиридоксол, адермин) — белое кристаллическое вещество. Не разлагается при варке пищи. Широко распространен в природе, содержится в печени, почках, дрожжах, рисовых отрубях, бобах, пшенице. При авитаминозе развиваются дерматиты, стоматит и анемия.Дети нуждаются в витамине больше, чем взрослые

Витамин ВС (фолацин)- группа соединений, включающих фоливую кислоту и ее производные. Содержится во всех животных тканях, зеленых растениях и микроорганизмах. При авитаминозе развивается тяжелая форма анемии.

Витамин С — группа соединений; важнейшее из них — аскорбиновая кислота — белые кристаллы без запаха, с сильным кислым вкусом. Витамин С чувствителен к действию света и кислорода воздуха, при нагревании без доступа воздуха витамин не разрушается. Содержится в различных растениях (смородине, шиповнике и др.), особенно его много в свежих фруктах и овощах, Участвует в процессах биосинтеза, главным образом в синтезе РНК. При гиповитаминозе повышается проницаемость капилляров, нарушается обмен в соединительных тканях. а при авитаминозе развивается болезнь цинга, или скорбут (суставные боли, кровотечения, выпадение зубов. Витамин С получают в промышленном масштабе, исходя из D — глюкозы.

Витамины группы D (кальциферолы) представляют собой белые кристаллы, устойчивые к действию кмслорода воздуха и нагреванию. При авитаминозе детского организма нарушается обмен кальция и развивается костный рахит.

Из витаминов группы Е (токоферолы) наиболее физиологически активен витамин Е — беловато — маслянистая жидкость; не разрушается при варке. в природе токоферолы синтезируются в растениях; наиболее богаты ими масла зародышей пшеницы, кукурузы, хлопка, сои. При недостатке витамина нарушается нормальное развитие эмбриона, возникают мышечная дистрофия и болезни печени. Витамин Е используют в лечебных целях, а также как антиоксидант, стабилизирующий препараты витиминов А, D и витаминов группы F — группы незаменимых жирных кислот.

Витамины группы К( производные нафтохинона). Среди них витамин К1 — светло — желтое, устойчивое к нагреванию масло. Витамины содержатся в зеленых растениях и синтезируются бактериями. При недостатке нарушается свертывание крови и развивается диатез. Потребность человека витаминах группы К обеспечивается их синтезом кишечной микрофлорой. При гиповитаминозе разрушаются эритроциты.

Гормо́ны — биологически активные вещества органической природы, вырабатывающиеся клетках желёз внутренней секреции, поступающие в кровь и оказывающие регулирующее влияние на обмен веществ и физиологические функции. Гормоны служат гуморальными (переносимыми с кровью)регуляторами определённых процессов в различных органах и системах.

Лекарством называется только такое врачебное средство, которое при употреблении в известном определенном количестве может своими физическими или химическими свойствами устранить, ослабить или предупредить болезненные явления в организме.

Периодический закон и периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева в свете учения о строении атома. Развитие научных знаний о периодическом законе и периодической системе.

В 1869 г. Д. И. Менделеев на основе анализа свойств простых веществ и соединений сформулировал Периодический закон:

Свойства простых тел. и соединений элементов находятся в периодической зависимости от вели­чины атомных масс элементов.

На основе периодического закона была составлена периодическая система элементов. В ней элементы со сходными свойствами оказались объединены в верти­кальные столбцы — группы. Менделеев предложил периодической закон в то время, когда не было ничего известно о строении атома.

После того, как в XX веке была предложена планетарная модель атома, периодический закон формулируется следующим образом:

Свойства химических элементов и соединений на­ходятся в периодической зависимости от зарядов атомных ядер.

Заряд ядра равен номеру элемента в периодической системе и числу электронов в электронной оболочке атома.

В Периодической системе номер периода равен числу электронных уровней в атоме, номер группы для эле­ментов главных подгрупп равен числу электронов на внешнем уровне.

Причиной периодического изменения свойств химиче­ских элементов является периодическое заполнение электронных оболочек. После заполнения очередной оболочки начинается новый период. Периодическое изменение элементов ярко видно на изменении состава и свойств и свойств оксидов.

Научное значение периодического закона.

Периоди­ческий закон позволил систематизировать свойства хи­мических элементов и их соединений. При составлении периодической системы Менделеев предсказал сущест­вование многих еще не открытых элементов, оставив для них свободные ячейки, и предсказал многие свойст­ва неоткрытых элементов, что облегчило их открытие.

Дата добавления: 2015-04-21 ; просмотров: 54 ; Нарушение авторских прав

источник

Ферменты, гормоны, витамины и лекарства

Функции и сферы использования ферментов. Их классификация по типу катализируемых реакций. Понятие гормонов, их воздействие на организм при помощи специальных рецепторов. Роль витаминов в обмене веществ. Их отличие от других органических пищевых веществ.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Ферменты, или энзимы обычно белковые молекулы или молекулы РНК (рибозимы) или их комплексы, ускоряющие (катализирующие) химические реакции в живых системах. Реагенты в реакции, катализируемой ферментами, называются субстратами, а получающиеся вещества — продуктами. Ферменты специфичны к субстратам. Ферментативная активность может регулироваться активаторами и ингибиторами. Белковые ферменты синтезируются на рибосомах, а РНК — в ядре. Термины «фермент» и «энзим» давно используют как синонимы. Наука о ферментах называется энзимологией. Активность ферментов зависит от условий в клетке или организме — давления, кислотности среды, температуры, концентрации растворенных солей Ферменты широко используются в народном хозяйстве — пищевой, текстильной промышленности, в фармакологии. Ещё шире область использования ферментов в научных исследованиях и в медицине.

Функции ферментов. Ферменты присутствуют во всех живых клетках и способствуют превращению одних веществ (субстратов) в другие (продукты). Ферменты выступают в роли катализаторов практически во всех биохимических реакциях, протекающих в живых организмах — ими катализируется более 4000 разных биохимических реакций. Ферменты играют важнейшую роль во всех процессах жизнедеятельности, направляя и регулируя обмен веществ организма. Подобно всем катализаторам, ферменты ускоряют как прямую, так и обратную реакцию, понижая энергию активации процесса. Химическое равновесие при этом не смещается ни в прямую, ни в обратную сторону. Отличительной особенностью ферментов по сравнению с небелковыми катализаторами является их высокая специфичность — константа связывания некоторых субстратов с белком может достигать 10?10 моль/л и менее. Каждая молекула фермента способна выполнять от нескольких тысяч до нескольких миллионов «операций» в секунду. Например, одна молекула фермента ренина, содержащегося в слизистой оболочке желудка теленка, створаживает около 106 молекул казеиногена молока за 10 мин при температуре 37 °C. При этом эффективность ферментов значительно выше эффективности небелковых катализаторов — ферменты ускоряют реакцию в миллионы и миллиарды раз, небелковые катализаторы — в сотни и тысячи раз.

Классификация ферментов. По типу катализируемых реакций ферменты подразделяются на 6 классов

1: Оксидоредуктазы, катализирующие окисление или восстановление. Пример: каталаза, алкогольдегидрогеназа

2: Трансферазы, катализирующие перенос химических групп с одной молекулы субстрата на другую. Среди трансфераз особо выделяют киназы, переносящие фосфатную группу, как правило, с молекулы АТФ.

3: Гидролазы, катализирующие гидролиз химических связей. Пример: эстеразы, пепсин, трипсин, амилаза, липопротеинлипаза

4: Лиазы, катализирующие разрыв химических связей без гидролиза с образованием двойной связи в одном из продуктов.

5: Изомеразы, катализирующие структурные или геометрические изменения в молекуле субстрата.

6: Лигазы, катализирующие образование химических связей между субстратами за счет гидролиза АТФ. Пример: ДНК-полимераза

Будучи катализаторами, ферменты ускоряют как прямую, так и обратную реакции, поэтому, например, лиазы способны катализировать и обратную реакцию — присоединение по двойным связям.

Гормоны — биологически активные сигнальные химические вещества, выделяемые эндокринными железами непосредственно в организме и оказывающие дистанционное сложное и многогранное воздействие на организм в целом либо на определённые органы и ткани-мишени. Гормоны служат гуморальными (переносимыми с кровью) регуляторами определённых процессов в различных органах и системах. Существуют и другие определения, согласно которым трактовка понятия гормон более широка: «сигнальные химические вещества, вырабатываемые клетками тела и влияющие на клетки других частей тела».

Это определение представляется предпочтительным, так как охватывает многие традиционно причисляемые к гормонам вещества: гормоны животных, которые лишены кровеносной системы (например, экдизоны круглых червей и др.), гормоны позвоночных, которые вырабатываются не в эндокринных железах (простагландины, эритропоэтин и др.), а также гормоны растений используются в организме для поддержания его гомеостаза, а также для регуляции многих функций. Открыты в 1902 году Старлингом и Бейлиссом. Все гормоны реализуют своё воздействие на организм или на отдельные органы и системы при помощи специальных рецепторов к этим гормонам. Рецепторы к гормонам делятся на 3 основных класса:

рецепторы, связанные с ионными каналами в клетке (ионотропные рецепторы)

рецепторы, являющиеся ферментами или связанные с белками-передатчиками сигнала с ферментативной функцией (метаботропные рецепторы, например, GPCR)

рецепторы ретиноевой кислоты, стероидных и тиреоидных гормонов, которые связываются с ДНК и регулируют работу генов. По химическому строению известные гормоны позвоночных делят на основные классы:

Витамины — группа низкомолекулярных органических соединений относительно простого строения и разнообразной химической природы. Это сборная по химической природе группа органических веществ, объединённая по признаку абсолютной необходимости их для гетеротрофного организма в качестве составной части пищи. Витамины содержатся в пище в очень малых количествах, и поэтому относятся к микронутриентам.

Наука на стыке биохимии, гигиены питания, фармакологии и некоторых других медико-биологических наук, изучающая структуру и механизмы действия витаминов, а также их применение в лечебных и профилактических целях, называется витаминологией.

Витамины участвуют во множестве биохимических реакций, выполняя каталитическую функцию в составе активных центров большого количества разнообразных ферментов либо выступая информационными регуляторными посредниками, выполняя сигнальные функции экзогенных прогормонов и гормонов. Витамины не являются для организма поставщиком энергии и не имеют существенного пластического значения. Однако витаминам отводится важнейшая роль в обмене веществ. Концентрация витаминов в тканях и суточная потребность в них невелики, но при недостаточном поступлении витаминов в организм наступают характерные и опасные патологические изменения. Большинство витаминов не синтезируются в организме человека.

Поэтому они должны регулярно и в достаточном количестве поступать в организм с пищей или в виде витаминно-минеральных комплексов и пищевых добавок. Исключения составляют витамин К, достаточное количество которого в норме синтезируется в толстом кишечнике человека за счёт деятельности бактерий, и витамин В3, синтезируемый бактериями кишечника из аминокислоты триптофана.

С нарушением поступления витаминов в организм связаны 3 принципиальных патологических состояния: недостаток витамина — гиповитаминоз, отсутствие витамина — авитаминоз, и избыток витамина — гипервитаминоз.

Известно около полутора десятков витаминов. Исходя из растворимости, витамины делят на жирорастворимые — A, D, E, F, K и водорастворимые — все остальные (B, C и др.). Жирорастворимые витамины накапливаются в организме, причём их депо являются жировая ткань и печень. Водорастворимые витамины в существенных количествах не депонируются (не накапливаются), и при избытке выводятся с водой. Это объясняет то, что гиповитаминозы довольно часто встречаются относительно водорастворимых витаминов, а гипервитаминозы — чаще наблюдаются относительно жирорастворимых витаминов. Витамины отличаются от других органических пищевых веществ тем, что не включаются в структуру тканей и не используются организмом в качестве источника энергии (не обладают калорийностью).

Лекарственные средства — вещества, или смесь веществ синтетического или природного происхождения в виде лекарственной формы (таблетки, капсулы, раствора и т.п.).

Перед употреблением в медицинской практике лекарственные средства должны проходить клинические исследования и получать разрешение к применению для профилактики, диагностики, либо лечения заболеваний. Существует несколько классификаций, основанных на различных признаках лекарственных средств: фермент гормон витамин

по химическому строению (например соединения-производные фурфурола, имидазола, пиримидина и другие)

по происхождению — природные, синтетические, минеральные

по фармакологической группе — наиболее распространенная в России классификация, основана на воздействии препарата на организм человека

нозологическая классификация — классификация по заболеваниям, для лечения которых используется лекарственный препарат

анатомо-терапевтическо-химическая классификация (ATХ) — международная классификация, в которой учитывается фармакологическая группа препарата, его химическая природа и нозология заболевания для лечения которого предназначен препарат.

Подобные документы

Понятие витаминов как группы низкомолекулярных органических соединений, их участие в биохимических реакциях. Роль витаминов в обмене веществ, их классификация. Основные функции водорастворимых и жирорастворимых витаминов. Суточная потребность в витаминах.

презентация [1,1 M], добавлен 13.11.2013

Понятие и классификация ферментов (энзимов). Их общие и отличные от неорганических катализаторов свойства, белковая природа. Катализируемые ими реакции. Виды изоферментов и их роль в обмене веществ. Относительная активность ферментов в тканях человека.

презентация [1,8 M], добавлен 11.11.2016

Витамины — группа органических веществ, необходимая для жизнедеятельности организма человека: классификация, виды, суточная физиологическая потребность, признаки авитаминозов. Использование витаминов в рациональном питании, способы их сохранения в пище.

реферат [25,3 K], добавлен 28.11.2010

История изучения, функции и классификация ферментов: их медицинское значение и использование в катализируемых реакциях. Связь между ферментами и наследственными болезнями обмена веществ. Разработка методов лечения, их значение в профилактике заболеваний.

презентация [658,1 K], добавлен 16.04.2012

Задачи ферментов как веществ биологического происхождения, ускоряющих химические реакции. Организованная последовательность процессов обмена веществ. Особенности ферментативного катализа. Лекарственные препараты: ингибиторы и активаторы ферментов.

презентация [2,9 M], добавлен 27.10.2014

Понятие витаминов как низкомолекулярных органических веществ, поступающих в организм с продуктами питания, их основные источники и определение потребности для нормальной жизнедеятельности человеческого организма. История исследований действия витаминов.

презентация [549,6 K], добавлен 24.08.2013

Незаменимые органические вещества. История открытия витаминов и их классификация витаминов. Минеральные вещества. Прием витаминов и минеральных веществ, их роль в профилактике и лечении заболеваний. Коррекция витаминной недостаточности организма.

реферат [33,4 K], добавлен 21.12.2008

Понятие витаминов как группы низкомолекулярных органических соединений. Классификация витаминов (водорастворимые и жирорастворимые). Витаминоподобные соединения, провитамины. Устойчивость витаминов, антивитамины. Пути развития витаминной недостаточности.

презентация [9,8 M], добавлен 24.04.2017

Последствия отсутствия какого-либо из витаминов в пище, ведущего к недостаточному образованию в организме определенных жизненно важных ферментов и, как следствие, к специфическому нарушению обмена веществ. Значение аскорбиновой кислоты, ретинола, тиамина.

презентация [1,9 M], добавлен 06.10.2014

Определение понятия и свойств ферментов. Рассмотрение примеров использования в медицине ферментных препаратов. Исследование принципов энзимодиагностики, измерения разных веществ в крови. Нарушения обмена веществ в основе наследственных энзимопатий.

презентация [1,5 M], добавлен 21.04.2015

источник

Биологически активные вещества

К биологически активным веществам относятся: ферменты, витамины и гормоны. Это жизненно важные и необходимые соединения, каждое из которых выполняет незаменимую и очень важную роль в жизнедеятельности организма.

Переваривание и усвоение пищевых продуктов происходит при участии ферментов. Синтез и распад белков, нуклеиновых кислот, липидов, гормонов и других веществ в тканях организма представляет собой также совокупность ферментативных реакций. Впрочем, и любое функциональное проявление живого организма — дыхание, мышечное сокращение, нервно-психическая деятельность, размножение и т.д. — тоже непосредственно связаны с действием соответствующих ферментных систем. Иными словами, без ферментов нет жизни. Их значение для человеческого организма не ограничивается рамками нормальной физиологии. В основе многих заболеваний человека лежат нарушения ферментативных процессов.

Витамины могут быть отнесены к группе биологически активных соединений, оказывающих свое действие на обмен веществ в ничтожных концентрациях. Это органические соединения различной химической структуры, которые необходимы для нормального функционирования практически всех процессов в организме. Они повышают устойчивость организма к различным экстремальным факторам и инфекционным заболеваниям, способствуют обезвреживанию и выведению токсических веществ и т.д.

Гормоны — это продукты внутренней секреции, которые вырабатываются специальными железами или отдельными клетками, выделяются в кровь и разносятся по всему организму в норме вызывая определенный биологический эффект.

Сами гормоны непосредственно не влияют на какие-либо реакции клетки. Только связавшись с определенным, свойственным только ему рецептором вызывается определенная реакция.

Нередко гормонами называют и некоторые другие продукты обмена веществ, образующиеся во всех [напр. углекислота] или лишь в некоторых [напр. ацетилхолин] тканях, обладающие в большей или меньшей степени физиологической активностью и принимающие участие в регуляции функций организма животных Однако такое широкое толкование понятия » гормоны» лишает его всякой качественной специфичности. Термином » гормоны» следует обозначать только те активные продукты обмена веществ, которые образуются в специальных образованиях — железах внутренней секреции. Биологически активные вещества, образующиеся в других органах и тканях, принято называть » парагормонами»,»гистогормонами»,»биогенными стимуляторами».

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

А теперь познакомимся с каждой группой веществ, входящей в состав биологически активных, отдельно.

В основе всех жизненных процессов лежат тысячи химических реакций. Они идут в организме без применения высокой температуры и давления, т.е. в мягких условиях. Вещества, которые окисляются в клетках человека и животных, сгорают быстро и эффективно, обогащая организм энергией и строительным материалом. Но те же вещества могут годами храниться как в консервированном [изолированном от воздуха] виде, так и на воздухе в присутствии кислорода. Возможность быстрого переваривания продуктов в живом организме осуществляется благодаря присутствию в клетках особых биологических катализаторов — ферментов. Термин «фермент» (fermentum по-латыни означает «бродило», «закваска» ) был предложен голландским ученым Ван-Гельмонтом в начале XYII века. Так он назвал неизвестный агент , принимающий активное участие в процессе спиртового брожения.

Экспериментальное изучение ферментативных процессов началось в XYIII столетии, когда французский естествоиспытатель Р. Реомюр поставил опыты, чтобы выяснить механизм переваривания пищи в желудке хищных птиц. Он давал хищным птицам глотать кусочки мяса, заключенные в просверленную металлическую трубочку, которая была прикреплена к тонкой цепочке. Через несколько часов трубочку вытягивали из желудка птицы и выяснилось, что мясо частично растворилось. Поскольку оно находилось в трубочке и не могло подвергаться механическому измельчению, естественно было предположить, что на него воздействовал желудочный сок. Это предположение подтвердил итальянский естествоиспытатель Л. Спалланцани. В металлическую трубочку, которую заглатывали хищные птицы, Л.Спалланцани помещал кусочек губки. После извлечения трубки из губки выжимали желудочный сок. Затем нагревали мясо в этом соке, и оно полностью в нем » растворялось».

Значительно позже ( 1836г) Т. Шванн открыл в желудочном соке фермент пепсин (от греческого слова pepto — «варю») под влиянием которого и происходит переваривания мяса в желудке. Эти работы послужили началом изучения так называемых протеолитических ферментов.

Важным событием в развитии науки о ферментах явились работы К.С. Киргоффа. В 1814 г. действительный член Петербургской Академии наук К.С.Киргофф выяснил, что проросший ячмень способен превращать полисахарид крахмал в дисахарид мальтозу, а экстракт дрожжей расщеплял свекловичный сахар на моносахариды — глюкозу и фруктозу. Это были первые исследования в ферментологии. Хотя на практике применение ферментативных процессов было известно с незапамятных времен (сбраживание винограда, сыроварение и др.)

В разных изданиях применяются два понятия : «ферменты» и » энзимы». Эти названия идентичны. Они обозначают одно и тоже — биологические катализаторы. Первое слово переводится как «закваска» , второе — «в дрожжах».

Долгое время не представляли,что происходит в дрожжах, какая сила, присутствующая в них, заставляет вещества разрушаться и превращаться в более простые. Только после изобретения микроскопа было установлено, что дрожжи — это скопление большого количества микроорганизмов, которые используют сахар в качестве своего основного питательного вещества. Иными словами, каждая дрожжевая клетка «начинена» ферментами способными разлагать сахар. Но в то же время были известны и другие биологические катализаторы, не заключенные в живую клетку, а свободно «обитающие» вне ее. Например, они были найдены в составе желудочных соков, клеточных экстрактов. В связи с этим в прошлом различали два типа катализаторов: считалось, что собственно ферменты неотделимы от клетки и вне ее не могут функционировать, т.е. они «организованы». А «неорганизованные» катализаторы, которые могут работать вне клетки, называли энзимами. Такое противопоставление «живых» ферментов и «неживых» энзимов объяснялось влиянием виталистов, борьбой идеализма и материализма в естествознании. Точки зрения ученых разделились. Основоположник микробиологии Л. Пастер утверждал, что деятельность ферментов определяется жизнью клетки. Если клетку разрушить, то прекратиться и действие фермента. Химики во главе с Ю. Либихом развивали чисто химическую теорию брожения, доказывая, что активность ферментов не зависит от существования клетки.

В 1871 г. русский врач М.М. Манассеина разрушила дрожжевые клетки, растирая их речным песком. Клеточный сок, отделенный от остатков клеток, сохранял свою способность сбраживать сахар. Через четверть века немецкий ученый Э. Бухнер получил бесклеточный сок прессованием живых дрожжей под давлением до 5*10 Па. Этот сок, подобно живым дрожжам, сбраживал сахар с образованием спирта и оксида углерода (IV):

Работы А.Н. Лебедева по исследованию дрожжевых клеток и труды других ученых положили конец виталистическим представления в теории биологического катализа, а термины «фермент» и «энзим» стали применять как равнозначные.

Будучи белками, ферменты обладают всеми их свойствами. Вместе с тем биокатализаторы характеризуются рядом специфических качеств, тоже вытекающих из их белковой природы. Эти качества отличают ферменты от катализаторов обычного типа. Сюда относятся термолабильность ферментов, зависимость их действия от значения рН среды, специфичность и, наконец, подверженность влиянию активаторов и ингибиторов.

Термолабильность ферментов объясняется тем, что температура, с одной стороны, воздействует на белковую часть фермента, приводя при слишком высоких значениях к денатурации белка и снижению каталитической функции, а с другой стороны, оказывает влияние на скорость реакции образования фермент-субстратного комплекса и на все последующие этапы преобразования субстрата, что ведет к усилению катализа.

Зависимость каталитической активности фермента от температуры выражается типичной кривой. До некоторого значения температуры (в среднем до 5О°С) каталитическая активность растет, причем на каждые 10°С примерно в 2 раза повышается скорость преобразования субстрата. В то же время постепенно возрастает количество инактивированного фермента за счет денатурации его белковой части. При температуре выше 50°С денатурация ферментного белка резко усиливается и, хотя скорость реакций преобразования субстрата продолжает расти, активность фермента, выражающаяся количеством превращенного субстрата, падает.

Детальные исследования роста активности ферментов с повышением температуры, проведенные в последнее время, показали более сложный характер этой зависимости, чем указано выше: во многих случаях она не отвечает правилу удвоения активности на каждые 10°С в основном из-за постепенно нарастающих конформационных изменений в молекуле фермента.

Температура, при которой каталитическая активность фермента максимальна, называется его температурным оптимумом. Температурный оптимум для различных ферментов неодинаков. В общем для ферментов животного происхождения он лежит между 40 и 50°С, а растительного — между 50 и 60°С. Однако есть ферменты с более высоким температурным оптимумом, например, у папаина (фермент растительного происхождения, ускоряющий гидролиз белка) оптимум находится при 8О°С. В то же время у каталазы (фермент, ускоряющий распад Н2О2 до Н2О и О2) оптимальная температура действия находится между 0 и -10°С, а при более высоких температурах происходит энергичное окисление фермента и его инактивация.

источник

Ферменты, витамины и гормоны – ценность для организма

Биологически активные вещества – гормоны , витамины и ферменты . Это жизненно необходимые соединения, которые играют важную роль в функционировании живого организма. Они принимают участие и оказывают свое действие на биохимические процессы, которые происходят в человеческом организме. Ферменты, витамины и гормоны способствуют нормальному функционированию внутренних органов, систем и поддерживают иммунную систему человека.

Какую функцию выполняет каждое вещество?

Ферменты

Давайте разбираться. Итак, ферменты. Ферменты представляют собой белковые молекулы, которые ускоряют скорость всех химических реакций. Это биокатализаторы, участвующие в обмене веществ, синтезе, распаде жиров и нуклеиновых кислот. Переваривание и усвоение пищевых продуктов также происходит при участии ферментов. Ферментные системы оказывают действие на дыхание, размножение, мышечное сокращение, кровообращение и нервно-психическую деятельность. Без ферментов все биохимические реакции не смогут проходить, а организм человека начнет умирать.

Витамины

Все мы знакомы с термином «витамины». Но не каждый из нас задумывался, насколько они важны для нашего организма. Витамины – органические соединения, которые оказывают свое действие на обменный процесс в малых количествах. Витамины необходимы организму для укрепления и повышения работоспособности иммунной системы. Они помогают строить защитный барьер для вирусных инфекционных и других заболеваний. Они повышают устойчивость организма в различным экстремальным факторам и способствуют выведению вредоносных токсинов. Витамины повышают интенсивность всех физиологических процессов. Поэтому постоянно должны поступать в организм.

Гормоны

Что касается гормонов – они играют незаменимую функцию в развитии и функционировании организма. Эти биологически активные вещества способны влиять в значительных количествах на органы ткани и организм в целом. Гормоны принимают участие в химических реакциях. Они оказывают непосредственное влияние на жизнедеятельность тех органов, для которых предназначены. Гормоны изменяют химические реакции путем торможения или активации ферментных процессов. Гормоны – химические посредники, которые переносят информацию к клеткам-мишеням, с которыми связан сам. Гормоны отвечают за рост и развитие живого организма, формирование систем.

Ферменты, витамины, гормоны: воздействие на организм

Действие гормонов, витаминов и ферментов в совокупности обеспечивает полную жизнедеятельность человеческого организма и защищает его от негативных воздействий. В химических реакциях все биологические соединения тесно взаимосвязаны между собой, но при этом каждый из элементов выполняет свою функцию. Ни один процесс не обходится без участия ферментов, гормонов или витамин. Нехватка тех или иных соединений приводит к серьезным последствия и заболеваниям. В первую очередь значительно снижается работоспособность иммунной системы. А это чревато появлением различных болезней у человека и обострением хронических заболеваний.

Жизненно необходимые вещества должны постоянно поступать в организм человека. Для этого нужно употреблять пищу содержанием полезных веществ, отказаться от вредных привычек, которые также провоцируют дефицит необходимых для организма веществ. Врачи рекомендуют употреблять биологические активные добавки для профилактики и лечения. Добавки к пище используют в медицинской и педиатрической практике. БАДы – это универсальные препарат, содержащие только натуральные компоненты и абсолютно безопасны для здоровья человека.

источник

Витамины, гормоны, ферменты, их роль в организме

на тему: Витамины, гормоны, ферменты, их роль в организме

студентка 1-го курса группа 1ф

Витамины — группа низкомолекулярных органических соединений относительно простого строения и разнообразной химической природы. Это сборная по химической природе группа органических веществ, объединённая по признаку абсолютной необходимости их для гетеротрофного организма в качестве составной части пищи. Автотрофные организмы также нуждаются в витаминах, получая их либо путем синтеза, либо из окружающей среды. Так, витамины входят в состав питательных сред для выращивания организмов фитопланктона[1]. Витамины содержатся в пище (или в окружающей среде) в очень малых количествах, и поэтому относятся к микронутриентам.

Витамины участвуют во множестве биохимических реакций, выполняя каталитическую функцию в составе активных центров большого количества разнообразных ферментов, либо выступая информационными регуляторными посредниками, выполняя сигнальные функции экзогенных прогормонов и гормонов.

Витамины не являются для организма поставщиком энергии, однако витаминам отводится важнейшая роль в обмене веществ.

Концентрация витаминов в тканях и суточная потребность в них невелики, но при недостаточном поступлении витаминов в организме наступают характерные и опасные патологические изменения.

Большинство витаминов не синтезируются в организме человека. Поэтому они должны регулярно и в достаточном количестве поступать в организм с пищей или в виде витаминно-минеральных комплексов и пищевых добавок. Исключения составляют витамин К, достаточное количество которого в норме синтезируется в толстом кишечнике человека за счёт деятельности бактерий, и витамин В3, синтезируемый бактериями кишечника из аминокислоты триптофана.

С нарушением поступления витаминов в организм связаны 3 принципиальных патологических состояния: недостаток витамина — гиповитаминоз (болезненное состояние, возникающее при нарушении соответствия между расходованием витаминов и поступлением их в организм, то же, что витаминная недостаточность. Развивается при недостаточном поступлении витаминов. Развивается незаметно), отсутствие витамина — авитаминоз (заболевание, являющееся следствием длительного неполноценного питания, в котором отсутствуют какие – либо витамины. Некоторые авитаминозы: цинга – при отсутствии витамина С; куриная слепота – (витамин А); бери – бери (витамин В1); рахит (витамин D); пеллагра (витамин РР)) , и избыток витамина — гипервитаминоз (острое расстройство в результате интоксикации сверхвысокой дозой одного или нескольких витаминов (содержащихся в пище или витаминосодержащих лекарствах). Чаще всего гипервитаминозы вызываются приёмом резко повышенных доз витаминов A и D).

Известно около полутора десятков витаминов. Исходя из растворимости, витамины делят на жирорастворимые — A, D, E, K и водорастворимые — все остальные (B, C и др.). Жирорастворимые витамины накапливаются в организме, причём их депо являются жировая ткань и печень. Водорастворимые витамины в существенных количествах не депонируются (не накапливаются) и при избытке выводятся с водой. Это объясняет то, что гиповитаминозы довольно часто встречаются относительно водорастворимых витаминов, а гипервитаминозы чаще наблюдаются относительно жирорастворимых витаминов.

Витамины отличаются от других органических пищевых веществ тем, что не включаются в структуру тканей и не используются организмом в качестве источника энергии (не обладают калорийностью).

Ферменты — обычно белковые молекулы или молекулы РНК (рибозимы) или их комплексы, ускоряющие (катализирующие) химические реакции в живых системах. Реагенты в реакции, катализируемой ферментами, называются субстратами, а получающиеся вещества — продуктами. Ферменты специфичны к субстратам (АТФаза катализирует расщепление только АТФ, а киназа фосфорилазы фосфорилирует только фосфорилазу).

Ферментативная активность может регулироваться активаторами и ингибиторами (активаторы — повышают, ингибиторы — понижают).

Ферменты присутствуют во всех живых клетках и способствуют превращению одних веществ (субстратов) в другие (продукты). Ферменты выступают в роли катализаторов практически во всех биохимических реакциях, протекающих в живых организмах. К 2013 году было описано более 5000 разных ферментов[3][4]. Они играют важнейшую роль во всех процессах жизнедеятельности, направляя и регулируя обмен веществ организма.

Подобно всем катализаторам, ферменты ускоряют как прямую, так и обратную реакцию, понижая энергию активации процесса. Химическое равновесие при этом не смещается ни в прямую, ни в обратную сторону. Отличительной особенностью ферментов по сравнению с небелковыми катализаторами является их высокая специфичность — константа связывания некоторых субстратов с белком может достигать 10−10 моль/л и менее. Каждая молекула фермента способна выполнять от нескольких тысяч до нескольких миллионов «операций» в секунду.

Например, одна молекула фермента ренина, содержащегося в слизистой оболочке желудка телёнка, створаживает около 106 молекул казеиногена молока за 10 мин при температуре 37 °C.

При этом эффективность ферментов значительно выше эффективности небелковых катализаторов — ферменты ускоряют реакцию в миллионы и миллиарды раз, небелковые катализаторы — в сотни и тысячи раз.

Для успешной работы ферментов необходимо постоянное и непрерывное поступление в организм витаминов и минералов в составе пищи.

Только в этом случае ферменты и ферментные системы организма будут работать нормально.

Ферменты широко используются в народном хозяйстве — пищевой, текстильной промышленности, в фармакологии и медицине. Большинство лекарств влияют на течение ферментативных процессов в организме, запуская или приостанавливая те или иные реакции.

Ещё шире область использования ферментов в научных исследованиях и в медицине.

Связь между ферментами и наследственными болезнями обмена веществ была впервые установлена А. Гэрродом в 1910-е гг. Гэррод назвал заболевания, связанные с дефектами ферментов, «врожденными ошибками метаболизма».

Если происходит мутация в гене, кодирующем определенный фермент, может измениться аминокислотная последовательность фермента. При этом в результате большинства мутаций его каталитическая активность снижается или полностью пропадает. Если организм получает два таких мутантных гена (по одному от каждого из родителей), в организме перестает идти химическая реакция, которую катализирует данный фермент. Например, появление альбиносов связано с прекращением выработки фермента тирозиназы, отвечающего за одну из стадий синтеза темного пигмента меланина. Фенилкетонурия связана с пониженной или отсутствующей активностью фермента фенилаланин-4-гидроксилазы в печени.

В настоящее время известны сотни наследственных заболеваний, связанные с дефектами ферментов.

Разработаны методы лечения и профилактики многих из таких болезней.

Гормоны — биологически активные вещества органической природы, вырабатывающиеся в специализированных клетках желёз внутренней секреции, поступающие в кровь и оказывающие регулирующее влияние на обмен веществ и физиологические функции. Гормоны служат гуморальными (переносимыми с кровью) регуляторами определённых процессов в различных органах и системах.

Существуют и другие определения, согласно которым трактовка понятия гормон более широка: «сигнальные химические вещества, вырабатываемые клетками тела и влияющие на клетки других частей тела». Это определение представляется предпочтительным, так как охватывает многие традиционно причисляемые к гормонам вещества: гормоны животных, которые лишены кровеносной системы (например, экдизоны круглых червей и др.), гормоны позвоночных, которые вырабатываются не в эндокринных железах (простагландины, эритропоэтин и др.), а также гормоны растений.

Внешние или внутренние раздражители того или иного рода воздействуют на рецепторы организма и порождают в них импульсы, поступающие сначала в центральную нервную систему, а затем в гипоталамус. В данном отделе мозга вырабатываются первичные активные вещества удаленного гормонального действия — т. н. рилизинг-факторы, которые, в свою очередь, направляются к гипофизу. Характерной их особенностью является тот факт, что их транспортировка по назначению осуществляется не с общим током крови, а посредством портальной системы сосудов. Под действием рилизинг-факторов либо ускоряется, либо замедляется выработка и выделение тропных гормонов гипофиза. Последние, попав в кровь и достигнув с ней конкретной эндокринной железы, оказывают влияние на синтез требуемого гормона. На последнем этапе процесса гормон доставляется по системе кровообращения к тем или иным специализированным органам либо тканям (т. н. «мишеням») и вызывает определенные ответные реакции в организме, будь они физиологическими или, к примеру, химическими.

Заключительный этап, связанный с воздействием гормонов на обмен веществ внутри клетки, в течение довольно продолжительного времени являлся наименее изученным из всех составляющих вышеописанного процесса. Ныне известно, что в соответствующих тканях-мишенях имеются специфические химические структуры с участками, предназначенными для связывания гормонов — т. н. гормональные рецепторы. В качестве спецучастков выступают, как правило, углеводные фрагменты гликопротеинов и ганглиозидов. Связывание гормонов рецепторами вызывает определенные биохимические реакции, за счет чего, собственно, и реализуется итоговый эффект гормона. Локализация рецепторов при этом зависит от природы гормона: в случае стероидной природы рецепторы расположены в ядре, а в случае белковой или пептидной — на наружной поверхности (плазматической мембране). Вне зависимости от расположения между рецептором и гормоном всегда существует четкое структурное и пространственное соответствие.

Используются в организме для поддержания его гомеостаза, а также для регуляции многих функций (роста, развития, обмена веществ, реакции на изменения условий среды).

Список использованной литературы

витамин фермент гормон клетка

1.Биология / Под ред. Чебышева Н. В. — М., 2010.

2.Богоявленский Ю. К., Улисова Т. И. Яровая И. М. Биология / Под ред. В.Н. Ярыгина. М.,1984.

источник