Полная версия

Главная arrow Математика, химия, физика arrow БИОЛОГИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

Гормоны, фитогормоны

В организмах животных функционирует две системы передачи информации между клетками и органами с участием химических средств: нервная и гормональная. Их биологическое предназначение определяется участием в регуляции обмена веществ и адаптации организма к условиям существования.

Нервная система обеспечивает передачу информационных сигналов и ответные реакции организма в очень короткие промежутки времени. Гормональная же система передает сигналы сравнительно медленно, а последствия их воздействия на организм зачастую отличаются широким диапазоном и устойчивостью во времени.

Носителями гормональной информации являются органические вещества, именуемые гормонами (от греч. hormao - возбуждаю, побуждаю), которые секрегируюгся специализированными органами - железами внутренней секреции (эндокринными железами). Гормоны, как и витамины, функционируют в очень небольших концентрациях.

Гормональные сигналы характеризуются высокой специфичностью - химические носители информации распознаются и принимаются только теми клетками (клетками-мишенями), которые обладают соответствующими рецепторами. Механизм действия гормонов обычно сводится к влиянию на активность того или иного фермента, а в конечном итоге - на генетический аппарат клетки.

Многие гормоны действуют при помощи двухинформационной системы. Гормоны, выступающие в качестве первых информаторов, направляются из клеток, где они синтезируются, к тканям, являющимся объектом действия. Здесь они стимулируют образование второго информатора, который воздействует на внутриклеточные рецепторы.

Гормоны классифицируют по признаку желез внутренней секреции, осуществляющих их синтез. К числу таких желез относятся: щитовидная, паращитовидная, поджелудочная, зобная железа, подпочечники. гипофиз (мозговой придаток), половые железы (семенники и яичники).

Деятельность эндокринных желез находится иод контролем центральной нервной системы. При их заболевании (гипо- или гиперфункции) нарушается регуляция биохимических процессов, что приводит к заболеваемости и резкому снижению способности организма противостоять воздействию внешних и внутренних факторов. Причем, нарушение функции одной из желез часто отражается на деятельности других желез и нервной системы.

По химической природе гормоны подразделяют на стероидные, белково-пептидные, тиреоидные и катехоламины. Отметим некоторые характерные представители указанных групп гормонов. Стероидные гормоны секрстируются в половых железах и в корковом слое надпочечников. Половые гормоны: мужские (андрогены), например, тестостерон, и женские (эстрогены), например, эстрадиол - синтезируются на основе холестерина, обеспечивают развитие и функционирование в организмах репродуктивной системы.

Кортикостероиды (кортизон, кортикостерон и др.) регулируют обмен углеводов, белков и липидов.

Белково-пептидные гормоны представляют собой обширный ряд биологически активных соединений, синтезируемых в гипофизе, панкреатических островках, гипоталамусе и др. органах. В поджелудочной железе продуцируются гормоны инсулин и глюкагон.

Молекулы инсулина включают 51 аминокислотный остаток:

О биологической роли инсулина в регуляции углеводного обмена см. п. 7.4.

Гормон роста - соматотропин - простой белок (190 аминокислотных остатков) активирует анаболические процессы, способствует росту скелета и тканей.

К производным аминокислоты тирозина относится ряд тиреоидных гормонов. Они находятся в фолликулах щитовидной железы в связанном состоянии с белком тирсоглобулином (М = 666.000), содержащим 140 остатков тирозина. В результате протеолиза последнего гормоны попадают в кровь. Действующим началом этих гормонов являются йодсодсржащис производные тирозина, в частности ^-тироксин.

Тиреоидные гормоны обладают анаболическим действием, обеспечивают нормальный рост и развитие организма. Нарушение функции щитовидной железы (гипо- или гипертриоз) может привести к кретинизму.

К группе катехоламинов относятся гормоны адреналин и норадреналин, образующиеся в мозговом слое надпочечников.

Адреналин оказывает биологическое действие в ничтожных количествах (0,0001-0,00001 мг, т.е. 0,1-0,01 ;/г) на 1 кг веса. В больших концентрациях адреналин является сильным ядом. Адреналин усиливает обмен веществ, особенно углеводов, вызывает усиленный распад гликогена. Норадреналин обладает сильным физиологическим действием на сосудистую систему.

Гормоны отличаются по механизму действием на клетки-мишени. Так, стероидные и тиреоидные гормоны способны проникать в клетку, где они взаимодействуют со специфическими рецепторами в цитоплазме. Образующиеся при этом гормон-рецепторные комплексы проникают в ядро клетки и взаимодействуют с хроматином, в результате чего изменяется синтетическая активность клетки.

Другая группа гормонов (катехоламины, пептидные гормоны) взаимодействуют со специфическими рецепторами на поверхности, клеточной мембраны. При этом активируется механизм проведения сигнала в клетку, где увеличивается концентрация соединений и ионов, составляющих основу так называемого «второго посредника» в обеспечении гормонального эффекта. К таким посредникам относятся циклические нуклеотиды, диглицериды, арахидоновая кислота, ионы кальция и др.

Гормоны, действующие в растительных организмах, называются фитогормонами. Это вырабатываемые растениями низкомолекулярные вещества, которые участвуют в регуляции их физиологических и морфогенетических программ, обеспечивая взаимодействие клеток и органов. Фитогормоны действуют в очень низких концентрациях (10'13-105 мол/л).

К фитогормонам относятся, прежде всего, регуляторы роста растений: ауксины, гибберилины, цитокинины, абсцизовая кислота и этилен (см. п. 14.4).

Вопросы для самоконтроля

  • 1. Дайте определение ферментов (энзимов).
  • 2. Какое строение имеют ферменты?
  • 3. Какие классы ферментов Вы знаете (согласно систематической номенклатуры и тривиальных названий)?
  • 4. Каков механизм действия ферментов? Назовите основные признаки ферментативного катализа.
  • 5. Что Вы знаете о природе и функциональной роли коферментов?
  • 6. Расскажите о строении и биохимической роли коферментов АТФ и Ac-S-

КоА.

7. Сравните две системы передачи информации в клетке: гормональную и нервную. Как разделяют гормоны по химической природе?

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>