Гормоны, ферменты, нейромедиаторы. Известно что ферменты гормоны и витамины являются

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Обнинский индустриальный техникум

ТЕМА: « Витамины, ферменты, гормоны и их роль в организме. Нарушения при их недостатке и избытке.»

Студента 1-го курса
Маркина Александра

Обнинск
2013

Содержание реферата

Введение
Каждый человек хочет быть здоровым. Здоровье-это то богатство, которое нельзя купить за деньги или получить в подарок. Люди сами укрепляют или разрушают то, что им дано природой. Один из важнейших элементов этой созидательной или разрушительной работы - это питание. Всем хорошо известно мудрое изречение: «Человек есть то, что он ест».
В составе пищи, которую мы едим, содержаться различные вещества, необходимые для нормальной работы всех органов, способствующие укреплению организма, исцелению, а также наносящие вред здоровью. К незаменимым, жизненно важным компонентам питания наряду с белками, жирами и углеводами относятся витамины.
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.

2. Витамины и их влияние на организм
Всем известное слово "витамин" происходит от латинского "vita" - жизнь. Такое название эти разнообразные органические соединения получили далеко не случайно: роль витаминов в жизнедеятельности организма чрезвычайно велика. Витамины обладают свойством повышать интенсивность всех физиологических процессов организма, помогают в его защите от неблагоприятных воздействий внешней среды, повышают устойчивость к инфекционным заболеваниям, а в период болезни способствуют скорейшему выздоровлению.
Отсутствие, недостаток, а также перенасыщенность организма витаминами приводит к нарушению ряда его важнейших функций. В зимнее время, если нерационально подходить к составлению диеты, потребление витаминов обычно резко снижается, что в свою очередь может привести к весеннему авитаминозу.
По сравнению с основными питательными веществами: белками, жирами, углеводами и минеральными солями - витамины требуются организму в весьма незначительных количествах: от нескольких сотых долей миллиграмма в сутки, в зависимости от вида витамина. Но и в этих малых количествах витамины благоприятно влияют на обмен веществ, стимулируют правильный рост, развитие, положительно воздействуют на общее состояние, повышают сопротивляемость различным болезням, укрепляют мышечную, костную, кровеносную и другие системы, причем действуют они взаимосвязано.
В настоящее время известно около 20 различных витаминов. И если польза от витаминов, полученных искусственным путем, многими оспаривается, то витамины естественного происхождения, содержащиеся, например, в растительной пище, не вызывают сомнений практически ни у кого. Приведем перечень только некоторых витаминов, рассмотрим их воздействие на организм, а также приведем в пример продукты питания, содержащие эти полезные элементы.
Витамин А оказывает влияние на рост человека, улучшает состояние кожи, способствует сопротивлению организма инфекции.
Витамин А находится в рябине, абрикосах, шиповнике, черной смородине, облепихе, желтых тыквах, арбузах, в красном перце, шпинате, капусте, ботве сельдерея, петрушке, укропе, кресс-салате, моркови, щавеле, зеленом луке, зеленом перце, крапиве, одуванчике, клевере, а также в продуктах животного происхождения (рыбий жир, жир молока, сливочное масло, сливки, творог, сыр, яичный желток, жир печени и жир других органов -сердца, мозга).
Витамин В1 положительно влияет на функции мышц и нервной системы, входит в состав ферментов, регулирующих многие важные функции организма, участвует в обмене веществ. В1 содержится преимущественно в продуктах растительного происхождения: в злаках, крупах (овес, гречиха, пшено), в муке грубого помола (при тонком помоле наиболее богатая витамином В1 часть зерна удаляется с отрубями, поэтому в высших сортах муки и хлеба содержание витамина В1 резко снижено). Особенно много витамина в ростках зерна, в отрубях, в бобовых. Содержится также в фундуке, грецких орехах, миндале, абрикосах, шиповнике, красной свекле, моркови, редьке, луке, кресс-салате, капусте, шпинате, картофеле. Есть в молоке, мясе, яйцах, дрожжах.
Витамин В2 влияет на рост и возобновление клеток, входит в состав многих необходимых организму ферментов. Важен для поддержания зрения.
Много В2 в зернобобовых, шпинате, шиповнике, абрикосах, листовых овощах, ботве овощей, капусте, помидорах. Содержится также в продуктах животноводства: печени, молоке, яйцах, дрожжах.
Витамин ВЗ влияет на общий обмен веществ и участвует в образовании ферментов, обеспечивающих переваривание пищи.
Много ВЗ содержится в бобовых (фасоли, горохе, бобах), в грибах (шампиньонах, белых), в свежих овощах (красной свекле, спарже, цветной капусте). Присутствует в кисломолочных и молочных продуктах. Богаты этим витамином также печень, почки, мясо, рыба, яйца.
Витамин В6 важен для жизнедеятельности организма, участвует в обмене веществ. Необходим для восстановления после перенесенных болезней и употребления антибиотиков. Недостаток витамина отрицательно влияет на функции мозга, крови, приводит к нарушению работы сосудов, ведет к возникновению дерматитов, к диатезам и другим заболеваниям кожи, нарушаются функции нервной системы. Особенно много витамина В6 содержится в зерновых ростках, в грецких орехах и фундуке, в шпинате, картофеле, цветной капусте, моркови, салате, кочанной капусте, помидорах, клубнике, черешне, апельсинах и лимонах. Содержится также в мясных продуктах, рыбе, яйцах, крупах и бобовых.
Витамин В12 влияет на кровообразование, активирует процессы свертывания крови, участвует в образовании необходимых организму веществ, активирует процессы обмена углеводов и жиров. Оказывает благоприятное влияние на функции печени, нервной и пищеварительной систем. Основным источником этого витамина служат пищевые продукты животного происхождения: говяжья печень, рыба, продукты моря, мясо, молоко, сыры. Также витамин В12 у человека синтезируется в кишечнике.
Витамин С повышает защитные силы организма, ограничивает возможность заболеваний дыхательных путей, улучшает эластичность сосудов (нормализует проницаемость капилляров). Витамин оказывает благоприятное действие на функции центральной нервной системы, стимулирует деятельность эндокринных желез, способствует лучшему усвоению железа и нормальному кроветворению, препятствует образованию канцерогенов. Содержится в свежих растениях: шиповнике, кизиле, черной смородине, рябине, облепихе, цитрусовых плодах, красном перце, хрене, петрушке, зеленом луке, укропе, кресс-салате, краснокочанной капусте, картофеле, брюкве, капусте, в овощной ботве. В лекарственных растениях: крапиве, будре, любистоке, в лесных плодах.
Витамин D обеспечивает нормальный рост и развитие костей, способствует отложению кальция в костной ткани. Витамин D помогает в борьбе против рахита, способствует повышению сопротивляемости организма. Образованию витамина D способствуют ультрафиолетовые лучи. Потребность в витамине D взрослых людей удовлетворяется за счет образования его в коже человека под влиянием ультрафиолетовых лучей и частично за счет поступления его с пищей. Витамин D содержится в некоторых рыбных продуктах: рыбном жире, печени трески, сельди атлантической, нототении. А также им богаты люцерна, хвощ, крапива, петрушка, грибы.
Витамин Е способствует усвоению белков и жиров, участвует в процессах тканевого дыхания, влияет на работу мозга, крови, нервов, мышц, улучшает заживление ран, задерживает старение. Витамин Е содержится практически во всех продуктах, но особенно его много в зерновых и бобовых ростках (проростки пшеницы и ржи, гороха), в овощах - спаржевой капусте, помидорах, салате, горохе, шпинате, ботве петрушки, семенах шиповника. Некоторые количества содержатся в мясе, жире, яйцах, молоке, говяжьей печени.
Уникальность витаминов природного происхождения состоит в том, что возможность гипервитаминоза при потреблении растительных продуктов или продуктов животного происхождения незначительна. Оптимальный витаминный баланс в организме - залог крепкого здоровья и красоты. Разнообразьте свое меню свежими продуктами, сочетайте их, а также больше проводите время на воздухе и солнечном свете и авитаминоз обойдет вас стороной!

3. Ферменты и их роль в обменных процессах
Кто из людей, далёких от медицины может ответить на вопрос: «что такое ферменты»? Практически никто. «Зачем мне это нужно?», скажут они, и будут не правы, потому, что эти вещества играют одну из главных ролей в нашем организме. Давайте узнаем, что же, или кто же такие ферменты.
Понятие. Ферменты (в переводе с латинского – закваска, энзимы) – это белки, выполняющие роль катализаторов в живых организмах.
Катализатор – это вещество, ускоряющее реакцию, но не входящее в состав продуктов реакции. Катализаторами, называют вещества, которые только своим присутствием влияют на химическую реакцию других веществ (ускоряют, замедляют, нормализуют), но сами при этом не изменяются.
Так вот, ферменты - присутствуют во всех живых клетках и катализируют практически все реакции во всех биологических процессах.
Функция. Основная функция ферментов - ускорять превращение веществ, поступающих в организм и образующихся при метаболизме.
С едой в человеческий организм попадают все необходимые вещества, но в необработанном виде, организм в состоянии усвоить только воду, витамины и минералы. Жиры, белки и углеводы нуждаются в сложном расщеплении, так как в пище эти компоненты находятся в биологически труднодоступном для организма виде. Кроме этого, в организме все питательные вещества должны принять форму, приемлемую для иммунной системы, ведь иначе они будут восприняты как опасные и чужеродные, и удалены. Именно все это и проделывает система пищеварения на пару с ферментами.
Все процессы в организме, связанные с обменном веществ и энергии, протекают с участием ферментов. Метаболизм белков, жиров, углеводов и минеральных солей протекает при непосредственном воздействии ферментов. Для их образования необходимы витамины, большинство из которых поступают вместе с пищей.
При недостатке того или иного витамина, активность соответствующего фермента снижается. Следственно реакции, которые он катализирует, замедляются или прекращаются полностью. Видите, как всё взаимосвязано в нашем организме.
Вещество, на которое действует фермент, называют субстратом. Каждый фермент обладает специфичностью, то есть действует строго на определённый субстрат. Каждый фермент способен действовать на свой субстрат при определённых условиях, на которые оказывают влияние: температура, кислотно - щелочное равновесие и т.д.
Например, пищеварительные ферменты наиболее активны при температуре 37 - 39 С, а при низкой температуре, ферменты теряют свою активность, или совсем не работают. Самая приемлемая температура для ферментов – это температура нашего тела. При кипячении, ферменты, как и другие белки, свёртываются и теряют активность. Также губительным для ферментов оказывается кислород и солнечный свет.
При этом, каждый фермент работает только при определённых условиях: ферменты слюны – в слабощелочной среде, ферменты желудка - в кислой среде, ферменты поджелудочной железы – в слабощелочной среде.
Ферментов, очень много (на сегодняшний день известно более 2000), но никакой фермент нельзя заменить другим. Существуют такие ферменты, которые запускают процессы обмена веществ внутри клетки. В организме практически нет такой системы, которая бы не вырабатывала свои ферменты.
Ферменты принимают участие не только в пищеварении, но и в процессах роста новых клеток и в работе нервной системы. Работа ферментов, значительно сокращает энергетические затраты организма на переработку пищи.
Виды ферментов. Все ферменты разделяются на три основных группы: амилаза, липаза и протеаза.
Фермент амилаза необходим для переработки углеводов. Под воздействием амилазы углеводы разрушаются и легко всасываются в кровь. Амилаза, присутствует как в слюне, так и в кишечнике.
Липаза – это ферменты, которые присутствуют в желудочном соке и вырабатываются поджелудочной железой. Липаза необходима для усвоения организмом жиров.
Протеаза – это группа ферментов, которые присутствуют в желудочном соке и тоже вырабатываются поджелудочной железой. Кроме этого, протеаза присутствует и в кишечнике. Протеаза необходима для расщепления белков.
Превращение пищевых веществ в органах пищеварения

Пищевые вещества, субстраты	Органы пищеварительного канала	Пищеварительные железы, ферменты	Конечные продукты
Сложные углеводы (крахмал)	Ротовая полость	Ферменты слюнных желез (амилаза)	Глюкоза
		Ферменты поджелудочной железы и кишечных желез
Белки	Желудок	Ферменты желудочного сока (пепсин)	Аминокислоты
	Двенадцатиперстная кишка и другие отделы тонкой кишки	Ферменты поджелудочной железы (трипсин), желчь печени
Жиры	Двенадцатиперстная кишка и другие отделы тонкой кишки	Ферменты поджелудочной железы (липаза), желчь печени	Глицерин и жирные кислоты

Ферменты изучаются такой наукой, как энзимология. Изучение ферментов, имеет огромное значение, так как ферменты оказывают своё воздействие не только на организм человека, но и применяются в фармацевтической, химической и пищевой индустрии, занятых приготовлением катализаторов, витаминов, антибиотиков и многих других биологических веществ, используемых в народном хозяйстве и медицине.
Сегодня уже доподлинно известно, что многие проблемы наследственной паталогии человека, развитие врождённых пороков обмена, тесно связаны с дефектами или полным отсутствием синтеза специфических ферментов.
Существенной особенностью ферментов является также то, что их активность в клетках строго контролируется на генетическом уровне. Организованная последовательность обменных процессов возможна при условии, что каждая клетка нашего организма, обеспечена собственным генетически заданным набором ферментов.

4. Гормоны. Общая характеристика, свойства гормонов.
Гормоны - специфические вещества, которые вырабатываются в организме и регулируют его развитие и функционирование. 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 этих веществ в регуляции функций организма впервые указал русский физиолог В.Я. Данилевский (в 1899 г. на 7-м съезде общества русских врачей в память Н.И. Пирогова). Термин "гормоны" впервые был применен У. Бейлиссом и Э. Старлингом в 1902 г. По отношению к специфическому продукту секреции слизистой оболочки верхней части кишечника - т. н. секретину, стимулирующему 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 взаимосвязанных желез внутренней секреции). Так, у насекомоядных обнаружены лишь отдельные железистые образования, в которых по-видимому, 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.
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.
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 жизнедеятельности: 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.
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.
витамин фермент гормон обмен

5. Заключение
Биологически активные вещества: ферменты, витамины и гормоны - жизненноважные и необходимые компоненты человеческого организма. Находясь в малых количествах, они обеспечивают полноценную работу органов и систем. Ни один процесс в организме не обходится без участия тех или иных ферментов. Эти белковые катализаторы способны не только осуществлять самые удивительные превращения веществ, но и делает это исключительно быстро и легко, при обычных температурах и давлении.
Трудно представить, что такое широко известное слово как «витамин» вошло в наш лексикон только в начале XX века. Теперь известно, что в основе жизненно важных процессов обмена веществ в организме человека принимают участие витамины. Витамины - жизненно важные органические соединения, необходимые для человека и животных в ничтожных количествах, но имеющие огромное значение для нормального роста, развития и самой жизни.
Большинство витаминов являются предшественниками ферментов, а некоторые соединения выполняют сигнальные функции.
В последнее время представления о роли витаминов в организме обогатились новыми данными. Считается, что витамины могут улучшать внутреннюю среду, повышать функциональные возможности основных систем, устойчивость организма к неблагоприятным факторам.
Следовательно, витамины, ферменты и гормоны рассматриваются современной наукой как важное средство общей первичной профилактики болезней, повышения работоспособности, замедления процессов старения.

6. Литература

Общая биология

Гормоны – вещества биологически активные, они вырабатываются эндокринными железами и пускают их сразу же в кровь в крайне маленьких дозах, но при этом оказывают колоссальное влияние на совершаемые в организме процессы.

Они влияют на жизнедеятельность внутренних органов, меняя химические реакции торможением или активацией ферментативных процессов, например, от этих секретов зависит сердцебиение, отложение глюкозы, рост мышечной ткани и другие не менее важные процессы. Всего сейчас известно порядка 30 видов секретов человека и животного.

За что отвечают ферменты?

Ферменты - глобулярные белки, которые синтезируется живыми клетками. Они нужны для помощи почти всем процессам, от которых зависит жизнедеятельность человека. Одни из них составляют мембрану клеток, вторые действуют внутри клеток, а третьи вырабатываются теми же клетками и функционируют в межклеточном пространстве, попадая туда. В одной клетке находятся их несколько сотен. Они становятся катализаторами биохимических реакций.

Если все они исчезнут, то все процессы в организме будут протекать настолько медленно, что жизнь просто не сможет существовать. Глобулярные белки бывают двух видов: реакции синтеза (анаболические) и распада (катаболические). Часто бывает такое, что при превращении веществ в другие участвуют сразу несколько таких белков. Эта последовательность получила название метаболический путь.

Главные свойства ферментов:

повышение скорости воздействия;
в реакции они не расходуются;
на продукты взаимодействия и их свойства наличие ферментов никак не влияет;
на активность этих белков влияют их концентрация, уровень щелочного баланса, давления и температуры;
белки меняют активационную энергию, чтобы могла произойти реакция;
глобулярные белки не влияют на температуру, с которой происходит взаимодействие.

Для нормального функционирования основной части глобулярных белков требуются коферменты или, как их ещё называют, кофакторы. Это активная часть белков, которая помогает им работать. Коферменты – это почти все витамины и органические молекулы.

Есть такие глобулярные белки, которые постоянно вырабатываются организмом, а есть те, что попадают в тело только с приёмом пищи. Нехватка каких-то белков способна спровоцировать болезни.

Их высокая специфичность объясняется уникальной формой молекулы, которая в точности походит к молекуле субстрата (вещество, которые атакует фермент). Это называется гипотеза «ключа и замка». Исследования показали, что субстрат способен менять его внутреннюю структуру, который в свою очередь меняет форму, и это даёт ему возможность максимально эффективно выполнять свои функции.

Влияние ферментов и гормонов на организм

Каждый из ферментов влияет всего лишь на одну-единственную реакцию. Это получается из-за того, что молекула любого из белков геометрически абсолютно точно дополняют молекулу субстраты, реагирующего вещества. Очень многие белки находятся на мембранах клеток. Глобулиновые белки, ускоряя одно действие, почти не изменившись, моментально начинают ускорять другое. Некоторые из секретов также имеют белковую природу.

Гормоны оказывают влияние на органы или клетки, находясь от них на значительном расстоянии. После того как они вызовут ответную реакцию, гормоны, в отличие от ферментов, сразу разрушаются. Секреты действуют медленнее белков, но при этом и различаются их функции.

Глобулярные белки нужны чтобы вырабатывался белок, усваивались питательные вещества, совершался энергетический обмен и сокращались мышцы. А также поддерживают нервную деятельность, размножение, выводят некоторые вещества из организма и много других функций.

Есть вещества, которые тормозят действия ферментов, являясь ингибиторами. Эти субстанции сами соединяются с субстратами, заменяя белки и сводя на нет их действие, то есть ингибируют конкурентно. Другие вызывают денатурацию ферментативного белка. Это неконкурентные ингибиторы.

Функции гормонов напрямую зависят от того, какая из желез их вырабатывает. Гипофиз, располагающийся в головном мозге, ответственен за синтез абсолютно всех гормонов. Тем более что тот же гипофиз ответственный за выработку гормона роста. Щитовидная железа влияет на основной обмен и терморегуляцию. Поджелудочная железа, в свою очередь, вырабатывает инсулин, что нормализует уровень сахара в крови. Тимус или вилочковая железа вырабатывает иммунитет.

Паращитовидные железы, которые являются парными, вырабатывают секрет, контролирующий кальций. Обмен веществ напрямую зависит от гормонов надпочечников, а секреты гонад или половых желез влияют на половое созревание. И это далеко не все вещества, вырабатываемые организмом.

Выводы

Ферменты и гормоны не могут существовать друг без друга. Нарушение баланса одних влечёт проблемы и в других органах и системах всего организма. Это жизненно необходимые компоненты. В маленьких количествах обеспечивают полноценное функционирование всех органов и систем. Без их участия ни один процесс в организме протекать не сможет.

Вместе с ферментами и гормонами активно действуют на организм и витамины. Это сложные органические вещества, они содержатся в еде в маленькой концентрации. Они не используются как источник энергии, но не менее необходим для жизнедеятельности. Нехватка витаминов называется авитаминозом. Избавиться от него можно, если есть продукты с содержанием необходимого организму витамина.

Биологически активные вещества – , и . 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. 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. – 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. 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 для профилактики и лечения. Добавки к пище используют в медицинской и педиатрической практике. – это универсальные препарат, содержащие только натуральные компоненты и абсолютно безопасны для здоровья человека.

Это зачетная работа! Очень много вопросов... Помогите, прошу! Сюда кинула только половину. Ответьте, пожалуйста! Прокариоты, в отличии от эукариот, имеют

Выберите один ответ: a. митохондрии и пластиды b. плазматическую мембрану c. ядерное вещество без оболочки d. множество крупных лизосом В поступлении и передвижении веществ в клетке участвуют Выберите один или несколько ответов: a. эндоплазматическая сеть b. рибосомы c. жидкая часть цитоплазмы d. плазматическая мембрана e. центриоли клеточного центра Рибосомы представляют собой Выберите один ответ: a. два мембранных цилиндра b. округлые мембранные тельца c. комплекс микротрубочек d. две немембранные субъединицы Растительная клетка в отличии от животной имеет Выберите один ответ: a. митохондрии b. пластиды c. плазматическую мембрану d. аппарат Гольджи Крупные молекулы биополимеров поступают в клетку через мембрану Выберите один ответ: a. путем пиноцитоза b. за счет осмоса c. путем фагоцитоза d. путем диффузии При нарушении третичной и четвертичной структуры молекул белка в клетке перестают функционировать Выберите один ответ: a. ферменты b. углеводы c. АТФ d. липиды Текст вопроса

В чем проявляется взаимосвязь пластического и энергетического обмена

Выберите один ответ: a. энергетический обмен поставляет кислород для пластического b. пластический обмен поставляет органические вещества для энергетического c. пластический обмен поставляет молекулы АТФ для энергетического d. пластический обмен поставляет минеральные вещества для энергетического

Сколько молекул АТФ запасается в процессе гликолиза?

Выберите один ответ: a. 38 b. 36 c. 4 d. 2

В реакциях темновой фазы фотосинтеза участвуют

Выберите один ответ: a. молекулярный кислород, хлорофилл и ДНК b. углекислый газ, АТФ и НАДФН2 c. вода, водород и тРНК d. оксид углерода, атомарный кислород и НАДФ+

Сходство хемосинтеза и фотосинтеза состоит в том, что в обоих процессах

Выберите один ответ: a. на образование органических веществ используется солнечная энергия b. на образование органических веществ используется энергия, освобождаемая при окислении неорганических веществ c. органические вещества образуются из неорганических d. образуются одни и те же продукты обмена

Информация о последовательности расположения аминокислот в молекуле белка переписывается в ядре с молекулы ДНК на молекулу

Выберите один ответ: a. рРНК b. иРНК c. АТФ d. тРНК Какая последовательность правильно отражает путь реализации генетической информации Выберите один ответ: a. признак --> белок --> иРНК --> ген --> ДНК b. ген --> ДНК --> признак --> белок c. ген --> иРНК --> белок --> признак d. иРНК --> ген --> белок --> признак

Всю совокупность химических реакций в клетке называют

Выберите один ответ: a. брожением b. метаболизмом c. хемосинтезом d. фотосинтезом

Биологический смысл гетеротрофного питания заключается в

Выберите один ответ: a. потреблении неорганических соединений b. синтезе АДФ и АТФ c. получении строительных материалов и энергии для клеток d. синтезе органических соединений из неорганических

Все живые организмы в процессе жизнедеятельности используют энергию, которая запасается в органических веществах, созданных из неорганических

Выберите один ответ: a. растениями b. животными c. грибами d. вирусами

В процессе пластического обмена

Выберите один ответ: a. более сложные углеводы синтезируются из менее сложных b. жиры превращаются в глицерин и жирные кислоты c. белки окисляются с образованием углекислого газа, воды, азотсодержащих веществ d. происходит освобождение энергии и синтез АТФ

Принцип комплементарности лежит в основе взаимодействия

Выберите один ответ: a. нуклеотидов и образования двуцепочечной молекулы ДНК b. аминокислот и образования первичной структуры белка c. глюкозы и образования молекулы полисахарида клетчатки d. глицерина и жирных кислот и образования молекулы жира

Значение энергетического обмена в клеточном метаболизме состоит в том, что он обеспечивает реакции синтеза

Выберите один ответ: a. нуклеиновыми кислотами b. витаминами c. ферментами d. молекулами АТФ

Ферментативное расщепление глюкозы без участия кислорода - это

Выберите один ответ: a. пластический обмен b. гликолиз c. подготовительный этап обмена d. биологическое окисление

Расщепление липидов до глицерина и жирных кислот происходит в

Выберите один ответ: a. кислородную стадию энергетического обмена b. процессе гликолиза c. ходе пластического обмена d. подготовительную стадию энергетического обмена

1. Каковы особенности строения и функций рибосом? Выберите 3 верных ответа:

а)состоят из двух субъединиц
б)ограничены от цитоплазмы мембраной
в)участвуют в синтезе белка
г)участвуют в реакциях окисления
д)состоят из молекул РНК и молекул белков
е)размещаются в аппарате Гольджи.

2. Какие слова пропущены в тексте? На место цифр вставить слова.
Внутренняя полужидкая среда клетки - это (1). Внутренняя зона этой среды пронизана (2) в виде многочисленных мелких каналов, полостей, окруженных мембранами. В растительных клетках, в отличие от животных клеток, расположены (3). Маленькие округлые тельца, отвечающие за внутриклеточные пищеварение, называются (4). Они содержат (5), расщепляющие органические вещества.
а)ферменты;
б)гормоны;
в)цитоплазма;
г)лизосомы;
д)эндоплазматическая сеть;
е)клеточный сок;
ж)пластиды;
з)аппарат Гольджи.

1.При половом размножении растений образуются

1) споры 2) семена 3) цисты 4) почки
2.Организм, гомологичные хромосомы которого содержат гены тёмного и светлого цвета волос, является
1) гомозиготным
2) гетерозиготным
3) гаплоидным
4) полиплоидным

3.К железам внутренней секреции относят
1) слюнные железы и железы желудка
2) гипофиз и щитовидную железу
3) потовые железы и железы кишечника
4) слёзные железы и печень
4.Какое из нижеприведённых значений кровяного давления у человека можно считать признаком гипертонии?
1) 170/100 мм рт. ст.
2) 120/70 мм рт. ст.
3) 110/60 мм рт. ст.
4) 90/50 мм рт. ст.
5.Примером географического видообразования может служить формирование видов
1) вьюрков, обитающих на Галапагосских островах
2) синиц, питающихся разными кормами на общей территории
3) воробьев, обитающих в разных районах города
4) окуней, обитающих на разной глубине водоёма

6.Естественный отбор, в отличие от искусственного,
1) проводится человеком исходя из своих потребностей
2) ведёт к созданию новых сортов
3) происходит на протяжении миллионов лет
4) ведёт к созданию новых пород
7.Появление тёмноокрашенных бабочек в популяции светлоокрашенных особей берёзовой пяденицы в результате наследственной изменчивости называют
1) индустриальным меланизмом
2) подражательным сходством
3) мимикрией
4) предупредительной окраской

Пример идиоадаптации - это
1) возникновение полового процесса у растений
2) образование плодов у покрытосеменных растений
3) появление пятипалых конечностей у позвоночных
4) формирование разнообразной формы тела у рыб
9.Какое приспособление способствует охлаждению растений при повышении температуры воздуха?
1) уменьшение скорости обмена веществ
2) увеличение интенсивности фотосинтеза
3) усиление испарения воды
4) уменьшение интенсивности дыхания
10.Грибы в экосистеме леса относят к редуцентам, так как они
1) потребляют готовые органические вещества
2) синтезируют органические вещества из минеральных
3) разлагают органические вещества до минеральных
4) осуществляют круговорот веществ
11.Одним из положений учения В.И. Вернадского о биосфере служит следующее утверждение:
1) живым организмам присущи рост и развитие
2) все живые организмы образуют виды
3) живые организмы связаны со средой обитания
4) живое вещество - совокупность живых организмов на Земле
12.В молекуле ДНК количество нуклеотидов с гуанином составляет 15% от общего числа. Доля нуклеотидов с тимином в этой молекуле составит
1) 15% 2) 35% 3) 45% 4) 85%
13.Обеспечение организма человека молекулами АТФ происходит в процессе
1) кислородного этапа энергетического обмена
2) подготовительного этапа энергетического обмена
3) синтеза иРНК на ДНК
4) синтеза белков на иРНК

В процессе эмбрионального развития позвоночного животного первичная полость у зародыша образуется
1) при формировании тканей
2) в начале дробления
3) на стадии нейрулы
4) на стадии бластулы
15.У жены с большими глазами и прямым носом и мужа с маленькими глазами и римским носом родились дети, некоторые из которых имели маленькие глаза и прямой нос. Определите генотипы родителей, если большие глаза (А) и римский нос (В) - доминантные признаки.
1) ?ААВЬх^ааВВ
2) ?Aabbx^aaBb
3) ?Aabbx^aaBB
4) ?AaBbx^aaBb
16.Повышение продуктивности плесневых грибов, вырабатывающих антибиотики, достигается путём
1) полиплоидизации
2) внутривидовой гибридизации
3) массового отбора
4) искусственного мутагенеза
17.Чем покрытосеменные растения отличаются от голосеменных?
1) семена расположены внутри плода
2) оплодотворение происходит в семязачатках
3) семена образуются в результате оплодотворения
4) зародыш будущего растения находится внутри семени
18.В печени избыток глюкозы преобразуется в
1) гликоген 2) ферменты 3) адреналин 4) гормоны
19.Железы внутренней секреции выделяют гормоны в
1) лимфу 2) полости тела 3) кровь 4) клетки органов

Б. Возникновение класса Насекомые, сопровождавшееся повышением
общего уровня их организации, - пример ароморфоза.
1) верно только А
2) верно только Б
3) верны оба суждения
4) оба суждения неверны

Доминированием называется… А) совместное наследование признаков; Б) зависимость проявления признака от пола; В) наличие

у гибридов признака одного из родителей;

Г) степень выраженности признака.

Аллельными называются…

А) гены, локализованные в одной хромосоме;

Б) гены, локализованные в разных хромосомах;

В) гены, локализованные в одних и тех же локусах гомологичных хромосом;

Г) гены, локализованные в разных локусах гомологичных хромосом.

Аллель – это…

А) место гена в хромосоме;

Б) число генов в хромосоме;

В) форма существования гена;

Г) одна из хромосом гомологичной пары.

Какое количество аллелей одного гена в норме содержится в соматической клетке?

А) 1; Б) 2; В) 4; Г) 12.

Гомозиготной называется особь, …

А) имеющая две одинаковых аллели одного гена;

Б) имеющая две разные аллели одного гена;

В) имеющая большое количество аллелей одного гена;

Г) любая особь.

Аа х Аа является гетерозиготной?

А) ½; Б) 1/3; В) ¼; Г) ¾.

Какая часть гибридов от скрещивания Аа х Аа является гомозиготной?

А) ½; Б) 1/3; В) ¼; Г) ¾.

Какая часть гибридов от скрещивания Аа х Аа является гомозиготной по рецессивному признаку?

А) ½; Б) 1/3; В) ¼; Г) ¾.

Какая часть гибридов от скрещивания Аа х Аа является гомозиготной по доминантному признаку?

А) ½; Б) 1/3; В) ¼; Г) ¾.

Каким будет расщепление по генотипу гибридов от скрещивания двух гетерозиготных растений? Каким будет расщепление по генотипу гибридов от скрещивания двух гомозиготных растений?

А) 1:1; Б) 1:2:1; В) 1:3; Г) нет расщепления.

Ген, отвечающий за свертываемость крови, и ген, отвечающий за наличие веснушек. Являются ли эти гены аллельными?

А) да; Б) нет.

Сколько типов гамет образует гомозиготная особь?

А) 1; Б) 2; В) 3; Г) 4.

Сколько типов гамет образует гетерозиготная особь?

А) 1; Б) 2; В) 3; Г) 4.

Какое количество аллелей одного гена в норме содержится в гамете человека?

А) 1; Б) 2; В) 3; Г) 6.

Каким будет расщепление по фенотипу гибридов от скрещивания двух гетерозиготных растений?

А) 1:1; Б) 1:2:1; В) 1:3; Г) нет расщепления.

22. Аллелизм – это:

А) явление парности генов

Б) явление расщепления признаков у гибридов

В) преобладание у гибридов признака одного из родителей

23. Рецессивным называется признак…

А) любой признак организма

Б) признак, проявляющийся у гетерозиготных особей

В) признак, не проявляющийся у гетерозиготных особей

Г) признак, которым одна особь отличается от другой

24. Каким будет расщепление по фенотипу гибридов от скрещивания двух гомозиготных особей?

А) 1:1; Б) 1:2:1; В) 1:3; Г) расщепления нет

25. Какая часть гибридов от скрещивания

аа х аа является гетерозиготной?

А) 0 %; Б) 25 %; В) 5 %; Г) 100 %.

Сегодня мы поговорим об особых биохимических соединениях, без которых невозможно существование нашего организма.

Гормоны.

Гормоны - это специальные химические посредники, регулирующие работу организма. Они выделяются железами внутренней секреции и перемещаются по кровотоку, стимулируя определенные клетки.

Сам термин «гормон» происходит от греческого слова «возбуждать» .

Это название точно отражает функции гормонов как катализаторов для химических процессов на клеточном уровне.

Как открыли гормоны?

Первым открытым гормоном был секретин - вещество, которое производится в тонком кишечнике, когда его достигает пища из желудка.

Секретин нашли английские физиологи Уильям Бэйлисс и Эрнест Старлинг в 1905 году. Они же выяснили, что секретин способен через кровь «путешествовать» по всему организму и достигать поджелудочной железы, стимулируя ее работу.

А в 1920 году канадцы Фредерик Бантинг и Чарльз Бест выделили из поджелудочной железы животных один из самых известных гормонов - инсулин.

Где производятся гормоны?

Основная часть гормонов производится в железах внутренней секреции: щитовидной и паращитовидных железах, гипофизе, надпочечничках, поджелудочной железе, яичниках у женщин и яичках у мужчин.

Есть также производящие гормоны клетки в почках, печени, желудочно-кишечном тракте, плаценте, тимусе в районе шеи и шишковидной железе в мозге.

Что делают гормоны?

Гормоны вызывают изменения в функциях различных органов в соответствии с требованиями организма.

Так, они поддерживают стабильность организма, обеспечивают его ответы на внешние и внутренние раздражители, а также контролируют развитие и рост тканей и репродуктивные функции.

Центр управления для общей координации производства гормонов находится в гипоталамусе, который примыкает к гипофизу у основания мозга.

Гипофиз и гипоталамус - главные регуляторы эндокринной системы.

Гормоны щитовидной железы определяют скорость протекания химических процессов в теле.

Гормоны надпочечников подготавливают организм к стрессу - состоянию «борьбы или бегства».

Половые гормоны - эстроген и тестостерон - регулируют репродуктивные функции.

Как работают гормоны?

Гормоны выделяются эндокринными железами и свободно циркулируют в крови, ожидая, когда их определят так называемые клетки-мишени.

У каждой такой клетки есть рецептор, который активируется только определенным типом гормонов, как замок - ключом. После получения такого «ключа» в клетке запускается определенный процесс: например, активация генов или производство энергии.

Какие гормоны бывают?

Гормонов бывают двух типов: стероиды и пептиды.

Стероиды производятся надпочечниками и половыми железами из холестерина. Типичный гормон надпочечников - гормон стресса кортизол, который активизирует все системы организма в ответ на потенциальную угрозу.

Другие стероиды определяют физическое развитие организма от половой зрелости до старости, а также циклы размножения.

Пептидные гормоны регулируют в основном обмен веществ. Они состоят из длинных цепочек аминокислот и для их секреции организму нужно поступление белка.

Типичный пример пептидных гормонов - гормон роста, который помогает организму сжигать жир и наращивать мышечную массу.

Другой пептидный гормон - инсулин - запускает процесс преобразования сахара в энергию.

Что такое эндокринная система?

Система желез внутренней секреции работает вместе с нервной системой, образуя нейроэндокринную систему.

Это означает, что химические сообщения могут быть переданы в соответствующие части организма либо с помощью нервных импульсов, либо через кровоток при помощи гормонов, либо обоими способами сразу.

На действие гормонов организм реагирует медленнее, чем на сигналы нервных клеток, но их воздействие продолжается более длительное время.

Самое важное

Гомоны - это своеобразные «ключи», которые запускают определенные процессы в «клетках-замках». Эти вещества производятся в железах внутренней секреции и регулируют практически все процессы в организме - от сжигания жира до размножения.

http://www.takzdorovo.ru/

Ферменты.

Название фермент произошло от латинского слова "fermentum" -закваска. Синонимом этого слова является энзим от греческого слова "еп zyme" - в дрожжах. Характерно, что оба корня связаны с дрожжевым брожением, которое невозможно без участия биологических субстанций, которые играют ключевую роль в бродильных процессах, представляющих собой химические реакции, связанные с перевариванием и расщеплением сахаров.

Первым термин "фермент" предложил голландский естествоиспытатель Ван-Гельмонт, обозначивший им неизвестный агент, способствующий спиртовому брожению. Луи Пастер, наблюдая процессы брожения, считал, что ферменты являются компонентами живых клеток. В 1871 году немецкий химик Бюхнер подтвердил возможность работы ферментов вне живых клеток, а другой немецкий ученый Кюне в 1878 году предложил обозначать внеклеточные ферменты термином "энзим".

В 1920-х годах XX века после подтверждения белковой природы ферментов были получены их кристаллические формы: уреаза (1926) - фермент, расщепляющий мочевину, и фермент желудка пепсин (1930).

По своей природе ферменты являются биологическими катализаторами (ускорителями) химических (биохимических) реакций, которые протекают не только в живых системах - внутри клеток. Часть ферментов находится на поверхности плазматической мембраны клетки, другие ферменты могут секретироваться за пределы клетки или попадают туда при гибели и разрушении клеток.

Химические реакции могут протекать и без участия ферментов, но часто для этого требуются определенные условия: высокая температура или давление, присутствие в среде некоторых металлов, например, железа, цинка, меди, платины, которые также могут выступать в качестве катализаторов -ускорителей химических реакций. Скорость химических реакций без участия катализаторов ничтожно мала.

Ферменты не только снимают большинство этих ограничений, но и существенно увеличивают скорость химических реакций. Другое важное свойство ферментов заключается в том, что они упорядочивают и регулируют течение биохимических реакций в живой клетке или за ее пределами - в кровеносной системе и тканях организма. Последнее становится возможным благодаря тому, что на ферменты можно оказывать влияние (активно или пассивно), регулируя их работу.

В живой природе известно более 4 ООО различного рода ферментов, которые можно разделить на 6 основных групп. Подавляющее большинство ферментов (более 90%) являются гидролазами (разрушителями различных молекул), раскалывающими их пополам или отщепляющими от них мелкие фрагменты. Но есть ферменты, которые восстанавливают разрушенное или собирают разные молекулы или атомы вместе. Эти ферменты называются синтетазы.

Другие ферменты могут перемещать (транспортировать) фрагменты от одних молекул к другим. Их называют трансферазы.

Окислительно-восстановительные реакции в клетке поддерживают ферменты-оксиредуктазы.

Изомеразы способны изменить пространственную конфигурацию или геометрию молекул, а лиазы способны формировать в молекуле двойную связь.

Многие ферменты могут работать в обоих направлениях, в зависимости от обстоятельств, расщепляя биомолекулу на фрагменты или вновь соединяя вместе продукты распада.

Например, известный фермент алкогольдегидрогеназа обладает способностью не только расщеплять этиловый спирт на ацетальдегид и воду, но и превращать ацетальдегид в этиловый спирт, инактивируя избыток ацетальдегида, который образуется в организме в результате других биохимических реакций и является крайне токсичным.

Все ферменты являются белками - линейными полимерами, собранными из аминокислот. В состав многих ферментов также могут входить простые или разветвленные цепочки различных моносахаров. Полимерная белковая или гликопротеиновая цепочка обычно закручена и образует сложную трехмерную конфигурацию, которая устойчива в небольшом диапазоне температур, при которых существуют живые клетки.

Все ферменты имеют разную длину полимерной цепочки, и, стало быть, разную молекулярную массу. Чем больше молекулярная масса фермента, тем продолжительнее и сложнее его биосинтез, тем больше вероятность в возникновении различного рода нарушений в его структуре при биосинтезе, тем меньшей устойчивостью он обладает в работе.

Среди кишечных ферментов, таких, как сахараза, малътаза, лактаза, щелочная фосфатаза, дипептидаза, самым крупным ферментом является лактаза, которая расщепляет молочный сахар - лактозу.

Этот фермент и страдает в первую очередь при различных воспалительных или деструктивных поражениях тонкой кишки, вызывая лактазную недостаточность, которая приводит к непереносимости молока.

Все биохимические реакции с участием ферментов происходят в водной среде, в которой, как в коконе, находится наш организм. Часть ферментов входит в состав плазматической мембраны клеток, другие находятся и работают внутри клеток, третьи секретируются клетками и выходят в межклеточное пространство органов и тканей, попадают в кровеносную и лимфатическую систему или в просвет желудка, тонкой и толстой кишки, работая за пределами клеток.

Для работы большинства ферментов необходимы так называемые кофакторы или коферменты, которые входят в состав активного центра фермента и обеспечивают его работу. К числу коферментов относятся почти все витамины, а также некоторые другие органические молекулы, например, известный "коэнзим Q10", который является важнейшим коферментом.

В состав активных центров ферментов могут входить некоторые микроэлементы (медь, железо, цинк, никель, селен, кобальт, марганец и др.). Важную роль в процессах биологического катализа играют металлы с переменной валентностью (медь, железо, хром и др.), которые обладают способностью быстро отдавать или забирать электрон. Поэтому, например, железо входит в состав важных окислительных ферментов - каталазы, пероксидазы, цитохромов.

Участие различных микроэлементов в качестве катализаторов химических реакций, строго специфично и основано на определенных и неповторимых химических свойствах каждого из них.

Например, цинк способен не только разрывать химические связи между атомами углерода и азота, но и соединить между собой эти атомы, благодаря чему из аминокислот образуются белковые молекулы. В то же время цинк способен соединять между собой атомы кислорода и азота, а также атомы серы.

Медь обладает способностью разрывать или образовывать связи между атомами углерода и серы.

Однако только кобальт способен разрушить и образовать химическую связь между атомами углерода.

Молибден в живой природе входит в состав азотфиксирующих ферментов и способен переводить в связанное состояние атмосферный азот, который является достаточно инертным веществом и в таком виде с большим трудом вступает в биохимические реакции. В организме человека молибден также участвует в окислении альдегидов.

Коферменты разрушаются при разрушении ферментов.

Поэтому 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

Следует подчеркнуть, что ферменты - это продукты одноразового действия и работают они очень короткий промежуток времени - от нескольких минут до нескольких часов, иногда они могут сохранять активность в течение нескольких суток, после чего инактивируются или разрушаются и теряют свою активность. Поэтому в организме происходит непрерывное обновление и наработка новых порций ферментов. Поэтому работа ферментов зависит не только от них самих, но и от того, как быстро и в каком количестве они будут выработаны - то есть будет зависеть от состояния белоксинтезирующих систем клетки.

А, поскольку все ферменты являются белками, то для их биосинтеза требуется постоянный приток определенных аминокислот. Дефицит белка в питании и нехватка незаменимых аминокислот всегда будет отражаться на работе ферментов. Поэтому в составе нашего правильного питания, должно быть достаточное количество сбалансированного по аминокислотному составу белка.

В организме человека насчитывают около 3 ООО различных ферментов, структура которых закодирована в нашем геноме. Для того чтобы синтезировать какой-либо фермент необходимо считать информацию с генетической матрицы ДНК (этот процесс называется транскриптцией) и перенести эту информацию на информационную РНК. С ее помощью в клетке с участием особых субклеточных структур - рибосом может быть начат биосинтез белка-фермента. По окончанию биосинтеза фермента, как правило, образуется неактивный профермент, часто лишенный и кофермента. В процессе транспорта профермента в клетке, в состав клеточной мембраны или за пределы клетки происходит достройка (встраивание углеводной составляющей) и активация фермента. Только после этого получается активный фермент, который может начать работать.

Работа любого фермента складывается из простой последовательности операций. Она начинается со связывания фермента с веществом, которое он должен преобразовать. Это вещество называется субстратом. Все ферменты высокоспецифичны по отношению к субстратам. Некоторые из ферментов катализируют превращение единственного субстрата.

Например, лактаза может расщеплять только один молочный сахар (лактозу), но не способна расщеплять сахарозу или мальтозу.

Другие ферменты как, например, папаин обладают более широкой субстратной специфичность и могут расщеплять разные связи в молекулах разных белков.

Когда субстрат связывается с активным центром фермента, происходит его химическое преобразование, в результате которого образуется продукт реакции (или метаболит). В процессе работы фермента на него могут оказывать влияние активаторы или ингибиторы. Первые ускоряют его работу, а последние - тормозят.

Избыток продукта ферментативной реакции также может остановить работу фермента или повернуть его работу вспять. Фермент может закончить свое существование после того, как подвергнется атаке со стороны протеолитических ферментов, которые могут вызвать его инактивацию или полное разрушение (переваривание до аминокислот)

Основной функциональной характеристикой фермента является активность - скорость, с которой он работает, разрушая, трансформируя или синтезируя те или иные вещества. Активность ферментов зависит от очень многих внешних факторов: температуры, кислотности среды (рН), количества субстратов реакции или ее продуктов.

При понижении температуры и приближении ее к 0° С скорость химических реакций уменьшается и останавливается при замерзании воды.

При повышении температуры скорость химических реакций сначала увеличивается, но затем начинает уменьшаться, поскольку при высоких температурах (50-100° С) происходит денатурация (разрушение) белковых молекул фермента.

Все ферменты работают с разной скоростью. Например, фермент лизоцим осуществляет 30 операций в минуту, а мембранный фермент карбоангидраза - 36 миллионов операций в минуту!

Скорость работы фермента величина переменная. При изучении работы различных ферментов мы сталкиваемся с очень большим разбросом параметров, которые отражают очень разную скорость их работы (ферментативную активность). Причина различий в ферментативной активности заключается не только в том, что работает неодинаковое количество ферментов.

Активность фермента во многом зависит от его структуры. Часто небольшие изменения в составе аминокислот, которые, как правило, являются результатом генетических мутаций или вызваны сбоями при биосинтезе, могут существенным образом изменить свойства фермента или привести к полной потере активности. По этой и другим причинам у разных людей активность ферментов может существенным образом различаться. На активность ферментов влияют и регуляторные факторы, а также условия, в которых работает тот или иной фермент.

Мы знаем о мутациях в геноме человека. Эти мутации, число которых исключительно велико в геноме всех живых организмов, в том числе и у человека, приводят к изменению последовательности нуклеотидов в цепочкеДНК. В конечном итоге эти изменения лежат в основе различий в аминокислотной последовательности белковых макромолекул, что и отражается на свойствах ферментов.

Крайним вариантом негативных мутаций в геноме может быть очень низкая или полная потеря активности фермента, что может привести к летальным последствиям или тяжелым заболеваниям. В этом случае говорят об энзимо - или ферментопатии, которая, носит характер наследственного заболевания.

Но, как правило, подавляющее большинство мутаций вызывает те или иные изменения свойств ферментов, которые отражаются на его активности или регуляторных свойствах. Но есть случаи, когда активность ферментов может значительно возрастать, что также нельзя считать нормальным явлением.

Активностью любого фермента можно управлять, что и происходит в живых системах. Существует несколько ступеней управления ферментами.

Первая ступень управления работает на уровне генома, который выдает информацию, необходимую для биосинтеза ферментов, и регулирует выдачу этой информации.

Вторая ступень управления работает на уровне биосинтеза ферментов в клетке, регулируя выработку ферментов, перенос ферментов туда, где они будут работать, или, регулируя численность клеток, которые производят тот или иной фермент.

И, наконец, третья ступень управления работает на уровне регуляции активности ферментов в процессе его работы, ускоряя (активируя), замедляя (ингибируя) или разрушая (инактивируя) ферменты.

Но управлять ферментами можно и извне, например, с помощью правильного питания, регулируя поступление в организм: белка или необходимых для его биосинтеза аминокислот, витаминов-коферментов, микроэлементов, пищевых субстратов.

Или, напротив, тормозить работу ферментов с помощью пищевых ингибиторов ферментов. Можно также доставлять в организм, например, вместе с пищей готовые ферменты, которые будут работать в желудочно-кишечном тракте(ЖКТ) или во внутренней среде организма, как системные ферменты. Можно вводить в организм бактерии-сапрофиты (пробиотики), которые будут вырабатывать дополнительное количество необходимых ферментов, а можно вводить в организм пищевые вещества (пребиотики), которые являются источниками питания для кишечных микроорганизмов и будут увеличивать численность этих бактерий-симбионтов (полезных бактерий) и их ферментов.

http://on-line-wellness.com/

Нейромедиаторы.

Для передачи информации от нейрона к нейрону существуют особые биологически активные химические вещества -нейромедиаторы.

Нейромедиатор (или нейротрансмиттер) - своего рода «посредник» химического происхождения, который участвует в передаче, усилении и модуляции сигналов между нейронами и другими клетками (например, мышечной ткани) в организме. В большинстве случаев нейромедиатор высвобождается из терминальных ветвей аксонов после того, как потенциал действия достигает синапса. Затем нейромедиатор пересекает синаптическую щель и достигает рецептора других клеток или нейронов. А потом в процессе, который называется обратным захватом, он связывается с рецептором и поглощается нейроном.

Передача возбуждения в синапсе происходит при помощи нейромедиатора.

Нейромедиаторы играют важную роль в нашей повседневной жизни. Ученые пока не смогли узнать точное количество нейромедиаторов, но им удалось идентифицировать уже более 100 химических веществ. Воздействие болезни или, например, наркотиков на нейротрансмиттеры приводит к разного рода неблагоприятным последствиям для организма. Такие заболевания, как болезнь Альцгеймера и Паркинсона, обусловлены дефицитом некоторых нейротрансмиттеров.

Классификация нейромедиаторов

В зависимости от их функции нейромедиаторы можно разделить на два типа:

возбуждающие: этот тип нейромедиаторов оказывает возбуждающее воздействие на нейрон. Они увеличивают вероятность того, что нейрон будет генерировать потенциал действия. К основным возбуждающим нейротрансмиттерам причисляют адреналин и норадреналин.
ингибирующие: эти нейротрансмиттеры оказывают ингибирующее действие на нейрон; они уменьшают вероятность того, что будет выработан потенциал действия. Основными нейромедиаторами ингибирующего типа считаются серотонин и гамма-аминомасляная кислота (или ГАМК).

Некоторые нейротрансмиттеры, такие как ацетилхолин и дофамин, могут оказывать возбуждающий и подавляющий эффект в зависимости от типа рецепторов, которыми обладает постсинаптический нейрон.

Также любой из нейромедиаторов можно отнести к одному из шести типов:

1. Ацетилхолин

2. Аминокислоты: ГАМК, глицин, глутамат, аспартат.

3. Нейропептиды: окситоцин, эндорфины, вазопрессин и др.

4. Моноамины: адреналин, норадреналин, гистамин, дофамин и серотонина.

5. Пурины: аденозин, аденозинтрифосфат (АТФ).

6. Липиды и газы: оксид азота, каннабиноиды.

Выявляя нейромедиаторы

Выявить нейротрансмиттеры может быть довольно сложно. Хотя ученые и обнаружили, что нейромедиаторы содержатся в везикулах (мембранных пузырьках), на самом деле выяснить, что за химические вещества хранятся в этих пузырьках, не так-то просто. Поэтому нейробиологи сформулировали целый ряд характеристик, по которым можно определить, является ли вещество в везикуле нейромедиатором:

оно должно быть произведено внутри нейрона;
в нейроне должны присутствовать проферменты;
также в нём должно быть достаточное количество этого вещества для того, чтобы оказать воздействие на постсинаптический нейрон (тот, которому передаётся импульс);
это вещество должно быть выработано пресинаптическим нейроном, а постсинаптический должен обладать рецепторами, с которыми оно могло бы связаться;
должен существовать механизм обратного захвата или фермент, который прекращает действие вещества.