Роль витаминов, гомонов и факторов роста в жизнедеятельности организмов

Биологически активные вещества являются особой группой органических соединений. Они ре­гулируют процессы обмена веществ, роста и развития организмов, служат для защиты или влияют на особей своего или других видов. Одна из групп био­логически активных веществ — это витамины.

Витамины - это биологически ак­тивные низкомолекулярные органические веще­ства разнообразного строения, необходимые для жизнедеятельности всех живых организмов. Они принимают участие в обмене веществ и превраще­нии энергии, преимущественно как компоненты сложных ферментов. Суточная потребность челове­ка в витаминах составляет миллиграммы, а некото­рых - даже микрограммы.

Сейчас известно около 50 различных витаминов и витаминоподобных веществ. Они по-разному вли­яют на живые организмы, однако являются жизнен­но необходимыми компонентами сбалансированного питания человека и животных. Основным источни­ком витаминов для человека и животных являются продукты питания преимущественно растительно­го происхождения. Однако некоторые витамины со­держатся только в продуктах животного происхож­дения (например, витамины А и D). Некоторые витамины могут в небольшом количестве синтези­роваться в организме человека и животных из пред­шественников (провитаминов). Например, в коже человека под действием ультрафиолетового солнеч­ного излучения синтезируется витамин D. Витамины в организме человека и животных могут синтезиро­вать абиотические микроорганизмы. Например, в ки­шечнике человека они синтезируют витамины К, В₆, В₁₂; витамины группы В образуют микроорганизмы, обитающие в рубце жвачных животных. Однако образованных в организме человека витаминов недостаточно для обеспечения его нормальной жизне­деятельности.

При недостатке в организме витаминов, разви­вается заболевание гиповитаминоз, при полном их отсутствии - авита­миноз, а при избытке - гипервитаминоз. Гипо- и авитаминоз могут воз­никнуть и вследствие нарушения обмена веществ, когда организм не воспринимает некоторые вита­мины.

Традиционно витамины обозначают буквами ла­тинского алфавита А, В, С, D и т.д. Сейчас кроме буквенного обозначения витамины получили и химические названия (например, витамин С называется еще аскорбиновой кислотой).

Витамины в зависимости от того, растворяются они в воде или жирах, делятся на две группы: водорастворимые и жирорастворимые. К водорастворимым относятся витамины групп В, С и другие, а к жирорастворимым — витамины групп A, D, К и витамин Е.

Другой группой биологически активных веществ, играющих важную роль в обеспечении нормальной жизнедеятельности человека и животных, являются гормоны.

Гормоны - органические вещества, способ­ные включаться в цикл биохимических реакций и ре­гулировать обмен веществ и энергии. Они вырабатываются железами внутренней секреции человека, позвоночных и некоторых беспозвоноч­ных животных.

Так же действуют и нейрогормоны, вырабатываемые определенными не­рвными клетками (например, адреналин и норадреналин). Как и гормоны, они поступают в кровь или другие жидкости тела и принимают участие в регу­ляции обмена веществ, деятельности желез внутрен­ней секреции, тонуса неисчерченной мускулатуры, поддержании постоянства внутренней среды орга­низма. Химическая природа гормонов и нейрогормонов может быть разной.

Гормоны могут быть белковой природы (гормон роста, гормоны поджелудочной железы — инсулин и глюкагон и др.). производными аминокислот (гор­мон щитовидной железы - тироксин, гормоны над­почечников - адреналин и норадреналин и др.), липидной природы (половые гормоны и др.).

Характерными особенностями гормонов и нейро- гормонов являются:

1. Высокая биологическая активность. Гормо­ны оказывают влияние на клетки, ткани и органы в незначительных концентрациях.

2. Высокая специфичность. Они влияют только на определенные процессы в определенных тканях и органах. Гормоны и нейрогормоны действуют толь­ко на те клетки (так называемые клетки-мишени), которые имеют особые рецепторы, способные их рас­познавать.

3. Дистанционность действия. Гормоны и ней­рогормоны с током крови могут переноситься на зна­чительные расстояния от места их образования к клеткам-мишеням.

4. Относительно короткое время существова­ния в организме -несколько минут или часов, пос­ле чего определенный гормон или нейрогормон под действием специфического фермента теряет свою активность.

Под контролем гормонов и нейрогормонов происхо­дят все этапы индивидуального развития человека и животных, а также все процессы жизнедеятельно­сти. Они обеспечивают приспособления к измене­ниям условий внешней и внутренней среды орга­низма, регуляцию активности ферментов. Если определенные гормоны вырабатываются в организ­ме в недостаточном количестве или не вырабатыва­ются вообще, наблюдают нарушения развития и обмена веществ разной степени тяжести. Так же отрицательно на организм влияет и чрезмерное образование определенных гормонов. Вы уже знаете, что при недостаточном образовании в организме человека гормона роста развивается карликовость, а при чрезмерном — гигантизм.

К биологически активным веществам, вырабаты­ваемым в организме растений и грибов, относятся фитогормоны и алкалоиды.

У высших растений и грибов обнаружены фитогормоны. Это биологически активные ве­щества, имеющие разное химическое строение и об­разующиеся в определенных клетках. Как и гормо­ны животных, они способны в малых количествах регулировать и координировать индивидуальное развитие и рост растений.

Фитогормоны влияют практически на все процес­сы развития растений: деление и рост клеток, диф­ференцирование тканей, формирование органов, развитие почек, прорастание семян и т.д. Одни из фитогормонов стимулируют эти процессы, другие, наоборот, угнетают. Фитогормонам, как и гормонам животных, свой­ственна дистанционность действия, однако их специ­фичность выражена слабее: различные фитогормо­ны при определенных условиях и концентрациях проявляют подобное действие.

Алка­лоиды - это органические биологически активные вещества в основном растительного происхожде­ния. Большинство алкалоидов ядовиты для живот­ных и человека, а некоторые из них оказывают наркотическое действие (никотин, морфин и др.). Алка­лоиды обнаружены приблизительно у 2 500 видов по­крытосеменных растений (в основном из семейств Пасленовые, Лилейные, Маковые, Коноплевые). Зна­чение алкалоидов в жизни растений, по-видимому, заключается в защите от поедания их животными. Некоторые алкалоиды в малых дозах используются в медицине в качестве лекарств (атропин, морфин, кофеин и др.); алкалоид хинин применяют при ле­чении малярии: он угнетает жизнедеятельность малярийного плазмодия в эритроцитах человека.

Особая группа биологически активных веществ — антибиотики — био­логически активные вещества, вырабатываемые микроорганизмами. Эти соединения влияют на клетки других микроорганизмов, тормозя их разви­тие или убивая их.

Человек широко использует антибиотики для ле­чения заболеваний, вызванных болезнетворными бактериями или грибами (пенициллин, тетрациклин, нистатин и др.). Некоторые антибиотики тормозят рост злокачественных опухолей, угнетая размноже­ние раковых клеток.

Биологически активные соединения играют важ­ную роль и как факторы влияния на особей своего и других видов. Так, насекомые с помощью различных биологически активных веществ способны привле­кать особей противоположного пола или отпугивать врагов. Растения с помощью биологически активных веществ могут угнетать рост других. Взаимовлияние между различными видами растений человек дол­жен учитывать, высевая их на одном участке или во время планирования севосмен.

ВОПРОСЫ

1. Определите соответствие между названиями соединений и их характеристиками:

1) витамины а) органические вещества, способные

включаться в цикл биохимических

реакций и регулировать обмен

веществ и энергии. Вырабатываются

железами внутренней секреции чело-

века, позвоночных и некоторых бес-

позвоночных животных

 2) гормоны б) биологически активные вещества,

которые вырабатываются микроорга-

низмами. Влияют на клетки других

микроорганизмов, тормозя их разви-

тие или убивая их.

 3) алкалоиды в) органические биологически актив-

ные вещества в основном раститель-

ного происхождения. Большинство из

них ядовитые для человека и живот-

ных

4) антибиотики г) биологически активные низкомоле-

кулярные органические вещества раз-

нообразного строения, необходимые

для жизнедеятельности всех живых

организмов. Принимают участие в об-

мене веществ и превращении энергии,

преимущественно как компоненты

сложных ферментов

д) органические вещества, полимеры,

которые принимают участие в процес-

сах сохранения, передачи и реализа-

ции наследственной информации

2. Допишите предложения

При нехватке в организме витаминов развивается заболевание __________________________, при отсут-

ствии - ________________________, при ____________

___________________ - гипервитаминоз.

В отличие от гормонов, факторы роста, как правило, продуцируются _________________________ клетками,

которые расположены ___________________________

______________________________________________.

3. Дайте определение.

Фитогормоны – это _______________________________

______________________________________________________________________________________________

4. Обозначьте знаком «+» все правильные ответы:

 А. Витамины А и D содержатся только в продуктах животного происхождения

 Б. Некоторые витамины могут в небольшом количестве синтезироваться в организме человека и животных из предшественников (провитаминов)

 В. Витамины в организме человека и животных могут синтезировать абиотические микроорганизмы

 Г. Образовывающихся в организме человека витаминов достаточно для обеспечения его нормальной жизнедеятельности

 Д. Характерными чертами гормонов и нейрогормонов является их низкая биологическая активность

1. Группа водорастворимых витаминов:

 а) В;  б) С;  в) А;  г) Е.

2. Биохимическая природа гормонов:

 а) белки;  б) липиды;

 в) производные аминокислот;  г) углеводы

3. Для гормонов не характерна:

 А) высокая специфичность;

 Б) высокая биологическая активность;

 В) дистантность действия;

 Г) значительная длительность существования в

организме

Практическая работа № 2