Биологически активные вещества
К биологически активным веществам относятся ферменты, гормоны, антибиотики, витамины.
Ферменты (энзимы) – специфические белки, выполняющие в организме функции биологических катализаторов. Известно около 1000 ферментов, катализирующих соответствующее число индивидуальных реакций. Ферменты имеют высокую специфичность действия, интенсивность, действуют в «мягких» условиях (температура 30-35ºС, нормальное давление, рН~7). Процесс катализа строго ограничен в пространстве и времени. Часто, вещества, образующиеся под действием одного фермента, являются субстратом для другого фермента. Ферменты имеют все уровни белковой структуры (первичная, вторичная, третичная; четвертичная – особенно для регуляторных ферментов). Структурная часть молекулы, принимающая непосредственное участие в катализе наз. Каталитическим участком. Контактная площадка – место на поверхности фермента, к которому прикрепляется вещество. Каталитический центр и контактная площадка образуют активный центр (в молекуле их обычно несколько). Группы ферментов:
1. Не имеющие небелковых компонентов;
2. Имеющие белковый компонент – апофермент и требующие для проявления активности определенные органические вещества – коферменты.
Иногда в состав фермента входят различные ионы, в том числе и ионы металлов. Ионный компонент называется ионным кофактором. Ингибиторы – вещества угнетающие активность ферментов, образуют с ними инертные соединения. Такими веществами иногда являются сами субстраты или продукты реакции (в зависимости от концентрации). Изоферменты – генетически детерминированные формы фермента в одном и том же организме, характеризующиеся сходной субстратной спецификой.
Классификация ферментов
Ферменты классифицируются по типу реакции, которую они катализируют. Классы:
1. Оксидоредутазы – катализируют реакции окисления.
2. Трансферазы – перенос функциональных групп.
3. Гидролазы – гидролитический распад.
4. Лиазы – негидролитическое отщепление определенных групп атомовс образованием двойной связи.
5. Изомеразы – пространственная перестройка в пределах одной молекулы.
6. Лигазы – реакции синтеза, сопряженные с распадом догатых энергией связей.
Гормоны – химические вещества, обладающие чрезвычайно высокой биологической активностью, образованы специфической тканью (железами внутренней секреции). Гормоны контролируют обмен веществ, клеточную активность, проницаемость клеточных мембран, обеспечивают гомеостаз, др. специфические функции. Обладают дистантным действием (разносятся кровью во все ткани). Образование гормонов контролируется по принципу обратной связи: не только регулятор влияет на процесс, но и состояние процесса влияет на интенсивность образования регулятора.
Классификация гормонов
Есть несколько классификаций гормонов: связанная с происхождением гормона, с его химическим составом и др. По химической природе гормоны делятся на (химическая классификация):
1. Стероидные – производные стеролов с укороченными боковыми цепями.
Фенолы:
Эстрон, эстрадиол, эстриол – яичники; вызывают образование женских вторичных половых признаков.
Кетоны и оксикетоны:
Тестостерон (XVI) – семенники; вызывает образование мужских вторичных половых признаков.
Кортизон, кортизол, кортикостерон (XVII), 11-дегидрокортикостерон,17-оксикортикостерон – кора надпочечников; регулируют обмен углеводов и белков.
11-дезоксикортикостерон, альдостерон – кора надпочечников; регулируют обмен электролитов воды.
2. Пептидные.
Циклические октапептиды.
Окситоцин, вазопрессин – гормоны задней доли гипофиза.
Полипептиды.
Интермедин, хроматотропин – гормоны промежуточной доли гипофиза; вызывает расширение меланофор в хроматофорах кожи.
Адренокортикотропный гормон – гормон передней доли гипофиза; стимулирует функцию коры надпочечников.
Инсулин – гормон поджелудочной железы; регулирует обмен углеводов.
Секретин – гормон слизистых желез кишечника; стимулирует выделение панкреатического сока.
Глюкагон – гормон островков Лангеранса поджелудочной железы; повышает концентрацию сахара в крови.
Белковые вещества
Лютеотропин – передняя доля гипофиза; поддерживает функцию желтого тела и лактацию.
Паратиреокрин – околощитовидная железа; поддерживает концентацию кальция и фосфора в крови.
Соматотропин – передняя доля гипофиза; стимулирует рост, регулирует анаболизм белков.
Ваготонин – поджелудочная железа; стимулирует парасимпатическую нервную систему.
Центропнеин – поджелудочная железа; стимулирует дыхание.
Гликопротеины
Фолликулостимулирующий (гонадотропный) гормон – передняя доля гипофиза; стимулирует рост фолликул, яичников и сперматогенез.
Лютеинизирующий гормон – передняя доля гипофиза; стимулирует образование эстрогенов и андрогенов.
Тиреотропин – передняя доля гипофиза; стимулирует деятельность щтовиной железы.
3. Родственные тирозину.
Фенилалкиламины
Адреналин (XVIII), норадреналин (медиатор нервного возбуждения) – гормоны мозгового слоя надпочечников; повышают кровяное давление, вызывают гликогенолиз, гипергликемию.
Иодированые тиронины.
Тироксин, 3,5,3-трииодотиронин – гормоны щитовидной железы; стимулируют основной обмен.
Антибиотики – вещества, образованные микроорганизмами или получаемые из других источников, обладающие антибактериальным, антивирусным, противоопухолевым действием. Выделено и описано св. 400 антибиотиков, которые принадлежат к различным классам химических соединений. Среди них есть пептиды, полиеновые соединения, полициклические вещества.
Для них характерно избирательное действие на определенные виды микроорганизмов; характеризуются специфическим антимикробным спектром действия. Подавляют некоторые болезнетворные микроорганизмы, не повреждая при этом растительных и животных тканей. Антибиотики действуют встраиваясь в обмен веществ.
Классификация антибиотиков
Есть несколько классификаций антибиотиков. По происхождению:
1. Грибкового происхождения
2. Бактериального происхождения
3. Животного происхождения
По спектру действия:
1. С узким спектром действия – действующие на грамположительные микробы(различные кокки). Это: пенициллин, стрептомицин.
2. С широким спектром действия – действующие как на грамположительные так и на грамотрицательные микроорганизмы(различные палочки). Это: тетракциклины, неомицин.
(Грамположительные и грамотрицательные антибиотики отличаются по отношению к определенным красителям. Грамположительные образуют с крастелем окрашенный комплекс, который не обесцвечивается с спирте; грамотрицательные не окрашиваются).
3. Действующие на грибки – группа полиеновых антибиотиков. Это: нистатин, кандицидин
4. Действующие как на микроорганизмы так и на опухолевые клетки животных. Это: актиномицины, митомицин…
По типу противомикробной активности:
1. Бактерицидные.
2. Бактериостатические.
Витамины – группа дополнительных веществ еды, которые не синтезируются в организме человека. Витамины являются биологическими катализаторами химических реакций или реагентами фотохимических процессов в организме. Участвуют в обмене веществ в составе ферментных систем. В организмы человека и животных попадают из внешней среды. Некоторые производные витаминов с замещенными функциональными группировками оказывают противоположное по сравнению с витаминами действие, и называются антивитаминами. Становятся витаминами. Провитамины – вещества, которые после ряда превращений в организме
Классификация витаминов
Классификация по отношению к человеческому организму:
1. Повышающие общую активность организма – регулируют функциональное состояние центральной нервной системы (B1, B2, PP, A, C).
2. Антигеморрагические – обеспечивающие нормальную проницаемость и эластичность кровеносных сосудов (C, P, K).
3. Антианемические – регулируют кроветворение (B12, Bc, C).
4. Антиинфекционные – повышающие устойчивость организма к инфекциям (C, A).
5. Регулирующие зрение – усиливающие остроту зрения.(A, B2, C).
Также различают:
1. Водорастворимые (витамины С, В1, В2, В6, В12, РР, пантотеновая кислота, биотин, мезоинозит, холин, п-аминбензойная кислота, фолиевая кислота).
2. Жирорастворимые (витамины А, А2, D2, D3, Е, К1, К2).
Примеры:
Витамин А (ретинол) – влияет на зрение, рост (V).
Витамин В1 (тиамин) – участвует в обмене углеводов (VI).
Витамин В2 (рибофлавин) – участвует в обмене углеродов, жиров, белков; влияет на рост, зрение, центральную нервную систему (VII).
Витамин РР (никотиновая кислота) –участвует в клеточном дыхании (VIII).
Витамин В6 (пиридоксин)– участвует в усвоении белков, жиров; азотистый обмен (IX).
Витамин В9 (фолиевая кислота) – участвует в обмене веществ, синтезе нуклеиновых кислот, кроветворении (X).
Витамин В12 (цианокобаламин) – участвует в кроветворении (XI).
Витамин С (аскорбиновая кислота) – участвует в усвоении белков, восстановлении тканей (XII).
Витамин D (кальциферол) – участвует в обмене минеральных веществ (XIII).
Витамин Е (токоферол) – мышцы (XIV).
Витамин К (филлохиноны) – влияет на сворачиваемость крови (XV).
Автор статьи: ст. гр БТ «УГХТУ » Мельников М.