Витамины, ферменты и гормоны и их роль в организме. Нарушения при их недостатке и избытке

Размещено на http://www.allbest.ru/

Курсовая работа

по общей биологии

Витамины, ферменты и гормоны и их роль в организме. Нарушения при их недостатке и избытке

Студент группы 15(Био) ба-3

Панарина Е.А.

Руководитель

канд. биол. наук, доцент

Ю.П. Верхошенцева



Введение

Пожалуй, каждому известна пословица: " Человек есть то, что он ест". Ведь одним из важнейших факторов влияющих на здоровье является питание. 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 относят витамины.

К биологическим активным веществам относятся: ферменты, витамины и гормоны. Это жизненно важные и необходимые соединения, каждое из которых выполняет незаменимую роль в жизнедеятельности организма. Находясь в малых количествах, они обеспечивают полноценную работу органов и систем.

Переваривание и усвоение пищевых продуктов происходит при участии ферментов, и любое другое функциональное проявление живого организма - дыхание, мышечное сокрушение, нервно-психическая деятельность, размножение и т.д. - тоже непосредственно связаны с действием соответствующих ферментных систем.

Витамины необходимы для нормального функционирования практически всех процессов в организме. Они повышают устойчивость организма к различным экстремальным факторам и инфекционным заболеваниям, способствуя обезвреживанию и выведению токсических веществ и т.д.

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

Все эти биологические вещества оказывают важное влияние на весь человеческий организм. Именно поэтому в своей работе я рассматриваю каждый из них обращая особое внимание на нарушения в организме вызванные избытком или недостатком этих биологически активных веществ.



1. Витамины

Витамины (от лат. vita -- "жизнь" и амин) -- группа низкомолекулярных органических соединений относительно простого строения и разнообразной химической природы.

1.1 Общая характеристика

Это сборная по химической природе группа органических веществ, объединённая по признаку абсолютной необходимости их для гетеротрофного организма в качестве составной части пищи. Автотрофные организмы также нуждаются в витаминах, получая их либо путём синтеза, либо из окружающей среды. Так, витамины входят в состав питательных сред для выращивания организмов фитопланктона [1]. Большинство витаминов являются коферментами или их предшественниками [2].

Наука на стыке биохимии, гигиены питания, фармакологии и некоторых других медико-биологических наук, изучающая строение и механизмы действия витаминов, а также их применение в лечебных и профилактических целях, называется витаминологией [3].

Еще задолго до возникновения науки о витаминах были известны заболевания, определяемые теперь как авитаминозы. Первые достоверные сведения об этих заболеваниях относятся к XIIвеку, периоду крестовых походов.

В период XI-XVII вв. в длительных морских плаваниях болезни, нередко, уничтожали весь экипаж. Однако причины этих заболеваний оставались загадкой. Лишь в 1882 году русский врач Лунин опубликовал результаты опытов, доказывающих, что заболевания возникают в результате отсутствия незначительного количества каких-то веществ. В 1911 г. польским ученым Казимиром Функом было выделено вещество, получившее название витамина (vita- жизнь и амин - так как первый витамин содержал аминокислоту). Дальнейшее развитие этих исследований доказало наличие целого ряда витаминов, которые по мере их открытия получали буквенные обозначения латинского алфавита: А, В, С и так далее. Было установлено, что одни витамины растворяются в воде, а другие - только в жирах, что привело к разделению их на два класса: жирорастворимые и водорастворимые.

Сейчас известно около 30 витаминов, причем около 20 из них человек получает с растительной и животной пищей. Вещества растительного и животного происхождения, называемые витаминами, не имеют между собой структурно-химической близости. Их выделение в особую группу основано исключительно на близком физиологическом эффекте.

Витамины выполняют каталитическую функцию в составе активных центров разнообразных ферментов, а также могут участвовать в гуморальной регуляции в качестве экзогенных прогормонов и гормонов. Несмотря на исключительную важность витаминов в обмене веществ, они не являются ни источником энергии для организма (не обладают калорийностью), ни структурными компонентами тканей.

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

Большинство витаминов не синтезируются в организме человека, поэтому они должны регулярно и в достаточном количестве поступать в организм с пищей или в виде витаминно-минеральных комплексов и пищевых добавок (Приложение А- таблица 1). Исключения составляют витамин D, который образуется в коже человека под действием ультрафиолетового света.Витамин A, который может синтезироваться из предшественников, поступающих в организм с пищей; и ниацин, предшественником которого является аминокислота триптофан. Кроме того, витамины K и В3 обычно синтезируются в достаточных количествах бактериальной микрофлорой толстого кишечника человека [2].



1.2 Виды витаминов и их значение

Витамины представляют собой группу веществ, которые необходимы для нормальной функции клеток, их роста и развития.

Существует 13 основных витаминов, которые необходимы для функционирования организма человека. К ним относятся:

Витамин А (ретинол); Витамин А помогает поддерживать здоровые зубы, кости, мягкие ткани, слизистые оболочки и кожу[4].

Витамин С (аскорбиновая кислота; дегидроаскорбиновая кислота); Витамин С, который также называется "аскорбиновая кислота", является антиоксидантом, который способствует здоровью зубов и десен. Он помогает организму усваивать железо и поддерживать здоровую ткань. Она также способствует заживлению ран.

Витамин D ("солнечный"); Витамин D также известен как "солнечный витамин", так как он появляется в организме всякий раз после воздействия на него солнца. 10-15 минут солнечного света три раза в неделю достаточно, чтобы произвести требуемый организму витамин D. У людей, которые не живут в солнечных местах, не может быть в организме достаточно витамина D. Очень трудно получить достаточное количество витамина D только из одной пищи. Витамин D помогает организму поддерживать надлежащий уровень содержания в крови кальция и фосфора. Он также помогает усваивать кальций, который человеку нужен для нормального развития и поддержания здоровья зубов и костей.

Витамин Е (альфа-токоферол; гамма-токоферол); Витамин Е, также известный как "токоферол", является антиоксидантом. Он играет важную роль в формировании красных кровяных клеток и помогает организму использовать витамин К.

Витамин К (филлохинон; менадион); Витамина К нет в списке основных витаминов, но без него не будет коагуляции (свертывания) крови. Некоторые исследования показывают, что этот витамин важен также для укрепления костей.

Витамин В1 (тиамин); Тиамин (витамин B1) помогает клеткам тела превращать углеводы в энергию. Получение большого количества углеводов очень важно человеку во время беременности и кормления грудью, а также - для функции сердца и здоровья нервных клеток.

Витамин В2 (рибофлавин); Рибофлавин (витамин В2) работает совместно с другими витаминами группы B. Он важен для роста тела и производства красных кровяных телец.

Витамин В3 (никотиновая кислота или ниацин); Никотиновая кислота (или ниацин) является витамином, который помогает сохранить здоровыми кожу и нервы. Также она способствует снижению уровня плохого холестерина.

Пантотеновая кислота (витамин В5); Пантотеновая кислота необходима для метаболизма пищи. Она также играет важную роль в производстве гормонов и холестерина.

Биотин. Биотин необходим для метаболизма белков и углеводов, а также - в производстве гормонов и холестерина.

Витамин B6 (пиридоксин, пиридоксаль, пиридоксамин); Витамин В6 также называют пиридоксин. Он помогает формированию красных кровяных клеток и поддержанию функций мозга. Этот витамин также играет важную роль в синтезе белков, которые являются составной частью многих химических реакций в организме. Употребление больших количеств белка может уменьшить в организме уровни витамина В6.

Витамин В12 (кобаламин); Витамин В12, как и другие витамины группы В, имеет важное значение для обмена веществ. Он также помогает формированию красных кровяных клеток и поддержанию функционирования центральной нервной системы.

Фолиевая кислота. Фолиевая кислота работает вместе с витамином В12, помогая формированию красных кровяных телец. Она необходима для производства ДНК, которая контролирует рост ткани и клеточной функции. Любая беременная женщина должна быть уверена, что она получает достаточное количество фолиевой кислоты. Низкие уровни фолиевой кислоты связаны с врожденными дефектами - такими, например, как расщелина позвоночника. Многие продукты в настоящее время обогащены фолиевой кислотой.

Витамины сгруппированы в две основные категории:

Жирорастворимые витамины - те, что хранятся в жировой ткани тела. Жирорастворимые витамины - это витамины A, D, Е и К;

Водорастворимые витамины - те, что тело обычно усваивает и расходует сразу. Любые оставшиеся водорастворимые витамины выводятся из организма через мочу. Витамин B12 является единственным водорастворимым витамином, который может храниться в печени в течение многих лет [4].

1.3 Нарушения в организме вызванные избытком витаминов

Гипервитаминоз -- острое расстройство в результате интоксикации сверхвысокой дозой одного или нескольких витаминов (содержащихся в пище или витаминсодержащих препаратах) [5].

Различают 2 типа гипервитаминоза:

Острый гипервитаминоз -- возникает в случае единовременного приема большого количества витаминов определенной группы или нескольких групп. По симптоматике схож с острым отравлением

Хронический гипервитаминоз -- развивается при регулярном приеме в пищу определенного витамина в дозе, превышающей норму. Симптомы этой разновидности менее остры.

Основной причиной гипервитаминоза является превышение рекомендованной дозы препаратов (в том числе и БАД), содержащих этот витамин. Также вероятность возникновения гипервитаминоза возможна в случае приема дополнительных витаминов, в сочетании с употреблением продуктов и так богатых этим витамином.

Симптомы.

В зависимости от типа витамина, приведшего к гипервитаминозу различается симптоматика явления.

Гипервитаминоз витамин А.

Избыточное количество данного витамина в организме способно вызвать достаточно бурную реакцию. При этом типе гипервитаминоза наблюдается:

кожные высыпания, шелушение кожи

зуд

повышенная возбудимость

выпадение волос

головная боль

тошнота и рвота

боль в суставах

лихорадка

повышение холестерина в крови

нарушает работу почек и мочевыводительной системы.

Избыток этого витамина можно получить как при приеме витаминных препаратов, так и длительно употребляя большое количество потрохов морских животных и морскую рыбу.

Гипервитаминоз витамина группы B

Интоксикация обнаружена при приеме витаминов: В6, В5, В9, B12. Симптомы передозировки:

головная боль

возбуждение и бессонница

тошнота

учащение сердечного ритма

нарушения координации движений

обезвоживанию организма.

Гипервитаминоз витамина C

Обычно переизбыток этого витамина выводится из организма через мочу, однако при длительном переизбытке данного витамина вероятны следующие симптомы:

покраснение кожи

кожный зуд

раздражение мочевого тракта

головная боль

головокружение

уменьшению свертываемости крови

повышению давления и нарушениям обмена веществ.

Гипервитаминоз витамина D

Витамин D в больших количествах токсичен. Симптоматикой отравления этим веществом являются:

головная боль

слабость

потеря аппетита

боли в суставах

тошнота и рвота

спазмы в животе, расстройство пищеварения, запоры

Хронический гипервитаминоз этим витамином приводит к появлению остеопороза, а также к отложению кальция в почках, сердце, легких, стенках сосудов.

Гипервитаминоз витамина E.

Избыток витамина E провоцирует следующие симптомы:

головная боль

повышенная утомляемость

расстройство работы желудочно-кишечного тракта

Переизбыток витамина приводит к хрупкости костей, а также блокирует усвояемость других витаминов.

Гипервитаминоз данного витамина происходит в основном из-за увеличенного приема медикаментозных средств (в том числе БАД)[5].

1.4 Нарушения в организме вызванные недостатком витаминов

Дефицит витаминов чаще всего встречается у людей в холодное время года, когда свежие полезные продукты не всегда доступны.

Существует два вида недостатка витаминов.

Авитаминоз - практически полное отсутствие какого-либо витамина или целой витаминной группы в организме человека. Такое встречается крайне редко, особенно в развитых странах [6].

Признаки авитаминоза:

тяжелое пробуждение утром (встаете с ощущением усталости, не смотря на продолжительный сон)

сонливость (которая сохраняется на протяжении всего дня)

вялость плохая концентрация, рассеянность излишняя раздражительность депрессия ухудшение состояния кожи (излишняя сухость, потрескавшаяся и покрасневшая кожа в уголках губ)

общее снижение иммунитета

Гиповитаминоз - недостаточное содержание витаминов - распространен гораздо больше [6].

Гиповитаминоз разнообразен в своих проявлениях: это зависит от дефицита витаминов какой-то определенной группы. Впрочем, часто гиповитаминоз может длиться годами, особо себя не выдавая, но нанося здоровью вред. Общий фон гиповитаминоза: постоянная усталость, раздражительность, сонливость, снижение аппетита, нарушение сна. Возможно появление язвочек на губах, кровоточивости десен, шелушения кожи - все это может возникать не только в период весеннего авитаминоза, но и круглый год.

Более серьезные последствия гиповитаминоза: частые простудные заболевания, замедление роста костей, развитие куриной слепоты - недостаток витамина А.

Обострения радикулита, ревматизма, сердечно-сосудистых заболеваний, нарушение деятельности нервной системы, развитие малокровия, кожные воспаления, замедленный рост у детей, тошнота, конъюнктивит, раннее поседение, заболевания поджелудочной железы и печени - все это признаки дефицита витаминов группы B. Недостаток витамина С приводит к болезням сердца, разрушению зубов, снижению иммунитета. Гиповитаминоз, вызванный сниженным содержанием в организме других полезных элементов, может привести к не менее опасным результатам: нарушение пищеварения, кровотечения, облысение, нарушения в работе щитовидной железы, быстрое старение, риск развития раковых заболеваний [3, 6].

Наиболее частые причины возникновения дефицита витаминов:

Нарушен процесс пищеварения, в результате чего поступающая пища усваивается не полностью, и полезные вещества выводятся из организма;

отсутствие витаминов в пище или незначительное их содержание. Это бывает при соблюдении жестких диет, неправильном или однообразном питании: например, весенний авитаминоз является следствием обедненного витаминами скудного рациона зимнего периода;

гиповитаминоз может возникать из-за действий "антивитаминов" при лечении ряда заболеваний;

нарушения обмена веществ и снижение защитных сил организма.

Чтобы не допустить дефицита витаминов, прежде всего, нужно позаботиться о правильном сбалансированном питании, обогащенном полезными веществами и элементами. При длительных вынужденных обедненных диетах старайтесь использовать поливитамины. Гиповитаминоз гораздо проще не допустить, чем потом бороться с многочисленными последствиями - не забывайте о профилактике [2, 3].



1.5 Норма потребления витаминов

Дефицит того или иного витамина сказывается на взрослом человеке легче, нежели на ребенке, однако острый авитаминоз также может привести к тяжелым дисфункциям внутренних органов и развитию хронических заболеваний. Поэтому необходимо следить за количеством потребляемых витаминов, и придерживать их суточной норме потребления. Питание должно быть сбалансированным и регулярным, от этого буднт зависеть не только поступление витаминов в органим, но и его здоровье в целом. Врачи рекомендуют нам следить за своим питанием, ведь многие болезни начинаются именно из-за неругулярного и несбалансированного питания.

В настоящее время все чаще употребляются термины "здоровое питание", "оптимальное питание" - в значениях, подразумевающих не только удовлетворение физиологических потребностей в необходимых веществах и энергии, но и профилактическое действие пищи на организм человека. Каждому из нас неоходимо знать количество потребления в пищу тех или иных продуктов, расчитывать свой суточный рацион и подбирать тот тип питания который необходим вам в соответсвии с вашим полом, возрастом и образом жизни. Такого принципа необходимо придерживаться и в отношении витаминов. (Приложение А,таблица 2) [7].



2. Ферменты

Ферменты, или энзимы (от лат. fermentum, греч.жэмз, ?нжхмпн -- закваска) -- обычно белковые молекулы или молекулы РНК (рибозимы) или их комплексы, ускоряющие (катализирующие) химические реакции в живых системах [8, 9].

2.1 Общая характеристика

Учение о ферментах выделено в самостоятельную науку - энзимологию. Термин "энзим", так же как "фермент", означает процесс, связанный с выделением газов, брожением.

Энзимология решает две главные неразрывно связанные между собой проблемы, касающиеся с одной стороны, структурной молекулярной организацией ферментов, с другой - природы химических взаимодействий, лежащих в основе ферментативного катализа. Изучение ферментов имеет огромное значение для любой фундаментальной и прикладной области биологии, а также для многих практических отраслей химической, пищевой, фармацевтической индустрии, занятых приготовлением катализаторов, антибиотиков, витаминов и многих других биологически активных веществ, используемых в медицине и хозяйстве.

Явление брожения и переваривания известно с незапамятных времен. Но первое научное представление относится к первой половине XIX века, в 1814 г. петербургский ученый К.С. Кирхгоф показал, что не только проросшие семена ячменя, но и экстракты из солода способны "осахаривать" крахмал до мальтозы. Это вещество получило название амилазы.

Ю. Либих и Ф. Велер открыли амигдамин, содержащийся в эфирном масле горького миндаля. Затем были открыты другие ферменты: пепсин, трипсин, которые вызывают гидролиз белков в желудочно-кишечном тракте.

Значительный вклад в ферментологию или энзимологию внесли как отечественные ученые, так и зарубежные.

Наибольшее внимание исследователей привлекали процессы окисления в организме. В организме в процессе превращения глюкозы до СО2 и Н2О последовательно участвует около 15 различных ферментов. Биологические катализаторы не вызывают каких-либо побочных реакций [10].

2.2 Виды ферментов

В зависимости от химической природы ферменты делятся на простые и сложные [11]:

Простые ферменты состоят только из аминокислот - например, пепсин, трипсин, лизоцим.

Сложные ферменты (холоферменты) имеют в своем составе белковую часть, состоящую из аминокислот -апофермент, и небелковую часть - кофактор. Кофактор, в свою очередь, может называться коферментомилипростетической группой. Примером могут быть сукцинатдегидрогеназа (содержит ФАД) (в цикле трикарбоновых кислот), аминотрансферазы (содержат пиридоксальфосфат) (функция), пероксидаза (содержит гем). Для осуществления катализа необходим полноценный комплекс апобелка и кофактора, по отдельности катализ они осуществить не могут.

В составе фермента выделяют области, выполняющие различную функцию[11]:

Активный центр - комбинация аминокислотных остатков (обычно 12-16), обеспечивающая непосредственное связывание с молекулой субстрата и осуществляющая катализ. Аминокислотные радикалы в активном центре могут находиться в любом сочетании, при этом рядом располагаются аминокислоты, значительно удаленные друг от друга в линейной цепи.

У ферментов, имеющих в своем составе несколько мономеров, может быть несколько активных центров по числу субъединиц. Также две и более субъединицы могут формировать один активный центр.

У сложных ферментов в активном центре обязательно расположены функциональные группы кофактора.

В свою очередь в активном центре выделяют два участка:якорный (контактный, связывающий) - отвечает за связывание и ориентацию субстрата в активном центре, и каталитический- непосредственно отвечает за осуществление реакции.

Аллостерический центр(allos - чужой) - центр регуляции активности фермента, который пространственно отделен от активного центра и имеется не у всех ферментов. Связывание с аллостерическим центром какой-либо молекулы (называемой активатором или ингибитором, а также эффектором, модулятором, регулятором) вызывает изменение конфигурации белка-фермента и, как следствие, скорости ферментативной реакции. В качестве такого регулятора может выступать продукт данной или одной из последующих реакций, субстрат реакции или иное вещество.

Аллостерические ферменты являются полимерными белками, активный и регуляторный центры находятся в разных субъединицах.

2.3 Значение для человеческого организма

Ферменты используют различные вещества для создания нашего организма. Но они могут не только созидать, но и разрушать уже построенное. Ферменты -- жизненно важная рабочая сила нашего организма. Его жизнедеятельность, включая зачатие, формирование и поддержание здоровья, зависят от работы ферментов.

Исходные белки, углеводы и жиры мы получаем из пищи. Но для их переработки и усвоения необходимы пищеварительные ферменты, которые расщепляют их до простых соединений и способствуют усвоению необходимых витаминов, микроэлементов и других питательных пли лекарственных веществ.

Для поддержания здоровья организму человека необходимы ежедневно около 90 различных питательных веществ, Эти питательные вещества включают 60 микроэлементов, 16 витаминов, 12 аминокислот и три незаменимые жирные кислоты. Но это далеко неполный перечень необходимых соединений,

Дефицит витаминов и микроэлементов приводит к разрушительным последствиям для всего организма. Организм также недополучит многие жизненно важные соединения, если пища не будет правильно переварена и усвоена.

В мировой истории зафиксирован ряд документов, в которых рассказано о людях, доживших до 120 лет и более. Сегодня в лабораторных условиях ученые могут поддерживать клетки живыми и здоровыми бесконечно. Все зависит от поступления питательных веществ и работы ферментов. Многие ученные пришли к выводу, что человеческий организм способен жить достаточно долго, но по неизвестным причинам он "изнашивается" относительно быстро [13].

2.4 Нарушения в организме вызванные избытком ферментов

Ферменты участвуют в процессе пищеварения, помогая организму перерабатывать пищу. Они нормализуют обмен веществ, способствуя снижению веса. Укрепляют иммунитет, выводят из организма токсины.

Способствуют обновлению клеток организма и ускоряют процесс самоочищения организма. Преобразовывают питательные вещества в энергию. Ускоряют заживление ран.

Кроме того, пища богатая ферментами, увеличивает количество антител, которые успешно борются с инфекциями, укрепляя тем самым наш иммунитет. Присутствие в пище пищеварительных ферментов способствует ее переработке и надлежащему всасыванию питательных веществ [12].

Признаки избытка ферментов в организме:

Головная боль

Раздражительность

Аллергии

Исследования показывают, что многие люди Европы и Америки имеют избыточный вес. В среднем питание людей состоит из многочисленных приготовленных блюд с большим количеством жиров и сахара и низким содержанием волокон и ферментов. В Америке есть одно старое высказывание о жирах: "Однажды вкусно на губах, а после этого на всю жизнь на бедрах".

Избыток жиров 13 пище приводит ко многим болезням и сокращает продолжительность жизни. Установлено, что жиры, прошедшие тепловую обработку, не содержат ферментов. Но употреблять жиры просто необходимо, потому что жиры -- одни из самых мощных источников энергии и необходимы для усвоения жирорастворимых витаминов.

Одним из основных способов нормализации веса может быть именно компенсация дефицита ферментов. Д-р Д. Галтон(DavidGallon), TuftsUniversitySchoolofMedicine, провел обследование людей с весом около 105-- 110 кг (230 -- 240 фунтов). Он установил, что у всех обследованных отмечался дефицит липаз -- ферментов, расщепляющих жиры.

Липазы обнаружены в разнообразных видах сырой пищи. Они способны расщеплять жиры при переваривании, отвечают за распределение и хранение жиров, сжигают их избыток.

Результаты многих других исследований показали, что атеросклероз, повышенное кровяное давление и высокий уровень холестерина в крови людей также связаны с дефицитом липаз. Без липаз жиры не расщепляются, а откладываются в различных частях тела, например, на бедрах, ягодицах, стенках желудка, в печени и т. д.

Аналогичная ситуации и со сложными углеводами (сахарами). Углеводы, не подвергшиеся тепловой обработке содержат ферменты, хром и витамин В, они легко перевариваются и усваиваются. Белый рафинированный сахар не содержит ни ферментов, ни витамина В, ни хрома. В процессе переваривания такого сахара организм вырабатывает много дополнительных ферментов.

Хром -- это микроэлемент, который необходим нашему организму. Исследования показывают, что между дефицитом хрома и ожирением есть прямая связь, так как хром требуется для поддержания функции гормона инсулина. Инсулин регулирует метаболизм главного углевода -- глюкозы. Нарушение ферментативного обмена глюкозы и ее усвоения приводит к синтезу гликогена и отложению его в тканях. Следствием этого является образование излишних жировых отложений в организме -- ожирение.

Для больных остеопорозом (дистрофия костной ткани) назначаются специальные кальциевые добавки. Кальций -- один из основных минералов в составе многих продуктов, но его усвоение невозможно без специфических ферментов и витаминов. Пищевые добавки с кальцием и другими необходимыми соединениями в настоящее время получают самые положительные отзывы.

При употреблении подвергшейся кулинарной обработке пищи, так же как в примере с сахаром, кальций не может усваиваться без необходимых ферментов, а так как он участвует практически во всех процессах, протекающих в организме, он начинает вымываться из костей. Это приводит к ослаблению костной ткани, хрупкости костей, усталости мышц и судорогам. Многие врачи убеждены, что состав правильно подобранных пищевых добавок способствует полному усвоению кальция и других веществ.

Кандидоз -- грибковое заболевание, вызываемое интенсивным размножением известных дрожжевых грибков (Candidaalbicans), которые находятся в желудочно-кишечном тракте. Обычно количество этих грибков строго контролируется. Использование антибиотиков широкого спектра действия приводит к уничтожению дружественной микрофлоры и инициирует развитие кандидоза, что негативно действует на функции эндокринной, нервной и иммунной системы.

Еще одно распространенное заболевание -- аллергия. Оно встречается достаточно часто и наносит серьезный ущерб здоровью. Аллергия появляется на раздражающие вещества и (или) антигены в основном белковой природы (вирусы, бактерии, грибы). Аллергены проникают в организм через пищеварительный тракт, легкие или носоглотку при дыхании, при тактильном контакте.

Причины возникновения и предотвращения кандидоза и аллергии сходны. Часто это связано с дефицитом протеаз -- пищеварительных ферментов, необходимых для расщепления и выведения из организма чужеродных веществ белковой природы, присутствующих не только в желудочно-кишечном тракте, но и в кровеносной системе. Большинство антигенов, включая дрожжи, можно нейтрализовать специфическими ферментами, добавленными в пищу.

Пищевые добавки, содержащие Lactobacillusacidophilus, L. salivarius и некоторые почвенные микроорганизмы, способствуют развитию здоровой кишечной флоры и активизируют действие ферментов [13].

2.5 Нарушения в организме вызванные недостатком ферментов

Под руководством д-ра Фрэнсиса Поттергера (Francis Potterger) в течение 10 лет проводились независимые исследования по воздействию обработанной пищи на организм кошки. В опытах участвовали 900 животных. Половину кошек кормили только свежим мясом и молоком, половину -- вареным мясом и кипяченым молоком. Животные, которых кормили только сырой пищей, были здоровы, не болели и каждый раз приносили здоровых котят.

Кошки другой группы болели чаще. Их котята первого поколения были апатичными и вялыми. У них развивалась аллергия, чаще наблюдались инфекционные заболевания, отмечались болезни почек, нарушение функций щитовидной железы и сердечнососудистой системы. Часто болели десны.

Котята каждого последующего поколения от кошек, питающихся приготовленной пищей, болели значительно чаще. Большинство кошек третьего поколения не могло дать нормального потомства.

Независимо от видовых различий, будь это человек, собака или кошка, употребление обработанной пищи без живых ферментов создает лишнюю нагрузку на организм. Для процесса переваривания ему приходится активно производить ферменты, чтобы компенсировать их дефицит в пище. Отвлекаясь на процесс синтеза дополнительных ферментов, организм не вырабатывает других необходимых ему веществ.

Сегодня многие врачи отмечают у детей начальную стадию артрита, сахарного диабета и других болезней, которые несколько лет назад регистрировались лишь у людей в возрасте 50 -- 60 лет.

Первыми признаками дефицита ферментов могут являться изжога, метеоризм и отрыжка. Затем может появиться головная боль, желудочные колики, понос, запор, хроническое ожирение, инфекция желудочно-кишечного тракта. Эти симптомы у современных людей встречаются все чаще, и многие полагают, что это нормально. Однако они являются индикаторами того, что организм не может активно перерабатывать пищу.

Из-за нарушения процесса пищеварения могут возникнуть заболевания желудочно-кишечного тракта, печени, поджелудочной железы, желчного пузыря и др.

Болезни органов пищеварения -- одна из главных причин госпитализации людей. Значительные суммы денег тратятся на хирургические операции и лечение в больницах. Жалобы на пищеварение -- одна из основных причин выдачи больничных листов и взрослым, и школьникам.

Употребление продуктов, не содержащих ферментов, негативно влияет на каждый этап процесса пищеварения: непосредственно на пищеварение, абсорбцию, ассимиляцию и выведение. Нормальный процесс пищеварения свидетельствует о сбалансированном питании.

Анатомические вскрытия показывают, что те, кто постоянно питается обработанной пищей, имеют поджелудочную железу увеличенных размеров, находящуюся на грани полного разрушения. При таком питании поджелудочная Железа ежедневно на протяжении всей жизни должна усиленно вырабатывать пищеварительные ферменты.

Постепенный износ поджелудочной железы и других пищеварительных органов не способствует их нормальному функционированию и соответственно не происходит усвоения необходимых питательных веществ. Это приводит к различным болезням как пищеварительных, так и других органов [13].

2.6 Регуляция работы ферментов. Основные способы регуляции активности ферментов

Аллостерическая регуляция. Фермент изменяет активность с помощью нековалентно связанного с ним эффектора. Связывание происходит в участке, пространственно удаленном от активного (каталитического) центра. Это связывание вызывает конформационные изменения в молекуле белка, приводящие к изменению определенной геометрии каталитического центра. Активность может увеличиться - это активация фермента, или уменьшиться - это ингибирование.

"Сообщение" о присоединении аллостерического активатора передается посредством конфирмационных изменений каталитической субъединице, которая становится комплементарной субстрату, и фермент "включается". При удалении активатора фермент вновь переходит в неактивную форму и "выключается". Аллостерическая регуляция является основным способом регуляции метаболических путей[14].

Регуляция активности ферментов путем фосфорилирования-дефосфорилирования. Фермент изменяет активность в результате ковалентной модификации (рисунок 2).

Рисунок 2 - Регуляция активности липазы

В этом случае фосфатная группа - ОРО32- присоединяется к гидроксильным группам в остатках серина, треонина или тирозина. В зависимости от природы фермента фосфорилирование может его активировать или, наоборот, инактивировать. Реакция присоединения фосфатной группы и ее отщепление катализируют специальные ферменты - протеинкиназы и протеинфосфатазы [14].

Регуляция путем ассоциации-диссоциации субъединиц в олигомерном ферменте. Этот процесс иногда начинается с ковалентной или нековалентной модификации одной из субъединиц. Например, фермент протеинкиназа в неактивной форме построена как тетрамер R2C2 (R и С - разные субъединицы). Активная протеинкиназа представляет собой субъединицу С, для освобождения которой необходима диссоциация комплекса. Активация фермента происходит при участии cAMP (циклоаденозинмонофосфорная кислота), которая способна присоединиться к субъединице R, после чего изменяется конформация, комплементарность субъединиц R и С и происходит диссоциация комплекса: R2C2 + 2cАМР 2С + 2(R -сАМР) Циклический АМР является продуктом АТР, превращение которой катализирует фермент аденилатциклаза: АТРс АМР + Н4Р2О7 [14].

Аденилатциклазная система. Аденилатциклаза и протеинкиназа катализируют взаимосвязанные реакции, которые составляют единую регуляторную систему (рисунок 3).

Рисунок 3 - Аденилатциклазная система

С помощью этой системы в клетку передаются сигналы из внеклеточной среды, и в нужном направлении изменяется метаболизм клетки. Внеклеточным вестником сигнала могут быть разные молекулы, в том числе и гормоны. Эти молекулы не проникают внутрь клетки, но "узнаются" мембранными рецепторами. При активации аденилатциклазы происходят следующие этапы:

изменение конформации рецептора после присоединения к нему сигнальной молекулы и увеличение его сродства к регуляторному G-белку. В результате образуется комплекс рецептора и протомеров G-белка;

образование этого комплекса приводит к изменению конформации a -протомера G-белка, который теряет сродство к GDP и происходит замена GDP на GTP. В результате комплекс протомеров G-белка распадается;

a -протомер взаимодействует с аденилатциклазой, что ведет к изменению ее конформации и как следствие этого - активации;

после этого аденилатциклаза катализирует синтез cAMP, который в свою очередь активирует cAMP-зависимую протеинкиназу. Активация последней связана с диссоциацией комплекса входящих в нее протомеров после присоединения cAMP.Протеинкиназафосфорилирует соответствующие ферменты, изменяет их активность и, следовательно, скорость метаболизма в клетке [14].

Активация ферментов путем частичного протеолиза. Некоторые ферменты синтезируются первоначально неактивными и лишь после секреции из клетки переходят в активную форму. Неактивный предшественник называется проферментом. Активация профермента включает модификацию первичной структуры с одновременным изменением конформации. Например, трипсиноген, синтезированный в поджелудочной железе, затем в кишечнике превращается в трипсин путем удаления фрагмента с N-конца: энтеропептидазатрипсиногентрипсин + Val-(Acn) -Lys

Расщепление определенных пептидных связей "запускает" новые взаимодействия R-групп по всей молекуле, приводя к новой конформации, в которой R-группы активного центра занимают оптимальное положение для катализа. Нарушения структуры какого-либо фермента, ведущие к снижению его активности, приводят к нарушению метаболических путей, в которых участвует этот фермент. Такие нарушения почти всегда проявляются как болезни. Повреждения ферментов бывают двух типов: наследственные дефекты строения фермента и повреждения, вызванные попадающими в организм токсическими веществами, ингибирующими фермент [14].



3. Гормоны

Гормоны (др.-греч. ?смЬщ -- возбуждаю, побуждаю) -- биологически активные вещества органической природы, вырабатывающиеся в специализированных клетках желёз внутренней секреции, поступающие в кровь, связывающиеся с рецепторами клеток-мишеней и оказывающие регулирующее влияние на обмен веществ и физиологические функции. Гормоны служат гуморальными (переносимыми с кровью) регуляторами определённых процессов в различных органах и системах.

3.1 Общая характеристика

Начало активному изучению эндокринных желез и гормонов было положено английским врачом Т. Аддисоном в 1855 году. Аддисон был первым, кто дал описание бронзовой болезни, признаком которой было специфическое окрашивание кожи, а причиной -- дисфункция надпочечников.

Другим основоположником эндокринологии является французский медик К. Бернар, который изучал процессы внутренней секреции и соответствующие железы организма -- органы, секретирующие в кровь те или иные вещества.

Впоследствии свой вклад в данную отрасль науки внес другой французский врач -- Ш. Броун-Секар, увязавший развитие определенных заболеваний с недостаточностью функции желез внутренней секреции и показавший, что при терапии указанных болезней могут быть успешно использованы экстракты соответствующих желез.

Согласно имеющимся на современном этапе результатам исследований, недостаточный или избыточный синтез гормонов негативно влияет на молекулярные механизмы, лежащие в основе регулирования обменных процессов в организме, а это, в свою очередь, способствует развитию практически всех заболеваний желез внутренней секреции.

Собственно термин "гормон" был впервые использован в работах английских физиологов У. Бейлисса и Э. Старлинга в 1905 году.

Исследователи ввели его в ходе изучения гормона секретина, открытого ими же тремя годами ранее. Этот гормон вырабатывается в двенадцатиперстной кишке и отвечает за интенсивность выработки некоторых пищеварительных соков. На данный момент науке известно более 100 вырабатываемых железами внутренней секреции веществ, для которых характерна гормональная активность и которые регулируют обменные процессы[15].

Все гормоны имеют несколько важных свойств, которые отличают их от других биологически активных веществ[16]:

Гормоны вырабатываются в клетках эндокринных желез и секретируются в кровь.

Все гормоны являются чрезвычайно активными веществами, они вырабатываются в малых дозировках (0,001-0,01 моль/л), но оказывают выраженный и быстрый биологический эффект.

Гормоны специфически воздействуют на органы и ткани посредством рецепторов. Они подходят к рецептору как ключ к замку, а потому воздействуют только на восприимчивые клетки и ткани.

Гормоны отличаются тем, что имеют определенный ритм секреции, например, гормоны коры надпочечников, имеют суточный ритм секреции, а иногда ритм является месячным (половые гормоны у женщин) или интенсивность секреции изменяется в течение более продолжительного периода времени (сезонные ритмы).

По своей химической природе все гормоны могут быть белками (пептидами), производными аминокислот или веществами стероидной природы.

Стоит отметить, что биологически активные вещества, которые вырабатывают рассеянные по организму клетки, зачастую относят к так называемым тканевым гормонам. Их отличительными особенностями является секреция в тканевую жидкость и преимущественно местное действие, тогда как гормоны оказывают свой эффект дистанционно.

3.2 Наиболее важные гормоны для организма человека

Человеческий организм - это большие часы. Каждый процесс в которых должен регултроваться и не выходить из под контроля. Незаменимой шестеренкой в этих часах служат - гормоны. Они контролирую большое количество функции человека, и как мы понимаем при нарушении работы всего одной "шестиренки" туго придется всему организму. Именно поэтому, не только гомоны должны контролировать функциональные способности человека, но и сам человек должен следить за колличеством своих гормонов.

Рассмотрим действие наиболее важных для организма гормонов, особое внимание уделив при этом продуктам, прием которых способствует усилению их выработки (Приложение А, таблица 3) [17].

3.3 Значение для человеческого организма

Гормоны- это биологически активные вещества, выделяемые специальными эндокринными железами в ответ на специфические стимулы, которые секретируются в кровь и доставляются к тканям-мишеням, которые имеют специфические белковые молекулы-рецепторы к данному гормону, а рецепторы передают сигнал от первичного посредника или гормона внутрь клетки.

Гормоны, органические соединения, вырабатываемые определенными клетками и предназначенные для управления функциями организма, их регуляции и координации. У высших животных есть две регуляторных системы, с помощью которых организм приспосабливается к постоянным внутренним и внешним изменениям. Одна из них - нервная система, быстро передающая сигналы (в виде импульсов) через сеть нервов и нервных клеток; другая - эндокринная, осуществляющая химическую регуляцию с помощью гормонов, которые переносятся кровью и оказывают эффект на отдаленные от места их выделения ткани и органы. Гормоны есть у всех млекопитающих, включая человека; они обнаружены и у других живых организмов.

Гормоны регулируют активность всех клеток организма. Они влияют на остроту мышления и физическую подвижность, телосложение и рост, определяют рост волос, тональность голоса, половое влечение и поведение. Благодаря эндокринной системе человек может приспосабливаться к сильным температурным колебаниям, излишку или недостатку пищи, к физическим и эмоциональным стрессам.

Изучение физиологического действия эндокринных желез позволило раскрыть секреты половой функции и чудо рождения детей, а также ответить на вопрос, почему одни люди высокого роста, а другие низкого, одни полные, другие худые, одни медлительные, другие проворные, одни сильные, другие слабые.

В нормальном состоянии существует гармоничный баланс между активностью эндокринных желез, состоянием нервной системы и ответом тканей-мишеней (тканей, на которые направлено воздействие). Любое нарушение в каждом из этих звеньев быстро приводит к отклонениям от нормы.

В основном роль гормонов сводится к точной настройке организма на правильное функционирование. В качестве примера возьмем антидиуретический (тоесть противомочегонный) гормон, отвечающий за регулирование выведения воды из почек. Прежде всего, этот гормон выводит из крови, наряду с другими отходами, большие количества воды, организму уже не нужной. Впрочем, если бы все выходило из организма вместе с мочой, организм потерял бы слишком много воды, и, чтобы это не случилось, другой участок почки вновь поглощает столько влаги, сколько в данный момент нужно твоему телу.

Регулирование гормональной системы человека представляет собой очень тонкий процесс. Вырабатывающие гормоны железы тесно взаимодействуют между собой, а также с нервной системой организма. Значение гормонов для поддержания жизни и здоровья человека огромно. Само слово "гормон" происходит от греческого слова, которое можно примерно перевести как "подстегнуть". Это название косвенно показывает, что гормоны действуют как катализаторы химических изменений на клеточном уровне, которые необходимы для роста, развития и выработки энергии.

Гормоны, попав в кровоток, должны поступать к соответствующим органам-мишеням. Транспорт высокомолекулярных (белковых) гормонов изучен мало из-за отсутствия точных данных о молекулярной массе и химической структуре многих из них. Гормоны со сравнительно небольшой молекулярной массой, быстро связываются с белками плазмы, так что содержание в крови гормонов в связанной форме выше, чем в свободной; эти две формы находятся в динамическом равновесии. Именно свободные гормоны проявляют биологическую активность, и в ряде случаев было четко показано, что они экстрагируются из крови органами-мишенями. Значение белкового связывания гормонов в крови не совсем ясно.

Чтобы в кровь поступил основной вид топлива для клеток - глюкоза - требуется освободить ее из основных мест хранения. "Взломщиками" в организме работают сразу несколько гормонов. Когда мышцам требуется срочное энергетическое вливание, в организме начинает выделяться глюкагон - гормон, вырабатываемый особыми клетками поджелудочной железы. Этот гормон помогает поступать в кровь глюкозе, которая хранится в печени в виде углевода гликогена.

Для того, чтобы любая клетка организма могла эффективно использовать глюкозу, требуется работа гормона инсулина, производящегося в поджелудочной железе. Именно он регулирует скорость употребления глюкозы в организме, а недостаток инсулина приводит к тяжелому заболеванию - диабету. За рост тела отвечает производящийся в гипофизе соматотропин. А регулирует наращивание мышечной и костной тканей, а также рост бороды - тестостерон. Этот гормон направляет энергию и материалы на создание дополнительной мышечной массы. Поэтому благодаря его большему, чем у женщин, количеству мужчины быстрее худеют [18].

3.4 Симптомы и причины гормональных нарушений

Одной из групп заболеваний, доставляющих человеку большие неприятности, являются нарушения в гормональной сфере. Подобные патологии наиболее свойственны для женского организма[19].

Симптомы и причины гормональных нарушений:

Внешним признаком гормональных расстройств может быть снижение веса при отличном аппетите. "А я ем и худею!" - эту фразу с гордостью произносят некоторые люди, не знающие проблем с фигурой, и порой даже не догадываются, что причиной такой ситуации могут быть не "счастливые гены", а довольно серьезные нарушения гормональной сферы - например, проблемы со щитовидкой.

Не менее тревожные симптомы гормонального нарушения - ожирение, быстрый набор массы тела, особенно если тому нет видимых причин. Человек способен "набирать вес" на фоне многих расстройств эндокринной сферы.

Понятие "гипертирхоз" означает аномальный рост волосяного покрова на человеческом теле. Это явление часто свидетельствует о нарушенных функциях какой-либо половой железы или их комплекса; если речь идет о женщинах, повышенная "волосатость", вероятнее всего, свидетельствует о том, что организм в избыточных количествах вырабатывает половой гормон мужского типа - тестостерон.

Часто причины гормональных нарушений могут лежать в патологии объединенной структуры гипофиза и гипоталамуса (гипоталамо-гипофизарной системы). Внешне это проявляется в виде стрий - растяжек на теле характерного багрового цвета. Это опасный симптом, поскольку в патологический процесс могут оказаться вовлеченными надпочечники.

Одно из серьезных эндокринных заболеваний - акромегалия. На ранних стадиях болезни человек отмечает изменения своего внешнего вида: грубеют черты лица, происходит увеличение надбровных дуг, бровей, выпячивание челюсти. Может происходить разрастание ткани губ и языка; последнее нередко приводит к нарушению прикуса

К симптомам гормональных нарушений может относиться и ухудшение зрения. Так, если человек страдает быстро прогрессирующим снижением зрения, сопровождаемым постоянной головной болью, есть основания заподозрить опухоль гипофиза.

Еще один типичный для эндокринных расстройств признак - зуд кожи. Это может быть одним из первых "звоночков" сахарного диабета; недаром при кожном зуде грамотные врачи немедленно направляют пациентов на анализ крови на сахар. Правильная постановка диагноза осложняется тем, что очень часто зудеть начинает в промежности, и это заставляет людей обращаться к дерматологам либо специалистам по венерологическим болезням.

3.5 Механизм действия гормонов

Гормоны могут влиять на поведение, воздействуя на сенсорно-перцептивные механизмы, на активность нервной системы и на эффекторные механизмы, необходимые для осуществления данных поведенческих актов.

Влияние гормонов на сенсорно-перцептивные механизмы

Многочисленные исследования показали, что под влиянием гормонов находится как способность к выделению стимулов, так и предпочтение определенных стимулов. У женщин зрительная чувствительность, определяемая по способности замечать слабый свет, изменяется на протяжении менструального цикла. Она наиболее высока примерно в период овуляции и резко снижается ко времени менструации. Способность крыс-самок обнаруживать запахи варьирует с изменением уровней эстрогена и прогестерона на разных стадиях астрального цикла, а также при ложной беременности и после овариэктомии (операция по удалению одного или двух яицников) и введения андрогенов. Регистрация электрической активности срамного нерва крыс-самок показала, что его рецептивное поле (т.е та область тела, тактильное раздражение которой влияет на активность в этом нерве) лежит в области гениталий и варьирует по величине в зависимости от уровня эстрогенов.

Интактные и кастрированные крысы не отличаются, друг от друга по чувствительности к запаху мочи самок, находящихся в эструсе ("течка"), однако, в то время как интактные самцы, имеющие опыт полового поведения, предпочитают запах самок в эструсе запаху самок в диэструсе, самцы, не имеющие опыта, и кастрированные самцы такого предпочтения не обнаруживают. Таким образом, здесь оказывает влияние, как прошлый опыт, так и уровень гормонов

Вспомним о том, что для размножения колюшки переходят из соленой воды в пресную. Если зимой к соленой воде, в которой содержат колюшек, добавить тироксин, они начнут предпочитать пресную воду - условие, необходимое для миграции вверх по течению.

Влияние гормонов на нервные механизмы

В нервной системе гормоны влияют на морфологические структуры, на физиологическую активность и на функцию нейромедиаторов. Например, половой диморфизм в морфологии синапсов на шипиках дендритов в преоптической области гипоталамуса у крысы зависит от действия гормонов. Эстроген, прогестерон и тестостерон воздействуют на активность головного мозга, что отражается в изменениях ЭЭГ, вызванных потенциалов и активности отдельных нейронов. Гормоны влияют на уровень моноаминов в мозгу и в свою очередь находятся под влиянием этого уровня. Например, эстроген вызывает снижение концентрации ' норадреналина в передней части гипоталамуса. Коу и др. высказали предположение, что влияние прогестерона на мозг осуществляется путем тормозящего воздействия на серотонин-эргическую активность. Гормоны поступают в определенные клетки-мишени в мозгу и изменяют белоксинтезирующие функции ДНК и РНК.

Тестостеронпропионат способен поддерживать определенный уровень половых рефлексов у кастрированных спинальных крыс-самцов Дигидротестостерон поддерживает целостность периферических рецепторов, но не спинальные рефлексы. По-видимому, такие гормоны, как Тестостеронпропионат, влияют непосредственно на механизмы спинного мозга. Это несколько противоречит третьему предположению Бича относительно регуляции копуляционного поведения.