Биологически активные вещества

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 жизнидеятельности: 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.

5. Использование гормональных препаратов

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.

Гормоны находят применение также в зоотехнике - для повышения продуктивности сельскохозяйственных животных. Так, гормон щитовидной железы или заменяющий его препарат йодированного белка (казеина), по некоторым данным, способствует повышению удойности коров.

Соединение гормона с белковыми комплексами, содержащими соли цинка и других металлов, удлиняют действие гормонов. Такого рода гормональные препараты (с «удлиненным») действием находят все большее применение в практике.

Заключение

Биологически активные вещества: ферменты, витамины и гормоны - жизненно важные 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 делают это исключительно быстро и легко, при обычных температурах и давлении.

В отличии от катализаторов неорганической природы ферменты обладают высокой специфичностью действия. Каждый данный фермент катализирует лишь определенную химическую реакцию, т.е. действует на вполне определенное вещество или на вполне определенный тип химической связи, обеспечивая строгую согласованность работы аппарата живой клетки.

Эта высокая специфичность действия фермента заключена в архитектуре его молекулы. За последние годы достигнуты заметные успехи в изучении пространственного строения большого числа ферментов. Например, используя метод рентгеноструктурного анализа, удалось определить строение и создать модель молекулы - лизоцима. Лизоцим - это фермент, содержащийся в слезах, слизи из полости носа и т. д. Он способен расщеплять молекулу сложного полисахарида, входящего в состав оболочки некоторых бактерий.

Анализируя модель молекулы лизоцима, исследователи пришли к выводу о существовании явной связи между формой и функцией этого фермента. Полипептидная цепь лизоцима свернута очень сложным способом и образует компактную, почти глобулярную молекулу. Одной из примечательных особенностей строения этого фермента является наличие “кармана”, расположенного примерно посредине молекулы. Субстрат (полисахарид) укладывается (встраивается) в этот “карман”, в котором, как полагают, расположен активный центр фермента. В процессе образования фермент-субстратного комплекса “карман” несколько сужается. В результате субстрат приобретает большую, чем обычно, реакционную способность. Можно предполагать, что особые группы ферментов оказываются в непосредственной близости к определенным участкам молекулы субстрата, вызывая изменения в распределении электронов, что, в свою очередь, приводит к ослаблению и разрыву связи.

В последние годы удалось добиться существенных успехов и в разрешении вопроса о регуляции активности ферментов. Как уже отмечалось, существуют две возможности ее регуляции: изменение активности «готовых» молекул фермента и и регулирование на генетическом уровне, которое реализуется в изменении скорости биосинтеза ферментного белка. Различают также наличную (имеющуюся) и потенциальную (регулируемую) активность ферментов. Наличная - характеризуется активностью фермента в исходном состоянии ткани, потенциальную - возможным изменением активности фермента в различных жизненных ситуациях, когда к системе предъявляются повышенные требования.

В этой связи небезынтересно отметить, что к старости в первую очередь снижается потенциальная (регулируемая) активность ферментов. При старении уже в обычных условиях могут быть мобилизованы приспособительные возможности многих ферментных систем, диапазон дальнейшего приспособления систем резко сужается, т.е. первичные механизмы старения, по-видимому, в значительной мере связаны с изменением (ослаблением) потенциальной активности ферментов.

Можно предположить, что дальнейшее бурное развитие энзимологии уже в недалеком будущем принесет самые неожиданные возможности контроля над процессом старения, удлинит период высокой творческой активности человека.