Ce sunt substanțele biologic active?

Mulți au auzit expresia „biologic” substanțe active plante medicinale„, voi lua în considerare ce este acest grup de compuși chimici și ce anume îi diferențiază de restul, dotându-i cu activitate biologică, precum și care este funcția lor.

Noțiuni de bază

Strict vorbind, o substanță biologic activă (BAS) ar trebui înțeleasă ca orice compus chimic; originea sa nu are o importanță fundamentală, capabilă să afecteze direct sau indirect sistemele vii: oameni, animale, reprezentanți ai lumii microscopice și chiar plante.

Aproape orice substanță poate fi inclusă în acest concept, deoarece într-un fel sau altul, majoritatea compușilor chimici, indiferent de structură, pot avea efect asupra unui organism viu. Atunci, ce face ca substanțele biologic active să iasă în evidență față de alte substanțe?

Majoritatea experților sunt de acord că doar un compus chimic care este capabil să influențeze un organism viu în timp ce se află într-o concentrație neglijabil de mică ar trebui adăugat la o substanță biologic activă. Deci, de exemplu, alcaloidul atropină conținut în belladonă poate duce la blocarea parțială a receptorilor m-colinergici. sistem nervos, în timp ce se află într-o cantitate care nu depășește 0,2 miligrame.

Substanțele biologic active sunt utilizate pe scară largă în medicină, atât populară, cât și tradițională. Unele dintre ele sunt extrase din plante, prin urmare, sunt de origine naturală, altele sunt sintetizate artificial, dar corespund pe deplin structurii analogilor lor biologici.

Clasificarea substanțelor biologic active ale plantelor

Toate substanțele active ale plantelor medicinale, în funcție de natura lor chimică, sunt de obicei împărțite în următoarele grupe separate: alcaloizi, glicozide, acizi organici, în plus, flavonoide, acid gras, precum și pectine, esteri, minerale și alte câteva zeci de categorii, fiecare dintre acestea, la rândul lor, împărțită în mai multe subcategorii separate.

Se folosesc și alte clasificări, în care principalele substanțe active ale plantelor sunt împărțite în funcție de mecanismul de influență asupra sistem viu. Astfel, se obișnuiește să se distingă următoarele categorii de substanțe biologic active: antiseptice (fitoncide), taninuri, astringente, vitamine, în plus, antiinflamatoare, coleretice, analgezice, citostatice (antitumorale) și așa mai departe. Această listă, prin analogie cu prima, poate fi continuată foarte mult timp.

Funcțiile substanțelor biologic active

Alcaloizi

Fără îndoială, reprezentanții acestui grup de substanțe pot fi găsiți în aproape orice plantă. Din punct de vedere chimic, vorbim de componente complexe, care conțin azot, de origine organică, majoritatea având proprietățile fundație slabă.

caracteristici generale

Aproape toți alcaloizii sunt insolubili în apă. Un fapt interesant: primul reprezentant al acestui grup, izolat încă din 1804, este morfina, iar planta din care a fost extras este, în mod natural, macul de opiu.

Aceste substanțe au o activitate biologică semnificativă și, prin urmare, sunt capabile să exercite puternic efect terapeutic, fiind in cantitati foarte mici. În plus, și important, unele dintre ele sunt chiar toxice pentru organism și pot provoca otrăvire severă, iar dacă este folosit inadecvat poate duce la rezultat fatal. Și suntem pe www.!

Trebuie remarcat faptul că nu toți reprezentanții regnului vegetal conțin aceeași cantitate de alcaloizi. Asa de, concentratii maxime Aceste substanțe pot fi găsite în plantele de mac și mac, leguminoase, frunze de henbane, semințe de chilibuha și altele.

În compoziția chimică a plantelor, alcaloizii se găsesc cel mai adesea sub formă de săruri organice sau acizi anorganici, care sunt foarte solubile în apă. Cele mai multe dintre ele au un gust amar pronunțat.

Utilizare în medicină

Cel mai adesea, alcaloizii fac parte din puternic medicamente folosit pentru tratarea bolilor sistemului nervos. De exemplu, pot fi ingredientele active ale medicamentelor folosite ca psihostimulante pentru tratarea depresiei sau a tulburărilor psihice.

Colchicină, vincamină, emetină, codeină, în plus, vinblastină, vincristină, atropină, scopolamină, chinină și, de asemenea, rezerpină.

Glicozide

Acesta este un grup mare de compuși ale căror molecule sunt formate din două părți: carbohidrați și non-carbohidrați. La fel ca reprezentanții categoriei anterioare, aceste substanțe se găsesc într-un număr covârșitor de plante medicinale, dintre care multe cresc în Rusia.

caracteristici generale

Glicozidele se caracterizează printr-o structură cristalină și doar unele dintre ele sunt substanțe amorfe. Toți reprezentanții acestui grup sunt foarte solubili în apă și alcool. Au un gust predominant amar, eventual cu o ușoară tenta dulce. Majoritatea reprezentanților acestui grup de substanțe chimice se găsesc în frunzele plantelor, mai rar întâlnite în rădăcini.

Utilizare în medicină

Majoritatea reprezentanților acestui grup de substanțe biologic active sunt capabili să exercite un efect terapeutic pronunțat asupra corpului uman. În funcție de direcția de acțiune, toate glicozidele sunt de obicei împărțite în cardiace, diaforetice, cerebrozide și altele.

În medicină, se folosesc în principal glicozidele cardiace, care pot crește contractilitatea miocardică, pot elimina tulburările de ritm și pot crește debitul cardiac, în plus, previne progresia semnelor de insuficiență circulatorie, precum și încetinește hipertrofia miocardică și așa mai departe.

Alți reprezentanți ai acestui grup sunt incluși în diferite expectorante, diuretice, laxative, precum și medicamente asemănătoare hormonilor și așa mai departe.

Cei mai cunoscuți reprezentanți ai grupului

Esculin, fraxin, daphnin, amigdalin, în plus, prunasin, digitoxin, korglykon, strophanthin, celanide, precum și skimmin și așa mai departe.

Polifenoli

Reprezentanți ai grupului de polifenoli, cunoscuți mai bine experților medicali ca taninuri, natura chimica sunt compuși cu greutate moleculară mare al căror nume vine de la capacitatea lor de a provoca denaturarea colagenului; cu alte cuvinte, au fost folosiți pentru a tăbăci pieile de animale.

caracteristici generale

Aceste substanțe sunt larg răspândite; se găsesc în multe plante, și anume în frunze, rădăcini și tulpini; în plus, se găsesc și în fructele reprezentanților florei. Un semn al prezenței polifenolilor este un gust astringent caracteristic.

Utilizare în medicină

Cel mai faimos reprezentant al grupului de polifenoli este, desigur, taninul. Se gaseste in cantitati semnificative in ceai, precum si in scoarta de stejar. Din acest motiv, reprezentanții medicinei tradiționale folosesc adesea aceste plante ca mijloc de combatere a unor astfel de afecțiuni: diaree, boli inflamatorii ochi, pieleși așa mai departe.

În plus, agenții de bronzare sunt adesea prescriși în prezența otrăvirii diverse substanțe, deoarece reduc capacitatea mucoasei intestinale de a absorbi toxinele și otrăvurile, formând un fel de barieră de protecție pe căptușeala interioară a tubului intestinal.

Capacitatea substanțelor de bronzare de a forma un film protector dens pe suprafețele afectate este adesea folosită în medicină, de exemplu, în prezența bolilor inflamatorii ale organelor tract gastrointestinal se folosesc adesea decocturi de scoarță de stejar.

Cei mai cunoscuți reprezentanți ai grupului

Flavonoide, taninuri.

Acizi organici

Acesta este un grup de substanțe organice care au o reacție acidă. ÎN nai cantitati mari acizii se găsesc în fructele plantelor, în special în coacăze, mere, struguri, agrișe, în plus, în cătină, zmeură și multe altele.

Utilizare în medicină

Beneficiile acizilor organici pentru corpul uman sunt evidente. Ele sunt importante, în primul rând, pentru menținerea compoziției calitative și cantitative normale a microflorei intestinale, datorită inhibării proceselor de degradare și eliminării condițiilor favorabile creșterii și dezvoltării. microorganisme patogene.

De asemenea, este important să ne amintim despre capacitatea acizilor organici de a avea un efect iritant asupra mucoasei intestinale, ceea ce duce în cele din urmă la mișcări regulate ale intestinului, precum și la menținerea functionare normala corp.

Acidul tartronic este un ingredient activ important care previne procesul de obezitate. Sub influența sa, reacțiile de descompunere a depozitelor interne de grăsime sunt accelerate, în plus, procesele de formare de noi lipide din carbohidrați sunt blocate.

Cei mai cunoscuți reprezentanți ai grupului

Acizi malic, citric, tartric, în plus, tartronic, acetic, succinic și lactic.

Substanțe pectice

Este complicat compusi organici, care pe lângă carbohidrați simpli există săruri ale acizilor uronic sau carbolici. Trăsătură distinctivă Aceste substanțe au o consistență gelatinoasă specială. Această circumstanță este o condiție prealabilă pentru utilizarea pectinelor nu numai în Industria alimentară, dar și ca mijloc de a trata multe boli.

Utilizare în medicină

unu caracteristică importantă determină utilizarea substanţelor pectinice în practică medicală. Vorbim despre incapacitatea de a fi absorbit din intestinul uman, având în același timp calități de adsorbție pronunțate. În timp ce se află în intestine, pectinele pot reacționa cu diferite substanțe potențial periculoase pentru oameni, formând compuși stabili care au efect detoxifiant.

Această caracteristică este utilizată pentru a trata diverse intoxicații cu sare metale grele, precum și pentru tratament boala de radiatii. În plus, există dovezi ale capacității pectinelor de a inhiba creșterea microflorei intestinale patogene.

Uleiuri esentiale

Un grup de substanțe organice caracterizate printr-o natură chimică complexă, având o caracteristică importantă - capacitatea de a se transforma într-o stare gazoasă atunci când crestere usoara temperatura ambientala. Toți reprezentanții acestui grup sunt foarte solubili în alcool și lipide și complet insolubili în apă.

Utilizare în medicină

În practica medicală, uleiurile esențiale sunt folosite în mai multe scopuri. În primul rând, reprezentanții individuali ai acestui grup sunt capabili să exercite un efect antimicrobian. Din acest motiv, uleiurile esențiale sunt adesea incluse în preparatele antiseptice pentru uz extern.

În al doilea rând, capacitatea este cunoscută Uleiuri esentiale influențează în mod special anumite structuri ale sistemului nervos, oferind în același timp un efect calmant pronunțat.

În al treilea rând, aceste substanțe fac parte din diverse preparate cosmetice, care poate îmbunătăți semnificativ starea pielii, oferă efecte protectoare, antiinflamatorii, antioxidante și anti-îmbătrânire.

Vitamine

Acesta este un grup foarte mare de substanțe chimice eterogene, care sunt unite printr-o caracteristică importantă - nu participă direct la procesele metabolice, ci îndeplinesc o funcție de reglare vitală. Cu un deficit de vitamine, multe reacții metabolice nu au loc foarte eficient.

Utilizare în medicină

Impactul vitaminelor asupra organismului uman este greu de supraestimat! De exemplu, vitamina C poate spori semnificativ reacțiile de apărare nespecifice ale organismului, prevenind apariția multor boli, în special a răcelilor.

Vitaminele B sunt foarte importante pentru menținerea pielii și a membranelor mucoase stare sănătoasă. În plus, acestea sunt necesare pentru funcționarea normală țesut nervos.

Vitamina D este extrem de importantă pentru absorbția corectă și completă a calciului și fosforului, fără de care este imposibil să ne imaginăm un sănătos. țesut osos si puternic smalț dentar.

Vitamina E are caracteristici antioxidante pronunțate, prin urmare, previne apariția cancerului și a patologiilor legate de vârstă.

Cei mai cunoscuți reprezentanți ai grupului

Acid ascorbic, retinol, riboflavină, colină, piridoxină, biotină, colecalciferol, ergocalciferol, acid nicotinic, în plus, colină, cianocobalamină și așa mai departe.

Concluzie

Desigur, lista acestor compuși chimici importanți nu se dorește a fi exhaustivă. Dar, cu toate acestea, informațiile furnizate sunt suficiente pentru a înțelege importanța substanțelor biologic active ale plantelor medicinale pentru organismul uman.

Pana acum este imposibil sa dai un exhaustiv explicatie stiintifica gamă largă de motive proprietăți medicinale unele plante si preparate din ele. Compoziția chimică a multor plante medicinale nu a fost încă suficient studiată. Următoarele grupuri au fost studiate cel mai pe deplin ingrediente active din plante: alcaloizi, glicozide, eterice și uleiuri fixe, antibiotice, fitoncide, vitamine, aminoacizi, carbohidrați, acizi organici, amar și taninuri, pigmenți, elemente minerale, enzime, mucus, rășini, flavone și multe altele.

Alcaloizi- compuși heterociclici complecși implicați în transformarea și conservarea azotului din plante (se mai numesc și compuși care conțin azot). Alcaloizii sunt compuși organici; în plante sunt conținute sub formă de săruri de acizi tartric, citric, malic, formic, oxalic, acetic, lactic, succinic și alți acizi. Acești compuși alcaloizi sunt foarte solubili în apă. În stare nelegată, alcaloizii (puri) sunt în general insolubili în apă.

Majoritatea alcaloizilor din formă pură sunt cristale iar unele sunt lichide. De compoziție chimică Dintre alcaloizi, se disting derivații de piridină, pirolidină, chinolină, indol și purină.

Numărul de alcaloizi și compoziția lor diferă nu numai în tipuri variate plante, dar și în diverse părți aceleasi plante. Cele mai multe dintre ele se găsesc în fructe, frunze și rădăcini - de la urme la 2-3%, iar în coaja arborelui de china chiar și până la 16%. De regulă, într-o plantă se găsesc mai mulți alcaloizi diferiți. În plus, conținutul de alcaloizi depinde de perioada anului și conditii naturale teren (compoziția solului, umiditatea, clima etc.). Cea mai mare cantitate de alcaloizi se găsește în plantele din familiile de mac, molii și solanadei.

Alcaloizii sunt substanțe biologic active, al căror mecanism de acțiune asupra corpului uman este foarte complex și divers. De exemplu, alcaloidul chelidonina, conținut în celidonia comună, relaxează mușchii netezi ai vaselor de sânge, reducând astfel presiunea arterială. Alți alcaloizi de celidonie: hemochelidonina și metoxicelidonina - acționează asupra metabolismului și inhibă diviziunea celulară, prevenind astfel creșterea și dezvoltarea tumorilor. Alcaloidul tiramină, izolat din vâsc și traista de cioban, dimpotrivă, provoacă vasoconstricție și creșterea tensiunii arteriale.

Atropina, extrasă din dop, belladonă, blochează selectiv receptorii M-colinergici. După utilizarea plantelor care conțin atropină, secreția glandelor aparatului digestiv scade, pupilele ochilor se dilată, pulsul se accelerează, iar tonusul mușchilor netezi scade. Depășirea dozei permise de atropină poate duce la otrăvire acută: agitație motorie ascuțită, dilatarea excesivă a pupilelor, tahicardie, piele uscată și mucoase.

Glicozide- compuși organici care includ glucide (gliconi): glucoză, fructoză, galactoză, ramnoză, rutinoză, manoză, riboză, arabinoză, cimaroză etc. și o componentă necarbohidrată (aglicon sau genină): alcooli steroizi sau fenoli.

Glicozidele se cristalizează cu ușurință în prezența acizilor și a enzimelor și, atunci când sunt fierte, se descompun în părțile lor componente și, prin urmare, natura efectului lor medicinal se modifică.

În cele mai multe cazuri, glicozidele au gust amar și au un miros specific; aceste proprietăți le determină în mare măsură calitățile gustative și aromatice Produse alimentare origine vegetală.

După proprietățile lor farmacologice, ele disting între glicozide cardiace și amare, antraglicozide, saponine, antocianine etc.

Glicozidele cardiace sunt instabile compuși chimici, acționând selectiv asupra inimii. Acestea reduc conținutul de ioni de potasiu și cresc cantitatea de ioni de sodiu din celule, îmbunătățesc transferul zaharurilor prin membrana celulara, activați procesele respirație celulară, contribuie la scăderea conținutului de proteine ​​sarcoplasmatice și la creșterea proteinelor stromale, precum și a azotului neproteic și a proteinelor totale.

Glicozidele cardiace normalizează procesele enzimatice ale metabolismului carbohidraților-fosfor în mușchiul inimii și îmbunătățesc absorbția acidului adenozin trifosforic și, de asemenea, promovează sinteza glicogenului din acidul lactic.

Adonis, lăcrămioară, crin, strophanthus și alte plante care conțin glicozide cardiace au fost utilizate cu succes în Medicina traditionala. Preparatele din aceste plante sunt utilizate în practica clinicaîn timpul tratamentului diverse boli inimile.

GLICOZIDE AMARE - fără azot materie organică origine vegetală, constând din carbon, oxigen și hidrogen. Acestea includ absintina din pelin, aucubina din Speedwell, eriturina din centaury, humulona și lupulona din hamei, helenina din elecampane etc.

Denumirea de glicozide amare se referă la gustul lor amar. Amărăciunea îmbunătățește secreția glandelor din canalul digestiv, stimulează apetitul, îmbunătățește digestia și absorbția alimentelor.

Antraglicozide (glicozide antracen) sunt hidroxi derivați ai antrachinonei (acid crisofanic și emodine) de origine vegetală, au efect laxativ. Antraglicozidele provoacă iritarea chimică a receptorilor din mucoasa intestinală și crește motilitatea colonului. Spre deosebire de laxativele saline, efectul lor începe la 10-12 ore după administrarea preparatului din plante. Atât cât perioada latenta datorită eliberării treptate a substanțelor active din medicament. Antraglicozidele, ca și alte substanțe de origine vegetală, acționează ușor și nu irită intestinele, așa că sunt prescrise pentru constipația cronică.

Antraglicozidele sunt continute in cantitati semnificative in scoarta de catina, radacina de rubarba, scoarta de joster, frunza de senna etc.

Saponinele sunt glicozide care nu conțin azot. Se găsesc destul de des în plante. Se dizolvă bine în apă și alcool. Soluțiile apoase de saponine, atunci când sunt agitate, formează o spumă persistentă, asemănătoare săpunului, care este asociată cu activitatea lor ridicată la suprafață. Capacitatea de a forma spumă este ceea ce îi dă numele (sapo - săpun). Atunci când sunt administrate subcutanat și intern, saponinele prezintă un efect hemolitic, care este absent la administrarea orală a medicamentelor care conțin saponine. Aceste medicamente sunt utilizate în principal ca expectorante și diuretice. Au, de asemenea, un efect tonic, stimulator, reparator și au un efect benefic asupra Sistemul cardiovascular. Saponinele sunt eficiente în tratamentul aterosclerozei, în special la pacienții cu hipertensiune arterială.

A n t o c i a n s- un grup de pigmenți vegetali, glicozide, a căror componentă de zahăr este un reziduu de glucoză, galactoză, ramnoză, iar componenta non-zahăr este un compus apropiat de derivații de flavonoli, care aparține grupului de antocianuri.

Antocianinele sunt răspândite în natură și se acumulează în seva celulară a fructelor, florilor și frunzelor plantelor. Efectele biologice și farmacologice ale antocianilor nu au fost încă studiate suficient. Evident, datorită capacității lor de a oxida și reduce, ei participă la procesele metabolice la nivel celular.

Flavonele sunt compuși organici heterociclici obișnuiți în natură, similare ca compoziție chimică și proprietăți cu antocianinele. La plante, flavonele sunt prezente mai ales sub formă de glicozide, deși se găsesc și în stare liberă (apigenină, crizină).

Flavonele au o gamă largă proprietăți farmacologice. Ele acționează antiinflamator, inhibă activitatea hialuronidazei, acetilazei colină și a altor enzime. Datorită acestor proprietăți și activității vitaminice sub influența flavonelor, permeabilitatea scade, elasticitatea și rezistența capilarelor crește, iar reacția inflamatorie scade; ele previn apariţia hemoragiilor capilare.

Flavonele extind lumenul vaselor de sânge, în special cele coronare, ameliorează spasmele și reduc tonusul mușchilor canalului digestiv și ale altor organe. În plus, flavonele acționează ca substanțe antimicrobiene, antivirale și antitumorale.

Uleiuri esentiale- sunt amestecuri de compusi chimici de diferite clase (aldehide, diterpene, catone, lactone, oxizi, sesquiterpene, sulfuri, esteri acizi, carbohidrati terpenici, fenoli etc.) formate in plante. sunt extrem de ușoare și au un miros aromat puternic, gust înțepător, aproape insolubile în apă, dar solubile în alcooli, eter, uleiuri și rășini. Uleiurile esențiale pot fi incolore, gălbui, maro închis, roșu, verde și verde închis.

Din cele 400.000 de specii de plante de pe planeta noastră, doar 2.500 conțin uleiuri esențiale (unele dintre ele conțin mai multe uleiuri esențiale diferite). Cantitatea și compoziția chimică a uleiurilor esențiale din plante depind de faza de dezvoltare a acestora (creștere, înflorire, fructificare), climă, înălțimea creșterii deasupra nivelului mării etc. Uleiurile esențiale se acumulează în cantități inegale (de la urme la 2% din masa unei plante uscate) și în părți diferite plante - în flori, frunze, semințe, coajă de fructe, muguri, scoarță, uneori în rădăcini, rizomi, tuberculi, bulbi. Cele mai multe dintre ele se acumulează vara, în special în plantele care cresc în zonele calde și umede ale globului.

Uleiurile esențiale sunt instabile atunci când sunt expuse la lumină, umiditate, oxigen atmosferic și temperaturi ridicate și își schimbă culoarea, mirosul și compoziția chimică. De aceea, atunci când recoltați, uscați, depozitați și prelucrați plante cu ulei esențial, trebuie să respectați cu atenție anumite reguli. Plantele se acoperă într-un strat gros într-un loc cald, se usucă la o temperatură de 25-30°C și se păstrează la o temperatură de 15°C.

Acțiunea farmacologică și utilizarea preparatelor din plante cu uleiuri esențiale în practica medicală sunt variate și depind de compoziția chimică. Se foloseste ca analgezic, expectorant (preparate cu menta), bactericid (preparate cu menta, salvie, chimion), antiseptic (plante conifere), antihelmintic (mesteacan), carminativ (marar). De asemenea, stimulează activitatea inimii (preparate cu camfor) și a sistemului nervos, stimulează secretia și funcțiile motorii canalul alimentar (pelin).

Uleiurile esențiale sunt excretate din organism prin plămâni sau rinichi și acțiunea lor (expectorantă, diuretică, antiseptică sau dezinfectantă) se manifestă în aceste organe. Folosit pe scară largă nu numai în medicină și medicina veterinară, ci și în economie nationala- în industria alimentară, conservelor, parfumurilor.

Phytoncides- complexe de compuși organici care prezintă efecte bactericide, antifungice, protistocide. Fitoncidele joacă un rol important în reglarea compoziției florei microbiene a aerului, a conținutului său cantitativ și în menținerea unui mediu biologic stabil.

Din fitoncidele inferioare și plante superioare primiți un antibiotic, care este utilizat pe scară largă în practica medicală. Cam sus activitate antimicrobiană fitoncidele sunt evidențiate prin numeroase exemple. Astfel, un medicament făcut din eucalipt la o diluție de 1:1.000.000 sau fitoncidele din ramurile de cireș de păsări ucid microorganismele aproape instantaneu. Gamă acțiune antimicrobiană fitoncidele sunt foarte largi, au un efect dăunător asupra agenților cauzali ai dizenteriei, tuberculozei, gangrenei gazoase, febră tifoidă, virusuri gripale etc.

În plus, fitoncidele unor plante îmbunătățesc funcțiile secretoare și motorii ale canalului digestiv, îmbunătățesc procesele de regenerare și accelerează vindecarea rănilor, stimulează forte de protectie organism, reduc tensiunea arterială, au un efect anti-aterosclerotic. În doze adecvate, fitoncidele reglează contracția mușchiului inimii, activitatea sistemului nervos central și metabolismul.

Vitamine- substanțe biologic active necesare creșterii și reînnoirii celulelor, curgerea procesele metaboliceîn organism. Aportul insuficient al acestora în organism, absorbția afectată canal alimentar, discrepanță între nevoie crescutăîn ele și aportul lor duce la dezvoltarea hipo și avitaminozei, care se manifestă clinic printr-un anumit complex de simptome (rahitism, pelagra, scorbut, polinevrita etc.)

Până în prezent, au fost descoperite și descrise aproximativ 30 de vitamine, aproape 20 dintre ele pătrund în corpul uman cu alimente de origine vegetală și animală. Prin urmare, plantele conțin vitamine în raporturi optime (cantitative și calitative). preparate din plante- o sursă foarte valoroasă și cea mai eficientă de vitamine. Când le luați, riscul de supradozaj și apariția efecte secundare observat cu utilizarea anumitor preparate vitaminice sintetice în doze mari.

Polizaharide- compuși cu molecul mare, produși de policondensare ai monozaharidelor. Carbohidrații care se găsesc în mod natural sunt în principal polizaharide. Din punct de vedere funcțional, se face o distincție între polizaharide, care sunt în principal materiale structurale (celuloză), și polizaharide, care sunt materiale de depozitare. nutrienți celule și țesuturi (glicogen, amidon etc.). Unele polizaharide îndeplinesc funcții specifice în corpul uman. De exemplu, heparina este un anticoagulant natural și acid hialuronic - componentă substanța extracelulară de bază a țesuturilor implicate în funcția de barieră.

Celuloza (fibre)- principala componentă structurală a membranelor celulare vegetale.

Celuloză alb, nu are gust sau miros, nu se dizolvă în apă, acizi și baze diluate. Sub influența microorganismelor intestinale, se modifică parțial. Fermentarea crescută a fibrelor în intestine este însoțită de flatulență. Celuloza din alimente vegetale actioneaza asupra sistemului neuromuscular ca factor mecanic si imbunatateste motilitatea intestinala.

K a m e d i- sucuri groase eliberate din tăieturi sau zone deteriorate ale unor plante. După compoziția chimică, gumele sunt clasificate ca polizaharide, care conțin pentoze, hexoze și diverși acizi uronici. Gumele uscate sunt bucăți sticloase, dure, care se sfărâmă ușor de culoare galbenă sau maro. Gingiile se umflă sau se dizolvă complet în apă, formând soluții coloidale. Gumele nu se dizolvă în solvenți organici (alcool, eter, benzină). Alături de gumele pure, există rășini de gumă (amestecuri de gume cu rășini), rășini-ulei de gumă, adică amestecuri de gumă cu uleiuri esențiale și rășini vegetale.

Soluțiile de gume în apă sunt folosite ca agenți de înveliș pentru a încetini absorbția substante medicinaleîn intestine sau reduce efectul lor iritant. Gumele sunt, de asemenea, folosite ca emulgatori în producerea de elulsii de ulei.

Substanțe pectinice- polizaharide continute de plante in cantitati mari, dintre care cei mai importanti sunt acizii poligalacturonici, esterificati alcool metilic. Se gasesc in fructe de padure, fructe, cartofi si tulpini de plante (coacaze negre, morcovi, mere, capsuni, macese, viburnum). În timpul procesului de gătire, substanțele pectinice sunt hidrolizate. Trăsătură caracteristică capacitatea lor de a forma o masă gelatinoasă. În intestine, substanțele pectinice aproape nu sunt absorbite și sunt excretate din organism neschimbate.

Substanțele pectinei îmbunătățesc digestia, reduc procesele de putrefacție din intestine și neutralizează otrăvurile care se formează în intestine sau intră în organism pe cale orală. Ele favorizează sinteza vitaminelor de către microflora intestinală și accelerează eliminarea excesului de colesterol din organism.

Substanțele pectinice absorbite în sânge încetinesc coagularea acestuia (acționează ca anticoagulante).

S l i z i- polizaharide coloidale care formează vâscoase și lipicioase solutii apoase. După compoziția lor chimică, sunt clasificați ca compuși fără azot de natură polizaharidă. Proprietățile mucusului sunt foarte asemănătoare cu gingiile, de care sunt greu de distins.

În practica medicală, mucusul, ca și gingiile, este folosit ca agent de înmuiere și înveliș care protejează membrana mucoasă de iritare. Ele încetinesc absorbția otrăvurilor și medicamentelor și, de asemenea, prelungesc efectul acestora din urmă în intestine.

O cantitate semnificativă de mucilagii se găsește în semințele de in, mușețel, rădăcină de marshmallow, tuberculi de salep, tripartiți, pătlagină etc.

Amidon- o polizaharidă care acționează ca un nutrient de rezervă. La plante se formează ca produs final asimilare dioxid de carbon. Cea mai mare cantitate de amidon se găsește în tuberculi, fructe, semințe, tulpini, rădăcini și rizomi ai plantelor sub formă de boabe de amidon. Se umflă apă rece, iar când sunt încălzite formează o soluție coloidală vâscoasă - pastă de amidon.

Amidonul conține minerale(0,2-0,7%), în principal acid fosforic, precum și unii acizi grași - palmitic, stearic (până la 0,6%).

Amidonul este folosit ca agent de învelire care protejează mucoasele de iritare. Substanța încetinește absorbția otrăvurilor și a medicamentelor și, de asemenea, prelungește efectul acestora din urmă în intestine. În plus, amidonul favorizează sinteza riboflavinei de către bacteriile intestinale. La rândul său, riboflavina accelerează conversia colesterolului în acizi biliariși eliberarea acestuia din organism, care ajută la prevenirea aterosclerozei.

Taninurile combină o cantitate semnificativă de compuși aromatici fără azot din grupul fenolilor polihidric. Se mai numesc si ei taninuri și substanțe, sau tanide.

Taninurile au efect astringent; la contactul cu aerul, se oxidează ușor de enzime, dobândind o culoare roșu-brun sau maro închis (înnegrirea cartofilor, rumenirea merelor tăiate).

După compoziția lor chimică, taninurile se împart în derivați ai acizilor galic, cafeic, protocatecuic și așa-numitele catechine, care sunt foarte apropiate de antociani, derivați ai flavonei și flavonolului.

Catechine- unitatea structurală principală a multor taninuri - compuși organici, amari, foarte solubili în apa fierbinte, alcooli; sunt ușor de oxidat și prezintă o activitate pronunțată a vitaminei P. Catechinele promovează depunerea acid ascorbicîn țesuturi și organe.

Se folosesc preparate din plante care conțin taninuri (măcese, coacăze negre, coajă și frunze de mesteacăn, coajă și fructe de viburnum, frunze și flori de cireș de păsări, tulpini de sunătoare, pelin, salvie, șnur, zmeură, frunze de rubarbă etc.). ca astringenți, antiinflamatori, bactericide, agenți hemostatici locali. De asemenea, sunt folosite pentru diaree, intoxicații cu alcaloizi și săruri metalice.

Pigmenti plantele aparțin grupului de substanțe biologic active cu versatile actiune farmacologica. Funcția așa-numiților pigmenți vegetali principali se reduce la acumularea de energie luminoasă, motiv pentru care sunt numiți fotosintetici. Există și pigmenți auxiliari, în special carotenoizi, care conțin până la 65-70% pigmenți naturali (caroten, rodopsina, licopen, spiroloxantină etc.). Conținutul de carotenoizi în plantele verzi este de 0,07-0,2% din greutatea uscată. Pigmentii, în special carotenoizii, au importantîn metabolism, sunt produsele inițiale ale formării retinolului și rodopsinei. Pigmenții prezintă bactericide și proprietăți de vindecare a rănilor, mai ales în cronică procese inflamatorii (răni purulente, eczeme).

De structura chimica Pigmentul verde al plantelor - clorofila - este aproape de hemoglobina. Clorofila stimulează metabolismul bazal, îmbunătățește granularea și epitelizarea rănilor, crește numărul de leucocite și hemoglobină din sânge, crește tonusul mușchilor uterului, intestinelor, sistemului cardiovascular și centrului respirator.

Se crede că eficacitatea preparatelor de urzică pentru sângerare (pulmonare, renale, uterine, gastrointestinale) se datorează nu numai conținutului de vitamine (acid ascorbic, acid pantotenic). dar și clorofilă, al cărei conținut în această plantă reprezintă aproximativ 5% din greutatea sa uscată.

Elemente chimice- o componenta necesara a celulelor si tesuturilor - sunt continute in plante fie in cantitati semnificative (macroelemente), fie in microdoze, i.e. cantitatea lor se ridică la miimi (microelemente) sau chiar milionimi (ultramicroelemente) dintr-un procent din masa uscată a plantei. Indiferent de conținutul său cantitativ din organism, elementul chimic îndeplinește un rol important rol fiziologic. Elementele chimice sunt componente structurale ale țesuturilor, unele enzime, vitamine, hormoni, catalizatori ai proceselor biochimice, agenți care cresc rezistența organismului în ansamblu și, în sfârșit, factori care asigură îndeplinirea funcțiilor fiziologice de bază de către toate sistemele corpul uman. Acumularea fiecărui element în diferite țesuturi variază.Astfel, cobaltul și zincul se depun în pancreas, unde sunt folosite pentru biosinteza insulinei; iod - in glanda tiroida, unde se transformă într-un element structural al hormonului acestei glande - tiroidina.

Încălcări cantitative și calitative ale relațiilor dintre elemente chimiceîn ţesuturi sunt însoţite de abateri semnificative şi modificări patologiceîn organism, uneori punând viața în pericol. De exemplu, reducerea conținutului de fluor în bând apă duce la apariția cariilor dentare, iar excesul acesteia duce la formarea de pete și distrugerea smalțului dentar.

Acizi organici(formice, acetice, lactice, butirice, piruvice, oxalice, succinice, oxisuccinice, oxalico-acetice, alfa-glutarice, tartric, fumarice, citrice, izocitrice etc.) sunt continute in plante in cantitati semnificative atat in stare libera cat si in sub formă de săruri sau esteri. Acizii organici se acumulează în cele mai mari cantități în fructe, semințe, fructe de pădure, frunze, tulpini și rădăcini.

Acizii organici participă la diferite funcții ale corpului și prezintă o activitate farmacologică pronunțată: unii previn dezvoltarea aterosclerozei (oleic, linoleic, palmitic), alții participă activ la metabolism, afectează funcționarea glandelor secretoare și mențin acid-bază. echilibru; unele sunt substanțe bactericide. Acizii grași nesaturați fac parte din hormonii celulari - prostaglandine.

Acizii organici se gasesc in cantitati mari in zmeura, musetel, pelin, coacaze, macese si hamei. Acumularea acizilor organici în ele depinde de activitatea fotosintetică, de intensitatea reacțiilor de fermentație, de temperatură, de conținutul de dioxid de carbon din aer etc.

Aminoacizi- compuși organici necesari construcției proteinelor, grupelor active de enzime, vitamine, fitoncide etc. Toți aminoacizii care alcătuiesc proteina sunt sintetizați de plante. Acest lucru îi diferențiază de organismul animalelor, în care nu toți aminoacizii sunt sintetizați. Sinteza proteinelor la plante se realizează prin fotosinteză din compuși anorganici. Aminoacizii se formează printr-o conversie enzimatică complexă, neînțeleasă în totalitate, a unui aminoacid în altul.

Aminoacizii, amidele și aminele lor nu sunt doar importante semnificație fiziologică (acid aspartic si asparagina, acid glutamicși glutamina), dar sunt și substanțe farmacologice foarte active.

Jumătate dintre cei 20 de aminoacizi cunoscuți sunt completați de corpul uman exclusiv din alimente vegetale.

Rășini- secretii vegetale, care includ alcooli, fenoli, taninuri, carbohidrati, acizi colofonii si alti compusi. Rășinile vegetale sunt transparente, insolubile în apă, nu râncezesc sau putrezesc, au un miros caracteristic plăcut și proprietăți fitoncide și laxative pronunțate. Ele măresc activitatea farmacologică a uleiurilor esențiale, încetinesc deteriorarea acestora și prezintă un efect de îmbălsămare.

Mesteacănul, sunătoarea, aloe, rubarba sunt bogate în rășini, conifere si alte plante.

Uleiuri fixe(grăsimi și substanțe asemănătoare grăsimilor) produse de plante sunt importante în viața omului. Ele conțin întreaga linie acizi grași (linoleic, linolenic, oleic) pe care organismul uman nu îi poate sintetiza. Uleiurile grase vegetale au proprietati bactericide impotriva florei intestinale patogene.

Uleiurile grase sunt ușor absorbite în intestine și formează compuși cu colesterolul care se elimină rapid din organism. S-a stabilit că odată cu creșterea conținutului alimentar grăsimi vegetaleși animalele mai mici, incidența aterosclerozei este semnificativ redusă.

Uleiurile grase vegetale sunt folosite ca solvenți pentru unele substanțe medicinale, ca emolienți în fabricarea unguentelor, pastelor, linurilor și plasturilor.

Substanțele biologic active (abreviate ca BAS) sunt speciale substanțe chimice, care au la concentrații scăzute activitate ridicată la anumite grupuri de organisme (oameni, plante, animale, ciuperci) sau la anumite grupuri de celule. BAS sunt utilizate în medicină și ca prevenire a bolilor, precum și pentru menținerea funcțiilor normale de viață.

Substanțele biologic active sunt:

1. Alcaloizii sunt în natură care conțin azot. De obicei de origine vegetală. Au proprietăți de bază. Insolubile în apă, formează diverse săruri cu acizii. Au o activitate fiziologică bună. În doze mari, acestea sunt otrăvuri puternice, în doze mici sunt medicamente (medicamente „Atropină”, „Papaverină”, „Efedrină”).

2. Vitaminele sunt un grup special de compuși organici care sunt vitali pentru animale și oameni pentru un metabolism bun și funcționare completă. Multe dintre vitamine iau parte la formarea enzimelor necesare și inhibă sau accelerează activitatea anumitor sisteme enzimatice. Vitaminele sunt folosite și ca hrană (sunt incluse în compoziția lor). Unele vitamine intră în organism cu alimente, altele sunt formate de microbi din intestine, iar altele apar ca urmare a sintezei din substanțe asemănătoare grăsimilor sub influența radiațiilor ultraviolete. Lipsa de vitamine poate duce la diverse încălcăriîn metabolism. O boală care apare ca urmare a unui aport scăzut de vitamine din organism se numește deficiență de vitamine. Dezavantaj - a cantitate excesivă- hipervitaminoza.

3. Glicozidele sunt compuși de natură organică. Au o mare varietate de efecte. Moleculele de glicozide constau din două părți importante: o parte fără zahăr (aglicon sau genină) și o parte cu zahăr (glicon). În medicină, este folosit pentru a trata bolile inimii și vaselor de sânge, ca antimicrobian și expectorant. Glicozidele ameliorează, de asemenea, oboseala mentală și fizică, dezinfectează tractului urinar, calmează sistemul nervos central, îmbunătățește digestia și crește pofta de mâncare.

4. Glicolalcaloizii sunt substanțe biologic active legate de glicozide. De la ei puteți obține următoarele medicamentele: „Cortizon”, „Hidrocortizon” și altele.

5. (un alt nume este tanide) sunt capabili să precipite proteine, mucus, adezivi și alcaloizi. Din acest motiv, sunt incompatibile cu aceste substanțe din medicamente. Cu proteinele formează albuminați (un agent antiinflamator).

6. Uleiurile grase sunt acizi grași sau alcool trihidroxilic. Unii acizi grași sunt implicați în eliminarea colesterolului din organism.

7. Cumarinele sunt substanțe biologic active pe bază de izocumarină sau cumarină. Acest grup include și piranocumarinele și furocumarinele. Unele cumarine au un efect antispasmodic, altele prezintă activitate de întărire a capilarelor. Există, de asemenea, cumarine cu efecte antihelmintice, diuretice, curare, antimicrobiene, analgezice și alte efecte.

8. Microelementele, precum vitaminele, se adaugă și la active biologic suplimente nutritive. Ele fac parte din vitamine, hormoni, pigmenți, enzime, formează compuși chimici cu proteinele, se acumulează în țesuturi și organe, în glandele endocrine. Următoarele microelemente sunt importante pentru om: bor, nichel, zinc, cobalt, molibden, plumb, fluor, seleniu, cupru, mangan.

Există și alte substanțe biologic active: (există volatile și nevolatile), substanțe pectinice, pigmenți (o altă denumire este substanțe colorante), steroizi, carotenoizi, flavonoide, fitoncide, ecdizone, uleiuri esențiale.

Substantele organice care pot modifica rata metabolica din organism sunt numite biologic active. Printre acestea se numără molecule organice relativ simple (de exemplu, amine naturale) și compuși foarte complexi cu molecule înalte (de exemplu, proteine ​​cu proprietăți enzimatice).

Substanțele biologic active includ enzime, hormoni, vitamine, antibiotice, feromoni, pesticide, stimulente biogene și alte substanțe. Sunt folosite pentru a trata oamenii și animalele de fermă, pentru a proteja plantele, pentru a regla numărul de indivizi, de exemplu, pentru a reduce numărul de insecte prin atragerea lor în capcane cu feromoni sexuali etc.

Stimulantii biogene se formează în organism în condiții nefavorabile - în timpul vătămării, radiațiilor, inflamației.

Printre substanțele biologic active, un grup separat este format din fitoncide care ucid microorganismele. Au fost descoperite de omul de știință sovietic B.P. Tokin. Fitoncidele sunt substanțe de origine vegetală. Fitoncidele active sunt conținute în ceapă și usturoi: vaporii și extractele din acestea ucid holera Vibrio, bacilul difteric și microbii piogeni. Odată ce mesteci usturoi pentru câteva minute, majoritatea bacteriilor care trăiesc în cavitatea bucală mor. Prin naștere nume latin usturoi - allium - principiul său activ se numește alicină. Acidul usnic, un fitoncid din lichenul usnea, inhibă bacteriile tuberculozei.

Multe fitoncide sunt eliberate de plante în stare gazoasă. frunze de coacăz, nuc, stejarul, arinul și salcâmul galben secretă hexenal, care ucide protozoarele în concentrații foarte mici.

Rezistența cartofilor și morcovilor la bolile fungice este determinată de fitoncidul pe care îl conțin - acidul clorogenic. Boala „mucegaiul zăpezii” pe cereale, cauzată de ciuperca fusarium, distruge fitoncidul benzoxazolina, care se formează în țesuturile cerealelor atunci când este deteriorat.

Toate substanțele biologic active, inclusiv fitoncidele, sunt clasificate ca produse ale metabolismului secundar, considerând proteinele, carbohidrații și grăsimile ca fiind principale în metabolism (vezi Lipide). Cu toate acestea, rolul acestor substanțe în organism nu este secundar: la urma urmei, de ele depinde supraviețuirea sa în organism. condiții extreme iar când interacționează cu speciile învecinate.

În plus, pentru noi, ei sunt cei care determină adesea gustul alimentelor din plante; pentru ei apelăm la farmacia verde a naturii.

Un rol important în viața animalelor îl au feromonii, care sunt produși de glande specializate sau celule speciale (vezi Sistemul endocrin). Aceste substanțe biologic active secretate de animale în mediu inconjurator, influențează comportamentul și uneori creșterea și dezvoltarea indivizilor din aceeași specie sau chiar ale altor specii. Feromonii pot fi compuși chimici individuali, dar cel mai adesea sunt o combinație de mai multe substanțe. Ele sunt de obicei diferite pentru diferite animale. Feromonii includ atractanți sexuali - substanțe atrăgătoare care favorizează întâlnirea dintre un bărbat și o femeie; substanțe de alarmă, colectare etc. Importanța feromonilor în viața insectelor este deosebit de mare. La insectele sociale, ele reglează, de asemenea, compoziția coloniei și activitățile specifice ale membrilor săi.

eu . Introducere.

LA substanțe biologic active raporta: enzime, vitamine și hormoni. Aceștia sunt compuși vitali și necesari, fiecare dintre care joacă un rol de neînlocuit și foarte important în viața organismului.

Digestia și absorbția alimentelor au loc cu participarea enzime. Sinteza și descompunerea proteinelor acizi nucleici, lipide, hormoniși alte substanțe din țesuturile corpului este, de asemenea, o colecție reacții enzimatice. Cu toate acestea, orice manifestare funcțională a unui organism viu - respirație, contracție musculară, activitate neuropsihică, reproducere etc. - sunt, de asemenea, direct legate de acţiunea sistemelor enzimatice corespunzătoare. Cu alte cuvinte, fără enzime fara viata. Semnificația lor pentru corpul uman nu se limitează la fiziologia normală. Multe boli umane se bazează pe tulburări ale proceselor enzimatice.

Vitamine poate fi clasificat ca un grup biologic compuși activi , exercitându-și efectul asupra metabolismului în concentrații neglijabile. Aceștia sunt compuși organici cu diferite structuri chimice care sunt necesari pentru funcționarea normală a aproape tuturor proceselor din organism. Ele cresc rezistența organismului la diferiți factori extremi și boli infecțioase, contribuie la neutralizare și îndepărtare substante toxice etc.

Hormoni - acestea sunt produse secretie interna, care sunt produse de glande speciale sau celule individuale, sunt eliberate în sânge și distribuite în tot organismul, provocând în mod normal un anumit efect biologic.

Sami hormoni nu afectează direct nicio reacție celulară. Numai prin contactarea unui anumit receptor, unic acestuia, se produce o anumită reacție.

De multe ori hormoni Ei denumesc, de asemenea, câțiva alți produse metabolice formate în toate [de ex. dioxid de carbon] sau numai în unele [de ex. acetilcolină] țesuturi care au, într-o măsură mai mare sau mai mică, activitate fiziologică și participă la reglarea funcțiilor organismului animal.Totuși, o interpretare atât de largă a conceptului "hormoni"îl privează de orice specific calitativ. Termenul "hormoni" Numai acele produse metabolice active care se formează în educatie speciala - glandele endocrine. substanțe biologic active, formate în alte organe și țesuturi se numesc de obicei „parahormoni”, „histohormoni”, „stimulanti biogene”.

Produsele metabolice biologic active se formează și în plante, dar aceste substanțe sunt clasificate ca hormoni complet gresit.

Acum să ne familiarizăm cu fiecare grup de substanțe incluse în compoziție biologic activ, separat.

II . Enzime.

1. Istoria descoperirii.

Toate procesele vieții se bazează pe mii de reacții chimice. Acestea trec prin corp fără utilizarea temperaturii și presiunii ridicate, de exemplu. V condiții blânde. Substantele care sunt oxidate in celulele umane si animale ard rapid si eficient, imbogatind organismul cu energie si material de construcții. Dar aceleași substanțe pot fi depozitate ani de zile atât sub formă de conserve [izolate din aer], cât și în aer, în prezența oxigenului. Capacitatea de a digera rapid alimentele într-un organism viu se datorează prezenței catalizatorilor biologici speciali în celule - enzime . Termenul "enzima"(fermentum în latină înseamnă „fermentat”, „drojdie”) a fost propus de omul de știință olandez Van Helmont la începutul secolului al XVIII-lea. Acesta este ceea ce el a numit un agent necunoscut care participă activ la procesul de fermentație alcoolică.

Studiul experimental al proceselor enzimatice a început în secolul al XV-lea, când naturalistul francez R. Reaumur a efectuat experimente pentru a determina mecanismul digestiei alimentelor în stomacul păsărilor de pradă. Le-a dat păsărilor de pradă să înghită bucăți de carne închise într-un tub de metal găurit care era atașat de un lanț subțire. Câteva ore mai târziu, tubul a fost scos din stomacul păsării și s-a dovedit că carnea s-a dizolvat parțial. Întrucât era într-un tub și nu putea fi supus la măcinare mecanică, era firesc să presupunem că este afectat de sucul gastric. Această presupunere a fost confirmată de naturalistul italian L. Spallanzani. L. Spallanzani a pus o bucată de burete într-un tub de metal pe care l-au înghițit păsările de pradă. După îndepărtarea tubului din burete, sucul gastric a fost stors. Apoi carnea a fost încălzită în acest suc și s-a „dizolvat” complet în el.

Mult mai târziu (1836) T. Schwann a descoperit în suc gastric enzimă pepsină(din cuvântul grecesc pepto - „bucătar”) sub influența căruia carnea este digerată în stomac. Aceste lucrări au servit drept început pentru studiul așa-numitelor enzime proteolitice.

Un eveniment importantîn dezvoltarea științei enzimelor au fost lucrările lui K.S. Kirgoff. În 1814, un membru cu drepturi depline al Academiei de Științe din Sankt Petersburg, K.S. Kirgoff, a descoperit că orzul încolțit era capabil să transforme amidonul polizaharidic în maltoză dizaharidă, iar extractul de drojdie a descompune zahărul din sfeclă în monozaharide - glucoză și fructoză. Acestea au fost primele studii în enzimologie. Deși în practică utilizarea proceselor enzimatice este cunoscută din timpuri imemoriale (fermentarea strugurilor, fabricarea brânzeturilor etc.)

Două concepte sunt utilizate în publicații diferite: "enzime"Și „enzime”. Aceste nume sunt identice. Ele înseamnă același lucru - catalizatori biologici. Primul cuvânt este tradus ca „drojdie”, al doilea - „în drojdie”.

Multă vreme, nu au avut idee ce se întâmplă în drojdie, ce forță prezentă în ea a făcut ca substanțele să se descompună și să se transforme în altele mai simple. Abia după inventarea microscopului s-a descoperit că drojdia este o colecție de un număr mare de microorganisme care folosesc zahărul ca nutrient principal. Cu alte cuvinte, fiecare celulă de drojdie este „umplută” cu enzime capabile să descompună zahărul. Dar, în același timp, au fost cunoscuți și alți catalizatori biologici care nu erau conținuti în celula vie, și „locuind” liber în afara lui. De exemplu, au fost găsite în sucurile gastrice și extractele celulare. În acest sens, în trecut, se distingeau două tipuri de catalizatori: se credea că enzimele în sine sunt inseparabile de celulă și nu pot funcționa în afara acesteia, adică. sunt „organizate”. Și catalizatorii „neorganizați” care pot funcționa în afara celulei au fost numiți enzime. Această opoziție între enzimele „vii” și enzimele „nevii” a fost explicată prin influența vitaliștilor, lupta dintre idealism și materialism în știința naturii. Punctele de vedere ale oamenilor de știință erau împărțite. Fondatorul microbiologiei L. Pasteur a susținut că activitatea enzime determinat de durata de viata a celulei. Dacă celula este distrusă, acțiunea enzimei se va opri. Chimiștii conduși de J. Liebig au dezvoltat o teorie pur chimică a fermentației, dovedind că activitatea enzimelor nu depinde de existența celulei.

În 1871, medicul rus M.M. Manasseina a distrus celulele de drojdie frecându-le cu nisip de râu. Seva celulară, separată de resturile celulare, și-a păstrat capacitatea de a fermenta zahărul. Un sfert de secol mai târziu, omul de știință german E. Buchner a obținut suc fără celule prin presarea drojdiei vie sub presiune până la 5*10 Pa. Acest suc, ca drojdia vie, a fermentat zahărul pentru a forma alcool și monoxid de carbon (IV):

C6H12O6--->2C2H5OH + 2CO2

Lucrări de A.N. Cercetările lui Lebedev asupra celulelor de drojdie și lucrările altor oameni de știință au pus capăt ideilor vitaliste în teoria catalizei biologice și termenii "enzimă"Și "enzimă" a început să fie folosit ca echivalent.

2.Proprietățile enzimelor.

Fiind proteine, enzimele au toate proprietățile lor. În același timp, biocatalizatorii se caracterizează printr-o serie de calități specifice, care rezultă și din natura lor proteică. Aceste calități disting enzimele de catalizatorii convenționali. Aceasta include termolabilitatea enzimelor, dependența acțiunii lor de valoarea pH-ului mediului, specificitatea și, în final, susceptibilitatea la influența activatorilor și inhibitorilor.

Labilitate termică enzimele se explică prin faptul că temperatura, pe de o parte, afectează partea proteică a enzimei, ducând la denaturarea proteinelor și o scădere a funcției catalitice la valori prea mari, iar pe de altă parte, afectează viteza de reacție a enzimei. formarea complexului enzimă-substrat și toate etapele ulterioare de transformare a substratului, ceea ce duce la creșterea catalizei.

Dependența activității catalitice a enzimei de temperatură este exprimată printr-o curbă tipică. Până la o anumită temperatură (în medie până la 5O°C), activitatea catalitică crește, iar pentru fiecare 10°C rata de conversie a substratului crește de aproximativ 2 ori. În același timp, cantitatea de enzimă inactivată crește treptat datorită denaturarii părții sale proteice. La temperaturi peste 50°C, denaturarea proteinei enzimatice crește brusc și, deși rata reacțiilor de conversie a substratului continuă să crească, activitatea enzimei, exprimată ca cantitatea de substrat convertită, scade.

Studii detaliate ale creșterii activității enzimatice cu creșterea temperaturii, efectuate în În ultima vreme, a arătat mai multe natură complexă această dependență decât cea indicată mai sus: în multe cazuri nu îndeplinește regula de dublare a activității la fiecare 10°C, în principal datorită creșterii treptate a modificărilor conformaționale ale moleculei enzimatice.

Temperatura la care activitatea catalitică a unei enzime este maximă se numește ea temperatura optima. Temperatura optimă pentru diferite enzime nu este aceeași. În general, pentru enzimele de origine animală se situează între 40 și 50°C, iar pentru enzimele vegetale - între 50 și 60°C. Cu toate acestea, există enzime cu un optim de temperatură mai ridicat, de exemplu, papaina (o enzimă de origine vegetală care accelerează hidroliza proteinelor) are un optim la 8°C. În același timp, catalaza (o enzimă care accelerează descompunerea H2O2 în H2O și O2) are o temperatură optimă de acțiune între 0 și -10°C și la mai mult. temperaturi mari are loc oxidarea viguroasă a enzimei şi inactivarea acesteia.

Dependența activității enzimatice asupra valorii pH-ului mediului a fost instalat acum peste 50 de ani. Pentru fiecare enzimă există valoare optimă pH-ul mediului la care prezintă activitate maximă. Majoritatea enzimelor au activitate maximă în zona de pH aproape de punctul neutru. Doar unele enzime funcționează bine într-un mediu puternic acid sau puternic alcalin.

Trecerea la o concentrație mai mare sau mai mică (comparativ cu cea optimă) de ioni de hidrogen este însoțită de o scădere mai mult sau mai puțin uniformă a activității enzimatice.

Efectul concentrației ionilor de hidrogen asupra activității catalitice a enzimelor este efectul acestuia asupra centrului activ. La sensuri diferite pH în mediul de reacție, centrul activ poate fi ionizat mai slab sau mai puternic, mai mult sau mai puțin protejat de fragmente învecinate ale lanțului polipeptidic al părții proteice a enzimei etc. În plus, pH-ul mediului afectează gradul de ionizare a substratului, complexului enzimatic-substrat și a produselor de reacție, are influență mare asupra stării enzimei, determinând raportul dintre centrii cationici și anionici din ea, care afectează structura terțiară a moleculei proteice. Ultima împrejurare merită atentie speciala, deoarece o anumită structură terțiară a proteină-enzimă este necesară pentru formarea complexului enzimă-substrat.

Specificitate- una dintre cele mai remarcabile calități ale enzimelor. Această proprietate a acestora a fost descoperită în secolul trecut, când s-a făcut observația că substanțe foarte asemănătoare ca structură - izomerii spațiali (β- și β-metil glucozide) sunt scindați la legătura esterică de două enzime complet diferite.

Astfel, enzimele pot face distincția între compușii chimici care diferă unul de celălalt în detalii structurale foarte minore, cum ar fi, de exemplu, aranjarea spațială a radicalului metoxi și atomul de hidrogen la primul atom de carbon al moleculei de metil glucozidă.

Conform unei expresii figurative folosite adesea în literatura de specialitate biochimică, enzima se apropie de substrat ca o cheie a unei încuietori. Această regulă celebră a fost formulată de E. Fischer în 1894 pe baza faptului că specificitatea acțiunii enzimei este determinată de corespondența strictă a structurii geometrice a substratului și a centrului activ al enzimei.

În anii 50 ai secolului nostru, această idee statică a fost înlocuită de ipoteza lui D. Koshland despre corespondența indusă a substratului și a enzimei. Esența sa se rezumă la faptul că corespondența spațială dintre structura substratului și centrul activ al enzimei este creată în momentul interacțiunii lor unul cu celălalt, ceea ce poate fi exprimat prin formula „mănușă - mână”. În acest caz, unele legături de valență din substrat sunt deja deformate și este astfel pregătit pentru modificări catalitice ulterioare, iar rearanjamente conformaționale au loc în molecula de enzimă. Ipoteza lui Koshland, bazată pe ipoteza flexibilității centrului activ al enzimei, a explicat în mod satisfăcător activarea și inhibarea acțiunii enzimelor și reglarea activității lor atunci când sunt expuse la diverși factori. În special, Koshland a comparat rearanjamentele conformaționale ale enzimei în procesul de modificare a activității sale cu vibrațiile rețelei atunci când prada (substratul) a intrat în ea, subliniind astfel labilitatea extremă a structurii enzimei în timpul actului catalitic.

În prezent, ipoteza lui Koshland este înlocuită treptat de ipoteza corespondenței topochimice. Păstrând principalele prevederi ale ipotezei de reglare indusă reciproc a substratului și a enzimei, se atrage atenția asupra faptului că specificitatea acțiunii enzimelor se explică în primul rând prin recunoașterea acelei părți a substratului care nu se modifică în timpul cataliză. Între această parte a substratului și centrul de substrat al enzimei apar numeroase interacțiuni hidrofobe punctuale și legături de hidrogen.

3. Clasificarea enzimelor

şi caracteristicile unor grupuri.

Conform primei clasificări din istoria studierii enzimelor, acestea au fost împărțite în două grupe: hidrolaze, care accelerează reacțiile hidrolitice și desmolaze, care accelerează reacțiile de descompunere nehidrolitică. S-a încercat apoi clasificarea enzimelor în funcție de numărul de substraturi implicate în reacție. În consecință, enzimele au fost clasificate în trei grupuri. 1. Transformări catalizante a două substraturi simultan în ambele sensuri: A+B)C+D. 2. Transformări accelerate a două substraturi într-o reacție directă și unul în reacție inversă: A+B)C. 3. Oferirea unei modificări catalitice a unui substrat atât în ​​reacții directe, cât și în reacții inverse: A) B.

În același timp, se dezvolta o direcție în care clasificarea enzimelor se baza pe tipul de reacție care suferă acțiune catalitică. Alături de enzimele care accelerează reacțiile de hidroliză (hidrolaze), au fost studiate enzimele implicate în reacțiile de transfer ale atomilor și grupărilor atomice (feraze), izomerizarea (izomeraza), clivajul (liaza), diverse sinteze (sintetaze), etc.. Această direcție în clasificarea enzimelor s-a dovedit a fi cea mai fructuoasă, deoarece a unit enzimele în grupuri nu în funcție de caracteristicile formale exagerate, ci în funcție de tipul celor mai importante procese biochimice care stau la baza activității vitale a oricărui organism. Conform acestui principiu, toate enzimele sunt împărțite în 6 clase.

1. Oxidoreductaze - accelerează reacțiile de oxido-reducere. 2. Transferaze - accelerează reacțiile de transfer grup functionalși reziduuri moleculare. 3. Hidrolaze - accelerează reacțiile de descompunere hidrolitică. 4. Liazele - accelerează clivajul non-hidrolitic din substraturi anumite grupuri atomi pentru a forma o legătură dublă (sau grupuri de atomi sunt adăugate de-a lungul unei duble legături). 5. Izomeraze - accelerează rearanjamentele spațiale sau structurale în cadrul unei molecule. 6. Ligaze - accelerează reacțiile de sinteză asociate cu dezintegrarea legăturilor bogate în energie. Aceste clase formează baza noii clasificări științifice a enzimelor.

Clasa oxidoreductazelor include enzime care catalizează reacțiile de oxidare-reducere. Oxidarea are loc ca proces de îndepărtare a atomilor de H (electroni) de pe substrat, iar reducerea are loc ca adăugare de atomi de H (electroni) la acceptor.

Clasa de transferaze include enzime care accelerează reacțiile de transfer al grupărilor funcționale și al reziduurilor moleculare de la un compus la altul. Aceasta este una dintre cele mai extinse clase: are aproximativ 500 de enzime individuale. În funcție de natura grupărilor transferate, se disting fosfotransferaze, aminotransferaze, glicoziltransferaze, aciltransferaze, transferaze care transferă reziduuri cu un singur carbon (metiltransferaze, formil transferaze) etc.. De exemplu, amidazele accelerează hidroliza amidelor acide. Dintre acestea, un rol important în procese biochimice Urază, asparaginaza și glutaminaza joacă în organism.

Uraza a fost una dintre primele proteine ​​enzimatice obținute în stare cristalină. Aceasta este o enzimă monocomponentă (M=480000), molecula sa este globulară și este formată din 8 subunități egale. Uraza accelerează hidroliza ureei la NH3 și CO2.

Trăsături de caracter acțiunile enzimelor din clasa ligazelor (sintetaze) au fost descoperite destul de recent în legătură cu progresele semnificative în studiul mecanismului de sinteză a grăsimilor, proteinelor și carbohidraților: S-a dovedit că vechile idei despre formarea acestor compuși, conform cărora ele apar în timpul inversării reacțiilor de hidroliză, nu corespund realității. Modalitățile de sinteză a acestora sunt fundamental diferite.

Caracteristica lor principală este cuplarea sintezei cu descompunerea substanțelor capabile să furnizeze energie pentru implementarea procesului de biosinteză. Un astfel de compus natural este ATP. Când unul sau două reziduuri terminale de acid fosforic sunt separate de molecula sa în prezența ligazelor, se eliberează o cantitate mare de energie, care este folosită pentru a activa substanțele care reacţionează. Ligazele accelerează catalitic sinteza compușilor organici din produsele inițiale activate din cauza descompunerii ATP. Astfel, ligazele includ enzime care catalizează legătura a două molecule între ele, cuplate cu hidroliza legăturii pirofosfat în molecula de ATP sau alt nucleozid trifosfat.

Mecanismul de acțiune al ligazelor nu a fost încă suficient studiat, dar este, fără îndoială, foarte complex. Într-un număr de cazuri, s-a dovedit că una dintre substanțele care participă la reacția principală produce mai întâi un compus intermediar cu un fragment al moleculei de ATP în descompunere, iar după aceasta produs intermediar interacționează cu al doilea partener al reacției chimice principale pentru a forma produsul final.

După structură, enzimele pot fi proteine ​​simple cu o singură componentă sau proteine ​​complexe cu două componente. În al doilea caz, un grup suplimentar de natură non-proteică se găsește în enzime.

ÎN timp diferit apărea diverse nume parte proteică și grup suplimentar în enzime cu două componente.

Un grup suplimentar care este strâns legat și nu poate fi separat de partea proteică se numește grup protetic; în contrast, un grup suplimentar care este ușor separat de apoenzimă și este capabil de existență independentă este de obicei numit coenzimă.

Natura chimică a celor mai importante coenzime a fost clarificată în anii 30 ai secolului nostru datorită lucrărilor lui O. Warburg, R. Kuhn, P. Carr și alții.S-a dovedit că rolul principal al coenzimelor în enzimele cu două componente este jucate de majoritatea vitaminelor (E, K, B1, B2, B6, B12, C, etc.) sau compușii construiți cu participarea vitaminelor.

III. Vitamine.

1. Caracteristici generale.

Vitamine(din latină YITA - viață) - un grup de compuși organici de diferite naturi chimice, necesari pentru alimentația oamenilor și animalelor și de mare importanță pentru metabolismul și funcționarea normală a organismului Vitaminele îndeplinesc anumite funcții catalitice în organism și sunt necesar în cantități neglijabile în comparație cu nutrienții esențiali (proteine, grăsimi, carbohidrați și săruri minerale).

Atunci când sunt furnizate cu alimente, vitaminele sunt absorbite (asimilate) de către organism, formând diverși compuși derivați (ester, amidă, nucleotide etc.) care, la rândul lor, se pot combina cu proteine. Odată cu asimilarea, în organism apar continuu procese de descompunere (disimilare). vitamine, Mai mult, produsele de descompunere (și uneori molecule de vitamine ușor modificate) sunt eliberate în mediul extern.

Bolile care apar din cauza lipsei anumitor vitamine din alimente sunt numite avitaminoza. Dacă o boală apare din cauza lipsei mai multor vitamine, se numește multivitaminoza. Cu toate acestea, tipic în lor tablou clinic Deficiențele de vitamine sunt acum destul de rare. Mai des trebuie să te confrunți cu o lipsă relativă a unei vitamine; Această boală se numește hipovitaminoză. Dacă diagnosticul este pus corect și în timp util, atunci deficiențe de vitamine și mai ales hipovitaminoza poate fi vindecat cu ușurință prin introducerea în organism a vitaminelor corespunzătoare.

Introducerea excesivă a anumitor vitamine în organism poate provoca o boală numită hipervitaminoza .

În prezent, multe modificări ale metabolismului în timpul deficitului de vitamine sunt considerate ca o consecință a tulburărilor în sistemele enzimatice.

Multe carente de vitamine pot fi considerate ca stări patologice, apărute din cauza pierderii funcțiilor anumitor coenzime. Cu toate acestea, în prezent, mecanismul de apariție a multor deficiențe de vitamine nu este încă clar, așa că nu este încă posibil să se interpreteze toate deficiențele de vitamine ca afecțiuni care decurg din disfuncția anumitor sisteme de coenzime.

2. Istoria descoperirii vitaminelor.

În a doua jumătate a secolului al XIX-lea s-a constatat că valoarea nutritivă Conținutul produselor alimentare este determinat în principal de conținutul următoarelor substanțe: proteine, grăsimi, carbohidrați, săruri minerale și apă. S-a acceptat în general că, dacă hrana umană conține toți acești nutrienți în anumite cantități, atunci ea răspunde pe deplin nevoilor biologice ale organismului. Cu toate acestea, experiența practică a medicilor și observatii clinice au indicat de multă vreme cu certitudine existenţa unui număr de boli specifice, direct legat de defectele de nutriție, deși acestea din urmă au îndeplinit în totalitate cerințele de mai sus. Acest lucru a fost evidențiat și de experiența practică de secole a participanților la călătorii lungi. Un adevărat flagel pentru navigatori pentru o lungă perioadă de timp era scorbut.

Istoria călătoriilor pe mare și pe uscat a oferit, de asemenea, o serie de exemple instructive care indică faptul că apariția scorbutului ar putea fi prevenită, iar pacienții cu scorbut ar putea fi vindecați, dacă o anumită cantitate de suc de lămâie sau un decoct din ace de pin. Experienta practica a indicat în mod clar că scorbutul și unele alte boli sunt asociate cu defecte nutriționale și că chiar și cea mai abundentă hrană în sine nu garantează întotdeauna împotriva boli similare si ca pentru prevenirea si tratarea unor astfel de boli este necesara introducerea in organism a unor substante suplimentare care nu se gasesc in toate alimentele.

Întemeietorul doctrinei lui vitamine, este omul de știință rus Nikolai Ivanovici Lunin, care în 1880 a efectuat experimente foarte revelatoare care studiau nevoile nutriționale ale organismului animal. Lunin a împărțit animalele de experiment (șoarecii) în două grupuri. Într-una dintre ele, șoarecii au fost hrăniți cu lapte obișnuit, în al doilea, lapte artificial, adică făcut din substanțe purificate care alcătuiesc laptele. Drept urmare, șoarecii din al doilea grup au murit, dar în primul au rămas complet sănătoși. Pe baza acestui fapt, Lunin a concluzionat că: „... dacă este imposibil să asigurăm viață cu proteine, grăsimi, zahăr, săruri și apă, atunci rezultă că în lapte, pe lângă grăsime de capră, zahăr din lapteși săruri și, de asemenea, conțin și alte substanțe care sunt indispensabile pentru nutriție.”

Abia în 1905-1912 au fost efectuate experimente similare în străinătate care au confirmat pe deplin concluzia lui Lunin.

Dovada existenței vitaminelor a fost completată de munca omului de știință polonez Casimir Funk.

În 1911, a izolat această substanță în formă cristalină(care s-a dovedit a fi, după cum sa dovedit mai târziu, un amestec vitamine); era destul de rezistent la acizi și putea rezista, de exemplu, la fierbere cu o soluție de acid sulfuric 20%. ÎN soluții alcaline principiul activ, dimpotrivă, a fost distrus foarte repede. Conform propriilor lor proprietăți chimice această substanță aparținea compușilor organici și conținea o grupare amino. Funk a ajuns la concluzia că beriberi-ul era doar una dintre bolile cauzate de lipsa unor substanțe speciale din alimente.

În ciuda faptului că aceste substanțe speciale sunt prezente în alimente, așa cum a subliniat N.I. Lunin, în cantități mici, sunt vitale. Întrucât prima substanță din acest grup de compuși vitali conținea o grupă amino și avea unele proprietăți ale aminelor, Funk (1912) a propus să denumească întreaga clasă de substanțe. vitamine(Lat. vita - viata, vitamina - amina vietii). Ulterior, însă, s-a dovedit că multe substanțe din această clasă nu conțin o grupare amino. Cu toate acestea, termenul "vitamine" a devenit atât de ferm stabilit în viața de zi cu zi încât nu mai avea sens să-l schimbe.

În prezent vitamine pot fi caracterizați ca compuși organici cu greutate moleculară mică, care, fiind o componentă necesară a alimentelor, sunt prezenți în acesta în cantități extrem de mici în comparație cu componentele sale principale.

Vitaminele sunt un element esențial al hranei pentru oameni și pentru o serie de organisme vii deoarece nu sunt sintetizate sau unele dintre ele sunt sintetizate în cantități insuficiente de către un anumit organism. Vitaminele sunt substanțe care asigură cursul normal al biochimice și procesele fiziologiceîn organism.

Sursa primară a tuturor vitaminelor sunt plantele și mai ales frunză verde, unde se formează în principal vitaminele și provitaminele, adică. substanțe din care se pot forma vitamine în organismul animalului. O persoană primește vitamine fie direct de la plante, fie indirect prin produse de origine animală în care vitaminele au fost acumulate din alimente vegetale în timpul vieții animalului. Recent, a devenit din ce în ce mai clar rolul important al microorganismelor care sintetizează anumite vitamine și le furnizează animalelor. Astfel, rumegătoarele adulte nu au nevoie de vitamine B din cauza acestor vitamine suficient furnizează microflora tractului digestiv.

3. Clasificarea vitaminelor.

Vitamineîmpărțit în două mari grupe: vitamine solubil în grăsime, și vitamine , solubil în apă. Fiecare dintre aceste grupuri conține un număr mare diverse vitamine, care sunt de obicei notate cu literele alfabetului latin. Trebuie remarcat faptul că ordinea acestor litere nu corespunde aranjamentului lor obișnuit în alfabet și nu este în întregime

corespunde succesiunii istorice de descoperire a vitaminelor.

În clasificarea dată a vitaminelor, cele mai caracteristice sunt indicate în paranteză. proprietăți biologice a unei anumite vitamine este capacitatea sa de a preveni dezvoltarea unei anumite boli. De obicei, numele bolii este precedat de prefixul „anti”, indicând faptul că această vitamină previne sau elimină această boală.

1.VITAMINE SOLUBILE ÎN GRASIME.

Vitamina A (antixeroftalică).

Vitamina D (antirahitic).

Vitamina E (vitamina de reproducere).

Vitamina K (antihemoragic)

2.VITAMINE SOLUBILE ÎN APA.

Vitamina B1 (antinevrita).

Vitamina B2 (riboflavina).

Vitamina PP (antipelagritic).

Vitamina B6 (antidermatita).

Pantothene (factor antidermatită).

Biotit (vitamina H, factor de creștere pentru ciuperci,

drojdie și bacterii, antiseboreic).

Inozitol. Acid para-aminobenzoic

(factor de creștere bacteriană și factor de pigmentare).

Acid folic(vitamina antianemică, vitamina de creștere pentru pui și bacterii).

Vitamina B12 (vitamina anti-anemica).

Vitamina B15 (acid pangamic).

Vitamina C (antiscorbutic).

Vitamina P (vitamina de permeabilitate).

Mulți consideră și colina și

acizi grași nesaturați cu două sau mai multe duble legături. Toate vitaminele solubile în apă de mai sus, cu excepția inozitolului și a vitaminelor C și P, conțin azot în molecula lor și sunt adesea combinate într-un singur complex de vitamine B.

a.) Vitamine solubile în apă :

Vitamina B 2 (riboflavină)

Elucidarea structurii vitaminei B2 a fost ajutată de observația că toate medicamentele care acționează activ asupra creșterii aveau o culoare galbenă și o fluorescență galben-verde. S-a dovedit că există un paralelism între intensitatea acestei culori și medicamentul care stimulează creșterea în anumite condiții.

O substanță cu fluorescență galben-verzuie, solubilă în apă, s-a dovedit a fi foarte comună în natură; aparține unui grup de pigmenți naturali cunoscuți ca flavine. Acestea includ, de exemplu, flavina de lapte (lactoflavina).Lactoflavina a fost izolată într-o formă pură din punct de vedere chimic, iar identitatea sa cu vitamina B2 a fost dovedită.

Vitamina B2 este o substanță cristalină galbenă, foarte solubilă în apă, care este distrusă la iradierea cu raze ultraviolete pentru a forma compuși biologic inactivi (lumiflavină în mediu alcalin și lumicrom în mediu neutru sau acid).

Folosit în organism pentru a construi grup activ numeroase enzime flavine implicate în metabolismul carbohidraților și proteinelor.

Vitamina B2 este distribuită pe scară largă la toate animalele și țesuturi vegetale. Apare fie în stare liberă (de exemplu, lapte, retină), fie, în cele mai multe cazuri, ca un compus legat de proteine. Surse deosebit de bogate de vitamina B2 sunt drojdia, ficatul, rinichii, mușchiul cardiac al mamiferelor, precum și produse din pește. Suficient continut ridicat Riboflavina se găsește în multe alimente vegetale.

Nevoia zilnică Conținutul de vitamina B2 al unei persoane pare să fie egal cu 2-4 mg de riboflavină.

Lipsa vitaminei B2 duce la leziuni ale pielii (dermatită), inflamarea limbii, buzelor, dilatarea vaselor de sânge ale corneei, fotofobie, vedere încețoșată etc.

Vitamina B2 se găsește în toate țesuturile vegetale și animale, deși diverse cantitati. Această distribuție pe scară largă a vitaminei B2 este în concordanță cu implicarea riboflavinei în multe procese biologice. Într-adevăr, se poate considera ferm stabilit că există un grup de enzime care sunt verigi necesare în lanțul de catalizatori biologici de oxidare care conțin riboflavină ca parte a grupului lor protetic. Acest grup de enzime este de obicei numit enzime flavine. Acestea includ, de exemplu, enzima galbenă, diaforaza și citocrom reductază. Aceasta include și oxidazele de aminoacizi, care efectuează dezaminarea oxidativă a aminoacizilor din țesuturile animale. Vitamina B2 este inclusă în aceste coenzime sub formă de ester de fosfor. Deoarece aceste enzime flavină se găsesc în toate țesuturile, lipsa vitaminei B2 duce la o scădere a intensității respirației tisulare și a metabolismului în general și, în consecință, la o încetinire a creșterii animalelor tinere.

Recent, s-a constatat că grupările protetice ale unui număr de enzime, pe lângă gruparea flavonă, includ atomi de metal (Cu, Fe, Mo).

VITAMINA PP ( vitamina antipelagritică, nicotinamidă).

În absența vitaminei PP (din engleză pelagra preventing) în alimente, o persoană dezvoltă o boală numită

pelagră.

NATURA CHIMICA A VITAMINEI PP.

Vitamina anipellegric este acidul nicotinic sau amida acestuia. Acidul nicotinic este cunoscut chimiștilor din 1867, dar abia 70 de ani mai târziu s-a descoperit că această substanță relativ simplă și bine studiată joacă rolul unei vitamine esențiale.

Acidul nicotinic este o substanță cristalină albă, foarte solubilă în apă și alcool. Activitate biologică în timpul fierberii și autoclavării Acid nicotinic nu se schimba.

║ ┌─СООН ║ ┌─COONH

Acid nicotinic Amida acidului nicotinic

Atât acidul nicotinic în sine, cât și amida acidului nicotinic au activitate vitaminică antipelagrimică.

Aparent, în organism, acidul nicotinic liber este rapid transformat în acid amidenicotinic, care este o adevărată vitamină antipelagritică.

Atunci când acidul nicotinic este administrat persoanelor și animalelor care suferă de pelagră, toate semnele bolii dispar.

Vitamina antipelagra este destul de răspândită în natură, motiv pentru care pelagra este rară cu o alimentație normală. O cantitate mare de vitamina PP se găsește în tărâțele de orez, unde conținutul său ajunge la aproape 100 mg%. În drojdie și tărâțe de grâu, în ficat bovine iar porcii conțin, de asemenea, o cantitate destul de semnificativă din această vitamină.

Plantele și unii microbi, precum și, aparent, unele animale (șobolani), sunt capabile să sintetizeze vitamina antipelagritică și, prin urmare, se pot dezvolta normal și fără aport extern. S-a descoperit acum că vitamina PP poate fi sintetizată în organism din triptofan; o lipsă de triptofan în dietă sau o întrerupere a metabolismului său normal joacă, prin urmare, un rol important în apariția pelagrai.O persoană aparent nu are o capacitate suficientă de a sintetiza vitamina antipelagritică, iar eliberarea acidului nicotinic sau a amidei acestuia cu hrana este necesară, în special cu o dietă care nu conține cantitățile corespunzătoare de triptofan și piridoxină, de exemplu, cu o predominanță accentuată în cura de slabire porumb (porumb). Necesar zilnicîn această vitamină pentru oameni se calculează la 15-25 mg pentru adulți și 15 mg pentru copii.

Acidul nicotinic, sau mai degrabă amida acestuia, joacă un rol extrem de important în metabolism. Este suficient să spunem că o serie de grupuri de coenzime care catalizează respirația tisulară includ amida acidului nicotinic.

Absența acidului nicotinic în alimente duce la perturbarea sintezei enzimelor care catalizează reacțiile redox și duce la perturbarea mecanismului de oxidare a anumitor substraturi ale respirației tisulare.

Excesul de acid nicotinic este excretat din organism prin urină, în principal sub formă de N1-metilnicotinamidă și parțial unii dintre ceilalți derivați ai săi.

│ ╔──COONH

N1-metilnicotinamidă

VITAMINA C (ACID ASCORBIC).

Printre cele mai cunoscute boli din cele mai vechi timpuri care apar din defectele de nutriție se numără scorbutul, sau scorbutul. La mijlocul secolului în Europa, scorbutul era una dintre bolile teribile, care lua uneori forma unei ciume generale. Cel mai mare număr de victime ale scorbutului au fost duse la mormânt în sezonul de iarnă și primăvară, când populația țărilor europene era lipsită de posibilitatea de a primi cantități suficiente. legume proaspete si fructe.

Problema cauzelor și metodelor de tratare a scorbutului a fost în cele din urmă rezolvată experimental abia în 1907-1912. în experimente pe cobai. S-a dovedit că cobaii, ca și oamenii, sunt susceptibili la scorbut, care se dezvoltă din cauza deficiențelor nutriționale.

A devenit evident că scorbutul apare în absența unui factor special în alimentație. Acest factor, care protejează împotriva scorbutului, se numește vitamina C, vitamina anti-scorbutică sau anti-scorbutică. Compoziţie C6H8O6; are proprietăți redox. În multe plante participă la procesul respirator ca purtător intermediar de hidrogen; În țesuturile animale, prezența acestei funcții a vitaminei nu a fost stabilită. Se referă la formarea substanței adezive intercelulare – colagen. Vitamina este solubilă în apă și alcool. Foarte sensibil la oxidare, mai ales când temperatură ridicatăși prezența urmelor de metale grele (în special cuprul). Gătitul convențional al legumelor distruge aproximativ o treime din vitamina C; la depozitarea gata făcute preparate din legume pierderile cresc. Se păstrează la fermentarea alimentelor (varză). Produsele de origine animală conțin foarte puțină vitamina C. Semințele uscate nu o conțin, dar apar imediat ce semințele încep să germineze. Aproape singura sursă Vitaminele includ fructe, legume și fructe de pădure proaspete sau conservate corespunzător. Cea mai mare parte a vitaminei se găsește în măceșe, nuci necoapte și coacăze negre, folosite pentru producția industrială de conținuturi. Primavara, se concentreaza si droguri sintetice sunt deosebit de importante pentru că În fructele și legumele învechite, conținutul de vitamina C scade.

Este important de reținut că majoritatea animalelor, cu excepția porcușori de Guineeași maimuțele, nu au nevoie să obțină vitamina C din exterior, deoarece acidul ascorbic este sintetizat în ficatul lor din zaharuri. O persoană nu are capacitatea de a sintetiza vitamina C și trebuie neapărat să o obțină din alimente.

Nevoia de vitamina C a unui adult corespunde cu 50-100 mg de acid ascorbic pe zi. Corpul uman nu are rezerve semnificative de vitamina C, deci este necesar un aport sistematic, zilnic, al acestei vitamine cu alimente.

Principalele surse de vitamina C sunt plantele. Există în special mult acid ascorbic în piper, hrean, fructe de pădure, coacăz negru, căpșuni, căpșuni, în portocale, lămâi, mandarine, varză (atât proaspătă, cât și murată), în spanac. Deși cartofii conțin mult mai puțină vitamina C decât produsele menționate mai sus, ținând cont de importanța sa în alimentația noastră, ea trebuie recunoscută, alături de varză, drept principala sursă de vitamina C.

Se poate aminti aici că epidemiile de scorbut care au făcut ravagii în Evul Mediu în Europa în lunile de iarnă și primăvară ale anului au dispărut după introducerea AgriculturăȚările europene cultivatoare de cartofi.

Este necesar să se acorde atenție cele mai importante surse vitamina C nealimentară - măceșe, ace de pin (pin, molid și zada) și frunze de coacăz negru. Extractele apoase din ele sunt aproape întotdeauna remediu accesibil pentru prevenirea și tratarea scorbutului.

ROL ÎN METABOLISM.

Aparent, semnificația fiziologică a vitaminei C este strâns legată de proprietățile sale redox. Este posibil ca acest lucru să explice și modificările metabolismului carbohidraților în timpul scorbutului, constând în dispariția treptată a glicogenului din ficat și a crescut inițial, iar apoi continut redus zahăr din sânge. Aparent ca urmare a tulburării metabolismul carbohidraților cu scurvatura experimentală, are loc o creștere a procesului de descompunere a proteinelor musculare și apariția creatinei în urină (A.V. Palladin). Mare importanță are vitamina C pentru formarea și funcționarea colagenului țesut conjunctiv. Vitamina C joacă un rol în hidroxilarea și oxidarea hormonilor suprarenali. Perturbarea transformărilor tirozinei observată în timpul scorbutului indică, de asemenea, rolul important al vitaminei C în procesele oxidative. Acizii ascorbic, dehidroascorbic, dicetogulonic și oxalic se găsesc în urina umană, ultimii doi fiind produse ale transformării ireversibile a vitaminei C în organism.

b.) Vitamine liposolubile.

Deosebit de dificil este studiul așa-numitului solubil în grăsime vitamine Modul de acțiune catalitic este neîndoielnic pentru ei, dar reacțiile în sine sunt de altă natură. Vitamine liposolubile, sunt în primul rând participanți la procese constructive, anabolice asociate cu construcția structurilor corpului, de exemplu, formarea oaselor (vitamina D), dezvoltarea țesuturilor tegumentare (vitamina A), dezvoltare normală embrion (vitamina E), etc.

Vitamina D (anti-rahitic). În absența acestei vitamine, depunerea sărurilor de calciu este perturbată și, în consecință, formarea osului, iar boala se dezvoltă - rahitism. Vitamina D este un compus al alcoolului cu moleculară mare.

Există două vitamine principale - D2 și D3; D2 (C28H44O) se formează din provitamina ergosteron, comună la plante. D3 – (C27H44O) – din provitamina țesuturilor animale – 7 dehidrocolesterol. Vitaminele D2 și D3 sunt folosite la fel de bine de oameni și de mamifere; Păsările absorb vitamina D2 de 30-60 de ori mai rău decât D3. Tranziția provitaminelor în vitamine are loc în pielea oamenilor și a animalelor sub influența razelor ultraviolete - în lumina puternică a soarelui sau când este iradiată cu o lampă de cuarț. Vitamina formată în piele este apoi distribuită în întregul corp. Proprietatea provitaminelor de a fi transformate în vitamine sub influența energiei radiante este utilizată pe scară largă în producția industrială a preparatelor vitaminice. Ambele vitamine se oxidează lent în aer, rapid în lumină; când se hrănește până la 130-160 gr. Sunt inactivate chiar și în absența oxigenului. Dintre produsele naturale, numai grăsime de pește; cantități mici vitaminele sunt în gălbenuș de ou si vara unt; alte produse de origine animală au un conținut scăzut de vitamine; V produse vegetale De regulă, nu există deloc vitamina gata preparată. În producția industrială, vitamina D2 se obține prin iradierea ergosterolului extras din drojdie sau a miceliului ciupercilor penicillium. D3 - în principal pentru nevoile crescătorii de păsări de curte - realizat din midii de mare. Din cauza distribuției limitate a vitaminei D și a insolației insuficiente în sezonul toamnă-iarnă, este necesară utilizarea pe scară largă a preparatelor industriale de vitamine, în special pentru copii.

Vitamina E (tocoferol sau vitamina antisterilă) protejează femelele de resorbție embrion în curs de dezvoltare, iar la bărbați – de la spermatogeneză afectată și degenerarea testiculelor. Cu o lipsă de vitamine, apare și distrofia musculară severă. Toate aceste fenomene au fost observate, însă, la animalele de laborator când au fost hrănite cu alimente foarte purificate. Conform compoziției chimice, vitamina E este un alcool cu ​​molecul mare -

C29H50O2. Rezistent la temperatură și acizi, dar relativ sensibil la lumină și alcalii. Se găsește în țesuturile plantelor sub formă liberă și în compuși eterice. Distribuit pe scară largă în produsele vegetale, în special în germenii de semințe și uleiuri vegetale. Vitamina E are proprietăți antioxidante și poate proteja în mare măsură vitamina A de distrugere; Prin urmare, vitamina A este mai bine absorbită și acționează mai bine în prezența vitaminei E.

IV. Hormonii.

1. Caracteristici generale.

Hormonii- substante specifice care se produc in organism si regleaza dezvoltarea si functionarea acestuia. Tradus din greacă, hormonii înseamnă mișcare, emoționant. Hormonii sunt produși de organe speciale - glandele endocrine(sau glandele endocrine) Aceste organe sunt numite astfel deoarece produsele muncii lor nu sunt eliberate în mediul extern (cum ar fi, de exemplu, în transpirație sau glandele digestive) și sunt „prelevate” de fluxul sanguin și răspândite în tot corpul. Hormonii „adevărați” (spre deosebire de substanțele de reglementare locale) sunt eliberați în sânge și acționează asupra aproape tuturor organelor, inclusiv asupra celor îndepărtate în mod semnificativ din locul producției de hormoni.

Substanțele biologic active formate în organe și țesuturi, altele decât glandele endocrine, sunt de obicei numite „parahormoni”, „histohormoni”, „stimulanti biogene”. Participarea acestor substanțe la reglarea funcțiilor corpului a fost subliniată pentru prima dată de fiziologul rus V.Ya. Danilevsky (în 1899 la cel de-al 7-lea Congres al Societății Medicilor Ruși în memoria lui N.I. Pirogov). Termen „hormoni” a fost folosit pentru prima dată de W. Bayliss și E. Starling în 1902. În legătură cu produsul de secreție specific al membranei mucoase a intestinului superior - așa-numitul. secretină, care stimulează secreția de suc pancreatic. Cu toate acestea, secretina ar trebui clasificată ca histohormon.

Produsele metabolice biologic active se formează și în plante, dar clasificarea acestor substanțe ca „hormoni” este complet incorectă.

Animalele nevertebrate nu au un sistem endocrin format (adică glande endocrine interconectate funcțional). Astfel, la insectivore s-au găsit doar formațiuni glandulare izolate, în care, aparent, are loc producție. substante hormonale(de exemplu, provocând năpârlire, pupație etc.) anelide există doar un rudiment al sistemului suprarenal sub formă de celule cromafine, iar în formele de tranziție de la nevertebrate la vertebrate - ascidie

(tunicate) - există omologi ai glandei pituitare și ale glandei tiroide. Sistem endocrin cu specific funcții fiziologice ajunge la dezvoltare deplină numai la vertebrate și la oameni.

La vertebratele superioare și la oameni Sistemul endocrin incepe sa functioneze destul de bine primele etape Dezvoltarea embrionară. De exemplu, la o persoană , hormonul tiroidei și pancreasului, hormonii hipofizari individuali au fost detectați deja în luna a 3-4-a în embrion.

Inițial termenul "hormon" substanţe chimice notate care sunt secretate de glandele endocrine în limfatic sau vase de sânge, circulă în sânge și au efect asupra diverse organeşi ţesuturi situate la o distanţă considerabilă de locul formării lor. S-a dovedit însă că unele dintre aceste substanțe (de exemplu, norepinefrina), care circulă în sânge ca hormoni, acționează ca un neurotransmițător, în timp ce altele (somatostatina) sunt atât hormoni, cât și neurotransmițători. În plus, anumite substanțe chimice sunt secretate de glandele sau celulele endocrine sub formă de prohormoni și doar la periferie sunt transformate în hormoni activi biologic (testosteron, tiroxină, angiotensinogen etc.).

Hormonii, în sensul larg al cuvântului, sunt substanțe biologic active și purtătoare de informații specifice, prin care se realizează comunicarea între diferite celule și țesuturi, care este necesară pentru reglarea a numeroase funcții ale organismului. Informațiile conținute de hormoni ajung la destinatar datorită prezenței receptorilor, care o traduc într-o acțiune (influență) post-receptivă, însoțită de un anumit efect biologic.

2. Variante ale acțiunii hormonale.

În prezent, se disting următoarele opțiuni pentru acțiunea hormonilor:

1) hormonal sau hemocrin, adică acțiune la o distanță considerabilă de locul de formare;

2) izocrină sau locală, atunci când o substanță chimică sintetizată într-o celulă are un efect asupra unei celule situate în contact strâns cu prima, iar eliberarea acestei substanțe se realizează în lichidul interstițial și sânge;

3) neurocrină, sau neuroendocrină (sinaptică și non-sinaptică), acțiune, când un hormon, eliberat din terminațiile nervoase, îndeplinește funcția de neurotransmițător sau neuromodulator, adică. o substanță care modifică (de obicei sporește) acțiunea unui neurotransmițător;

4) paracrină - un tip de acțiune izocrină, dar în acest caz intră hormonul produs într-o celulă lichid intercelularși afectează un număr de celule situate în imediata apropiere;

5) juxtacrină - un tip de acțiune paracrină, când hormonul nu intră în lichidul intercelular, iar semnalul este transmis prin membrana plasmatică a unei alte celule situate în apropiere;

6) acțiune autocrină, când un hormon eliberat dintr-o celulă afectează aceeași celulă, modificându-i activitatea funcțională;

7) efect solinocrin, când un hormon dintr-o celulă intră în lumenul ductului și ajunge astfel la o altă celulă, afectând-o efect specific(de ex. unii hormoni gastrointestinali).

Sinteza hormonilor proteici, ca și alte proteine, este sub control genetic și celule tipice mamiferele exprimă gene care codifică între 5.000 și 10.000 de proteine ​​diferite și unele celule foarte diferențiate - până la 50.000 de proteine. Orice sinteză de proteine ​​începe cu transpunerea segmentelor de ADN, apoi transcripția, procesarea post-transcripțională, traducerea, procesarea post-translațională și modificarea. Mulți hormoni polipeptidici sunt sintetizați sub formă de prohormoni precursori mari (proinsulină, proglucagon, proopiomelanocortin etc.). Conversia prohormonilor în hormoni are loc în aparatul Golgi.

3. Clasificarea hormonilor după natura chimică.

În funcție de natura lor chimică, hormonii sunt împărțiți în derivați de proteine, steroizi (sau lipide) și aminoacizi.

Proteină hormonii sunt împărțiți în hormoni peptidici: ACTH, hormon somatotrop (GH), hormon de stimulare a melanocitelor (MSH), prolactină, hormon paratiroidian, calcitonină, insulină, glucagon și hormoni proteici - glucoproteine: hormon tirotrop (TSH), hormon foliculostimulant (FSH), hormon luteinizant (LH), tiroglobulina. Hormonii hipofiziotropi și hormonii tractului gastrointestinal aparțin oligopeptidelor sau peptidelor mici.

La steroizi Hormonii (lipidici) includ corticosteron, cortizol, aldosteron, progesteron, estradiol, estriol, testosteron, care sunt secretați de cortexul suprarenal și de gonade. Acest grup include și sterolii de vitamina D – calcitriol. Derivate acid arahidonic sunt, după cum sa indicat deja, prostaglandine și aparțin grupului eicosanoidelor.

Adrenalina și norepinefrina, sintetizate în medula suprarenală și alte celule cromafine, precum și hormonii tiroidieni sunt derivați de aminoacizi tirozină Hormonii proteici sunt hidrofili și pot fi transportați în sânge atât liber, cât și parțial legați de proteinele din sânge. Hormonii steroizi și tiroidieni sunt lipofili (hidrofobi), au o solubilitate scăzută, iar cea mai mare parte a acestora circulă în sânge în stare legată de proteine.

Hormonii își fac treaba efect biologic, complexarea cu receptori - molecule informaționale care transformă semnalul hormonal în actiune hormonala. Majoritatea hormonilor interacționează cu receptorii localizați pe membranelor plasmatice celule și alți hormoni - cu receptori localizați intracelular, adică cu efecte citoplasmatice şi nucleare.

4. Proprietăţile hormonilor.

Un interes deosebit este capacitatea organismului de a reține hormonii într-o stare inactivată (inactivă).

Hormoni, ființă produse specifice glandele endocrine nu rămân stabile, ci se modifică structural și funcțional în timpul procesului metabolic. Produsele transformării hormonale pot avea noi proprietăți biocatalitice și joacă un anumit rol în procesul activității vieții: de exemplu, produșii de oxidare ai adrenalinei - dehidroadrenalină, adrenocrom, așa cum arată A.M. Utevsky, sunt catalizatori particulari ai schimbului intern.

Activitatea hormonilor se desfășoară sub control și în strânsă dependență de sistemul nervos. Rolul sistemului nervos în procesele de formare a hormonilor a fost dovedit pentru prima dată la începutul secolului al XX-lea. Omul de știință rus N.A. Mislavsky, care a studiat reglarea nervoasă a activității glandelor endocrine. Ei au descoperit un nerv care mărește secreția de hormon tiroidian; elevului său M.N. Ceboksarov (1910) a făcut o descoperire similară cu privire la hormonul suprarenal. I.P. Pavlov și studenții săi au arătat importanța enormă de reglementare a cortexului emisfere cerebrale creierul în formarea hormonilor.

Specificitatea acțiunii fiziologice a hormonilor este relativă și depinde de starea organismului în ansamblu. De mare importanță este modificarea compoziției mediului în care acționează hormonul, în special, creșterea sau scăderea concentrației de ioni de hidrogen, grupări sulfhidril, săruri de potasiu și calciu, conținutul de aminoacizi și alte produse metabolice care afectează reactivitatea terminațiilor nervoase și relația hormonilor cu sistemele enzimatice. Astfel, efectul hormonului suprarenal asupra rinichilor și a sistemului cardiovascular este în mare măsură determinat de conținutul de clorură de sodiu din sânge. Raportul dintre cantitatea de forme active și inactive de adrenalină este determinat de conținutul de acid ascorbic din țesuturi.

S-a dovedit că hormonii sunt strâns dependenți de condiții Mediul extern, a cărei influență este mediată de receptorii sistemului nervos. Iritația durerii, a temperaturii, a receptorilor vizuali și a altor receptori afectează secreția de hormoni din glanda pituitară, glanda tiroidă, glanda suprarenală și alte glande. Componentele alimentelor pot servi, pe de o parte, ca sursă de material structural pentru construcția hormonilor (iod, aminoacizi, steroli), iar pe de altă parte - prin schimbarea mediu internși influența asupra interoceptorilor, influențează funcția glandelor care formează hormoni. Astfel, s-a stabilit că carbohidrații afectează predominant eliberarea de insulină; proteine ​​- privind formarea hormonului pituitar, hormonilor sexuali, hormonului suprarenal, hormonului tiroidian; vitamina C – asupra funcției glandei tiroide și suprarenalei etc. Unele substanțe chimice introduse în organism pot perturba în mod specific formarea hormonilor.

5.Utilizarea vitaminelor.

În practica medicală medicamente hormonale folosit pentru tratarea bolilor glandelor endocrine, în care funcția acestora din urmă este redusă. De exemplu, insulina este utilizată pentru a trata diabetul (diabetul).

Pe lângă tratarea bolilor glandelor endocrine, hormonii și preparatele hormonale sunt folosite și pentru alte boli: insulina - pentru epuizare patologică, boli hepatice, schizofrenie; tiroidina – pentru unele forme de obezitate; hormon sexual masculin (testosteron) - pentru cancerul de sân la femei, hormon sexual feminin (sau sinestrol și stilbestrol) - pentru hipertrofie și cancer de prostată la bărbați etc.

Hormonii sunt folosiți și în știința animalelor pentru a crește productivitatea animalelor de fermă. Astfel, hormonul tiroidian sau medicamentul înlocuitor al acestuia, proteina iodata (cazeina), conform unor date, ajută la creșterea producției de lapte a vacilor.

Combinația hormonului cu complexe proteice care conțin săruri de zinc și alte metale prelungește efectul hormonilor. Acest tip de medicamente hormonale (cu efecte „extinse”) sunt găsite de toată lumea aplicare mai mare in practica.

V. Concluzie.

Substante biologic active: enzimele, vitaminele si hormonii sunt componente vitale si esentiale ale organismului uman. Fiind în cantități mici, acestea asigură funcționarea deplină a organelor și sistemelor. Niciun proces în organism nu poate avea loc fără participarea anumitor enzime. Acești catalizatori proteici sunt capabili nu numai să efectueze cele mai uimitoare transformări ale substanțelor, ci și să facă acest lucru extrem de rapid și ușor, la temperaturi și presiuni obișnuite.

Spre deosebire de catalizatorii anorganici, enzimele au o specificitate mare de acțiune. Fiecare enzimă dată catalizează doar un anumit reactie chimica, adică acţionează asupra unei substanţe foarte specifice sau a unui tip foarte specific legătură chimică, asigurând o consistență strictă în funcționarea aparatului celular vii.

Această specificitate ridicată a acțiunii enzimelor constă în arhitectura moleculei sale. In spate anul trecut s-au înregistrat progrese semnificative în studiul structurii spațiale un numar mare enzime. De exemplu, folosind metoda analizei structurale cu raze X, a fost posibil să se determine structura și să se creeze un model al moleculei - lizozima. Lizozima este un făgaș conținut în lacrimi, mucus din cavitatea nazală etc. Este capabil să descompună molecula unei polizaharide complexe care face parte din învelișul unor bacterii.

Analizând modelul moleculei de lizozim, cercetătorii au ajuns la concluzia că există o legătură clară între forma și funcția acestei enzime. Lanțul polipeptidic al lizozimei este pliat într-un mod foarte complex și formează o moleculă compactă, aproape globulară. Una dintre caracteristicile notabile ale structurii acestei enzime este prezența unui „buzunar” situat aproximativ în mijlocul moleculei. Substratul (polizaharidul) se potrivește (se înglobează) în acest „buzunar”, în care se crede că se află locul activ al enzimei. În timpul formării complexului enzimă-substrat, „buzunarul” se îngustează oarecum. Ca urmare, substratul devine mai reactiv decât de obicei. Se poate presupune că grupuri speciale enzimele se găsesc în imediata apropiere a anumitor zone ale moleculei substratului, provocând modificări în distribuția electronilor, ceea ce, la rândul său, duce la slăbirea și ruperea legăturii.

În ultimii ani, s-au făcut progrese semnificative în rezolvarea problemei de reglare a activității enzimelor. După cum sa menționat deja, există două posibilități pentru reglarea acestuia: modificarea activității moleculelor de enzime „gata” și reglarea nivel genetic, care se realizează în schimbarea ratei de biosinteză a proteinelor enzimatice. Se face, de asemenea, o distincție între activitatea enzimatică reală (disponibilă) și cea potențială (reglementată). Numerar - caracterizat prin activitatea enzimei în starea inițială a țesutului, potențial - posibilă schimbare activitatea enzimatică în diverse situatii de viata atunci când sunt impuse solicitări sporite asupra sistemului.

În acest sens, nu este lipsit de interes să remarcăm că odată cu vârsta înaintată, activitatea potențială (reglementată) a enzimelor scade în primul rând. Când îmbătrânesc deja în conditii normale capabilitățile de adaptare ale multor sisteme enzimatice pot fi mobilizate, intervalul de adaptare ulterioară a sistemelor este brusc restrâns, adică Mecanismele primare ale îmbătrânirii par să fie în mare măsură asociate cu modificări (slăbirea) activității potențiale a enzimelor.

Se poate presupune că dezvoltarea rapidă în continuare a enzimologiei în viitorul apropiat va aduce cele mai neașteptate oportunități de a controla procesul de îmbătrânire și va prelungi perioada de activitate creativă umană ridicată.