Міністерство охорони здоровя України КОЛЕДЖ НАЦІОНАЛЬНОГО ФАРМАЦЕВТИЧНОГО УНІВЕРСИТЕТУ Спеціаліит вищої категорії, викладач-методист Спеціаліит вищої категорії, викладач-методист ЛЮБОВ ОЛЕКСАНДРІВНА ЦИБУЛЬНИК Біологічно-активні речовини та їх вплив на організми Ділова гра
МЕТА: Освітня Вивчити будову, функції біологічно- активних речовин, їх вплив на організми, ріст і розвиток клітин, тканин, органів. Виховна Виховання науково-пошукового прагнення до вивчення фахових дисциплін, цілеспрямованості, організованості. Розвивальна Розвивати здібності створювати презентації та доповідати за їх допомогою, уміння аналізувати біологічно-активні речовини та їх вплив на організми, працювати групами, аналізувати нову інформацію, робити висновки.
ПЛАН ЛЕКЦІЇ 1. ВИВЧИТИ: БІОЛОГІЧНО-АКТИВНІ РЕЧОВИНИ: ферменти, вітаміни, гормони, фітогормони, медіатори, фактори росту,алкалоїди,фітонциди, пігменти. 2. ПОВТОРИТИ: БІЛКИ, ВУГЛЕВОДИ І ЇХ ПОХІДНІ, ЛІПІДИ, НУКЛЕЇНОВІ КИСЛОТИ
Біологічно активні речовини Особливу групу органічних сполук становлять біологічно активні речовини: 1.ферменти, 2. вітаміни, 3. гормони, 4. фітогормони, 5. медіатори, 6. фактори росту, 7.алкалоїди, 8.фітонциди,, 9. пігменти.
Ферменти Це біологічно активні речовини - каталізатори білкової природи, здатні в десятки тисяч прискорювати біохімічні реакції. Вони характеризуються високою специфічністю, тобто можуть перетворювати лише відповідні субстрати і каталізувати лише певні реакції. Найчастіше їх дія здійснюється в комплексі з іншими сполуками небілкової природи. У процесі біохімічних перетворень ферменти не руйнуються, тому невелика їх кількість каталізує реакції великої кількості різноманітних речовин. За хімічною природою ферменти поділяють на однокомпонентні та двокомпонентні.
Види ферментів Однокомпонентні складаються лише з білків і їхня активність зумовлена активним центром – специфічною групою амінокислот (уреаза, пепсин, трипсин, амілаза, папаїн та ін). Двокомпонентні складаються з білка (апофермента) і небілкового низькомолекулярного компонента (кофермента). Хімічна природа коферментів може складатися з органічних (вітамінів, НАД, НАДФ, уридинові, цитидилові нуклеотиди, флавіни) та неорганічних (атоми металів: заліза, магнію, цинку, кобальту, міді, молібдену та ін.) речовин.
Як діють ферменти? З речовиною, яка буде перетворюватись, ферменти утворюють специфічний фермент-субстратний комплекс у зоні каталітичного центру, який і сприяє перебігу реакцій. Внаслідок біохімічних перетворень каталітичний активний центр набуває такої структури й просторової конфігурації, яка дає змогу взаємодіяти лише з певною молекулою субстрату. При цьому каталітичні групи ферменту змінюють своє положення і опиняються в тому місці, де повинен утворюватись новий ковалентний звязок. Інколи певні молекули можуть проникати в область активного центру, блокуючи каталітичні групи ферменту. Такі речовини називаються інгібіторами.
КЛАСИФІКАЦІЯ ФЕРМЕНТІВ гідролази – прискорюють реакції розщеплення оксидоредуктази – каталізують окисно-відновні реакції, трансферази – переносять альдегідні, кетонні, фосфатні та амінні групи від однієї молекули до іншої; ліази – відщеплюють окремі радикали від молекул субстрату з утворенням подвійних звязків ізомерази – здійснюють внутрішньомолекулярні перетворення (ізомеризацію), лігази – (синтетази) каталізують реакції сполучення двох молекул з утворенням відповідних хімічних звязків, використовуючи енергію АТФ.
ЗНАЧЕННЯ ФЕРМЕНТІВ Нестача ферментів може викликати тяжкі захворювання. Організми здатні регулювати біосинтез ферментів. Це дає змогу підтримувати відносно сталий їхній склад за значних змін умов довкілля і частково видозмінювати ферменти у відповідь на такі зміни. Дія різних біологічно активних речовин (гормони, лікарські препарати, стимулятори росту рослин, отрути тощо) полягає в тому, що вони можуть стимулювати або пригнічувати той чи інший ферментативний процес.
ВІТАМІНИ Вітаміни біологічно активні низькомолекулярні органічні сполуки, які мають різну хімічну природу. Вони необхідні для забезпечення процесів життєдіяльності всіх живих організмів. Вітаміни беруть участь в обміні речовин і перетворенні енергії здебільшого як компоненти складних ферментів. Добова потреба людини у вітамінах становить міліграми, а іноді - й мікрограми. Морква містить провітамін A β- каротин
ВІТАМІНИ Цей клас органічних сполук відкрив 1880 року російський лікар М. І. Лунін ( ), а сам термін, який означає «необхідний для життя амін», запропонував 1912 року польський біохімік К. Функ ( ), оскільки вітамін, який він досліджував (В1), мав у своєму складі аміногрупу. Відомо приблизно 20 різних вітамінів і вітаміноподібних сполук, які по-різному впливають на організми. Вітаміни є життєво необхідними компонентами збалансованого харчування людини і тварин. Їхнє основне джерело - продукти харчування, рослинного походження, а ле певні вітаміни містяться лише в продуктах тваринного походження (наприклад, вітаміни А і Б). Казимир Функ автор терміну « вітамін »
НАДХОДЖЕННЯ ВІТАМІНІВ Всі основні групи харчових продуктів (овочі, фрукти, м'ясо, риба, молочні продукти, яйця) багаті на вітаміни, хоча жоден продукт сам по собі не може повністю задовольнити потреби організму. Тому необхідно вживати збалансовану різноманітну дієтуовочіфруктим'ясорибамолочніяйця Деякі вітаміни в незначній кількості синтезуються в організмах людини і тварин з речовин- попередників - провітамінів (наприклад, вітамін D утворюється в шкірі людини під впливом ультрафіолетового опромінення). Морква містить провітамін A β-каротин або симбіотичними мікроорганізмами (зокрема, у кишечнику людини мутуалістичні бактерії синтезують вітаміни B 6, B 12 К,). Традиційно вітаміни поділяють на дві групи за фізико-хімічними властивостями: водорозчинні і жиророзчинні.
До водорозчинних належать: В 1 (тіамін),тіамін B 2 (рибофлавін),рибофлавін В 3 (PP) (нікотинамід,нікотинова кислота),нікотинаміднікотинова кислота B 5 (пантотенова кислота),пантотенова кислота B 6 (піридоксин, піридоксаль, піридоксамін),піридоксинпіридоксальпіридоксамін H (B 7 ) (біотин),біотин B 9 (B с ) (фолієва кислота),фолієва кислота B 12 (кобаламін),кобаламін С (аскорбінова кислота);аскорбінова кислота до жиророзчинних: А (ретинол),ретинол D (кальциферол, холекальциферол),кальциферолхолекальциферол Е (токоферол),токоферол К (філохінон).філохінон КЛАСИФІКАЦІЯ ВІТАМІНІВ
ВЛАСТИВОСТІ ВІТАМІНІВ Розчинність впливає на всмоктування, транспорт, зберігання і екскрецію вітамінів. Так гідрофільні вітаміни містяться у соковитих частинах їжі, а гідрофобні у твердих жирах і оліях. Водорозчинні вітаміни всмоктуються безпосередньо в кров, жиророзчинні, як і інші ліпіди, потрапляють спочатку в лімфу, а потім у кров, і переносяться зв'язаними із транспортними білками. У клітинах водорозчинні вітаміни вільно циркулюють у цитозолі та інших водянистих компартментах, в той час як жиророзчинні депонуються у жировій тканині і печінці. Невеликий надлишок водорозчинних вітамінів може легко виводитись нирками.
Нестача певних вітамінів Так, за нестачі певних вітамінів в організмі виникає гіповітаміноз, за їхньої повної відсутності - авітаміноз, а за надлишку - гіпервітаміноз (наприклад, надмірний вміст вітаміну А в організмі людини, який перевищує норму у разів, спричиняє токсичний ефект). Явища гіпо- та авітамінозу можуть проявлятись і внаслідок порушення обміну речовин. Це так звана вторинна вітамінна нестача, пов'язана з несприйняттям організмом певних вітамінів.
За нестачі певних вітамінів, їхньої повної відсутності, а також надлишку розвиваються небезпечні для здоров'я людини та тварин захворювання
Нестача певних вітамінів Ендогенні дефіцити виникають через неспроможність засвоєння вітамінів клітинами організму. Причинами є: руйнування потрібних сполук через підвищення кислотності шлунку (вітаміни B1, B5, C) порушення утворення транспортних білків (вітамін B12), зменшення надходження жовчі у верхні відділи тонкої кишки, що перешкоджає всмоктуванню жиророзчинних вітамінів, наявності антивітамінів тощо.
Цинга Мінімальна потреба дорослої людини у вітаміні С – мг/добу. Цинга - хвороба викликана нестачею вітаміна С (аскорбінова кислота), що призводить до порушення синтезу колагену і сполучна тканина втрачає свою міцність.
Цинга
Нестача вітаміну D (Рахіт) Добова потреба у вітаміні D у дітей більша, ніж у дорослих ME (12,5 мкг), тоді як у вагітних 400, а у дорослих 100 ME. Рахіт - захворювання, обумовлене дефіцитом вітаміну D. Вітамін D утворюється в шкірі впливом УФ променів, міститься в рыбячому жиру, жовтку, молочних продуктах. Вітамін D сприяє засвоєнню кальцію.
Нестача вітаміну D (Рахіт) Суточная потребность в витамине у детей выше, чем у взрослых, и составляет 500 ME (12,5 мкг), тогда как у беременных женщин 400, а у взрослых 100 ME. Рахит - заболевание, обусловленное дефицитом витамина Д. Витамин Д вырабатывается кожей под действием ультрафиолетовых лучей, а также содержится в некоторых продуктах: рыбий жир, желток, молочные продукты. Витамин Д активно способствует усвоению кальция из кишечника и правильному его распределению в организме, что очень важно для развития костной ткани, работы центральной нервной системы, других органов.
Пелагра Пелагра захворювання викликане нестачею вітамінів РР ) і білків. Це «хвороба трьох D» діарея, дерматит, деменція.
ГОРМОНИ Гормони (від грец. гормао - рухаю, спонукаю) - органічні сполуки, здатні включатися до циклу біохімічних реакцій і регулювати обмін речовин та енергії. Їх виробляють залози внутрішньої секреції (ендокринні залози) та деякі нейросекреторні клітини.
ХІМІЧНА ПРИРОДА ГОРМОНІВ За хімічною природою гормони поділяють на три основні групи: білкової природи (гормон росту - соматотропін, інсулін та глюкагон); похідні амінокислот (адреналін, норадреналін, тироксин); ліпідної природи (статеві гормони та кортикостероїди).
ГОРМОНИ. ЛОКАЛІЗАЦІЯ В КЛІТИНІ. Гормони в особливих нервових (нейросекреторних) клітинах синтезуються гормоноподібні речовини - нейромедіатори (адреналін і норадреналін) та нейрогормони (окситоцин, вазопресин). Нейрогормони виробляють певні нервові клітини, вони впливають на організм так само, як і гормони. Гормони, і нейрогормони надходять у кров чи інші рідини тіла (наприклад, порожнинну рідину безхребетних тварин), які транспортують їх до різних тканин та органів.
ВЛАСТИВОСТІ ГОРМОНІВ Висока біологічна активність. Гормони діють на клітини, тканини та органи у дуже малих концентраціях. Під час секреції будь-якого гормону його концентрація у крові зростає у декілька сот разів і після закінчення його утворення швидко зменшується до вихідного рівня. Висока специфічність. Гормони спричинюють тільки певні реакції клітин, тканин і органів. Розпізнають гормональні сигнали клітини-мішені, які мають специфічні молекули- рецептори. Є рецептори для кількох різних гормонів, тобто вони перебувають під множинним гормональним контролем. Крім того, у клітин різних типів є рецептори для одного й того ж гормону, що забезпечує його множинну дію.
ВЛАСТИВОСТІ ГОРМОНІВ Дистанційність дії. Гормони переносяться з плином крові далеко від місця їхнього утворення до клітин-мішеней. Відносно невеликий час існування в організмі - кілька хвилин чи годин. Як тільки необхідність у присутності гормону відпадає, він швидко втрачає активність під впливом певного ферменту. Деякі гормони спричинюють негайну біохімічну чи фізіологічну відповідь, в інших випадках максимальна дія гормону проявляється через кілька годин і навіть днів. Робота гормональної системи відрізняється меншою швидкістю, однак спричинені нею ефекти триваліші.
ДІЯ ГОРМОНІВ Впливають на клітини-мішені. Проникають всередину клітини, взаємодіють із специфічними рецепторами й утворюють гормон-рецепторний комплекс, який проникає у ядро, де взаємодіє з хроматином. У результаті цього змінюється характер синтезу речовин клітинами- мішенями. Стероїдні гормони можуть досить легко проникати через мембрани всередину клітини. У цитоплазмі вони утворюють комплексні сполуки з білками-рецепторами, Далі цей комплекс проникає в ядро клітини, зв'язується з молекулою ДНК та активує один чи декілька генів, що спричиняє синтез необхідних сполук (ферментів тощо).
ДІЯ ГОРМОНІВ Гормони білкової природи або похідні амінокислот зв'язуються з рецепторами, розташованими на поверхні мембран клітин-мішеней. Утворений комплекс активує особливий фермент, пов'язаний з внутрішньою поверхнею клітинної мембрани (3,5 циклічний аденозинмонофосфат). Під впливом цього ферменту в цитоплазмі клітини запускається ланцюг біохімічних реакцій. Як наслідок може змінюватися швидкість обміну речовин, частота скорочень серцевого м'яза, напруження непосмугованих м'язів тощо.
ГОРМОНИ – РЕГУЛЯТОРИ ЕНДОКРИННОЇ СИСТЕМИ Регуляцію ендокринної системи здійснює гіпоталамус, що міститься в проміжному відділі головного мозку і сприймає сигнали від ЦНС. У відповідь на ці сигнали гіпоталамус виділяє у загальний кровоток ряд регуляторних нейрогормонів – рілізінг факторів – ліберини і інгібітори - статини. По кровоносних судинах вони потрапляють у передню частку гіпофіза – аденогіпофіз. Під впливом ліберинів гіпофіз синтезує девять тропних гормонів, які стимулюють діяльність усіх інших ендокринних залоз, а під впливом статинів - гальмують деякі з них (пролактину, сомато- й меланотропіну).
ГОРМОНИ – РЕГУЛЯТОРИ ЕНДОКРИННОЇ СИСТЕМИ Складні ендокринні системи виявлено також у безхребетних тварин: кільчастих червів, молюсків, членистоногих тощо. У комах усі залози внутрішньої секреції розташовані поблизу центральної нервової системи. У них також виявлено чимало нейрогормонів. І гормони, і нейрогормони надходять у кров чи інші рідини тіла (наприклад, порожнинну рідину безхребетних тварин), які транспортують їх до різних тканин та органів. Ці біологічно активні речовини беруть участь у регуляції обміну речовин, діяльності ендокринних залоз, тонусу непосмугованої мускулатури, підтриманні гомеостазу внутрішнього середовища організму тощо.
ФУНКЦІЇ ГОРМОНІВ Гормони забезпечують : пристосування до змін умов зовнішнього і внутрішнього середовища, підтримання сталості внутрішнього середовища організму, регуляцію активності ферментів. Якщо певні гормони виробляються в недостатній кількості або не виробляються взагалі, спостерігають порушення розвитку та обміну речовин організму. Надлишкове вироблення певних гормонів також негативно впливає на організм. За недостатнього утворення в організмі дитини гормону росту - соматотропіну розвивається карликовість, а за надлишкового - гігантизм. Надмірне утворення тироксину викликає Базедову хворобу
ГІПО- ІГІПЕРФУНКЦІЇ ЕНДОКРИННИХ ЗАЛОЗ
Гормони білкової природи синтезуються в гіпоталамусі, гіпофізі й підшлунковій залозі. Стероїдні гормони похідні холестерину, продукуються в клітинах коркового шару надниркової залози, а статеві гормони у статевих залозах. Третю групу становлять гормони похідні амінокислоти тирозину, вони синтезуються в мозковому шарі надниркової залози й у щитовидній залозі Гормони хребетних тварин й людини, поділяються на три групи.
Гормони також виробляються у високорозвинених безхребетних. Тільки на відміну від хребетних, їх синтез відбувається не в органах секреції, а в окремих клітинах, часто розкиданих по тілу, і переносяться вони не током крові, а за рахунок дифузії. Ці гормони визначають час линьки, статевого дозрівання, входження в діапаузу. Ювенільний гормон регулює проходження стадій метаморфозу у комах.
До гормоноподібних речовин відносять ті, які мають високу біологічну активність, але виробляються в неспеціалізованих клітинах і діють не вибірково відразу на всі клітини, зокрема фактори росту невеликі поліпептиди, які утворюються в клітинах тварин, що містяться в усіх тканинах. Фактори росту мають широкий спектр біологічної дії: стимулюють або пригнічують клітинні поділи, визначають швидкість диференціювання клітини. Розповсюджуються вони по тілу також шляхом дифузії.
Ще один тип гормоноподобніх речовин тварин це простагландини група, що налічує близько 20 біологічно активних речовин, які мають ліпідну природу. Синтезуються майже в усіх тканинах організму людини, включаючи й стінки кровоносних судин. Беруть участь у регуляції кровяного тиску, визначають статеву активність, перебіг вагітності та багато іншого. Вважається, що простагландини відіграють ключову роль у регуляції запальних процесів. Зясувалося, що в організмі людини саме ці речовини визначають підвищення температури тіла, яке знімається аспірином. Було зроблено висновок, що жарознижуючі властивості аспірину повязані саме з припиненням синтезу простагландинів. Англійцю Д. Вейну і шведам С. Бергстрему та Б. Самуельсону у 1982 р. Було вручено Нобелівську премію з фізіології й медицини.
Фітогормони не виробляються спеціальними органами діють переважно у тому самому місці, де й утворюються.відсутні спеціальні рецептори повільніше Це низькомолекулярні речовини, що синтезуються в певних частинах рослин, а також у грибах і бактеріях, мають високу біологічну активність і виконують регуляторні функції (викликають старіння клітин, дозрівання й опадання плодів, проростання насіння, ріст рослин, формування тканин і органів, цвітіння). Фітогормони не виробляються спеціальними органами, клітинами або тканинами й діють переважно у тому самому місці, де й утворюються. По-друге, у клітинах рослин і грибів відсутні спеціальні рецептори, подібні до тих, що є у клітинах тварин, а тому дія фітогормонів залежить від їх концентрації і проявляється на багато повільніше. По-третє, ці речовини мають широку неспецифічну дію, обумовлену станом організму й навколишнього середовища. Розрізняють пять груп фітогормонів, які у свою чергу за характером дії можна поділити на стимулятори росту рослин й інгібітори.
Ауксини Ауксини стимулюють ріст плодів і пагонів. Гетероауксин Гетероауксин, який був уперше виділений із пліснявих грибів. Саме його використовують у садівництві для швидкого вкорінення черешків. Цитокініни Цитокініни спонукають клітинні поділи. Гібереліни Гібереліни стимулюють ріст рослин, прискорюють розвиток листя, дозрівання насіння. Абсцизова кислота Абсцизова кислота, навпаки, гальмує ріст рослин, її накопичення в клітинах і тканинах стимулює процеси зівянення й обпадання листя. Вона належить до того ж класу речовин, що і ювенільний гормон комах. етилен Дію фітогормонів виявляє і етилен. Зясувалось, у невеликих кількостях він утворюється в тканинах рослин і так само, як і абсцизова кислота, є інгібітором. Біологічні властивості етилену зараз широко використовуються для штучного дозрівання овочів і фруктів.
ФІТОГОРМОНИ. ХІМІЧНА ПРИРОДА Це низькомолекулярні речовини, що синтезуються в певних частинах рослин, а також у грибах і бактеріях, мають високу біологічну активність і виконують регуляторні функції, а саме: (викликають старіння клітин, дозрівання й опадання плодів, проростання насіння, ріст рослин, формування тканин і органів, цвітіння).
ФІТОГОРМОНИ. ЛОКАЛІЗАЦІЯ У КЛІТИНІ. не виробляються спеціальними органами діють переважно у тому самому місці, де й утворюються. Фітогормони не виробляються спеціальними органами, клітинами або тканинами й діють переважно у тому самому місці, де й утворюються. відсутні спеціальні рецептори повільніше По-друге, у клітинах рослин і грибів відсутні спеціальні рецептори, подібні до тих, що є у клітинах тварин, а тому дія фітогормонів залежить від їх концентрації і проявляється на багато повільніше. По-третє, ці речовини мають широку неспецифічну дію, обумовлену станом організму й навколишнього середовища.
ГРУПИ ФІТОГОРМОНІВ Розрізняють пять груп фітогормонів, які у свою чергу за характером дії можна поділити на стимулятори росту рослин й інгібітори. Ауксини Ауксини стимулюють ріст плодів і пагонів. Гетероауксин Гетероауксин, який був уперше виділений із пліснявих грибів. Саме його використовують у садівництві для швидкого вкорінення черешків. Цитокініни Цитокініни спонукають клітинні поділи. Гібереліни Гібереліни стимулюють ріст рослин, прискорюють розвиток листя, дозрівання насіння. Абсцизова кислота Абсцизова кислота, навпаки, гальмує ріст рослин, її накопичення в клітинах і тканинах стимулює процеси зівянення й обпадання листя. Вона належить до того ж класу речовин, що і ювенільний гормон комах.
етилен Дію фітогормонів виявляє і етилен. Зясувалось, у невеликих кількостях він утворюється в тканинах рослин і так само, як і абсцизова кислота, є інгібітором. Біологічні властивості етилену зараз широко використовуються для штучного дозрівання овочів і фруктів. ФІТОГОРМОНИ ТА ЇХ ДІЯ
МЕДІАТОРИ Медіатори (від лат. mediatог - посередник) - речовини, за допомогою яких здійснюється передача збудження з нерва на органи і з одного нейрона на інший. Їх виробляють нервові та рецепторні клітини. Молекули медіатора виділяються у простір синаптичної щілини. Інтенсивність їхнього виділення регулюють різні концентрації катіону Са2+. медіатори можуть спричиняти різні синаптичні ефекти, наприклад прискорювати або гальмувати проходження нервового імпульсу через синапс.
ВИДИ МЕДІАТОРІВ До нейромедіаторів відносять як деякі малі молекули (катехоламіни): серотонін, дофамін, адреналін, норадреналін, гістамін, ацетилхолін, гліцин, так і деяку кількість пептидів: вазопресин, соматостатин, нейротенсин. Найбільш вивченими і широко поширеними в організмі медіаторами є ацетилхолін і норадреналін. Відповідно з цим всі нервові закінчення, що передають збудження на різні органи, поділяються на холінергічні, де медіатори синаптичної передачі є ацетилхолін, і на адренергічні, в яких служить медіатором норадреналін.
ДІЯ МЕДІАТОРІВ Медіатор синтезується в тілі нервової клітини, транспортується по аксону до його закінченнях, де виконує свою основну функцію передачі збудження на ефекторний орган. Разом з медіатором по аксону транспортуються і ферменти, що забезпечують його синтез (наприклад, холинацетилаза, синтезуюча ацетилхолін). Звільняючись в пресинаптичних нервових закінченнях, медіатор дифундує через синапатичний простір до постсинаптичної мембрани, на поверхні якої він зєднується зі специфічною хеморецептивною субстанцією, що і надає або збудливу або гальмівну дію на мембрану постсинаптичної клітини.
Медіатори поділяються на ЗБУДЖУВАЛЬНІ: 1.Адреналін 2.Норадреналін 3.Ацетилхолін 4.Серотонін 5.Дофамін ГАЛЬМІВНІ: 1.Гліцин 2.ГАМК-гама аміномасляна кислота
ДІЯ МЕДІАТОРІВ Якщо медіатор збуджувальний, то нервовий імпульс поширюється далі до другого нейрону, а якщо гальмівний, то гальмується. Тут же медіатор руйнується під впливом відповідних ферментів. Ацетилхолін розщеплюється холинестеразою, норадреналін і адреналін - головним чином моноаміноксидазою.
НЕСТАЧА МЕДІАТОРІВ Нестача будь-якого з медіаторів може викликати різноманітні порушення, наприклад, різні види депресії. Також вважається, що формування залежності від наркотиків і тютюну повязано з тим, що при вживанні цих речовин задіюються механізми виробництва нейромедіатору серотоніну, а також інших нейромедіаторів, що блокують (витісняють) аналогічні природні механізми.
ФАКТОРИ РОСТУ ФАКТОРИ РОСТУ - становлять собою поліпептиди з молекулярною масою дальтонів. Подібно до гормонів, вони стимулюють або пригнічують поділ, диференціювання, рухливість, метаболізм, інші прояви життєдіяльності та загибель клітин. Фактори росту взаємодіють з рецепторними молекулами у складі клітинних мембран. Якщо втрачається нервово-гуморальний контроль над розвитком і ростом клітин або порушується взаємодія між різними клітинами, то це може спричинити розвиток злоякісних пухлин.
ФАКТОРИ РОСТУ. МІСЦЕ ЛОКАЛІЗАЦІЇ На відміну від гормонів, фактори росту продукують неспеціалізовані клітини, які можна зустріти в усіх тканинах. Ці фактори надходять у кров і потрапляють до інших клітин. Індивідуальні фактори росту зазвичай належать до білків, що мають відношення до розвитку організму. Відомо десятки факторів росту відомих під назвами TGF- бета (трансформуючий фактор росту-бета), BMP (білок морфогенезу кісток), нейротрофіни (NGF, BDNF і NT3), фактор росту фібробластів(FGF) тощо
ФАКТОРИ РОСТУ. ДІЯ НА ОРГАНІЗМ Один фактор росту може впливати на різні клітини, а різні - на одну клітину. Фактор росту, синтезований у клітині, може не виділятися назовні та впливати на її функції. Один і той самий фактор росту може по-різному впливати на клітини різних типів: наприклад, стимулювати диференціювання одних і гальмувати поділ інших. На рівень синтезу факторів росту клітини впливають: гормон росту, інсулін, статеві гормони тощо. Зокрема, інсулін та статеві гормони підвищують рівень вироблення факторів росту клітинами печінки, а глюкокортикоїди (гормони кори надниркових залоз), навпаки, його знижують.
Протягом останніх десятиліть, фактори росту все частіше використовуються в лікуванні гематологічних, онкологічних і серцево-судинних захворювань, таких як: Нейтропенія Мієлодисплазія (MDS) Лейкемія Апластична анемія Пересаджування кісткового мозку Стимулювання ангіогенезу при серцево-судинних хворобах і ін.. ФАКТОРИ РОСТУ. ВИКОРИСТАННЯ В МЕДИЦИНІ
АЛКАЛОЇДИ Алкалоїди - назва перекладається як «подібні до лугів» отримали через лужну реакцію водних розчинів перших ізольованих представників. Це складні гетероциклічні сполуки.
АЛКАЛОЇДИ. ХІМІЧНА ПРИРОДА. Алкало́їди складні органічні азотовмісні сполуки лужної реакції переважно рослинного походження, також є продуктом життєдіяльності грибів та деяких нижчих тварин (молюски, жаби). Мають високу біологічну активність, що обумовлено їхньою захисною функцією в рослинах. Це нелеткі, гіркі на смак, фізіологічно і фармакологічно дуже активні, часом отруйні або діють як наркотики. До них також належать схожі за будовою сполуки, що не мають лужних властивостей, наприклад, кофеїн (кава, чай), теобромін(кава), ефедрин. При реакції з кислотами утворюють солі. Більшість алкалоїдів у чистому вигляді кристали, а деякі рідини.
АЛКАЛОЇДИ. ОСНОВНІ РОСЛИННІ ДЖЕРЕЛА Вміст їх в рослинах (від 12% до тисячної долі відсотка). Найбільше їх у плодах, листі та корінні рослин від слідів до 23, дуже рідко (лише у корі хінного дерева) вміст алкалоїдів може досягати 1015%. В одній і тій самій рослині, як правило, міститься кілька різних алкалоїдів. Як правило, в рослині міститься не один, а декілька подібних за хімічною будовою алкалоїдів. Іноді це число може досягати понад 20.
АЛКАЛОЇДИ. ОСНОВНІ РОСЛИННІ ДЖЕРЕЛА У рослинах алкалоїди перебувають у сполуках солей численних органічних кислот (винної, лимонної, яблучної, мурашиної, цитринової, щавлевої, малонової, янтарної, молочної, оцтової та ін.), іноді неорганічних кислот (сірчаної, фосфорної). Солі алкалоїдів добре розчиняються у воді (у вільному стані алкалоїди, як правило, не розчинні у воді). Найбільше алкалоїдів у рослинах таких родин: макових, пасльонових, жовтецевих, мет еликових, пасльонових. Скополія карніолійська ЕВКАЛІПТ КУЛЯСТИЙ
АЛКАЛОЇДИ. ДІЯ НА ОРГАНІЗМ. Ліки, виготовлені з алкалоїдних рослин активізують поділ клітин, підвищують артеріальний тиск, посилюють загальний обмін речовин, поліпшують секрецію травних залоз. У медицині знайшли застосування такі алкалоїдні рослини, як чай, барбарис звичайний, чистотіл звичайний, головатень, маткові ріжки та ін.
АЛКАЛОЇДИ. ДІЯ НА ОРГАНІЗМ. Наприклад, алкалоїд хелідонін, який міститься в чистотілі звичайному, розслаблює гладенькі мязи кровоносних судин, знижуючи артеріальний тиск. Інші алкалоїди чистотілу гемохелідонін і метоксихелідонін впливають на обмін речовин та поділ клітин, завдяки чому перешкоджають росту й розвитку пухлин, тобто є антимітозними засобами. Найвідоміші алкалоїди, що знаходять застосування в медицині, містяться в таких рослинах: у головках маку снотворного морфін, у беладонні лікарській атропін, у тютюнових листках нікотин, у листках чаю китайського і зернах кави кофеїн.
АЛКАЛОЇДИ. ДІЯ НА ОРГАНІЗМ. Алкалоїд тирамін, виділений з омели білої і грициків, навпаки, викликає звуження судин і підвищення артеріального тиску. Атропін, екстрагований з дурману звичайного, блекоти чи беладонни, вибірково блокує М-холінорецептори.
АЛКАЛОЇДИ. ДІЯ НА ОРГАНІЗМ Після вживання атропіновмісних рослин : зменшується секреція залоз травного апарату, розширюються зіниці очей, пульс прискорюється, знижується тонус гладеньких мязів. Перебільшення допустимої дози атропіну може спричинити гостре отруєння: різке рухове збудження («лізе на стіни, мов блекоти об'ївся»), надмірне розширення зіниць, тахікардія, сухість шкіри і слизових оболонок.
ФІТОНЦИДИ Фітонци́ди (від грецької phytón рослина і лат. caedo вбиваю) біологічно активні речовини, що утворюються рослинами, які вбивають чи пригнічують зростання і розвиток бактерій, мікроскопічних грибів, та інші форми мікроорганізмів. Термін запропоновано Б. П. Токіним в 1928 році. Фітонцидами називають також секретовані рослинами фракції летких речовин, які практично неможливо зібрати в помітних кількостях. Фітонциди називають також «нативними антимікробними речовинами рослин».
ФІТОНЦИДИ. ХІМІЧНА ПРИРОДА Хімічна природа фітонцидів не істотна для виконуваної функції, це може бути комплекс з'єднань глікозидів, терпеноїдів, дублильних речовин і ін., т ак з ваних вторинних метаболітів.
ФІТОНЦИДИ. ОСНОВНІ РОСЛИННІ ДЖЕРЕЛА Характерними представниками фітонцидів є ефірні олії, що їх видобувають з рослинної сировини за допомогою промислових технологій.
Нативні фітонциди грають важливу роль в імунітеті рослин і у взаєминах організмів в біогеоценозах. Леткі фітонциди (ЛАР) спроможні діяти на віддалі, наприклад фітонциди листя дуба, евкаліпта, сосни і багатьох інших. Фітонциди часнику, цибулі, хрону вбивають багато видів простих бактерій (інфузорій) і нижчих грибів в перші хвилини і навіть секунди;комах за короткий час (година-хвилина). Фітонциди один з чинників природного імунітету рослин (рослини стерилізуються своїми продуктами життєдіяльності). ДІЯ ФІТОНЦИДІВ
Захисна роль фітонцидів виявляється не тільки в знищенні мікроорганізмів, але і в пригніченні їх розмноження, в негативному хемотаксисі рухомих форм мікроорганізмів, в стимулюванні життєдіяльності мікроорганізмів, патогенних форм, що є антагоністами, для даної рослини, у відлякуванні комах тощо. Гектар соснового бору виділяє в атмосферу близько 5 кг/добу летких фітонцидів, ялівцевого лісу близько 30 кг/добу, знижуючи кількість мікрофлори в повітрі. Тому в хвойних лісах (особливо в молодому сосновому бору), повітря практично стерильне (містить лише близько бактеріальних клітин на 1 м 3 ), що викликає зацікавлення гігієністів, озеленювачів тощо. ДІЯ ФІТОНЦИДІВ
Токін поставив багато дослідів з черемхою: кашка з натертого листя черемхи виділяє речовини, які вбивають: бактерії і спори цвілевих грибів; подрібнене листя черемхи професор поміщене у скляну банку з кімнатними мухами, комарами і ґедзями вбиває їх у кілька секунд; чотири розтертих бруньки черемхи вбивають найстійкіших кліщів через 15 хвилин; роздавлені бруньки черемхи, поміщені в посудину з щуром, вбивають щура через 20 хвилин. Фітонциди, що виділяються 1 гектаром ялівцю, можуть дезінфікувати всі сміттєві ящики великого міста. Фітонциди листя дуба вбивають стійкий мікроб дизентерійну паличку.
ДІЯ ФІТОНЦИДІВ Дія часнику на мікроби: туберкульозна паличка в висохлій мокроті залишається життєздатною до восьми місяців; карболова кислота і сулема вбивають її через 1-2 години; сірчана кислота вбиває мікроб туберкульозу протягом 30 хвилин, а фітонциди часнику за 5 хвилин. Достатньо протягом трьох хвилин пожувати цибулю або часник, щоб убити в роті всі бактерії. Черемха виділяє найсильніші фітонциди (губителі мікробів), що містять синильну кислоту: найпростіші тварини амеби, інфузорії вбиваються фітонцидами черемхи в 5 хвилин.
ЗАСТОСУВАННЯ ФІТОНЦИДІВ У медичній практиці застосовують препарати: цибулі, часнику, хрону, звіробою дірчастого (Hypericum perforatum) (препарат іманін) і ін. рослин, що містять фітонциди, для лікування гнійних ран, трофічних виразок, трихомонадного кольпіту. Фітонциди ряду інших рослин стимулюють рухову і секреторну активність шлунково-кишкового тракту, серцеву діяльність. Як показали досліди професора Б. П. Токіна, кашка з натертої цибулі, часнику або хрону, покладена в закриту посудину з мясом або фруктами, оберігає їх від псування.
ПІГМЕНТИ Біологі́чні пігме́нти (біохро́ми) забарвлені речовини, що входять до складу тканин організмів. Колір пігментів визначається наявністю в них молекул хромофорних груп, які вибірково поглинають світло в певній частині видимого спектру сонячного світла. Пігментна система живих істот ланка, що пов'язує світлові умови навколишнього середовища і обмін речовин організму. Біологічні пігменти грають важливу роль в життєдіяльності живих істот. Біологічний пігмент це будь-яка речовина, що надає колір клітинам біологічних організмів в результаті інтенсивного селективного поглинання світла. Багато біологічних структур, такі як шкіра, очі, хутро, волосся і фотосинтетичні системи містять пігменти (наприклад меланін або хлорофіл) в спеціалізованих клітинах.
Класи біологічних пігментів Біологічні пігменти поділяються на декілька класів в залежності від своєї структури. Основні класи: Пігменти порфіриновою структурою: хлорофіл, білірубін, гемоціанін, гемогло бін, міоглобінхлорофілбілірубінгемоціанінгемогло бінміоглобін Каротиноїди: Гематохроми (пігменти водоростей, суміші каротиноїдів і ряду їх похідних) Каротини: альфа- і бета-каротин, лікопін, родопсин Ксантофіли: ксантаксантін, зеаксантин, лютеїнксантаксантінзеаксантинлютеїн Люциферин Енолати із спряженими системами: клас червоних пігментів, унікальних для папуг Білки: блакитний пігмент рослин, фікобіліпротеїни Інші: меланін, бетулін, урохроми, флавоноїди
Жиророзчинні рослинні пігменти жовтого, помаранчевого і червоного кольору, каротиноїди, попередники вітаміну А (провітаміни А) поділяються на: каротини (ненасичені вуглеводні, що не містять оксигену) і ксантофілли (оксигеновмісні каротиноїди, що мають гідрокси-, метокси-, карбокси-, кето-і епоксігрупи ). Хлорофіл за своїм хімічним будовою близький до пігменту крові людини - гемоглобину. Пігменти. Хімічна природа
СТРУКТУРА МОЛЕКУЛ Молекула хлорофілу Молекула гемоглобіну
Широко поширені в рослинах каротини, лікопін, зеаксантин, віолаксантін, ксантофилл і ціанін (капуста) та ін. Каротиноїди забезпечують жовтий і оранжевий колір моркві, гарбузі, містяться також у нігтиках, обліписі, горобині. Лікопін - червоний пігмент плодів томатів, хурми, папайї, шипшини, кошичків календули, ряду інших рослин. Лютеїн міститься в моркві, плодах шипшини, червоного перцю. Хлорофіл міститься в зелених частинах рослин (від 0,6 до1, 2% сухого листа), до складу якого входить магній. Високим вмістом хлорофілу відрізняються спіруліна, ламінарія, люцерна посівна, кропива дводомна. Меланінові пігменти містяться в шкірці плодів темних сортів винограду, чорному чаї, чаге (березовий гриб). ПІГМЕНТИ. ОСНОВНІ РОСЛИННІ ДЖЕРЕЛА
ПІГМЕНТИ. ДІЯ НА ОРГАНІЗМ Рослини, багаті пігментами, здавна знаходили застосування в якості дезінфікуючих та ранозаживляющих засобів. Лікопін - червоний пігмент, близький до бета-каротину і виявляє подібну біологічну активність: антиоксидантну активність, знижує рівень холестерину в крові, підвищує фізичну і розумову працездатність. особливо ефективний у профілактиці та лікуванні раку простати. Лютеїн – володіє: високою антиоксидантною і фотосенсибілізуючою активністю, що захищає сітківку ока від передчасного старіння.
ПІГМЕНТИ. ДІЯ НА ОРГАНІЗМ Хлорофіл здійснює: стимулюючу і тонізуючу дію, підвищує основний обмін, тонус матки, кишечника, серцево- судинної системи, дихального центру, стимулює грануляцію та епітелізацію тканин, впливає на формулу крові, збільшуючи лейкоцити і гемоглобін, бактеріостатичну дію, підсилює імунну функцію організму, прискорюючи фагоцитоз. до складу хлорофілу входить вітамін К, що обумовлює його використання для профілактики сечокамяної хвороби, так як він стримує утворення кристалів оксалату кальцію в сечі,
ПІГМЕНТИ. ДІЯ НА ОРГАНІЗМ Хлорофіл активізує дію ферментів, що беруть участь у синтезі вітамінів Е, А і К, виводить з організму токсини, підтримує здорову кишкову флору, покращує функції щитовидної і підшлункової залоз, а також діє як слабкий сечогінний засіб. володіє дезодоруючою властивістю, зокрема усуває неприємний запах з рота, сприяє підвищенню лактації у годуючих матерів. Меланінові пігменти мають властивості стабільних вільних радикалів і, як наслідок, володіють радіо-і фотопротекторними діями.
УВАГА! Ви отримаєте 11 балів В ході заняття пропонується: 1.Визначити які біологічно активні речовини складаються з білків -… вуглеводів -… ліпідів- … нуклеотидів Які біологічно активні речовини є гуморальними регуляторами фізіологічних процесів, які захворювання у людини можуть викликати їх нестача або надлишок? 3. Які біологічно активні речовини передають нервові імпульси між нейронами та на які групи вони поділяються? 4.Які біологічно активні речовини забезпечують транспорт газів до клітини та утворення О2 і надходження його в атмосферне повітря? 5. Які біологічно активні речовини є біокаталізаторами і який механізм їх дії, класифікація? 6. Які біологічно активні речовини містяться в продуктах харчування, на які групи вони поділяються і які захворювання виникають за їх нестачі, повної відсутності, надлишку. Привести приклад.
Д.З. Підготуватись до тематичного контролю знань Біологія клас: [1] c Біологія 10 клас: с
ЗЕМЛЕ МОЯ РІДНА! ЗЕМЛЕ, МОЯ МАТИ! ТИ ЩЕДРА Й НЕВТОМНА, І НА ДАРИ БАГАТА. ДАЄШ ЛЮДЯМ ВСЕ ДЛЯ ЖИТТЯ НЕОБХІДНЕ ЩОБ ЛЮДИ ЖИЛИ, ЗРОСТАЛИ Й РАДІЛИ, І ГОРЯ НЕ ЗНАЛИ. СПАСИБІ ТОБІ ЗЕМЛЯ МОЯ РІДНА! СПАСИБІ ТОБІ ЗЕМЛЕ, МОЯ МАТИ!
Дякую за увагу