Витамин D (жирорастворимый)
Витамином D называют 2 основных вещества – эргокальциферол (Д2) и холекальциферол (Д3).
Современная биохимия относит витамин Д к группе гормонов, так как он может самостоятельно вырабатываться организмом под воздействием определённых факторов. Вовлечен в рост костей и синтез протеина. Витамин D нужен для усвоения и правильного использования организмом кальция и фосфора. Необходим для роста и развития костей и зубов, участвует в кальциево-фосфорном обмене, поддержке здоровья эндокринных желез. Солнечный ультрафиолет способствует выработке организмом витамина D. Как и в случае с бета-каротином, злоупотребление витамином D может вызвать токсикоз. Витамин D следует употреблять в комплексе с препаратами кальция.
Витамин А необходим для нормального функционирования зрительной системы, кожи, волосяного покрова и слизистых.
Синтез половых гормонов, а также интерферона, иммуноглобулина A, лизоцима, синтез ферментов эпителиальных тканей, предупреждающих преждевременную кератинацию, активация рецепторов для кальцитриола (активного метаболита витамина D), синтез родопсина в палочках сетчатки, необходимого для сумеречного зрения, синтез ферментов, необходимых для активирования фосфоаденозинфосфосульфата (ФАФС), необходимого для синтеза:
мукополисахаридов: хондроитинсерной кислоты и сульфогликанов — компонентов соединительной ткани, хрящей, костей; гиалуроновой кислоты — основного межклеточного вещества; гепарина;
таурина (входит в состав таурохолевой желчной кислоты, стимулирует синтез соматотропного гормона, участвует в синаптической передаче нервного импульса, обладает антикальциевым эффектом);
ферментов печени, участвующих в метаболизме эндогенных и экзогенных веществ.
Витамин Е (токоферол) - жирорастворимый витамин, антиоксидант, смесь из 4 токоферолов и 4 токотриенолов. главный антиоксидант предотвращающий окисление липидов в клеточных мембранах. Витамин молодости. Существуют прямая связь между витамином Е и тканевым дыханием и обратная связь между этим витамином и степенью окисления липидов. Токоферолы выполняют в организме две главные метаболические функции. Во-первых, они являются наиболее активными и, главными природными жирорастворимыми антиоксидантами: разрушают наиболее реактивные формы кислорода и соответственно предохраняют от окисления полиненасыщенные жирные кислоты. Во-вторых, токоферолы играют специфическую роль в обмене селена. Биологическая роль витамина Е сводится, таким образом, к предотвращению аутоокисления липидов биомембран. Распространение в природе и суточная потребность. Витамины группы Е относятся к распространенным в природе соединениям. Важнейшими источниками витамина Е для человека являются растительные масла(подсолнечное, хлопковое, соевое, кукурузное и др.), а также салат, капуста и семена злаков; из продуктов животного происхождения витамин Е содержится в мясе, сливочном масле, яичном желтке и др. Витамин Е откладывается в организме во многих тканях (мышцы, поджелудочная железа, жировая ткань), поэтому развитие авитаминоза или гиповитаминоза Е почти не наблюдается, даже если этот витамин не поступает с пищей в течение нескольких месяцев. Подобным же образом можно объяснить трудности определения суточной потребности в витамине Е, которая по приблизительным подсчетам составляет около 5 мг.
Ферменты - белки которые способны быть катализаторами биохимических реакций. Фермент (от лат ферментацио) брожение. Ферменты раскладывают реакции на этапы. Ферменты бывают простые (белковая часть) и сложные (белковая часть, кофермент легко диссоциирует с апоферментом и небелковая часть, протетическая группа прочно связана с апоферментами). Активный центр фермента имеет два участка: участок связывания или якорный участок (выбор субстрата) и каталитический участок (определяет выбор пути химических превращений данного субстрата, определяет тип реакции). Классификация: Оксиредуктазы (окисление); Трансферазы (перенос атомов или групп атомов; Гидролазы (гидролитическое расщепление химических связей ) ; Лиазы (негидролитическое расщепление двойных связей или их образование) ; Лигазы (синтазы) (из 2х молекул путём ковалентных связей с затратой энергии), изомеразы
Ферментативный ингибитор — вещество, замедляющее протекание ферментативной реакции. Типы ингибирования ферментов делятся на обратимое и необратимое ингибирование (торможение навсегда). Обратимое делится на конкурентное (вызвано веществами имеющими структуру похожую на структуру субстрата). В этом случае ингибитор связывается в активном центре фермента и конкурирует за него с субстратом. конкурентный ингибитор не связывается с фермент-субстратным комплексом. Конкурентный ингибитор обычно структурно схож с субстратом, однако фермент не способен катализировать реакцию в присутствии ингибитора из-за отсутствия у последнего необходимых функциональных групп) и неконкурентное (вызвано веществами не имеющими структурного сходства с субстратом ,связывающие не в активном центре. Неконкурентный ингибитор не мешает связыванию субстрата с ферментом. Он способен присоединяться как к свободному ферменту, так и к фермент-субстратному комплексу с одинаковой эффективностью. Ингибитор вызывает такие конформационные изменения, которые не позволяют ферменту превращать субстрат в продукт, но не влияют на сродство фермента к субстрату. Необратимое (ингибитор необратимо связывается с ферментом, изменяя его структуру).
Катализ - химическое явление, суть которого заключается в изменении скоростей химических реакций при действии некоторых веществ (их называют катализаторами).
Биокатализ - избирательное ускорение химич. реакций, протекающих в живом организме, под влиянием ферментов. Основан на снижении энергетич. барьера (т. н. энергии активации) за счёт образования промежуточных комплексов фермента с субстратом. Отличается от небиол. катализа высокой эффективностью, строгой избирательностью и направленностью действия (субстратной и реакционной специфичностью), а также доступностью к тонкой и точной регуляции (активность фермента может увеличиваться или уменьшаться в зависимости от условий, в к-рых протекает реакция). Эти особенности обусловлены строением и свойствами белковой молекулы ферментов. В ней содержатся уникальные по своей структуре активные центры и регуляторные участки. В активном центре происходит сближение реагирующих веществ (субстратов, кофакторов), их упорядоченная ориентация относительно друг друга и молекулы фермента, т. н. индуцированное соответствие.
Классификация гормонов: 1) Пептидные и белковые гормоны (гормоны гипоталамуса, гипофиза, поджел. железы); 2) Гормоны – производные аминокислот (гормоны щитов.железы, катехоламины или гормоны мозгового слоя надпочечников); 3) Гормоны стероидной природы (происходят из холестерина) (гормоны коры надпочечников и половые гормоны); 4) Гормоноподобные вещества (эйкозаноиды – вещества производные арахидоновой кислоты).
Гормоны — биологически активные вещества, которые выделяются железами внутренней или смешанной секреции непосредственно в кровь или в тканевую жидкость и с током крови разносятся по всему организму. Главные функции гормонов: гуморальная регуляция обмена веществ и других процессов жизнедеятельности в основном путем их воздействия на активность ферментов, обмен витаминов, на рост тканей и всего организма в целом, на активность генов, на формирование пола и размножение, на приспособленность к среде обитания, на поддержание постоянства внутренней среды организма.
Выделяют три группы гормонов надпочечников: минералокортикоиды, глюкокортикоиды и половые гормоны.
Минералокортикоиды. Альдостерон. Основным представителем минералокортикоидов, является альдостерон. Альдостерон вырабатывается в клубочковой зоне коры надпочечников. Основная функция альдостерона, это поддержание водного баланса в организме человека, а так же регуляция концентрации некоторых минералов – натрия, калия, магния и хлоридов.
Под воздействием альдостерона в почке усиливается всасывание натрия, при этом происходит увеличение выделения калия в мочу. В результате концентрация натрия в крови повышается, а калия уменьшается.
Глюкокортикоиды. Кортизол. Кортизол вырабатывается в пучковой зоне коры надпочечников. Роль кортизола в организме человека очень важная. Функция кортизола направлена на поддержание метаболизма жирового обмена, углеводов, белков, функцию сердечно-сосудистой системы, почек, рост, деятельность ЦНС и поведение, функцию иммунной системы.
Выработка кортизола регулируется гормоном АКТГ (адренокортикотропный гормон), который вырабатывается в передней доле гипофиза.
Половые гормоны. Надпочечниковые андрогены. Основные надпочечниковые андрогены. Андрогены надпочечников стимулируют синтез белка, увеличивают мышечную массу и сократительную способность мышц. Андростендион в периферических тканях может переходит в тестостерон и в условиях его избытка у женщин может развиваться гирсутизм и вирилизм.
Адреналин, норадренолин и дофамин. Адреналин и норадреналин – нейромедиаторы, участвуют в передаче импульсов. Обеспечивают адаптацию организма к острому стрессу. Адреналин стимулирует распад жиров, увлечение уровня глюкозы в крови и подавляет действие инсулина
Передняя доля гипофиза: гормоны
Переднюю долю гипофиза ещё называют аденогипофиз, она ответственна за синтез тропных, соматотропных и лютеотропных гормонов. Остановимся подробней на каждом из них.
1. Тиреотропный гормон гипофиза, он же тиреотропин – регулятор выработки таких гормонов щитовидной железы, как Т3 и Т4. Которые, в свою очередь, отвечают за обменные процессы, нормальную работу ЖКТ, сердечнососудистой и психической систем человека. Для этого гормона характерен суточный ритм колебания секреции.
2. Адренокортикотропный гормон гипофиза, имеющий пептидную структуру. Отвечает за синтез и секрецию корой надпочечников таких гормонов, как: кортизол, кортизон, кортикостерон и в меньшей степени отвечает за прогестерон, андрогены и эстрогены.
3. Гонадотропные гормоны: лютеинизирующий гормон и фолликулостимулирующий гормон. Оба гормона взаимодействуют с репродуктивной системой человека. Первый инициирует овуляцию и отвечает за выработку жёлтого тела. Второй отвечает за созревание фолликулов в женских яичниках.
4. Соматотропный гормон, он же гормон роста. Стимулирует синтез белка в клетках, способствует распаду жиров и образованию глюкозы. Ответственен как за развитие органов и тканей, так и за общий рост организма.
5. Лютеотропный гормон, он же пролактин. От этого гормона гипофиза напрямую зависят материнские инстинкты и нормализация процесса кормления. А также обменные, ростовые процессы и дифференциация тканей.
Задняя доля гипофиза: гормоны
Задняя доля гипофиза, ещё называемая нейрогипофиз, состоит из двух частей – воронки и нервной доли. Среди гормонов, синтезируемых в задней доле гипофиза, выделяют:
1. Окситоцин. Многофункциональный гормон гипофиза, который может как стимулировать сокращение матки при родах, так и способствовать лактации. А также этот гормон играет огромную роль в процессе сексуального возбуждения человека.
2. Вазопрессин, он же антидиуретический гормон. Влияет на работу почек, центральной нервной и сердечнососудистой системы человека. Нарушения в его выработке или восприятии организмом могут привести к несахарному диабету и синдрому Пархона.
3. Целый ряд гормонов, схожих по биологическому действию с вышеперечисленными, среди них: мезотоцин, изотоцин, аспаротоцин, вазотоцин, глумитоцин и валитоцин.
Средняя доля гипофиза: гормоны
Средняя доля гипофиза, часто называемая промежуточной, вырабатывает целый ряд специфических гормонов, среди которых можно выделить:
1. меланоцитстимулирующий гормон, он же альфа-меланоцитостимулирующий гормон. Отвечает за выработку меланина, и благодаря этому усиливает пигментацию кожи и её сопротивляемость ультрафиолету.
2. Бета-эндорфин. Обладает огромным количеством физиологических функций: обезболивающее, антистрессовое и противошоковое действие, понижение тонуса нервной системы, снижение аппетита и пр.
3. γ-липотропный гормон. Отвечает за ускорение процесса расщепления жиров в подкожной ткани на жирные кислоты. Также снижает синтез и отложение жира.
4. Мет-энкефалин – специфический опиоидный нейропептид. Участвует в регуляции поведенческих факторов и болевых ощущений.
Гормоны женских половых желез (страдиол и прогестерон) действуют во многих отношениях противоположно мужским половым гормонам: они несколько задерживают рост, развитие скелета и мышечной системы, препятствуют росту волос на лице, понижают обмен веществ и способствуют отложению жира, усиливают развитие молочных желез.
Высокие концентрации женских половых гормонов (эстрогенов) в мужском организме ведут к недоразвитию половых органов (гипогонадизму), к атрофии простаты и сперматогенного эпителия яичек, ожирению по женскому типу и росту грудных желез.
Половые гормоны тонизируют запирательный жом мочевого пузыря. Поэтому недостаточность половых гормонов в детстве (а также у стариков) способствует ночному недержанию мочи. С возрастом, когда половых гормонов вырабатывается больше, недержание обычно исчезает. Половые гормоны стимулируют биосинтез нуклеиновых кислот. Мужские же половые гормоны, кроме того, наделены еще способностью содействовать накоплению белковых веществ в организме, увеличивая мускульную силу и общий вес тела. От их влияния зависит также содержание эритроцитов и гемоглобина крови.
Половые гормоны, действуя на кору головного мозга, способны обусловить и видоизменить ее деятельность в различных направлениях и особенно в половом.
Достаточный уровень половых гормонов в крови необходим также для нормального функционального состояния коры головного мозга и для улучшения его кровоснабжения. Недостаточность же половых гормонов или снижение гормональной функции половых желез вызывает нарушение возбудительного и тормозного процессов в коре мозга. Весьма важно отметить, что половые гормоны снижают в сыворотке крови концентрацию холестерина, задерживая этим развитие атеросклероза.
Глюкокортикоиды участвуют в регуляции углеводного метаболизма, подавляя использование глюкозы и усиливая распад белков в тканях, увеличивают содержание липидов в крови. Они обладают выраженным противовоспалительным действием. Высокая концентрация глюкокортикоидов в крови наблюдается при стрессе. Так же угнетают функцию гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы и замедляют рост. Подавляют воспалительную реакцию, вызванную бактериальными и химическими агентами, блокируют выход лизосомных ферментов из лейкоцитов. Глюкокортикоиды принимают участие как в регуляции синтеза катехоламинов, так и в реализации их действия; стимулируют синтез гормона роста. Глюкокортикоиды играют важную роль в адаптации организма к различным стрессовым воздействиям, таким как травмы, тяжелые инфекционные заболевания, интоксикации и т.п.
Минералокортикоиды стимулируют задержку ионов натрия в крови и выведение ионов калия и водорода. Наиболее активен из них альдостерон; его минералокортикоидная активность превосходит активность других минералокортикоидов более чем в 100 раз. Биологическая значимость Альдостерона заключается в его необычайно высокой способности регулировать обмен натрия и тем самым участвовать в поддержании общего ионного гомеостаза, связанного со многими жизненно важными функциями организма. Альдостерон усиливает обратное всасывание натрия в почках, слюнных железах и жел.-киш. тракте. В норме избыток задержанного натрия переводится Альдостероном в связанную фракцию в костях и сухожилиях.
Половые гормоны. Биологическая роль андрогенов в мужском организме в основном связана с дифференцировкой и функционированием репродуктивной системы, причем в отличие от эстрогенов андрогенные гормоны уже в эмбриональном периоде оказывают существенное влияние на дифференцировку мужских половых желез, а также других тканей, определяя характер секреции гонадотропных гормонов у взрослых. Во взрослом организме андрогены регулируют развитие мужских вторичных половых признаков, сперматогенез в семенниках и т.д. Следует отметить, что андрогены оказывают значительное анаболическое действие, выражающееся в стимуляции синтеза белка во всех тканях , но в большей степени в мышцах.
Основная биологическая роль эстрогенов и прогестерона заключается в обеспечении репродуктивной функции организма женщины. В этот период они вызывают развитие вторичных половых признаков и создают оптимальные условия, обеспечивающие возможность оплодотворения яйцеклетки после овуляции. Прогестерон выполняет в организме ряд специфических функций: подготавливает слизистую оболочку матки к успешной имплантации яйцеклетки в случае ее оплодотворения, а при наступлении беременности основная роль – сохранение беременности; оказывает тормозящее влияние на овуляцию и стимулирует развитие ткани молочной железы. Эстрогены оказывают анаболическое действие на организм, стимулируя синтез белка.