Dzīvības procesi cilvēka ķermenī ir virkne nepārtrauktu bio ķīmiskās reakcijas, kurā olbaltumvielām ir īpaša loma: atbildība par vielmaiņas kvalitatīvu līmeni.
Bioloģiski aktīvās vielas, ko ražo cilvēka ķermenis, kas atšķiras pēc funkcionālā mērķa un kalpošanas laika.
Fermenti- proteīni, kas katalizē ķīmiskās reakcijas. Katrs proteīna veids paātrina noteikta veida reakciju fermenta molekulas specifiskuma (atbilstības) dēļ substrāta molekulai.
Hormoni- bioloģiskās vielas, kas tiek ražotas un regulē vielmaiņu. Hormonu darbība laika gaitā ir paplašināta, un to uzdevumi radikāli atšķiras no enzīmu funkcijām.
Visa emocionālā sastāvdaļa cilvēka ķermenis veidojas hormonu aktivitātes dēļ:
- regulēt un uzturēt homeostāzes procesu;
- ietekmēt izaugsmi un attīstību iekšējie orgāni;
- ietekmēt uzvedību un garīgais stāvoklis persona.
Fermentu atbildības joma
Fermentu jēdziens
Fermenti vai enzīmi ir olbaltumvielu katalizatora molekulas, kas maina ķīmisko reakciju ātrumu organismā. Fermenti veidojas, apvienojot koenzīmus (koenzīmus), neolbaltumvielas molekulas, ar apoenzīmiem, kā rezultātā veidojas aktīvs molekulārais centrs.
Katalizatora olbaltumvielas strauji palielina ķīmisko transformāciju ātrumu vielmaiņas procesā, ne tikai sadalot, bet arī atjaunojot sarežģītus bioloģiskos veidojumus no sabrukšanas produktiem, un viena veida viela spēj veikt gan destruktīvas, gan rekonstruktīvās funkcijas.
Par ko ir atbildīgi fermenti?
Fermentu sistēmu atbildības joma ir paātrināt sarežģītu vielu sadalīšanos un sadalīšanos vienkāršos elementos.
Olbaltumvielu molekulas rūpējas par atmirušo šūnu palieku, tajās nogulsnēto toksīnu izvadīšanu muskuļu audi un uz iekšējo orgānu virsmas. Vielu trūkums izraisa izdedžu veidošanos organismā, vielmaiņas traucējumus un svara pieaugumu.
Fermenti pēc savas būtības ir selektīvi: tie ietekmē noteiktus elementus. Bioloģiski aktīvo vielu darbības specifika:
- grupa;
- individuāls (absolūts).
Fermenti, kuriem ir absolūta specifika, iedarbojas uz vienu ķīmisko elementu veidu (grupu).
Enzīmu procesu aktivitāti regulē substrāti un sadalīšanās produkti:
- substrāti - aktivitātes katalizatori;
- sadalīšanās produkti kavē procesu aktivitāti.
Katalizatoru efektivitāte ir atkarīga no vitamīnu daudzuma un daudzveidības organismā, jo daudzi no tiem ir daļa no koenzīmiem - neatņemama molekulu sastāvdaļa.
Hormoni mijiedarbojas ar fermentiem. Tādējādi tas ietekmē heksokināzes aktivitāti, kurai ir svarīga loma sarežģītās cukura pārvērtībās organismā, un piedalās fermentatīvās oksidācijas reakcijās.
Fermentācijas procesu pazīmes tiek izmantotas noteiktu slimību diagnostikā, kā arī pārtikas un vieglajā rūpniecībā.
Fermentu un hormonu deficīta sekas organismā
Olbaltumvielu katalizatori un vitamīni ir vitāli svarīgas vielas cilvēka organisma pilnvērtīgai darbībai. Zinātne tos uzskata par līdzekli slimību profilaksei, dzīves pagarināšanai, darbaspējas uzlabošanai utt.
Dzīvības uzturēšanai nepieciešamos lodveida proteīnus, taukus un ogļhidrātus cilvēki iegūst, ēdot pārtiku, bet pārstrādei un uzsūkšanai organismā nepieciešami fermenti, kas sarežģītos savienojumus pārvērš vienkāršajos: vitamīni, mikroelementi.
Šo elementu trūkums negatīvi ietekmē ķermeņa darbību. Slimības parādās vielmaiņas nelīdzsvarotības rezultātā:
- kuņģa-zarnu trakta;
- aizkuņģa dziedzeris;
- žultspūšļa utt.
Sākotnējam enzīmu deficītam raksturīgi šādi simptomi:
- grēmas;
- meteorisms;
- atraugas;
- galvassāpes.
Tiek traucēta arī kuņģa-zarnu trakta darbība, ko pavada caureja, aizcietējums un kuņģa kolikas.
Hormonu deficīts
Hormonu deficīts ( hormonālie traucējumi) ir sistēmisku, neārstējamu slimību parādīšanās priekšvēstnesis.
Ārējās hormonālās disfunkcijas pazīmes:
- bezcēloņa svara zudums vai ātrais zvansķermeņa svars (endokrīnās sistēmas traucējumi);
- patoloģiska matu augšana;
- striju (striju) parādīšanās, kas saistīta ar hipotalāma-hipofīzes sistēmas patoloģiju;
- attīstība - patoloģiska attīstība hipofīzes priekšējā daļa;
- pēkšņa redzes pasliktināšanās.
Tipisks hormonālo traucējumu simptoms ir ādas nieze, kas liecina par diabēta sākšanos.
Hormonu deficīts var būt iedzimts vai iegūts. Iedzimts hormonālais deficīts tiek pārnests ģenētiski, un iegūts attīstās iepriekšējo slimību, traumu un slikto ieradumu dēļ.
Rūpējieties par savu veselību neatkarīgi no vecuma. Ja organisms neražo nepieciešamo enzīmu un hormonu daudzumu dabiski, izmantojiet to pēc konsultēšanās ar ārstu, zāles, atjaunojot hormonālos un fermentatīvos procesus.
Hormoni ir bioloģiski aktīvas vielas, tos ražo endokrīnie dziedzeri un ļoti mazās devās nekavējoties nonāk asinīs, bet tajā pašā laikā tiem ir milzīga ietekme uz organismā notiekošajiem procesiem.
Tie ietekmē iekšējo orgānu dzīvībai svarīgās funkcijas, mainot ķīmiskās reakcijas, kavējot vai aktivizējot fermentatīvos procesus, piemēram, no šiem izdalījumiem ir atkarīga sirdsdarbība, glikozes nogulsnēšanās, muskuļu audu augšana un citi. svarīgi procesi. Kopumā šobrīd ir zināmi aptuveni 30 cilvēku un dzīvnieku sekrēciju veidi.
Par ko ir atbildīgi fermenti?
Fermenti ir globulāri proteīni, kurus sintezē dzīvās šūnas. Tie ir nepieciešami, lai palīdzētu gandrīz visos procesos, no kuriem ir atkarīga cilvēka dzīvība. Dažas no tām veido šūnu membrānu, citas darbojas šūnu iekšienē, bet citas ražo tās pašas šūnas un darbojas starpšūnu telpā, nokļūstot tur. Vienā kamerā to ir vairāki simti. Tie kļūst par bioķīmisko reakciju katalizatoriem.
Ja tie visi pazūd, tad visi procesi organismā noritēs tik lēni, ka dzīvība vienkārši nevar pastāvēt. Ir divu veidu globulārie proteīni: sintēzes reakcijas (anaboliskas) un sadalīšanās reakcijas (kataboliskas). Bieži gadās, ka, pārvēršot vielas citās, vienlaikus tiek iesaistīti vairāki no šiem proteīniem. Šo secību sauc par vielmaiņas ceļu.
Galvenās fermentu īpašības:
- palielināt trieciena ātrumu;
- tie netiek patērēti reakcijā;
- enzīmu klātbūtne nekādā veidā neietekmē mijiedarbības produktus un to īpašības;
- šo proteīnu aktivitāti ietekmē to koncentrācija, līmenis sārmu līdzsvars, spiediens un temperatūra;
- olbaltumvielas maina aktivācijas enerģiju, lai varētu notikt reakcija;
- globulārie proteīni neietekmē temperatūru, kurā notiek mijiedarbība.
Globulāro proteīnu galvenās daļas normālai darbībai ir nepieciešami koenzīmi vai, kā tos sauc arī, kofaktori. Šī ir proteīnu aktīvā daļa, kas palīdz tiem darboties. Koenzīmi ir gandrīz visi vitamīni un organiskās molekulas.
Ir lodveida olbaltumvielas, kuras organisms ražo pastāvīgi, un ir tādas, kas organismā nonāk tikai ar uzturu. Dažu olbaltumvielu trūkums var izraisīt slimības.
To augstā specifika ir saistīta ar unikālo molekulas formu, kas precīzi atgādina substrāta molekulu (viela, kurai uzbrūk ferments). To sauc par "atslēgas un slēdzenes" hipotēzi. Pētījumi ir parādījuši, ka substrāts spēj to mainīt iekšējā struktūra, kas savukārt maina formu, un tas dod iespēju pēc iespējas efektīvāk veikt savas funkcijas.
Fermentu un hormonu ietekme uz organismu
Katrs enzīms ietekmē tikai vienu atsevišķu reakciju. Tas ir saistīts ar faktu, ka jebkura proteīna molekula ģeometriski absolūti precīzi papildina substrātu molekulu, reaģējošo vielu. Daudzas olbaltumvielas atrodas uz šūnu membrānām. Globulīna proteīni, paātrinot vienu darbību, gandrīz nemainīgi, nekavējoties sāk paātrināt citu. Dažiem izdalījumiem ir arī olbaltumvielu raksturs.
Hormoni ietekmē orgānus vai šūnas, atrodoties ievērojamā attālumā no tiem. Pēc tam, kad tie izraisa reakciju, hormoni, atšķirībā no fermentiem, tiek nekavējoties iznīcināti. Izdalījumi darbojas lēnāk nekā olbaltumvielas, taču tajā pašā laikā to funkcijas atšķiras.
Globulārie proteīni ir nepieciešami olbaltumvielu ražošanai, barības vielu uzsūkšanai, enerģijas metabolismam un muskuļu kontrakcijai. Tie arī atbalsta nervu darbību, vairošanos, izvada no organisma noteiktas vielas un daudzas citas funkcijas.
Ir vielas, kas kavē enzīmu darbību, būdams inhibitori. Šīs vielas pašas apvienojas ar substrātiem, aizstājot olbaltumvielas un noliedzot to iedarbību, tas ir, tās inhibē konkurētspējīgi. Citi izraisa fermentatīvā proteīna denaturāciju. Tie ir nekonkurējoši inhibitori.
Hormonu funkcijas ir tieši atkarīgas no tā, kurš dziedzeris tos ražo. Hipofīze, kas atrodas smadzenēs, ir atbildīga par absolūti visu hormonu sintēzi. Turklāt tas pats hipofīzes dziedzeris ir atbildīgs par augšanas hormona ražošanu. Vairogdziedzeris ietekmē bazālo vielmaiņu un termoregulāciju. Aizkuņģa dziedzeris savukārt ražo insulīnu, kas normalizē cukura līmeni asinīs. Thymus vai aizkrūts dziedzeris rada imunitāti.
Parathormona dziedzeri, kas ir savienoti pārī, rada sekrēciju, kas kontrolē kalciju. Metabolisms ir tieši atkarīgs no virsnieru hormoniem, un to ietekmē dzimumdziedzeru vai dzimumdziedzeru sekrēcijas. puberitāte. Un tās nav visas ķermeņa ražotās vielas.
secinājumus
Fermenti un hormoni nevar pastāvēt viens bez otra. Dažu nelīdzsvarotība izraisa problēmas citos visa ķermeņa orgānos un sistēmās. Šīs ir svarīgas sastāvdaļas. Nelielos daudzumos tie nodrošina visu orgānu un sistēmu pilnīgu darbību. Bez viņu līdzdalības organismā nevar notikt neviens process.
Kopā ar fermentiem un hormoniem vitamīni aktīvi iedarbojas arī uz organismu. Tās ir sarežģītas organiskas vielas, tās atrodas pārtikā nelielā koncentrācijā. Tie netiek izmantoti kā enerģijas avots, bet ne mazāk nepieciešami dzīvībai. Vitamīnu trūkumu sauc par vitamīnu trūkumu. Jūs varat atbrīvoties no tā, ja ēdat pārtiku, kas satur nepieciešams ķermenim A vitamīns.
Cilvēka ķermenis ir unikāls mehānisms, kurā katru sekundi notiek milzīgs skaits dažādu notikumu. ķīmiskie procesi. Visi procesi ir savstarpēji saistīti un nodrošina nepārtrauktu normālu cilvēka ķermeņa darbību. Metabolisms, sintēze, šūnu reģenerācija, pašdziedināšanās un daudzas citas reakcijas tiek veiktas, pateicoties vitāli svarīgu vielu - minerālvielu, enzīmu, fosfolipīdu, vitamīnu, ogļhidrātu, nukleīnskābju - piegādei. Visas vielas piedalās bioķīmiskās reakcijās un normalizē iekšējo orgānu un sistēmu darbību.
Lai paātrinātu ķīmiskās reakcijas, ir nepieciešams. Fermenti ir olbaltumvielu molekulas, kas paātrina visas ķīmiskās reakcijas. Tie ir katalizatori, kas veicina tauku, olbaltumvielu gremošanu un sadalīšanos, muskuļu kontrakciju un vadītspēju. nervu impulsi. Viņi arī piedalās vielmaiņas procesos un sintēzē. Fermenti spēlē milzīgu lomu cilvēka organismā. Šīs vielas veic kontroles funkciju visās bioķīmiskie procesi. Bez tiem jebkura dzīva organisma pastāvēšana ir pilnīgi neiespējama.
Fermenti un hormoni
Hormoni nonāk asinīs kopā ar fermentiem. Viņiem ir arī svarīga loma visos procesos, kas notiek cilvēka organismā. Hormonu galvenā loma ir pareizi pielāgot ķermeņa darbību. Tie ir nepieciešami, lai uzturētu homeostāzi un regulētu tādas funkcijas kā vielmaiņa, augšana, attīstība, reakcija uz pārmaiņām vidi. Hormoni, tāpat kā fermenti, piedalās ķīmiskajās reakcijās. Pateicoties hormoniem organismā, tiek regulēta šūnu darbība un stiprināti kauli.
Lielākā daļa darbojas caur enzīmu sistēmām, kas ir to aktivatori. Tās var būt enzīmu grupas. Ciešā funkcionālā saistība starp hormoniem un fermentiem izpaužas gandrīz visos ķīmiskajos procesos. Neskatoties uz bioloģisko regulatoru kopību, ir specifiskas īpatnības no šīm vielām. Fermenti izrāda savu darbību šūnās, kur tie tiek sintezēti. Hormoni, savukārt, tiek nogādāti ar asinsriti uz šūnām un audiem, kurus tie stimulē. Hormonu bioķīmiskā funkcija ir daudz vājāka nekā enzīmu funkcionalitāte. Bet hormonu darbības rezultāts ir pamanāmāks nekā enzīmu bioefekts.
Hormonu un enzīmu trūkums organismā
Svarīgu vielu trūkums negatīvi ietekmē visa ķermeņa darbību. Ar enzīmu trūkumu, vielmaiņas procesi organismā un visas ķīmiskās reakcijas. Ar hormonu trūkumu rodas arī būtiski traucējumi cilvēka ķermeņa darbībā. Abos gadījumos deficīts svarīgas vielas provocē nopietnas slimības – cukura diabēts, sēnīšu slimības, asins slimības, alerģiskas slimības, darbības traucējumi vairogdziedzeris utt.
Trūkums un var būt gan iedzimts, gan iegūts. Iedzimta forma pārnests dzemdē ar iedzimtību, mātes slimībām, intrauterīnām sekām (patoloģijas, ievainojumi). Iegūtā forma var attīstīties jebkurā vecumā. Var ietekmēt vitāli svarīgu vielu trūkums dažādas slimības, slikts uzturs, slikti ieradumi.
Katram cilvēkam neatkarīgi no vecuma ir jārūpējas par savu veselību. Ja nevarat papildināt savu ķermeni nepieciešamās vielas dabiski (lietojot tos saturošus pārtikas produktus), viņi nāks palīgā. Uztura bagātinātāji tiek plaši izmantoti medicīnas prakse. Tās ir universālas pārtikas piedevas, ko izmanto medicīniskiem un profilaktiskiem nolūkiem.
Šodien mēs runāsim par īpašiem bioķīmiskiem savienojumiem, bez kuriem mūsu ķermenis nevar pastāvēt.
Hormoni.
Hormoni ir īpaši ķīmiski vēstneši, kas regulē ķermeņa darbību. Tos izdala dziedzeri iekšējā sekrēcija un pārvietoties pa asinsriti, stimulējot noteiktas šūnas.
Pats termins “hormons” nāk no grieķu vārda "satraukt".
Šis nosaukums precīzi atspoguļo hormonu funkcijas kā ķīmisko procesu katalizatoru šūnu līmenī.
Kā tika atklāti hormoni?
Pirmais atklātais hormons bija sekretīns- viela, kas tiek ražota tievā zarnā kad ēdiens to sasniedz no kuņģa.
Sekretīnu 1905. gadā atklāja angļu fiziologi Viljams Beiliss un Ernests Stārlings. Viņi atklāja, ka sekretīns spēj “ceļot” pa asinīm pa visu ķermeni un sasniegt aizkuņģa dziedzeri, stimulējot tā darbību.
Un 1920. gadā kanādieši Frederiks Bantings un Čārlzs Bests no dzīvnieku aizkuņģa dziedzera izolēja vienu no slavenākajiem hormoniem - insulīnu.
Kur tiek ražoti hormoni?
Galvenā hormonu daļa tiek ražota endokrīnās dziedzeros: vairogdziedzerī un epitēlijķermenīšu dziedzeri, hipofīze, virsnieru dziedzeri, aizkuņģa dziedzeris, olnīcas sievietēm un sēklinieki vīriešiem.
Ir arī hormonus ražojošas šūnas nierēs, aknās, kuņģa-zarnu trakta, placenta, aizkrūts dziedzeris kaklā un čiekurveidīgs dziedzeris smadzenēs.
Ko dara hormoni?
Hormoni izraisa funkciju izmaiņas dažādi orgāni atbilstoši organisma prasībām.
Tādējādi tie uztur ķermeņa stabilitāti, nodrošina tā reakciju uz ārējiem un iekšējiem stimuliem, kā arī kontrolē audu un reproduktīvo funkciju attīstību un augšanu.
Kontroles centrs vispārējai hormonu ražošanas koordinācijai atrodas hipotalāmā, kas atrodas blakus hipofīzei smadzeņu pamatnē.
Hipofīze un hipotalāms ir galvenie endokrīnās sistēmas regulatori.
Vairogdziedzera hormoni nosaka ķīmisko procesu ātrumu organismā.
Virsnieru hormoni sagatavo ķermeni stresam — stāvoklim “cīnies vai bēgt”.
Dzimumhormoni – estrogēns un testosterons – regulē reproduktīvās funkcijas.
Kā darbojas hormoni?
Hormonus izdala endokrīnie dziedzeri un tie brīvi cirkulē asinīs, gaidot, kad tos atklās tā saucamās mērķa šūnas.
Katrā šādā šūnā ir receptors, ko aktivizē tikai noteikta veida hormons, piemēram, slēdzene ar atslēgu. Pēc šādas “atslēgas” saņemšanas šūnā sākas noteikts process: piemēram, gēnu aktivizācija vai enerģijas ražošana.
Kādi tur ir hormoni?
Ir divu veidu hormoni: steroīdi un peptīdi.
Steroīdus ražo virsnieru dziedzeri un dzimumdziedzeri no holesterīna. Tipisks virsnieru hormons ir stresa hormons kortizols, kas aktivizē visas ķermeņa sistēmas, reaģējot uz iespējamiem draudiem.
Citi steroīdi nosaka ķermeņa fizisko attīstību no pubertātes līdz sirmam vecumam, kā arī reproduktīvos ciklus.
Peptīdu hormoni galvenokārt regulē vielmaiņu. Tie sastāv no garām aminoskābju ķēdēm, un to sekrēcijai organismam ir nepieciešams olbaltumvielu krājums.
Tipisks peptīdu hormonu piemērs ir augšanas hormons, kas palīdz organismam sadedzināt taukus un veidot muskuļus.
Cits peptīdu hormons, insulīns, sāk cukura pārvēršanas procesu enerģijā.
Kas ir endokrīnā sistēma?
Endokrīno dziedzeru sistēma darbojas kopā ar nervu sistēma, veidojot neiroendokrīno sistēmu.
Tas nozīmē, ka ķīmiskos ziņojumus var pārsūtīt uz attiecīgajām ķermeņa daļām vai nu ar nervu impulsiem, caur asinsriti, izmantojot hormonus, vai abus.
Organisms uz hormonu darbību reaģē lēnāk nekā uz signāliem nervu šūnas, bet to ietekme ilgst ilgāk.
Svarīgākā
Gomoni ir sava veida “atslēgas”, kas aktivizē noteiktus procesus “bloķēšanas šūnās”. Šīs vielas tiek ražotas endokrīnos dziedzeros un regulē gandrīz visus procesus organismā – no tauku dedzināšanas līdz vairošanai.
http://www.takzdorovo.ru/
Fermenti.
Nosaukums ferments cēlies no latīņu vārda "fermentum" - raugs. Šī vārda sinonīms ir ferments no grieķu vārda "en zyme" — raugā. Raksturīgi, ka abas saknes ir saistītas ar rauga fermentāciju, kas nav iespējama bez bioloģisko vielu līdzdalības, kurām ir galvenā loma fermentācijas procesos, kas ir ķīmiskas reakcijas, kas saistītas ar cukuru gremošanu un sadalīšanu.
Terminu “enzīms” pirmo reizi ierosināja holandiešu dabaszinātnieks Van Helmonts, kurš to izmantoja, lai apzīmētu nezināmu līdzekli, kas veicina alkoholisko fermentāciju. Luiss Pastērs, novērojot fermentācijas procesus, uzskatīja, ka fermenti ir dzīvo šūnu sastāvdaļas. 1871. gadā vācu ķīmiķis Bīhners apstiprināja iespēju, ka fermenti darbojas ārpus dzīvām šūnām, un cits vācu zinātnieks Kūne 1878. gadā ierosināja ārpusšūnu enzīmus apzīmēt ar terminu “enzīms”.
20. gadsimta 20. gados pēc enzīmu proteīna rakstura apstiprināšanas tika iegūtas to kristāliskās formas: ureāze (1926) - enzīms, kas šķeļ urīnvielu, un kuņģa enzīms pepsīns (1930).
Pēc savas būtības fermenti ir ķīmisko (bioķīmisko) reakciju bioloģiskie katalizatori (paātrinātāji), kas notiek ne tikai dzīvās sistēmās, bet arī šūnās. Daži fermenti atrodas uz šūnas plazmas membrānas virsmas, citi enzīmi var izdalīties ārpus šūnas vai iekļūt tur šūnu nāves un iznīcināšanas laikā.
Ķīmiskās reakcijas var notikt bez enzīmu līdzdalības, taču tam bieži ir nepieciešami noteikti apstākļi: augsta temperatūra vai spiediens, noteiktu metālu klātbūtne vidē, piemēram, dzelzs, cinks, varš, platīns, kas var darboties arī kā katalizatori-paātrinātāji. ķīmiskajām reakcijām. Ķīmisko reakciju ātrums bez katalizatoru līdzdalības ir niecīgs.
Fermenti ne tikai novērš lielāko daļu šo ierobežojumu, bet arī ievērojami palielina ķīmisko reakciju ātrumu. Vēl viena svarīga enzīmu īpašība ir tā, ka tie sakārto un regulē bioķīmisko reakciju gaitu dzīvā šūnā vai ārpus tās - iekšā. asinsrites sistēma un ķermeņa audi. Pēdējais kļūst iespējams, pateicoties tam, ka fermentus var ietekmēt (aktīvi vai pasīvi), regulējot to darbu.
Dzīvajā dabā ir zināmi vairāk nekā 4000 dažādu veidu enzīmu, kurus var iedalīt 6 galvenajās grupās. Lielākā daļa enzīmu (vairāk nekā 90%) ir hidrolāzes (dažādu molekulu iznīcinātājas), sadalot tās uz pusēm vai atdalot no tām nelielus fragmentus. Bet ir fermenti, kas atjauno to, kas ir iznīcināts, vai saliek kopā dažādas molekulas vai atomus. Šos fermentus sauc par sintetāzēm.
Citi fermenti var pārvietot (transportēt) fragmentus no vienas molekulas uz otru. Tos sauc par transferāzēm.
Redoksreakcijas šūnā atbalsta oksidāzes reduktāzes enzīmi.
Izomerāzes spēj mainīt molekulu telpisko konfigurāciju vai ģeometriju, un liāzes spēj veidot molekulā dubultsaiti.
Daudzi fermenti var darboties abos virzienos, atkarībā no apstākļiem, sadalot biomolekulu fragmentos vai atkal saliekot sabrukšanas produktus.
Piemēram, labi zināmajam enzīmam alkohola dehidrogenāzei piemīt spēja ne tikai sadalīt etilspirtu acetaldehīdā un ūdenī, bet arī pārvērst acetaldehīdu etilspirtā, inaktivējot lieko acetaldehīdu, kas organismā veidojas citu bioķīmisko vielu rezultātā. reakcijas un ir ārkārtīgi toksisks.
Visi fermenti ir olbaltumvielas - lineāri polimēri, kas samontēti no aminoskābēm. Daudzi fermenti var saturēt arī dažādu monosaharīdu vienkāršas vai sazarotas ķēdes. Polimēru proteīna vai glikoproteīna ķēde parasti ir savīti sarežģītā trīsdimensiju konfigurācijā, kas ir stabila mazajā temperatūru diapazonā, kurā pastāv dzīvās šūnas.
Visiem fermentiem ir atšķirīgs polimēru ķēdes garums un līdz ar to arī atšķirīga molekulmasa. Jo lielāka ir fermenta molekulmasa, jo ilgāka un sarežģītāka ir tā biosintēze, jo vairāk visdrīzāk ja biosintēzes laikā tās struktūrā rodas dažāda veida traucējumi, jo mazāka ir tā darbības stabilitāte.
Starp zarnu enzīmiem, piemēram, saharāzi, maltāzi, laktāzi, sārmaina fosfatāze, dipeptidāze, lielākais enzīms ir laktāze, kas šķeļ piena cukuru – laktozi.
Šo fermentu galvenokārt ietekmē dažādi iekaisīgi vai destruktīvi bojājumi. tievā zarnā, izraisot laktāzes deficītu, kas izraisa piena nepanesību.
Visas bioķīmiskās reakcijas, kurās tiek iesaistīti fermenti, notiek ūdens vidē, kurā atrodas mūsu ķermenis, piemēram, kokonā. Daži fermenti ir daļa no šūnu plazmas membrānas, citi atrodas un darbojas šūnu iekšienē, citi tiek izdalīti no šūnām un nonāk orgānu un audu starpšūnu telpā, nonāk asinsritē un. limfātiskā sistēma vai kuņģa, tievās un resnās zarnas lūmenā, kas darbojas ārpus šūnām.
Lai lielākā daļa fermentu darbotos, ir nepieciešami tā sauktie kofaktori jeb koenzīmi, kas ir daļa no fermenta aktīvā centra un nodrošina tā darbību. Koenzīmi ietver gandrīz visus vitamīnus, kā arī dažas citas organiskās molekulas, piemēram, labi zināmo “koenzīmu Q10”, kas ir vissvarīgākais koenzīms.
Fermentu aktīvajos centros var būt daži mikroelementi (varš, dzelzs, cinks, niķelis, selēns, kobalts, mangāns utt.). Bioloģiskās katalīzes procesos svarīga loma ir metāliem ar mainīgu valenci (varš, dzelzs, hroms utt.), kuriem piemīt spēja ātri atdot vai atņemt elektronu. Tāpēc, piemēram, dzelzs ir daļa no svarīgiem oksidatīviem enzīmiem – katalāzes, peroksidāzes, citohromiem.
Dažādu mikroelementu līdzdalība kā ķīmisko reakciju katalizatori ir stingri specifiska un balstīta uz noteiktu un unikālu ķīmiskās īpašības Katrs no viņiem.
Piemēram, cinks spēj ne tikai saraut ķīmiskās saites starp oglekļa un slāpekļa atomiem, bet arī savienot šos atomus savā starpā, kā rezultātā no aminoskābēm veidojas olbaltumvielu molekulas. Tajā pašā laikā cinks spēj savienot skābekļa un slāpekļa atomus, kā arī sēra atomus.
Vara spēj saraut vai veidot saites starp oglekļa un sēra atomiem.
Tomēr tikai kobalts spēj iznīcināt un veidot ķīmisku saiti starp oglekļa atomiem.
Molibdēns dzīvajā dabā ir daļa no slāpekli fiksējošiem enzīmiem un spēj pārvērst atmosfēras slāpekli saistītā stāvoklī, kas ir diezgan inerta viela un tādā veidā ar lielām grūtībām nonāk bioķīmiskās reakcijās. Cilvēka organismā molibdēns ir iesaistīts arī aldehīdu oksidēšanā.
Koenzīmi tiek iznīcināti, kad fermenti tiek sadalīti.
Tāpēc enzīmu veiksmīgai darbībai ir nepieciešama pastāvīga un nepārtraukta vitamīnu un minerālvielu piegāde pārtikā.
Tikai šajā gadījumā organisma fermenti un fermentatīvās sistēmas darbosies normāli
Jāuzsver, ka fermenti ir vienreizējas darbības produkti un tie darbojas ļoti īsu laika periodu – no vairākām minūtēm līdz vairākām stundām, dažkārt tie var palikt aktīvi vairākas dienas, pēc tam tiek inaktivēti vai iznīcināti un zaudē savu aktivitāti. Tāpēc organismā notiek nepārtraukta atjaunošana un jaunu enzīmu porciju ražošana. Tāpēc fermentu darbs ir atkarīgs ne tikai no viņiem pašiem, bet arī no tā, cik ātri un kādos daudzumos tie tiks ražoti - tas ir, tie būs atkarīgi no šūnas proteīnu sintezējošo sistēmu stāvokļa.
Un, tā kā visi fermenti ir olbaltumvielas, to biosintēzei nepieciešama pastāvīga noteiktu aminoskābju piegāde. Olbaltumvielu deficīts uzturā un neaizvietojamo aminoskābju trūkums vienmēr ietekmēs enzīmu darbību. Tāpēc kā daļa no mūsu pareizu uzturu jābūt pietiekamā daudzumā proteīns sabalansēts aminoskābju sastāvā.
Cilvēka organismā ir aptuveni 3000 dažādu enzīmu, kuru struktūra ir iekodēta mūsu genomā. Lai sintezētu jebkuru fermentu, ir nepieciešams nolasīt informāciju no DNS ģenētiskās matricas (šo procesu sauc par transkripciju) un pārnest šo informāciju uz messenger RNS. Ar tās palīdzību šūnā var sākties fermenta proteīna biosintēze, piedaloties īpašām subcelulārām struktūrām - ribosomām. Fermentu biosintēzes beigās, kā likums, veidojas neaktīvs proenzīms, kuram bieži vien nav koenzīma. Proenzīma transportēšanas laikā šūnā, kompozīcijā šūnu membrānu vai ārpus šūnas notiek fermenta pabeigšana (ogļhidrātu komponenta iekļaušana) un aktivācija. Tikai pēc tam tiek iegūts aktīvs ferments, kas var sākt darboties.
Jebkura fermenta darbs sastāv no vienkāršas darbību secības. Tas sākas ar fermenta saistīšanos ar vielu, kas tai ir jāpārveido. Šo vielu sauc par substrātu. Visi fermenti ir ļoti specifiski attiecībā uz substrātiem. Daži fermenti katalizē viena substrāta pārvēršanu.
Piemēram, laktāze var sadalīt tikai vienu piena cukuru (laktozi), bet nevar sadalīt saharozi vai maltozi.
Citiem fermentiem, piemēram, papaīnam, ir plašāka substrāta specifika un tie var sadalīt dažādas saites dažādās olbaltumvielu molekulās.
Kad substrāts saistās ar enzīma aktīvo vietu, notiek ķīmiska transformācija, kā rezultātā veidojas reakcijas produkts (vai metabolīts). Fermenta darbības laikā to var ietekmēt aktivatori vai inhibitori. Pirmie paātrina tā darbu, bet otrie – palēnina.
Produkta pārpalikums no fermentatīvās reakcijas var arī apturēt fermenta darbību vai mainīt tā darbību. Enzīms var beigt pastāvēt pēc proteolītisko enzīmu uzbrukuma, kas var izraisīt tā inaktivāciju vai pilnīga iznīcināšana(gremošana līdz aminoskābēm)
Pamata funkcionālā īpašība Enzīms ir darbība – ātrums, kādā tas darbojas, iznīcinot, pārveidojot vai sintezējot noteiktas vielas. Fermentu aktivitāte ir atkarīga no daudziem ārējie faktori: temperatūra, vides skābums (pH), reakcijas substrātu vai tās produktu daudzums.
Temperatūrai pazeminoties un tuvojoties 0°C, ķīmisko reakciju ātrums samazinās un apstājas, kad ūdens sasalst.
Temperatūrai paaugstinoties, ķīmisko reakciju ātrums vispirms palielinās, bet pēc tam sāk samazināties, jo kad augsta temperatūra(50-100°C) notiek fermenta proteīna molekulu denaturācija (iznīcināšana).
Visi fermenti darbojas dažādos ātrumos. Piemēram, enzīms lizocīms veic 30 operācijas minūtē, bet membrānas enzīms karboanhidrāze - 36 miljonus operāciju minūtē!
Fermenta ātrums ir mainīgs. Pētot dažādu enzīmu darbu, mēs saskaramies ar ļoti lielu parametru izkliedi, kas atspoguļo ļoti atšķirīgs ātrums viņu darbs (enzīmu aktivitāte). Enzīmu aktivitātes atšķirību iemesls ir ne tikai tas, ka darbojas dažāds fermentu skaits.
Fermenta aktivitāte lielā mērā ir atkarīga no tā struktūras. Bieži vien nelielas izmaiņas aminoskābju sastāvā, kas parasti rodas ģenētiskās mutācijas vai ko izraisa neveiksmes biosintēzē, var būtiski mainīt fermenta īpašības vai izraisīt pilnīgu aktivitātes zudumu. Šī un citu iemeslu dēļ dažādi cilvēki Fermentu aktivitāte var ievērojami atšķirties. Fermentu darbību ietekmē arī regulējošie faktori, kā arī apstākļi, kādos darbojas konkrēts enzīms.
Mēs zinām par mutācijām cilvēka genomā. Šīs mutācijas, kuru skaits ir ārkārtīgi liels visu dzīvo organismu, tostarp cilvēku, genomā, izraisa izmaiņas DNS ķēdes nukleotīdu secībā. Galu galā šīs izmaiņas ir pamatā atšķirībām olbaltumvielu makromolekulu aminoskābju secībā, kas atspoguļojas fermentu īpašībās.
Ekstrēms negatīvu mutāciju variants genomā var būt ļoti zems vai pilnīgs enzīmu aktivitātes zudums, kas var izraisīt letālas sekas vai nopietnas slimības. Šajā gadījumā viņi runā par fermentu vai fermentopātiju, kas ir iedzimta slimība.
Bet, kā likums, lielākā daļa mutāciju izraisa noteiktas izmaiņas fermentu īpašībās, kas ietekmē tā darbību vai regulējošās īpašības. Bet ir gadījumi, kad fermentu aktivitāte var ievērojami palielināties, ko arī nevar uzskatīt par normālu.
Jebkura fermenta aktivitāti var kontrolēt, kas notiek dzīvās sistēmās. Ir vairāki fermentu kontroles posmi.
Pirmais kontroles posms darbojas genoma līmenī, kas nodrošina enzīmu biosintēzei nepieciešamo informāciju un regulē šīs informācijas izdalīšanos.
Otrais kontroles posms darbojas enzīmu biosintēzes līmenī šūnā, regulējot enzīmu ražošanu, fermentu pārnešanu uz vietu, kur tie darbosies, vai regulējot šūnu skaitu, kas ražo konkrētu fermentu.
Un visbeidzot, trešais kontroles posms darbojas fermentu aktivitātes regulēšanas līmenī tās darbības laikā, paātrinot (aktivizējot), palēninot (inhibējot) vai iznīcinot (inaktivējot) fermentus.
Bet fermentus var kontrolēt arī no ārpuses, piemēram, ar pareiza uztura palīdzību, regulējot tā biosintēzei nepieciešamo olbaltumvielu vai aminoskābju, koenzīmu vitamīnu, mikroelementu, pārtikas substrātu uzņemšanu.
Vai, gluži pretēji, kavē fermentu darbību, izmantojot pārtikas fermentu inhibitorus. Organismā iespējams arī nogādāt, piemēram, kopā ar pārtiku jau gatavus enzīmus, kas darbosies kuņģa-zarnu traktā (GIT) vai organisma iekšējā vidē kā sistēmiski enzīmi. Jūs varat ievadīt organismā saprofītiskās baktērijas (probiotikas), kas ražos papildu daudzumu nepieciešamo enzīmu, vai arī jūs varat tos ievadīt organismā. barības vielas(prebiotikas), kas ir zarnu mikroorganismu barības avoti un palielinās šo simbiontu baktēriju skaitu ( labvēlīgās baktērijas) un to fermentus.
http://on-line-wellness.com/
Neirotransmiteri.
Lai pārsūtītu informāciju no neirona uz neironu, ir īpaši bioloģiski aktīvi ķīmiskās vielas -neirotransmiteri.
Neirotransmiters (vai neirotransmiters) ir sava veida ķīmiskas izcelsmes “sūtnis”, kas ir iesaistīts signālu pārraidē, pastiprināšanā un modulācijā starp neironiem un citām ķermeņa šūnām (piemēram, muskuļu audiem). Vairumā gadījumu neirotransmiters tiek atbrīvots no gala aksoniem pēc tam, kad darbības potenciāls sasniedz sinapses. Pēc tam neirotransmiters šķērso sinaptisko plaisu un sasniedz citu šūnu vai neironu receptorus. Un tad procesā, ko sauc par atkārtotu uzņemšanu, tas saistās ar receptoru, un to uzņem neirons.
Uzbudinājuma pārraide sinapsē notiek ar neirotransmitera palīdzību.
Neirotransmiteriem ir svarīga loma mūsu Ikdiena. Zinātniekiem vēl nav izdevies noskaidrot precīzu neirotransmiteru skaitu, taču viņiem jau izdevies identificēt vairāk nekā 100 ķīmiskas vielas. Slimības vai, piemēram, zāļu ietekme uz neirotransmiteriem izraisa dažāda veida nelabvēlīgu ietekmi uz ķermeni. Tādas slimības kā Alcheimera un Parkinsona slimība izraisa noteiktu neirotransmiteru deficīts.
Neirotransmiteru klasifikācija
Atkarībā no to funkcijas neirotransmiterus var iedalīt divos veidos:
- ierosinošs: Šim neirotransmitera veidam ir uzbudinoša iedarbība uz neironu. Tie palielina varbūtību, ka neirons radīs darbības potenciālu. Galvenie ierosinošie neirotransmiteri ir adrenalīns un norepinefrīns.
- inhibējošs: šiem neirotransmiteriem ir inhibējoša iedarbība uz neironu; tie samazina iespējamību, ka tiks radīts darbības potenciāls. Galvenie inhibējošie neirotransmiteri ir serotonīns un gamma-aminosviestskābe(vai GABA).
Dažiem neirotransmiteriem, piemēram, acetilholīnam un dopamīnam, var būt ierosinoša un inhibējoša iedarbība atkarībā no postsinaptiskā neirona receptoru veida.
Turklāt jebkuru no neirotransmiteriem var iedalīt vienā no sešiem veidiem:
1. Acetilholīns
2. Aminoskābes: GABA, glicīns, glutamāts, aspartāts.
3. Neiropeptīdi: oksitocīns, endorfīni, vazopresīns utt.
4. Monoamīni: adrenalīns, norepinefrīns, histamīns, dopamīns un serotonīns.
5. Purīni: adenozīns, adenozīna trifosfāts (ATP).
6. Lipīdi un gāzes: slāpekļa oksīds, kanabinoīdi.
Atklājošie neirotransmiteri
Neirotransmiteru identificēšana var būt diezgan sarežģīta. Lai gan zinātnieki ir atklājuši, ka neirotransmiteri atrodas pūslīšos (membrānas pūslīšos), patiesībā nav tik viegli noskaidrot, kādas ķīmiskās vielas tiek uzglabātas šajās pūslīšos. Tāpēc neirozinātnieki ir formulējuši vairākus raksturlielumus, ko var izmantot, lai noteiktu, vai viela vezikulā ir neirotransmiters:
- tai jārada neirona iekšienē;
- neironā jābūt proenzīmiem;
- tajā jābūt arī pietiekamam šīs vielas daudzumam, lai tā iedarbotos uz postsinaptisko neironu (to, uz kuru tiek pārraidīts impulss);
- šī viela ir jāražo presinaptiskajam neironam, un postsinaptiskajam ir jābūt receptoriem, ar kuriem tā varētu saskarties;
- ir jābūt atpakaļsaistes mehānismam vai fermentam, kas aptur vielas darbību.