2.Применение ферментов в промышленности.

Ферменты широко используют в различных отраслях промышленности: пищевой, фармацевтической, текстильной, кожевенной и других отраслях промышленности, в медицине, сельском хозяйстве, химическом синтезе.

Одним из самых значительных практических результатов биотехнологии является применение различных ферментов и ферментных препаратов. Ферменты, выделяемые микроорганизмами, использовались человеком достаточно давно, но сущность ферментативных процессов не была известна. С развитием биотехнологии и, в частности, инженерной энзимологии стало возможным выделять ферменты из живых организмов и использовать их непосредственно в различных областях промышленности.

Применение ферментных препаратов в отраслях пищевой промышленности позволяет интенсифицировать технологические процессы, улучшать качество готовой продукции, увеличивать ее выход, а также сэкономить ценное пищевое сырье. Особое внимание технологов и других специалистов, перерабатывающих биологическое сырьё, привлекают ферменты первого класса – оксидоредуктазы и третьего – гидролазы. При переработке пищевого сырья происходит разрушение клеток биологического материала, повышается доступ кислорода к измельчённым тканям и создаются благоприятные условия для действия оксидоредуктаз, а высвобождающиеся гидролазы расщепляют основные структурные компоненты клетки - белки, липиды, полисахариды и гетерополисахариды.

3.Понятие о гормонах как гуморальных регуляторах жизнедеятельности живых организмов.

Учение о гормонах выделено в самостоятельную науку – эндокринологию.

Гормоны  – биологически активные  вещества органической природы, вырабатывающиеся в специализированных клетках желез внутренней секреции, поступающие в кровь и оказывающие регулирующее влияние на обмен веществ и физиологические функции.

К настоящему времени открыто более сотни различных веществ, наделенных гормональной активностью, синтезирующихся в железах внутренней секреции и регулирующих процессы обмена веществ.

По химической природе, физико–химическим и биологическим свойствам гормоны делятся на: белковые, пептидные, стероидные (или липидные), производные аминокислот.

Гормоны обладают высокой биологической активностью. Размер молекул гормонов сравнительно небольшой это обеспечивает их проникновение через стенки капилляров из кровяного русла в ткани. Малые размеры молекул облегчают гормонам выход из клеток через клеточные мембраны. Гормоны сравнительно быстро разрушаются тканями, поэтому для обеспечения длительного действия необходимо их постоянное выделение в кровь. Только в этом случае возможно поддержание постоянной концентрации гормонов в крови.

Гормоны действуют на обмен веществ, регулируют клеточную активность, способствуют проникновению продуктов обмена веществ через клеточные мембраны. Гормоны влияют на дыхание, кровообращение, пищеварение, выделение; с гормонами связана функция размножения. Рост и развитие организма, смена различных возрастных периодов связаны с деятельностью желез внутренней секреции.

Понятно, что, выполняя столь многочисленные и разнообразные функции, гормоны обладают и соответствующим набором специфических свойств, среди которых важнейшими являются:

 чрезвычайно высокая физиологическая активность — очень малые количества гормонов вызывают весьма значительные изменения в работе органов и тканей;

 дистанционное действие — способность регулировать работу органов, удалённых от железы, вырабатывающей гормон, что становится возможным, потому что гормоны доставляются к этим органам с током крови;

 быстрое разрушение в тканях, так как, оказывая очень сильное влияние на работу органов и тканей, гормоны не должны накапливаться в них;

 непрерывное продуцирование и регулируемая секреция вызваны необходимостью постоянного регулирования работы соответствующего органа в каждый момент времени.

Из анализа характерных свойств гормонов, как мощного средства гуморальной регуляции, ясно, что их образование эндокринными железами (железами внутренней секреции) должно в каждый момент времени точно соответствовать состоянию организма. Обеспечение этого соответствия осуществляется по принципу обратной связи: не только гормон влияет на контролируемую систему органов и процессы в ней, но и состояние самой системы определяет производительность соответствующей железы, скорость образования и количество вырабатываемого гормона. Например, снижение концентрации глюкозы в крови тормозит секрецию инсулина (гормона, вызывающего уменьшение содержания глюкозы) и ускоряет секрецию глюкагона (гормона, стимулирующего рост концентрации глюкозы в крови). Таким образом, благодаря принципу обратной связи именно гормоны обеспечивают гомеостаз — постоянство состава внутренней среды организма, контроль и регулирование содержания воды, углеводов, электролитов в нём.

Гормоны обладают относительной видовой специфичностью, что имеет важно значение, так как позволяет недостаток того или иного гормона в организме человека компенсировать введением гормональных препаратов, получаемых из соответствующих желез животных. В настоящее время удалось не только выделить многие гормоны, но даже получить некоторые из них синтетическим путем. По химическому строению некоторые гормоны относятся к полипептидам (инсулин и большинство гормонов гипофиза).

Для поддержания роста, жизнедеятельности и развития организма требуется определенный уровень гормонов в крови. При недостатке того или иного гормона говорят о гипофункции данной железы. Если гормон вырабатывается в избытке, то это считают гиперфункцией. Нарушение функции одной из желез внутренней секреции вызывает нарушение эндокринного баланса всего организма. При гипо- или гиперфункции желез возникают эндокринные заболевания.

Инсулин и адреналин как представители гормонов.

Инсулин и адреналин – гормоны, оказывающее противоположное действие на некоторые процессы в организме. Воздействие инсулина, синтезируемого поджелудочной железой, на метаболизм углеводов состоит в том, что при поступлении глюкозы он накапливает ее в печени в виде гликогена – сложного полисахарида. Это вещество является запасным источником энергии и резервом глюкозы для всего организма. Кроме того, этот гормон усиливает поглощение тканями аминокислот, активно участвует в синтезе жиров и белка, поэтому его называют гормоном-строителем. Вместе с гормоном роста он обеспечивает развитие организма и увеличение массы и размеров тела.

Адреналин – гормон, синтезируемый в мозговом слое надпочечников, наоборот, способствует превращению запасов гликогена в сахар. Гормоны коры надпочечников – адреналин и норадреналин – повышают концентрацию глюкозы в крови, тормозят синтез белка, изменяют артериальное давление и частоту сокращений сердца, углубляет дыхание, увеличивает потребность мышц в кислороде и усиливает выделение ими тепла.

Выделение инсулина и адреналина регулирует центральная нервная система, поэтому каждое эмоциональное возбуждение сопровождается выбросом в кровь адреналина. А это ведет к повышению в ней уровня сахара. Если он превышает норму, в работу включается инсулин. Синтезируемый поджелудочной железой гормон снижает этот показатель до нормального уровня. Но это происходит, если человек здоров. При сахарном диабете собственный гормон не вырабатывается или его недостаточно, поэтому при сильных психологических переживаниях компенсировать повышение глюкозы нечем. Разве что сделать инъекцию экзогенного инсулина. Поэтому людям с этим заболеванием рекомендуется избегать стрессов.

Все полезные функции инсулина проявляются как благодаря его прямому влиянию на синтетические процессы в организме, так и за счет присущих гормону поджелудочной железы свойств усиливать проникновение глюкозы и аминокислот в ткани. Все эти полезные качества данного гормона широко используются в медицине при лечении и восстановлении тяжелых, ослабленных больных в клинических условиях. Пациентам вводится инсулин вместе с глюкозой и комплексом витаминов. Такой метод терапии способствует улучшению обменных процессов в организме, и больные быстрее восстанавливают здоровье и силы после тяжелых операций.