книги из ГПНТБ / Кизеветтер И.В. Биохимия сырья водного происхождения учеб. пособие

скую нервную систему, превращают фермент фосфори­ лазу в активную форму, чем способствуют распаду гли­ когена в печени и мышцах и накоплению глюкозы в крови.

Адреналин начинает действовать в организме чело­ века при дозе в 0,00001 мг на 1 кг массы; нормально в крови содержится 0,015 мг% адреналина; при большем содержании он действует как сильный яд.

В коре надпочечников обнаружено несколько десят-

jков индивидуальных стероидов, многие из которых яв­ ляются биологически активными и входят в группу кор­ тикальных стероидных гормонов, или кортикостероидов.

Вбиосинтезе стероидных гормонов участвует холесте­ рин, содержание которого в корковом слое надпочечни­ ков достигает 5%. Кортикостероиды регулируют угле­

водный, липидный, белковый, солевой и водные обмены; содержание в крови ионов натрия, калия, глюкозы, мочевины и т. п. 75—80% кортикальных стероидных гормонов представлено альдостероном, кортикостероном и кортизоном.

Кортикальные гормоны проявляют разную актив­ ность при регулировании хода одноименных процессов. Например, альдостерону принадлежит главная роль в регулировании содержания в крови натрия и калия, а кортикостерон играет основную роль в регуляции обра­ зования в организме глюкозы из неуглеводных, главным образом белковых соединений.

Инсулины, полученные из желез различных живот­ ных, имеют различное расположение аминокислотных остатков в полипептидах. Мономеры инсулина с по­ мощью атомов цинка соединяются в димеры. Молеку­ лярная масса макромолекул инсулина — 24000, 36000 и 48000.

дение из организма эстрогенов^подавляют образование новых яйцеклеток и регулируют ход биохимических про­ цессов, связанных с течением беременности.

Нарушение функций половых желез или их удаление (кастрация) вызывает снижение возбудимости, затруд­ няет образование условных рефлексов, ведет к дегра­ дации вторичных половых признаков, ослабляет интен­ сивность окислительных процессов и стимулирует отло­ жение липидов в организме.

Вгипофизе (придаток головного

Гормоны мозга) продуцируется много гормо- гипофиза нов, участвующих в регулировании развития важнейших биохимических процессов. Нарушение функций гипофиза или его уда­

ление вызывает глубокие изменения в организме: у мо­ лодых особей прекращается рост, атрофируются поло­ вые железы и вторичные половые признаки, нарушается углеводный и азотистый обмен, нарушаются функции половых желез, надпочечников, щитовидной железы и т. п. В различных частях гипофиза продуцируются

Удевять гормонов, имеющих различные функции.

Впередней доле гипофиза вырабатывается шесть гормонов (гормон роста, два гонадотропных гормона, адренокортикотропный гормон, лактотропный и тирео-

образование костной и хрящевой ткани, усиливает син­ тез белков в тканях; способствует синтезу фосфолипи­ дов в печени и накопление в ней липидов; тормозит использование глюкозы. У взрослого человека избыточ­ ное образование гормона ведет к непропорциональному росту костей конечностей и черепа, а у детей — к про­ порциональному увеличению роста всех костей (гиган­ тизм). Заболевание гипофиза, ведущее к уменьшению содержания гормона, задерживкет рост (карлики). Гормоны, полученные из гипофизов различных живот­ ных, обладают специфичностью действия, различаются по молекулярной массе (от 26000 до 44000), а также по составу полипептидной цепочки, в которой может со-

созревание и регулируют деятельность половых желез (фолликулостимулирующий регулирует развитие фол­ ликулов яичников и сперматогинез в семенниках, лютеинизирующий стимулирует созревание фолликулов и развитие интерстициальных клеток в семенниках).

теряют биологическую активность. Гормоны из гипофи­ зов разных видов животных имеют разную молекуляр­

кортикостеронов; усиливает выделение в кровь гормонов надпочечников, и в частности кортизона; является анта­

тироксина, избыток которого подавляет выделение гипо­ физом тиреотропного гормона. Такое взаимное регули­ рование обеспечивает стабильное содержание тироксина (биологически активного йода) в крови.

В средней доле гипофиза у многих животных проду­ цируется м е л а н о ф о р с т и м у л и р у ю щ и й г о р мо н , регулирующий процесс превращения тирозина в пигмент меланин. Известны две модификации гормона, разли­ чающиеся по составу и расположению аминокислот в молекулах.

В задней доле гипофиза вырабатываются два гормо­

уменьшает мочеотделение. Нарушение процесса образо­ вания вазопрессина ведет к заболеванию несахарным

бенно мышц матки. Гормон является полипептидом сходного с вазопрессином строения.

В различных тканях образуются Гормоноподобные биологически активные вещества,

вещества действующие подобно гормонам.

Р е н и н продуцируется в почках, регулирует расщепление ß-глобулина сыворотки крови до полипептида антиотензина, регулирующего давление крови.

Г и с т а м и н образуется в результате декарбоксилирования гистидина при участии декарбоксилазы. Он уча­ ствует в передаче нервных импульсов к стенкам крове­

зультате окисления и декарбоксилирования триптофана при участии триптофандекарбоксилазы. Он вызывает по­ вышение артериального давления, действует на гладкую мускулатуру кровеносных сосудов, бронхов, матки; в

и уксусной кислоты при участии холинацетилазы, аденозинтрифосфата и коэнзима А; обеспечивает передачу возбуждения от двигательных нервов на мышцу (ско­

кого кишечника; полипептид (молекулярная масса 5000),

части желудка; регулирует продуцирование соляной кислоты.

В слизистой оболочке тонких кишок вырабатывается еще несколько гормоноподобных веществ: холецистокинон (усиливает выделение желчи), панкреозимин (уси-

ливает продуцирование ферментов в поджелудочной же­

цин — в качестве стимулятора молочной продуктивности. Для лечебных целей гормональные препараты выпу­ скают в сухом виде (порошки, таблетки) и в виде ра­

створов.

Препараты из щитовидной железы выпускают в су­ хом виде и в виде растворов.

Адреналин, который получают из надпочечников, а также синтетически, обычно выпускают в виде 0,1%-го раствора в 0,01 н. НС1.

Инсулин выпускают в виде дозированных растворов в ампулах.

Источником получения гормонов или их препаратов являются эндокринные железы убойного скота. Многие гормоны получают путем синтеза.

ПРОЧИЕ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫЕ ВЕЩЕСТВА

I

Кроме витаминов, ферментов и гормонов обнаружена группа органических веществ, обладающих специфиче­ ской биологической активностью.

В тканях животного и растительно- Антиметаболиты го происхождения обнаружена груп­ па веществ, тормозящих развитие ферментативных процессов. Подобно антивитаминам,

антиметаболиты соединяются с ферментами, образуя комплексы, лишенные биологической активности. В ре­ зультате этого нарушаются биохимические процессы и возникают всякого рода нарушения процессов обмена и образования необходимых для организма промежуточ­ ных продуктов обмена (метаболитов).

В настоящее время выделено и изучено действие довольно многочисленной группы антиметаболитов. На-

пример, антиметаболитом метионина является сульфоксимин метионина, который выключает метионин из про­ цессов обмена.

Антиметаболитом фенилаланина является ß-2-тиэтил- аланин, который инактивирует ферментную систему, обеспечивающую нормальное использование фенилала­ нина в белковом обмене.

Избирательные биохимические свойства антиметабо­ литов позволяют их использовать для терапевтических целей.

Их относят к биологически актив- Антибиотики ным веществам. Эти вещества были обнаружены в составе продуктов жизнедеятельности многих грибов, актиномицетов, бак­

терий и даже дрожжей.

Антибиотики избирательно влияют на биохимическую активность тканевых и бактериальных ферментов, осла­ бляя или прекращая их деятельность, т. е. играют роль химических защитных факторов, оказывая бактериоста­ тическое действие.

Широкое применение антибиотики получили в меди­ цине для профилактики и лечебных целей. Среди анти­ биотиков широкое распространение получили пеницил­ лин (вырабатывается плесневым грибком Penicillum), стрептомицин (продуцируется почвенным лучистым гриб­ ком Actinomyces globisporus), ауромицин, грамицидин

идр.

. Антибиотики можно применять в качестве дополни­

тельного к пониженным температурам (охлаждение) консервирующего средства при сохранении белковых пищевых продуктов, особенно ауреомицин (хлортетрациклин), тетрамицин (окситетрациклин) и хлоромицин.

Это антибиотические вещества, ко- Фитонциды торые вырабатываются в раститель­ ных клетках. Б. Н. Токин обнару­

жил, что многие растения (чеснок, лук, хрен, красный перец и др.) выделяют летучие и растворимые в воде вещества, которые обладают бактерицидным, протистоцидным и фунгицидным действием. Фитонциды у расте­ ний играют роль факторов иммунитета.

О химии фитонцидов пока известно немного. Имеется много фактов, свидетельствующих об аналогичности действия фитонцидов и эфирных масел, однако мощный фитонцидный эффект обнаружен и у растений, не содер­ жащих эфирных масел.

Проводятся исследования по применению фитонци­ дов в медицинской практике и для повышения стойко­ сти белковых продуктов при хранении.

БИОХИМИЯ ПИТАНИЯ

«Жизнь — это способ существования белковых тел, существенным моментом которого является постоянный обмен веществ с окружающей их внешней природой,

причем с прекращением этого обмена веществ прекра­ щается и жизнь, что приводит к разложению белка»1.

Живые организмы нуждаются в по- Пищеварение стоянном притоке извне воды, кис­ лорода и питательных веществ. Ор­ ганизмы извлекают из пищи необходимую энергию и в

результате биохимических реакций, протекающих при тканевом обмене (метаболизм), синтезируют вещества, необходимые для восстановления, обновления и постро­ ения вещества клеток (ассимиляция, или анаболизм). Ассимиляционные процессы способствуют увеличению живой массы организма и накоплению веществ с высо­ ким энергетическим уровнем.

Наряду с синтезом в организме идет распад усвоен­ ных организмом веществ (диссимиляция, или катабо­ лизм), а образующиеся при этом продукты распада раз­ ными путями выводятся из организма.

В раннем возрасте процессы ассимиляции преобла­ дают над процессами диссимиляции, а в старости — нао-

1 Ф. Э н г е л ь с , « Д и а л е к т и к а п р и р о д ы » , Г о с п о л и ти зд а т, 1950, с. 244.

борот. В отличие от наземных животных у рыб в тече­ ние всего онтогенеза ассимиляционные процессы преоб­ ладают над диссимиляционными.

В зависимости от характера обмена веществ все жи­ вые организмы разделяют на две группы: автотрофов и гетеротрофов.

Автотрофные организмы используют для питания содержащиеся во внешней среде (атмосфера, гидросфе­ ра, почва) неорганические вещества (углекислый газ, воду, минеральные соли), синтезируя из них органиче­ ские вещества, причем основным источником для син­ теза органического вещества является углекислый газ. Пища автотрофов бедна свободной энергией и для син­ теза используется солнечная энергия. К автотрофам от­ носятся зеленые наземные растения и водоросли, кото­ рые путем фотосинтеза создают органические вещества из воды и углекислого газа, содержащихся в атмосфере или гидросфере.

Гетеротрофные организмы, к которым относятся все наземные и водные животные, бесхлорофильные расте­ ния, грибы и большинство бактерий для синтеза собст­ венных органических веществ нуждаются в готовых ор­ ганических веществах, которые должны поступать в ор­ ганизм с пищей, а необходимая для организма энергия в этом случае выделяется при окислении органических веществ в процессе дыхания.

В природе существует замкнутый цикл обмена ве­ ществ; автотрофы, используя солнечную энергию, угле­ кислоту и воду, продуцируют углеводы, липиды, белки, которые потребляются в качестве пищи гетеротрофами. При усвоении пищи (биологическое окисление) гетеротрофы продуцируют углекислый газ и воду, которыми питаются автотрофы.

организма и накопление резервных веществ, которые в случае необходимости используются для осуществления вторичного — эндогенного питания.

Эндогенное питание свойственно всем живым орга­

низмам и растениям, но возникает оно в результате по-

»

явления причин трофического характера, например у не­ которых видов рыб (сазан, сельдь, тихоокеанские лосо­ си, осетровые и др.) эндогенное питание наступает во время длительной зимовки, созревания половых желез или при длительных миграциях. При эндогенном пита­ нии происходит значительная трата жировых и белко­ вых запасов организма, что приводит не только к глу­ бокому истощению (сельдь), но и к гибели рыбы (кета, горбуша).

Обмен веществ специфичен для отдельных биологи­ ческих видов, но его характер существенно зависит от питания, условий внешней среды (температура, влаж­ ность, климат и т. п.), возраста, физиологического со­ стояния и других причин биологического характера.

Биохимические превращения, протекающие при об­ мене веществ, можно подразделить на четыре взаимо­ связанные стадии.

На первой стадии, которая называется пищеварени­ ем, в желудочно-кишечном тракте пища превращается

ввещества, удобные для усвоения организмом. На вто­ рой стадии эти вещества всасываются в кровь и перено­ сятся ко всем органам и тканям организма. На третьей стадии происходят процессы синтеза веществ, из которых строятся ткани организмов, и одновременно идут про­ цессы распада с образованием промежуточных и конеч­ ных продуктов обмена. На четвертой стадии организм освобождается от конечных продуктов обмена, которые

восновном удаляются с мочой и фекальными массами.

Для поддержания нормальной жизнедеятельности организм должен получать с пищей необходимое коли­ чество белков, углеводов, липидов; процессы обмена ве­ ществ могут нормально протекать только при наличии достаточного количества воды, в присутствии комплекса минеральных веществ и при оптимальной температуре. Непременными участниками процессов обмена являются биологические катализаторы (ферменты), а также осо­ бые биологические активные соединения — коферменты, витамины, гормоны.

Освобождающаяся при диссимиляции органических соединений энергия частично идет для покрытия энерге­ тических затрат, частично аккумулируется в соединени­ ях, богатых энергией.