Основы физической, коллоидной и биологической химии. Курс лекций

CH3 OH

| |

OH–CH2–C–––CH–CO–NH–CH| 2–CH2–COOH

CH3

Холин, витамин В4. По химическому строению это аминоэтиловый спирт.

Функция: участвуетвобменелипидов, синтезеацетилхолина, лецитина. При авитаминозе – жировое перерождение печени и почек.

НО–СН2–СН2–|N≡(CН3)3

ОН

Никотиновая кислота, никотинамид, ниацин, витамин РР (В5), антипеллагрический фактор. По химическому строению ни-

котиновая кислота и ее амид (никотинамид). Функция: участвует в окислительных реакциях. Входит в состав коферментов НАД и НАДФ (в ферментах – анаэробных дегидрогеназах). В тканях РР синтезируется из триптофана. Снижает содержание холестерина в крови. При авитаминозе: дерматиты (пеллагра), диарея, деменция.

Пиридоксол, витамин В6, антидерматитный. По строению – производное пиридина. Встречается в трех формах: пиридоксол

(спирт), пиридоксаль (альдегид), пиридоксамин (соединение с NН2). Функция: образует кофермент фосфопиридоксаль (ФП)

при участии пиридоксальфосфаткиназы и АТФ. ФП входит в состав ферментов аминтрансфераз и декарбоксилаз аминокислот. При ави-

51

таминозе: симметричные дерматиты (акродиния), судороги, гипохромная анемия.

Фолиевая кислота (фолацин), витамин Вс, (В9), антиане-

мический. Содержит остатки птеридина, парааминобензойной и глутаминовой кислот. Находится в растениях (folium – лист) и дрожжах. Синтезируется микрофлорой пищеварительного трак-

та. Является коферментом ферментов, участвующих в метаболизме формильных и метильных групп, в синтезе метионина,

серина, гистидина, креатина, холина, азотистых оснований. Вместе с витамином В12 участвует в процессах кроветворения. При гиповитаминозе Вс развивается лейкопения и мегабластическая (гипохромная) анемия.

Цианкобаламин, витамин В12, антианемический. Содержит в своем составе нуклеотидную и хромофорную части. Функции: входит в состав метилтрансфераз и участвует в синтезе метионина, холина, креатина, адреналина. Стимулирует синтез белков (особенно Нв), а также РНК и ДНК. Повышает активность изомераз. При авитаминозе: анемия, поражение нервной системы, нарушение желудочной секреции. У жвачных синтезируется в рубце микрофлорой при наличии солей Со.

52

Цианкобаламин (витамин В12)

Аскорбиновая кислота, витамин С, антицинготный. Произ-

водное гулоновой кислоты. Функции: стимулирует синтез белков (особенно коллагена), хрящевой и костной тканей, гормонов надпочечников, участвует в ОВР. При авитаминозе: кровоточивость десен, кровоизлияние на мышцах, слизистых оболочках, слабость, в моче появляется креатин. У коров в молоке кровь, у пушных зверей – парезы и параличи. Источники: зеленые растения, овощи и фрукты.

53

Аскорбиновая кислота (витамин С)

Биотин, витамин Н, (В7), антисеборрейный. Содержит ими-

дазольное и тиофеновые кольца, а также остаток валериановой кислоты. Функция: участвует в образовании карбоксильных групп (–СООН). В качестве кофермента входит в состав карбоксилаз (+СО2) кетокислот. Стимулирует синтез пуринов, мочевины, липидов. Стимулятор роста дрожжей. При авитаминозе: себорея (усиленное выделение жира сальными железами кожи), дерматит («очкастые глаза»). Антивитамин – белок куриного яйца авидин.

Биотин (витамин H)

О

||

C

HN NH

HC CH

H2C CH–(CH2)4–COOH

S

54

5.3. БИОФЛАВОНОИДЫ

Витамин Р – группа веществ (флавонов), придающих окраску растениям – рутин, эридиктиол, кверцетин. Они участвуют в ОВР, предохраняют адреналин от окисления. Ингибиторы фермента гиалуронидазывстенкахкапилляров. Используютсяприлеченииполиартритов, ревматизма, лучевойболезни. Ихмноговцитрусовых, шиповнике.

Витамин U (S-метилметионинсульфониламид). Производное метионина. Предохраняет от язвы желудка и двенадцатиперстной кишки. Является донором метильных групп при синтезе холина и креатина, метилгистидина. Задерживает отложение холестерина в сосудах. Содержится в капусте, томатах, луке, моркови.

Вопросы для самоконтроля

1.Что такое витамины?

2.Дайтеклассификациювитаминов. Перечислитеназваниявитаминов по международной номенклатуре.

3.Охарактеризуйте жирорастворимые и водорастворимые витамины.

4.Приведите примеры использования витаминов в животноводстве.

6.ГОРМОНЫ, ИХ СТРОЕНИЕ И ФУНКЦИИ

Это биологически активные вещества (БАВ), которые образуются в железах внутренней секреции, принимают участие в регуляции обменных процессов. При их недостатке наступает гипо-

функция, при избытке – гиперфункция.

У пептидных гормонов имеются транспортные белки, которые предохраняют их от разрушения плазменными протеазами. Гормоны в плазме и тканях имеют концентрацию 10–7–10–10 моль. В тканях есть белковые рецепторы, которые воспринимают влияние гормонов.

Механизм действия гормонов: 1. Гормоны стимулируют син-

тезбелков-ферментовпосхеме: гормонген(ДНК) фер-

55

ментный белок. 2. Повышают или снижают активность ферментов путем аллостерического ингибирования. 3. Изменяют проницаемость клеточных мембран.

Гормоны гипотоламуса. Связь между ЦНС, гипоталамусом и гипофизом осуществляется нейрогуморальным путем.

В ядрах гипоталамуса синтезируются стимуляторы (пептидлиберины) и ингибиторы (статины), регулирующие образование гормонов гипофиза. По химическому строению это пептиды, содержащие от 3 до 14 остатков аминокислот. Тиролиберин – стимулирует образование тиреотропного гормона гипофиза. Меланолиберин – стимулирует образование меланотропина, а меланостатин – тормозит этот процесс. Люберин – стимулирует образование лютеинизирующего гормона. Соматостатин – тормозит образование соматотропного гормона.

Простагландины – это клеточные гормоны, которые впервые были выделены из предстательной железы (простаты). По химическому строению это производные ненасыщенной арахидоновой кислоты. Они изменяют активность адениланциклазы, участвующей в синтезе цАМФ. Простагландины стимулируют распад жиров (липолиз) и глюкозы (гликолиз), успокаивают ЦНС, повышают силу сердечных сокращений, но расширяют мелкие сосуды, снижая артериальное давление. Стимулируют сокращение матки и применяются при слабых родовых потугах.

По химическому строению гормоны делят на: 1) производные стеринов – это гормоны половые и коры надпочечников; 2) производные белков и полипептидов (белок – инсулин, пептид – оксито-

цин); 3) производные аминокислот – тироксин из тирозина; 4) производные ненасыщенных жирных кислот (простагландины).

По структуре гормоны делят на липофильные (стероиды, тиреоиды) и гидрофильные (белковые и производные аминокислот).

Гормоны передней доли гипофиза (аденогипофиза) по хими-

ческому строению белки и полипептиды. Соматотропный (СТГ, гормон роста) стимулирует рост мышечной, костной и хрящевой тканей, синтезбелков, РНКиДНК. Пригипофункции– замедление роста (нанизм). При гиперфункции – быстрый непропорциональ-

ный рост (акромегалия). Адренокортикотропный (АКТГ) стиму-

лирует развитие надпочечников и синтез их гормонов. Тиреотропный (ТТГ) стимулирует развитие щитовидной железы и синтез ее

56

гормонов, поглощение йода этой железой. Пролактин стимулирует развитие жёлтого тела и молочной железы. Фолликулостимулирующий (ФСГ) стимулирует развитие фолликулов, а у самцов – сперматогенез. Лютеинизирующий (ЛГ), лютропин стимулирует развитие жёлтого тела и образование прогестерона.

Гормон средней доли гипофиза. Меланоцитостимулирующий

(МСГ, меланотропин) стимулирует синтез пигментов меланина и родопсина. При гипофункции – альбиносы.

Гормоны задней доли гипофиза. Вазопрессин (ВП), сосудо-

суживающий, антидиуретический (АДГ). Циклический пептид из 9 аминокислот. Суживает сосуды и повышает кровяное давление. Стимулирует обратное всасывание воды в почечных канальцах. При гиперфункции – гипертония, при гипофункции – «несахарный диабет». Окситоцин (ОКСТ). Циклический пептид из 9 аминокислот. Стимулирует сокращение гладких мышц, особенно матки.

Гормоны щитовидной железы. Тироксин (тетрайодтиро-

нин), трийодтиронин, дийодтиронин. Образуются из двух мо-

лекул аминокислоты тирозин с присоединением йода. Функции: стимулируют синтез и окислительный распад белков, РНК, ДНК, углеводов и липидов, а также рост и развитие организма, вызывают разобщение окисления и фосфорилирования. При гипофункции, вызванной недостатком йода, возникает задержка роста, снижение продуктивности, эндемический зоб. У детей – кретинизм, у взрослых – слизистый отек (микседема). При гиперфункции: повышается интенсивность обмена веществ, температура тела, исхудание (кахексия), пучеглазие – все это признаки базедовой болезни.

Тироксин (3,5,3',5'-тетрайодтиронин)

57

В парафолликулярных клетках щитовидной железы вырабатывается гормон тиреокальцитонин – полипептид. Функции: снижает содержание кальция в крови, стимулирует отложение кальция и фосфора в костях.

Гормон паращитовидной железы. Паратгормон – белок, со-

стоящий из 84 аминокислот. Функции: стимулирует всасывание кальция из кишечника, повышает его содержание в крови (антагонист кальцитонина), активирует остеокласты и выделение кальция и фосфора из костей в кровь. При гипофункции: снижается уровень кальция и повышается уровень фосфора в крови, повышается возбудимость ЦНС, мышц (судороги). При гиперфункции – кальций откладывается во внутренних органах.

Гормоны вилочковой (зобной) железы, тимуса. Желе-

за (лимфоэпителиальный орган) располагается справа и слева от трахеи, функционирует только у молодняка. Тимозин – полипептид из 28 аминокислот, тимопоэтин – полипептид из

49 аминокислот, лимфоцитостимулирующий гормон (ЛСГ) –

белок. Функция: стимулируют выработку иммунных белков, Т-лимфоцитов.

Гормоны надпочечников. При их гипофункции: потеря аппетита, малоподвижность, бронзовая пигментация кожи (адиссонова болезнь).

Гормоны мозгового слоя. Адреналин и норадреналин образу-

ются из тирозина. Функции: стимулируют синтез фосфорилазы А, повышаютсодержаниеглюкозывкрови(гипергликемия), ионапоявляется в моче (глюкозурия), суживают периферические сосуды, повышая кровяное давление, но расширяют сосуды мозга и сердца, учащается и усиливается сердцебиение.

58

Гормоны коркового слоя. Все они высокомолекулярные ци- клические спирты – стерины. Их больше 100. Основные: а) глико- кортикоиды: кортикостерон, гидрокортикостерон, кортизон, б) ми- нералокортикоиды: альдостерон, дезоксикортикостерон, кортизол. Функции: гликокортикоиды стимулируют синтез глюкозы из ами- нокислот (тормозя синтез белков), повышают содержание глюко- зы в крови, снижают воспалительную реакцию. Минералокорти- коиды регулируют минеральный обмен, усиливают воспалитель- ную реакцию. Кортизон применяется при лечении полиартритов, ревматизма, астмы.

ОГидрокортизон

ОКортизон

Гормоны поджелудочной (панкреатической) железы. Инсулин

вырабатываетсявбета-клеткахостровковЛангерганса. Белоксостоитиздвухцепочек: А– 21 аминокислота, В– 30 аминокислот. Функции: а) увеличиваетпроницаемостьмембрандляглюкозыиееокис-

59

ление в клетках; б) стимулирует синтез гликогена из глюкозы, снижая ее содержание в крови; в) стимулирует синтез жиров из углеводов. При гипофункции: повышается содержание глюкозы в крови (гипергликемия), жажда, выделение глюкозы (глюкозурия) и белка (альбуминурия) с мочой – это признаки сахарного диабета. Глюка- гонобразуетсявальфа-клеткахостровковЛангерганса. Полипептид из 29 аминокислот. Активирует фосфорилазу, повышая содержание глюкозывкровиприраспадегликогена. Липокаинобразуетсявэпителии выводных протоков железы, полипептид. Стимулирует окисление жиров, предупреждая жировое перерождение печени.

Половыегормоны. Этовысокомолекулярныециклическиеспирты (стерины). Мужские – тестостерон, андростерон. Стимулируют половое влечение, синтез белков и мышечной ткани, образование спермиев. Женские – эстрон (фолликулин), эстрадиол, эстриол, стимулирующие рост и развитие организма, появление вторичных половых признаков, половых циклов, овуляцию; Гестагены – это гормоны жёлтого тела, производные прегнана. Прогестерон, образующийсявжелтомтеле, тормозитовуляцию, стимулируетобразование плаценты, развитие молочных желез.

При кастрации снижается уровень окислительных процессов, двигательная активность, замедляется рост и развитие, усиливается отложениежиров. Синтетическийметилтестостеронактивнееприродного, применяетсяприсниженииполовойактивности. Синтетическийсинестрол используется для борьбы с яловостью, при лечении эндометритов. Сывороткажеребыхкобыл(СЖК) применяетсявовцеводстве длястимуляциимногоплодия, особенноукаракулевыховец.

О

CH3

НО

Андростерон

НО

Дегидроандростерон

60