Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Биохимия в животноводстве. Учебное пособие

.pdf
Скачиваний:
0
Добавлен:
07.09.2026
Размер:
2 Мб
Скачать
О
СН3
СН2ОН
С
О
СН3
СН2ОН
С
О
ОН
О
СН3
11-дегидрокортикостерон
СН2ОН
С
СН3
О
О
ОН
СН3
17-гидрокси-11-дезокси-
кортикостерон
СН2ОН
С
СН3
О
О
ОН
О
17-гидроксикортикостерон
СН3
О
СН3
17-гидрокси-11-дегидрокси-
кортикостерон
Повышенное накопление глюкозы в крови происходит за счет белков и жиров, которые быстро распадаются под влиянием гормонов коры надпочечников. Одновременно, по-видимому, за­держивается синтез белков в тканях животного, в связи с чем в крови повышается содержание аминокислот. Введение в орга-
71
низм больного животного экстрактов из коры надпочечников или гормонов коры устраняет многие из этих нарушений. Многие кортикостероны восстанавливают уровень гликогена и сахара в крови (17-оксикортикостерон, кортизон, кортикостерон). Имеют­ся данные о стимулирующем влиянии гормонов коры на фермен­ты, например, на аргиназу, пролиноксидазу, каталазу печени, ще­лочную фосфатазу и другие ферменты.
НО
С
О Н
СН2ОН
С
О
Химическая природа адреналина. В настоящее время он
О
СН3
Альдостерон
выделен в чистом виде, хотя пути биосинтеза гормона оконча­тельно не установлены. Образуется он из фенилаланина и тиро­зина по следующей схеме:
+ ½ О2
ОН
+ ½ О2
ОН
- СО2
Н
СН2
NН2
С
СООН
Фенилаланин
СН2 С
Н
СООН
Тирозин
NН2
72
СН2 С
Н
Дофа
(диоксифенилаланин)
NН2
СООН
ОН
ОН
ОН
СН2
СН2NН2
Дофаамин
Норадреналин, в отличие от адреналина, обладает более мощ-
ОН
+ ½ О2
СН2
СН2NН2
Норадреналин
ОН
+ (-СН3)
ОН
СН2
СН2NНСН3
Адреналин
ным физиологическим действием на кровеносную систему.
3.4. Гормоны щитовидной железы
Щитовидная железа вырабатывает и выделяет в кровь несколько специфических соединений, обладающих мощным гормональным действием на обмен веществ животных.
В 1927 г. Харингтон и Барджер установили структуру моле­кулы тироксина:
J
О СН2•СНСООН НО
J J
J
NH2
Его химическое название β-(3,5-дийод-4)-3,5-дийод-4­гидроксифенил (фенил-α-аминопропионовая кислота).
Близкое к тироксину строение имеет вещество – трийод­тиронин, найденное в крови животных и выделенное в послед­нее время при помощи хроматографического анализа:
J
С
НО
Н
С
С
О
J
С
Н
С
СН2 – СН – СООН
С
С
J
С Н
73
С
J
С
Н
NH2
Тироксин содержит 1,8% азота и до 75% йода щитовидной железы, тогда как в дийодтирозине, обладающем очень слабой активностью (приблизительно 4% биологической активности ти­роксина), содержится 3,2% азота и 58,7% йода.
Тироксин, образовавшийся в железе, непосредственно по­ступает в кровь или накапливается в фолликулах в виде тиреог­лобулина. Последующее превращение тиреоглобулина в тирок­син регулируется тиреотропным гормоном гипофиза, выделение которого в свою очередь зависит от содержания йода в крови. Как тироксин, так и трийодтиронин в организме действует в виде ацетильных производных. В свободном виде они действуют мед­леннее.
Биосинтез тироксина, по-видимому, происходит в фоллику­лах железы по следующим этапам:
ОН
+ J2
NН2
СН2 – СН – СООН
ОН
J J
ОН
J
NН2
СН2 – СН – СООН
монойодтиронин
ОН
ОН
J
J J
J
NН2
СН2 – СН – СООН
дийодтиронин
+
NН2
СН2 – СН – СООН
СН2 – СН – СООН
74
NН2
ОН
J J
СН3
О
J J
NН2
СН2 – СН – СООН
Тироксин
(тетрайодтиронин)
+
СН – NH2
СООН Аланин
Гормоны щитовидной железы оказывают на организм жи­вотного разностороннее действие. Они стимулируют обмен бел­ков, жиров, углеводов и солей, ускоряют рост и дифференциацию тканей организма.
Они активно влияют на функции центральной нервной сис­темы, сердечно-сосудистой системы, процессы размножения, ак­тивность мышц, устойчивость к инфекциям и на многие другие состояния и процессы. Тиреоглобулин и тироксин резко повы­шают основной обмен организма, поглощение кислорода, выде­ление углекислоты, а также процессы распада белков и выделе­ние азота.
Тиреокальцитонин (кальцитонин) – гормон щитовидной же­лезы, имеет полипептидную природу, состоит из 32 аминокис­лотных остатков:
NН2-цис-сер-асп(NН2)-лей-сер-тре-цис-вал-лей-сер-ала-тир-тир-арг­ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
асп(NН2)-лей-асп(NН2)-асп(NН2)-фен-гис-арг-фен-сер-гли-мет-гли-фен­ 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27
гли-про-глу-тре-про- С 28 29 30 31 32
О
NН2
75
Молекулярная масса тиреокальцитонина 3500. Он является антагонистом паратгормона, тормозит мобилизацию кальция из костной ткани. Поэтому после его введения в организм содержа­ние кальция в крови падает.
Гормон паращитовидных (околощитовидных) желез. Выра- батываемый железой паратгормон по химической природе является белком (мол. масса 9000), состоит из 84 аминокислотных остатков. При удалении паращитовидных желез у животных появляются нервные судороги. Известно, что при паратиреоидектомии падает в плазме крови уровень кальция с 10 – 13 до5 – 7 мг% и повышается содержание фосфора, что является причиной нервно-мышечного возбуждения. У нормальных животных РН – 5 мг%, а у животных, лишенных желез, – 9 мг%. Отмечаются гипогликемия, алкалоз, увеличивается выделение азота (креатинурия).
Влияние на обмен. Паратгормон регулирует содержание кальция, фосфора и лимонной кислоты в крови. При снижении уровня кальция в крови он стимулирует мобилизацию его из ко­стной ткани. Поддержание нормального содержания кальция в крови обуславливается также тем, что паратгормон усиливает секрецию неорганического фосфора почками. В связи с этим по­нижается мобилизация фосфата кальция из плазмы крови для от­ложения их в костной ткани. Гормон зобной (или вилочковой) железы (тимозин). Зобная желе- за состоит из двух биологически различных частей: из эпители­альных элементов, выполняющих функции эндокринной железы, и из лимфоидной ткани, относящейся к лимфатической системе и находящейся в связи с селезенкой и другими кроветворными ор­ганами. Железа в основном функционирует в молочном возрасте, затем она атрофируется и остается незначительное ее количество. При ее экстерпарации у молодых животных прекращается рост. Эпифизы костей утолщаются, конечности искривляются. Выде­ление кальция усиливается, и его баланс становится отрицатель­ным. Тимозин является полипептидом, имеющим молекулярную массу 7000.
Биологическое значение тимозина усиленно изучается в свя­зи с ролью зобной железы в явлениях становления и развития за­щитных функций организма. Считают, что тимозин стимулирует образование антител, особенно у тимэктомированных животных.
76
3.5. Гормоны поджелудочной железы
Поджелудочная железа вырабатывает гормоны: инсулин, глюкагон, липокаин, ваготонин, центропненин. Инсулин. Этот гормон получил название от латинского слова insula – островок, так как он вырабатывается только клет­ками островков Лангер-ганса поджелудочной железы.
Инсулин – белок с молекулярной массой 6000. Инсулин хо­рошо кристаллизуется при наличии солей цинка.
Инсулин был первым белком, строение которого во всех де­талях было изучено в 1955 году английским биохимиком Ф. Сен­гером. Была полностью доказана последовательность и природа аминокислотных остатков в обоих полипептидах, характер связей между цепями, N и С- концевые группы цепей. При исследовании инсулина лошади, овцы, быка и свиньи были обнаружены разли­чия в структуре молекулы инсулинов этих сельскохозяйственных животных. Эти различия заключаются в замене одних аминокис­лот другими в положениях 8, 9 и 10 А – цепи молекулы.
Инсулин А – цепи молекулы
Быка -цис-S-цис-S-ала-сер-вал-цис-S-
Овцы -цис-S-цис-S-ала-сер-вал-цис-S-
Лошади -цис-S-цис-S-тре-гли-илей-цис-S-
Свиньи -цис-S-цис-S-тре-сер-илей-цис-S-
Действие инсулина на организм очень сильно и разносто­ронне. При удалении панкреатической железы у животных на­блюдаются явления: уменьшение усвояемости глюкозы; гиперг­ликемия и глюкозурия; истощение запасов гпикогена в печени и мышцах; уменьшение скорости окисления глюкозы; увеличение содержания азота в моче; увеличение запасного жира; увеличение образования кетоновых тел; увеличение концентрации холесте­рина и других липоидов в крови.
Общая картина возникающего заболевания характерна для диабета. Таким образом, при диабете происходят глубокие нару­шения белкового, жирового и углеводного обмена и связанного с ними обмена электролитов: резко нарушается кислотно-щелочное равновесие в организме.
77
Инсулин, введенный животному, вызывает уменьшение са­хара в крови, усиление процессов окисления глюкозы и увеличе­ние содержания гликогена в мышцах.
Наиболее значительное действие инсулина проявляется в ускорении окисления глюкозы, ускорении превращения глюкозы в жир, торможении распада гликогена в печени и торможении развития кетоза. Инсулин применяется в лечебной практике.
Глюкагон. В панкреатической железе в α-клетках остров­ков Лангерганса вырабатывается второй гормон поджелудочной железы – глюкагон, стимулирующий процессы распада запасов гликогена (гликогенолиз) и появление избыточного количества глюкозы в составе крови – гипергликемию. Он, по-видимому, ак­тивирует фосфорилазную систему печени, в результате чего в его тканях увеличивается образование глюкозо-1-фосфата. Этот гор­мон имеет полипептидную природу и получен в кристаллическом виде.
Строение глюкагона
Н-гис-сер-глу-гли-тре-фен-тре-сер-асп-тир-сер-лиз-тир-лей-асп-сер-арг- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
арг-ала-глу-асп-фен-вал-глу-три-лей-мет-асп-треОН 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29
NH2
NH2 NH2 NH2
Липокаин. Третий гормон поджелудочной железы – липо­каин – вырабатывается эпителием выводных протоков железы. Этот гормон выделяется из поджелудочной железы, даже если атрофированы островки Лангерганса. Липокаин регулирует об­мен жиров в организме, не допуская ожирения печени и развития кетоза; активирует процессы окисления жирных кислот и стиму­лирует обмен липидов.
В последнее время из ткани панкреатической железы вы­делены еще гормоны: центропнеин, стимулирующий дыха­тельный центр, и ваготонин, стимулирующий парасимпатиче­скую систему.
78
3.6. Гормоны гипофиза
Гипофиз, или придаток мозга, состоит из трех частей, в ка­ждой из которых, образуются специальные гормоны. Всего в ги­пофизе обнаружено 9 гормонов, имеющих большое значение в обмене веществ и стимулирующих функции других желез внут­ренней секреции.
3.6.1. Гормоны передней доли гипофиза
Гормон роста (соматотропин) был обнаружен в опытах при удалении у молодых животных передней доли гипофиза. Операция вызывала у животных остановку роста и задержку по­лового развития. Введение под кожу животным вытяжек из пе­редней доли гипофиза оказывало мощное стимулирующее дейст­вие на процесс роста.
Гормон роста стимулирует обмен белков, углеводов и жи­ров. Гормон роста – соматотропин – типичный белок со свойст­вами глобулинов, содержит 15,6% азота, не устойчив к нагрева­нию. У быка он имеет молекулярную массу 45000, у овцы –
47800. Изоточка гормона при рН 6,8.
Лактогенный гормон (пролактин) простой белок, состоит из 211 аминокислот. Гормон растворим в воде, его изоэлектри­ческая точка лежит при рН 5,7. Содержит в своем составе все важнейшие аминокислоты. Специфическое действие этого гормона – стимуляция роста молочной железы и отделение мо­лока, а также стимуляция образования прогестерона в желтом теле.
Адренокортикотропный гормон (АКТГ) – кортикотропин, адренотропин – неразветвленный полипептид из 39 аминокислот, хорошо растворим в воде.
АКТГ стимулирует функцию коры надпочечников. Кор­тикостерон регулирует содержание в коре надпочечников хо­лестерина и аскорбиновой кислоты. Через три часа после его введения уровень холестерина в этом органе увеличивается на 50%, а содержание аскорбиновой кислоты быстро падает. Про­должительное введение в организм животных АКТГ вызывает усиленный синтез кортикостероидов и особенно кортизона из холестерина.
79
Тиреотропный гормон (тиреотропин) – белок, раство- римый в воде с изоточкой при рН 4,7. Содержит углеводную простетическую группу и отнесен к глюкопротеидам. Стиму­лирует деятельность щитовидной железы, уменьшая его в кро­ви животного. Влияет на обмен веществ и особенно на угле­водный обмен.
В 1956 г. С. М. Лейтес, А. А. Молчанова, Т. С. Якушева из передней доли гипофиза выделили новый гормональный препарат, названный адипозином. Это вещество стимулирует временное увеличение жира в печени и кетоновых тел в крови.
Фолликулотропный гормон – белок типа гликопротеидов, содержит около 29% углеводов, в том числе 1,2% – маннозы и 0,6% – глюкозамина и глюкозы, стимулирует развитие яичников.
Гормон, стимулирующий интерстициальные клетки, – лю- теинизирующий гормон – белок типа гликопротеидов. Гормон стимулирует функцию интерстициальных клеток тестикул и яич­ников.
Гонадотропин плаценты образуется в плаценте животных и оказывает стимулирующее влияние на функцию половых желез.
Фолликулярный гормон – белок типа гликопротеидов, со­держит около 2% углеводов, в том числе 1,2% – маннозы и 0,6% – глюкозамина, и глюкозу. Молекулярная масса около 70000, изоточка при рН 4,5. Фолику-лярный гормон стимулирует разви­тие яичников.
Лютеинизирующий гормон, стимулирующий интерстици­альные клетки, сложный белок типа гликопротеидов, содержит маннозу и гексозамин. Молекулярная масса лютеинезирующего гормона свиньи – 100000, изоточка при рН 4,5. Гормон стимули­рует функцию интерстициальных клеток тестикул и яичников.
3.6.2. Гормоны задней доли гипофиза
Из гормонов задней части гипофиза в настоящее время пол­ностью изучены вазопрессин (Дю Ваньо, 1956); оба гормона яв­ляются полипептидами, поразительно сходными по своей струк­туре. Предполагают, что они являются частями более крупного полипептида, образующегося в гипоталамусе и спускающегося в заднюю долю гипофиза.
80