§ 9. Биологически активные вещества

Особой группой органических соединений являются биологически активные вещества. С их помощью осуществляются и регулируются процессы обмена веществ, роста и развития живых организмов. Некоторые биологически активные вещества, выделяемые организмами, оказывают влияние на особей своего и других видов. Например, животные с помощью различных биологически активных веществ способны привлекать особей противоположного пола или отпугивать врагов, а растения — угнетать или стимулировать рост других растений, почвенных микроорганизмов. К биологически активным веществам относятся витамины, гормоны, феромоны, алкалоиды, антибиотики и др.

Витамины — это низкомолекулярные органические соединения, необходимые для жизнедеятельности организмов. Они принимают участие в регуляции обмена веществ преимущественно как компоненты сложных ферментов.

Традиционно витамины обозначают буквами латинского алфавита А, В, С, D и т. д., но у каждого из них есть и названия. Например, витамин А — ретинол, витамин С — аскорбиновая кислота. Витамины имеют разную химическую структуру и свойства. Одни витамины растворяются в жирах — их называют жирорастворимыми (например, A, D), другие растворимы в воде и, соответственно, называются в од о р ас тв о р и мыми (например, С, В_ь В₆).

Источником витаминов для человека и животных являются продукты питания преимущественно растительного происхождения. Однако некоторые витамины содержатся только в продуктах животного происхождения (например, А и D).

Ряд витаминов может синтезироваться в организме человека и животных из предшественников (провитаминов). Например, в коже человека под действием ультрафиолетового излучения из провитамина (производное холестерина) синтезируется витамин D, а в печени из каротинов образуется витамин А. Некоторые витамины в организме человека и животных могут синтезировать симбиотические микроорганизмы. Например, в кишечнике человека они синтезируют витамин В₆.

Гормоны (от греч. гормао — побуждаю) — биологически активные вещества, которые вырабатываются специализированными клетками, тканями и органами (железами внутренней и смешанной секреции), включаются в биохимические процессы и оказывают воздействие на другие клетки, ткани и органы (мишени).

Гормоны могут иметь белковую (гормон роста со матотр опин, гормоны поджелудочной железы инсулин и глюкагон) и стероидную природу (половые гормоны, гормоны коры надпочечников), а также быть производными аминокислот (гормоны щитовидной железы тироксин и т р и -йодтиронин, гормоны мозгового вещества надпочечников норадреналин, адреналин) и др.

Гормонам свойственна высокая биологическая активность — даже в очень малых концентрациях они оказывают сильное воздействие на процессы, протекающие в организме. Специфичность гормонов выражается в том, что они действуют на определенные мишени. Например, гормон роста влияет преимущественно на костную и хрящевую ткани. Под контролем гормонов происходят все этапы индивидуального развития человека и животных, а также все процессы жизнедеятельности. Они обеспечивают приспособление к изменениям условий внешней и внутренней среды организма, регуляцию активности ферментов.

Если определенные гормоны вырабатываются в недостаточном количестве или не вырабатываются вообще, в организме наблюдаются нарушения развития и обмена веществ разной степени тяжести. Так же отрицательно на организм влияет и чрезмерное образование определенных гормонов. Из курса биологии 9-го класса вам известно, например, что при недостаточном образовании в организме ребенка гормона роста развивается карликовость, а при чрезмерном — гигантизм.

У растений синтезируются ф и то г о р м о н ы (отгреч. фитон — растение). Они влияют практически на все процессы роста и развития растений: деление и рост клеток, дифференцировку тканей, формирование органов, развитие почек, прорастание семян и т. д. Одни фитогормоны стимулируют эти процессы, другие, наоборот, угнетают.

Например, ауксины, которые синтезируются в верхушечных образовательных тканях, вызывают растяжение клеток. В результате стимулируется рост стеблей, листьев и корней, возникают их изгибы. Гиббереллины также ускоряют рост органов за счет стимуляции как деления, так и растяжения клеток. Кроме того, они прерывают период покоя у семян, клубней, луковиц, стимулируют прорастание пыльцы. Синтезируются гиббереллины в интенсивно растущих органах — формирующихся семенах, верхушечных почках, реже в корнях. Цитокннины, которых больше всего в семенах, плодах и образовательных тканях, стимулируют деление клеток.

Феромоны (от греч. феро — несу, гормао — побуждаю) — биологически активные вещества, которые выделяются из организма во внешнюю среду и оказывают влияние на поведение и физиологическое состояние особей того же вида. Феромоны используются для узнавания особей своего вида, для привлечения брачного партнера, для обозначения своей территории или для защиты. Феромоны, как и гормоны, действуют в малых концентрациях и представляют собой сигнальные молекулы. И если гормоны регулируют процессы жизнедеятельности внутри организма, то феромоны передаются другим организмам в качестве химических сигналов. Коммуникация с помощью феромонов наблюдается у бактерий, протистов и различных животных.

Алкалоиды — это органические биологически активные вещества чаще растительного происхождения. Большинство алкалоидов ядовиты для животных и человека. Алкалоиды обнаружены приблизительно у 2500 видов покрытосеменных растений. Их значение в жизни растений, по-видимому, заключается в защите от поедания животными.

Некоторые алкалоиды в малых дозах используются человеком в медицине в качестве лекарств (атропин, кофеин, морфин и др.). Алкалоид хинин применяют при лечении малярии: он угнетает жизнедеятельность малярийного плазмодия в эритроцитах человека.

Особая группа биологически активных веществ — антибиотики (от греч. анти — против, биос — жизнь). Это биологически активные вещества природного или синтетического происхождения. Природные антибиотики вырабатываются клетками различных микроорганизмов. Они влияют на клетки других микроорганизмов, угнетая развитие последних или убивая их.

Человек широко использует антибиотики для лечения заболеваний, вызванных болезнетворными бактериями, паразитическими протистами или грибами. Некоторые антибиотики тормозят рост злокачественных опухолей, угнетая размножение раковых клеток. Однако антибиотики следует принимать только по назначению врача, причем строго соблюдая рекомендации по их приему. Самолечение и злоупотребление антибиотиками может привести к ослаблению собственной защиты организма, гибели микрофлоры кишечника, заболеваниям печени и почек.