§ 9. Біялагічна актыўныя рэчывы: гармоны, ферамоны
| Site: | Профильное обучение |
| Course: | Біялогія. 11 клас |
| Book: | § 9. Біялагічна актыўныя рэчывы: гармоны, ферамоны |
| Printed by: | Guest user |
| Date: | Thursday, 12 September 2024, 5:46 PM |
Біялагічна актыўныя рэчывы (БАР) — злучэнні, здольныя пры невялікіх канцэнтрацыях аказваць выяўленае ўздзеянне на працэсы жыццядзейнасці. Адны БАР выконваюць свае функцыі ўнутры арганізма, удзельнічаючы ў рэгуляцыі росту, развіцця, абмену рэчываў і г. д. Другія выдзяляюцца з арганізма ў навакольнае асяроддзе і ўплываюць на асобін таго ж віду ці іншых відаў.
Вылучаюць некалькі груп біялагічна актыўных рэчываў: гармоны, ферамоны, вітаміны, алкалоіды, антыбіётыкі і інш. Рэчывы, якія ўваходзяць у састаў той ці іншай групы, могуць мець розную хімічную будову, аднак выконваюць падобныя функцыі. Менавіта таму ў аснове класіфікацыі БАР ляжыць іх біялагічная роля, а не хімічная прырода.
Гармоны — біялагічна актыўныя рэчывы, якія выпрацоўваюцца спецыялізаванымі клеткамі, тканкамі і органамі (перш за ўсё — залозамі ўнутранай і змешанай сакрэцыі) і ўздзейнічаюць на іншыя клеткі, тканкі і органы (мішэні). Гармоны выяўлены ў большасці мнагаклетачных арганізмаў: жывёл, раслін, грыбоў і інш. Яны ўдзельнічаюць у рэгуляцыі практычна ўсіх працэсаў жыццядзейнасці, у тым ліку росту і індывідуальнага развіцця.
Па хімічнай будове гармоны разнастайныя. Адны з іх маюць бялковую прыроду (гармон росту самататрапін, гармоны падстраўнікавай залозы інсулін і глюкагон), другія з’яўляюцца вытворнымі амінакіслот (гармоны шчытападобнай залозы тыраксін і трыёдтыранін, мазгавога рэчыва наднырачнікаў адрэналін і норадрэналін). Гармоны палавых залоз і кары наднырачнікаў уяўляюць сабой стэроіды.
Як і іншыя БАР, гармоны валодаюць высокай актыўнасцю — нават у вельмі малых канцэнтрацыях яны моцна ўздзейнічаюць на працэсы, якія праходзяць у арганізме. Спецыфічнасць гармонаў выяўляецца ў тым, што яны дзейнічаюць толькі на пэўныя мішэні (напрыклад, гармон росту ўплывае пераважна на клеткі касцявой і храстковай тканак). Гэта тлумачыцца тым, што звязваць малекулы таго ці іншага гармону здольныя толькі тыя клеткі, якія маюць спецыяльныя рэцэптары для гэтага гармону.
*Звязванне гармонаў з адпаведнымі рэцэптарамі клетак-мішэняў прыводзіць да змянення працякання пэўных клетачных працэсаў. Так рэалізуецца адказ клетак на гарманальнае ўздзеянне.
Пад уплывам адных гармонаў змяняюцца ўласцівасці цытаплазматычнай мембраны клетак. Так, злучэнне інсуліну з рэцэптарамі мембраны прыводзіць да павышэння яе пранікальнасці для глюкозы. У выніку гэтага глюкоза пачынае актыўна паступаць у клетку.
Іншыя гармоны, не пранікаючы ў клеткі, уплываюць на ўнутрыклетачны метабалізм з дапамогай пасрэднікаў — так званых другасных месэнджараў (першым з'яўляецца сам гармон). У ролі другасных месэнджараў часта выступаюць цАМФ, цГМФ, іоны Са2+ і інш. Напрыклад, адрэналін пры звязванні з рэцэптарам на паверхні клеткі, запускае працэсы, якія прыводзяць да сінтэзу цАМФ. Гэты другасны месэнджар актывуе асаблівыя ферменты, якія, у сваю чаргу, змяняюць працяканне біяхімічных рэакцый унутры клеткі. Такім чынам, адрэналін аказвае ўплыў на абмен рэчываў у клетцы праз свайго пасрэдніка — цАМФ.
Малекулы некаторых гармонаў пранікаюць праз клетачныя мембраны ў цытаплазму, дзе і адбываецца іх злучэнне з рэцэптарамі. Гэта характэрна, напрыклад, для стэроідных гармонаў. Далей комплекс «гармон-рэцэптар» транспартуецца ў ядро, дзе ўплывае на працэс счытвання спадчыннай інфармацыі з малекул ДНК, а тым самым — на сінтэз бялкоў і клетачны метабалізм у цэлым.*
Як вам вядома з курса біялогіі 9-га класа, у здаровым арганізме выпрацоўка гармонаў зладжана рэгулюецца нервовай сістэмай і гумаральнымі механізмамі. Зніжаная або, наадварот, павышаная сакрэцыя гармонаў прыводзіць да парушэння працэсаў абмену рэчываў і развіцця пэўных захворванняў (успомніце якіх). *Інфармацыя пра асноўныя гармоны, якія выпрацоўваюцца ў арганізме чалавека, пра наступствы лішку і нястачы некаторых з іх прыведзена ў табліцы 9.1.*
*Табліца 9.1. Характарыстыка найважнейшых гармонаў чалавека
|
Залоза(-ы) |
Гармон(-ы) |
Функцыі ў арганізме, наступствы недахопу і лішку |
|
Гіпофіз |
Самататрапін |
Актывізуе сінтэз бялкоў, стымулюе рост касцей, храсткоў і мышцаў. У дзяцей недахоп вядзе да карлікавасці, лішак — да гігантызму. У дарослых лішак прыводзіць да акрамегаліі — разрастання кісцей, стоп, касцей чэрапа |
|
Тырэатрапін |
Стымулюе рост, развіццё і работу шчытападобнай залозы |
|
|
Адрэнакартыкатропны гармон (картыкатрапін) |
Стымулюе рост, развіццё і работу коркавага рэчыва (кары) наднырачнікаў |
|
|
Пралакцін |
Стымулюе рост і развіццё малочных залоз, утварэнне малака |
|
|
Ганадатрапіны |
Стымулююць рост, развіццё і работу палавых залоз (ганад) |
|
|
Гіпофіз |
Меланатрапін |
Стымулюе сінтэз пігменту меланіну клеткамі скуры і сятчаткі вачэй |
|
Гіпофіз |
Вазапрэсін (антыдыурэтычны гармон) |
Звужае крывяносныя сасуды. Узмацняе рэабсорбцыю ў нырках, тым самым змяншаючы дыўрэз2. Пры недахопе сутачны дыўрэз можа ўзрастаць да 6–15 л (так званы нецукровы дыябет), а пры лішку зніжацца да 200—300 мл |
|
Аксітацын |
Стымулюе скарачэнне гладкіх мышцаў маткі (пад час родаў) і выдзяленне малака з малочных залоз |
|
|
Шчытападобная залоза |
Трыёйдтыранін і тыраксін |
Узмацняюць абмен рэчываў, стымулююць разумовае і фізічнае развіццё. Недахоп выклікае ў дзяцей развіццё крэтынізму (затрымка росту, разумовага і фізічнага развіцця), у дарослых — мікседэму (зніжэнне ўзроўню метабалізму, ацёчнасць твару і канечнасцей, выпадзенне валасоў, сухасць і бледнасць скуры). Лішак прыводзіць да базедавай хваробы (разрастанне шчытападобнай залозы, вірлавокасць, пачашчанае сэрцабіцце, павышаная тэмпература цела і інш.) |
|
Тырэкальцытанін |
Стымулюе ўтварэнне касцявой тканки, зніжае ўзровень Са2+ у плазме крыві |
|
|
Парашчытападобныя залозы |
Паратгармон |
Прыгнятае развіццё касцявой тканкі, павышае ўзровень Са2+ у плазме крыві |
|
Наднырачнікі |
Мінералакартыкоіды (напрыклад, альдастэрон) рэгулююць водна-салявы абмен, глюкакартыкоіды (напрыклад, картызол) — абмен арганічных рэчываў. Гіпафункцыя кары наднырачнікаў прыводзіць да развіцця бронзавай хваробы (бронзавая афарбоўка скуры, страта апетыту, зніжэнне масы цела, мышачная слабасць, павышаная стамляльнасць і г. д.). Гіперфункцыя выклікае спыненне росту дзяцей і ранняе полавае выспяванне |
|
|
Наднырачнікі |
Адрэналін і норадрэналін |
Мабілізуюць рэсурсы арганізма пры фізічнай ці псіхаэмацыйнай нагрузцы: узмацняюць работу сэрца, павялічваюць крывяны ціск і ўзровень глюкозы ў крыві, пачашчаюць дыханне, звужаюць сасуды скуры і многіх унутраных органаў, але расшыраюць крывяносныя сасуды сэрца, цэфалічнага мозгу і шкілетных мышцаў |
|
Падстраўнікавая залоза |
Інсулін |
Павялічвае пранікальнасць клетачных мембран для глюкозы, спрыяючы яе пераходу ў клеткі. Пры гэтым утрыманне глюкозы ў крыві памяншаецца. Недахоп вядзе да развіцця цукровага дыябету 1-га тыпу, пры якім назіраюцца павелічэнне канцэнтрацыі глюкозы ў крыві, павышаны дыўрэз, смага, парушэнні метабалізму, што прыводзіць да ўтварэння рэчываў, якія атручваюць арганізм |
|
Глюкагон |
Стымулюе расшчапленне глікагену, што прыводзіць да павышэння колькасці глюкозы ў крыві |
|
|
Яйцы |
Андрагены |
Стымулююць развіццё мужчынскіх другасных палавых прымет, забяспечваюць нармальнае функцыянаванне органаў мужчынскай рэпрадукцыйнай сістэмы (у прыватнасці — фарміраванне сперматазоідаў) |
|
Яечнікі |
Эстрагены |
Стымулююць развіццё жаночых другасных палавых прымет, забяспечваюць нармальнае функцыянаванне органаў жаночай рэпрадукцыйнай сістэмы (у прыватнасці — фарміраванне яйцаклетак) |
|
Яечнікі |
Прагестэрон |
Прыгнятае развіццё яйцаклетак у фалікулах яечнікаў, забяспечвае падрыхтоўку слізістай абалонкі маткі да імплантацыі зародка, падтрымлівае нармальнае працяканне цяжарнасці |
1 Задняя доля гіпофіза не выпрацоўвае ўласных гармонаў, а назапашвае і сакрэтуе ў крывацёк гармоны, якія паступаюць з гіпаталамуса.
2 Дыўрэз — аб'ём мачы, якая ўтварылася за пэўны прамежак часу (напрыклад, сутачны дыўрэз у чалавека ў норме складае 1,5—2 л).
3 Кара наднырачнікаў таксама выпрацоўвае мужчынскія і жаночыя палавыя гармоны (у нязначнай колькасці).
Ферамоны — біялагічна актыўныя рэчывы, якія выдзяляюцца з арганізма ў навакольнае асяроддзе і ўплываюць на паводзіны, фізіялагічны стан ці развіццё асобін таго ж віду. Ферамоны выкарыстоўваюцца для пазнавання асобін свайго віду, прыцягнення шлюбных партнёраў, у якасці сігналаў аб небяспецы ці метак, якія паказваюць межы індывідуальнай тэрыторыі, дарогу да дома і г. д. Напрыклад, мурашкі выкарыстоўваюць ферамоны для абазначэння пройдзенага шляху. Па пахкіх метках яны могуць знайсці дарогу да мурашніка або вярнуцца да пакінутай здабычы.
Першы вывучаны ферамон (бамбікол) быў выдзелены з залоз самак тутавага шаўкапрада. Ён здольны прыцягваць самцоў, якія знаходзяцца на адлегласці некалькіх кіламетраў (для пачатку шлюбнага танца дастаткова 10—18 г бамбіколу). Каб атрымаць 4 мг бамбіколу, спатрэбілася 313 000 самак шаўкапрада.
Шмат у якіх відаў жывёл выяўлены так званыя ферамоны трывогі. Яны могуць выклікаць розныя паводзінскія рэакцыі: жывёла можа ўцячы, стаіцца, а некаторыя становяцца агрэсіўнымі і нападаюць на ворага. Напрыклад, пчала, якая джаліць ахвяру, разам з ядам упырсквае ў ранку сумесь ферамонаў, пах якіх падахвочвае іншых пчол накіравацца да месца ўкусу.
Некаторыя ферамоны ўплываюць на індывідуальнае развіццё іншых асобін. Так, асаблівы ферамон, які выдзяляецца пчалінай маткай, прыгнятае палавое развіццё іншых самак, ператвараючы іх у рабочых пчол. Буйныя апалонікі выдзяляюць у ваду рэчывы, якія тармозяць метамарфоз больш дробных сабратаў. Толькі тады, калі буйныя апалонікі ператворацца ў жаб і пакінуць вадаём, дробныя пачынаюць узмоцнена расці і развівацца.
Хімічная камунікацыя з дапамогай ферамонаў выяўлена не толькі ў жывёл, але і ў мікраарганізмаў. Ферамоны, як і гармоны, дзейнічаюць у малых канцэнтрацыях і ўяўляюць сабой сігнальныя рэчывы. Аднак гармоны рэгулююць працэсы жыццядзейнасці ўнутры арганізма, а ферамоны ў якасці хімічных сігналаў перадаюцца іншым асобінам.
*У цяпершні час вывучана некалькі тысяч ферамонаў, многія з якіх сінтэзуюцца штучна. Ферамоны, што прывабліваюць насякомых у спалучэнні з пасткамі, выкарыстоўваюцца для барацьбы са шкоднікамі сельскай і лясной гаспадаркі.*
*Вядомыя таксама аламоны і кайрамоны — сігнальныя рэчывы, якія аказваюць ўздзеянне на прадстаўнікоў іншых відаў. Адрозненне паміж гэтымі групамі біялагічна актыўных рэчываў заключаецца ў тым, што дзеянне аламонаў прыносіць карысць арганізму, які іх выдзяляе, а дзеянне кайрамонаў — рэцыпіенту, г. з. атрымальніку хімічнага сігналу.
Аламоны выкарыстоўваюцца арганізмамі для прыцягнення прадстаўнікоў іншых відаў (апыляльнікаў да расліны, ахвяры да драпежніка і г. д.) Або, наадварот, для адпужвання, падаўлення ці знішчэння драпежнікаў, паразітаў і канкурэнтаў. Так, скунс ў выпадку небяспекі выпырсквае ў бок ворага сакрэт сваіх пахкіх залоз, які мае агідны ўстойлівы пах. У некаторых выпадках аламоны прымяняюцца для маскіроўкі (так званай хімічнай мімікрыі). Напрыклад, некаторыя віды матылькоў выбралі цікавую стратэгію размнажэння — іх лічынкі развіваюцца ў мурашніках. Яны «падрабляюць» пах мурашынай царыцы, і працавітыя мурашы пачынаюць старанна выкормліваць гэтых гусеніц.
Кайрамоны могуць прыцягваць да арганізму, які іх выдзяляе, драпежнікаў або паразітаў, выклікаць з'яўленне ахоўных адаптацый у ахвяр і г. д. Так, некаторыя дробныя прэснаводныя драпежнікі выдзяляюць у ваду рэчывы, якія стымулююць рост шыпоў у іх ахвяр — дафній і калаўротак. Калі шчыльнасць драпежнікаў невысокая, шыпы не ўтворацца або будуць кароткімі.*
У залежнасці ад выконваемых функцый вылучаюць некалькі груп біялагічна актыўных рэчываў. Гармоны — гэта біялагічна актыўныя рэчывы, якія выпрацоўваюцца спецыялізаванымі клеткамі, тканкамі і органамі і робяць уплыў на іншыя клеткі, тканкі і органы — мішэні. З дапамогай гармонаў ажыццяўляецца рэгуляцыя інтэнсіўнасці працякання фізіялагічных працэсаў у арганізме. Ферамоны — біялагічна актыўныя рэчывы, якія выдзяляюцца з арганізма ў навакольнае асяроддзе і ўплываюць на паводзіны, фізіялагічныя стан ці развіццё асобін таго ж віду.
 |
1. На чым заснавана класіфікацыя біялагічна актыўных рэчываў? 2. Якую хімічную прыроду могуць мець гармоны? Прывядзіце прыклады. У чым выражаецца спецыфічнасць гармонаў? Чым тлумачыцца гэта ўласцівасць? 3. Ахарактарызуйце механізмы ўплыву гармонаў на клеткі-мішэні. 4. На пэўных прыкладах дакажыце, што лішкавая і недастатковая сакрэцыя гармонаў вядзе да парушэнняў працэсаў жыццядзейнасці і развіцця арганізма. 5. Якія функцыі выконваюць ферамоны? Што агульнае ў ферамонаў і гармонаў? У чым заключаецца галоўнае адрозненне паміж гэтымі групамі біялагічна актыўных рэчываў? 6*. Некаторыя нядобрасумленныя спартсмены, а часам і людзі, далёкія ад прафесійнага спорту, прымаюць асаблівыя прэпараты — анабалічныя стэроіды. Амаль усе яны з'яўляюцца сінтэтычнымі вытворнымі мужчынскага палавога гармона тэстастэрону. Анабалічныя стэроіды паскараюць рост цягліц, памяншаюць тлушчавую праслойку, павышаюць узровень гемаглабіну. Аднак, нягледзячы на ўсе плюсы, гэтыя рэчывы разбуральна дзейнічаюць на арганізм чалавека. У жанчын, якія прымаюць анабалічныя стэроіды, назіраецца ўзмацненне росту валасоў на целе, агрубленне голасу, памяншэнне малочных залоз, парушэнні менструальнага цыклу і інш. У мужчын адбываецца разрастанне малочных залоз, назіраецца атрафія яец, зніжэнне палавой патэнцыі, бясплоддзе і г. д. Як вы думаеце, якія прычыны змен, што адбываюцца пры прыёме анабалічных стэроідаў у арганізме жанчын? Мужчын? |