Витамины, ферменты, гормоны и их роль в организме.

ВВЕДЕНИЕ

Человеческий организм представляет собой самостоятельно существующую единицу органического мира. Это – саморегулирующаяся система, и на изменения внешней среды она отвечает как единое целое. Организм обладает суммой признаков и свойств, отличающих любую живую систему: обменом веществ, ростом, развитием, размножением, изменчивостью, наследственностью, реактивностью и надежностью. На функционирование всех систем и органов оказывает влияние ряд факторов, в частности, огромную роль в нормальном протекании физиологических процессов играют витамины, ферменты и гормоны.
Актуальность настоящего исследования обусловлена чрезвычайной важностью указанных категорий (сложных органических веществ, биологически активных веществ и глобулярных белков, синтезируемых живыми клетками) для поддержания жизнедеятельности организма человека, здорового функционирования его органов и систем.
Так, многие патологические состояния, заболевания как раз связаны с нарушением обменных процессов – авитаминозом, нехваткой либо переизбытком определенного гормона и т. д. Чтобы иметь минимальное представление о роли витаминов, ферментов и гормонов в организме человека, можно упомянуть несколько процессов жизнедеятельности, протекающих при их участии. Так, переваривание и усвоение пищи происходит с участием ферментов и витаминов; нормальное количество гормонов определяет метаболизм, рост и развитие, половое созревание и репродуктивную функцию. Несомненно, что нарушения в перечисленных областях способны ухудшить самочувствие индивидуума, снизить качество во его жизни, а в отдельных случаях и привести к фатальным последствиям.
Знания о свойствах и функциях данных веществ, на наш взгляд, помогут правильно организовать образ жизни и питания, сформируют представления о патологических состояниях, которые могут быть вызваны нарушениями гормонального баланса, ферментопатией, гиповитаминозом (для своевременного обращения к специалисту).
Цель исследования: изучить и оценить уровень влияния витаминов, ферментов и гормонов на функционирование человеческого организма. Для достижения указанной выше цели необходимо решить следующие задачи:
- рассмотреть основные группы витаминов и определить их влияние на организм человека;
- охарактеризовать ферменты и выявить их роль в обменных процессах;
- дать определение гормонам, изучить их свойства, акцентировав внимание на регуляторной функции.
В процессе исследования нами были использованы научные труды Т. А. Булатовой, А. Н. Васильевой по нормальной физиологии человека, с целью получить представление об основных механизмах и процессах функционирования пищеварительного аппарата, эндокринной системы, обмене веществ в организме человека.
Для выявления отдельных паталогических состояний (например, авитаминозов) и их признаков были использованы справочник практического врача под редакцией А. И. Воробьева, универсальный медицинский справочник под редакцией В. И. Бородулина. Для выяснения отдельных аспектов (возможности использования жирорастворимых витаминов, катализируемых некоторыми ферментами реакций и пр.) научные статьи О. Р. Боярчук, М. И. Кинаш, Н. А. Назарбаева и других авторов. Структура реферата состоит из введения, трех теоретических вопросов, заключения и списка использованных источников

ОСНОВНЫЕ ГРУППЫ ВИТАМИНОВ И ИХ ВЛИЯНИЕ НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА

Витамины представляют собой незаменимые биологически активные вещества, выполняющие роль катализаторов различных ферментных систем или входящие в состав многих ферментов. Витамины необходимы для нормального обмена веществ, роста и обновления тканей, биохимического обеспечения всех функций организма.
Существуют жирорастворимые и водорастворимые группы витаминов. К первой группе относятся витамин А (ретинол), D (кальциферол), E (токоферол), K (нафтохинон), F (полиненасыщенные жирные кислоты). Жирорастворимые витамины накапливаются в организме, причём их депо являются жировая ткань и печень. Ко второй принадлежат B1 (тиамин), B2 (рибофлавин), B3 (никотинамид), B5 (пантотеновая кислота), B6 (пиридоксин), B9 = ВC (фолиевая кислота), B12 (цианкобаламин), H (биотин), C (аскорбиновая кислота). Кроме того, существуют витаминоподобные вещества (синтезируются из промежуточных продуктов обмена веществ и выполняют функции, сходные с витаминами). Витамины являются многофункциональными и играют большую роль в работе иммунной системы. Они относятся к микропитательным веществам, непоставляющим калорий.
Витамины – жизненно необходимы, и поскольку наш организм не может вырабатывать их в должном количестве, мы должны получать витамины с питанием. Дефицит витаминов вызывает нарушение обменного процесса, а полное отсутствие, в зависимости от резерва в организме, приводит к летальному исходу. Избыток витаминов, наоборот, проблематичен в некоторых случаях (витамины А и Д). Подробнее остановимся на некоторых витаминах и их значении для организма человека. Витамин А представляет собой антиоксидант, он обеспечивает нормальное развитие человека, отвечает за здоровье кожи, органов зрения, репродуктивной системы и поддерживает иммунитет. Витамины группы В – это группа витаминов, участвующих в регуляции нервной системы, синтезе ряда ферментов и гормонов, производстве крови, энергетическом метаболизме жиров и углеводов, обмене белков и аминокислот. Витамин С в продуктах питания играет роль иммуномодулятора, также он участвует в реакциях окисления и восстановления. Витамин Е (токоферол) - антиоксидант, регулирует работу половых желез и сердца; D – кальциферол: это не только витамин в питании людей, но и гормон, он отвечает за минерализацию костной ткани, улучшает усвоение кальция, укрепляет иммунитет, стимулирует рост клеток, улучшает работу нервной системы, снижает риск онкологических заболеваний; К – филлохинон: этот жирорастворимый витамин в питании играет важную роль: он регулирует свёртываемость крови, укрепляет костную ткань, защищает сердце. Все жизненные процессы протекают в организме при непосредственном участии витаминов.
Витамины входят в состав более ста ферментов, запускающих огромное число реакций, способствуют поддержанию защитных сил организма, повышают его устойчивость к действию различных факторов окружающей среды, помогают приспосабливаться к ухудшающейся экологической обстановке. Витамины играют важнейшую роль в поддержании иммунитета, т.е. они делают наш организм более устойчивым к болезням.Биологические функции некоторых витаминов в организме человекаНазвание витаминаБиологическая функцияВ2 (рибофлавин)В составе дыхательных ферментов, перенос водородаВ6 (пиридоксин)Обмен аминокислотС (аскорбиновая кислота)Синтез коллагена, антиоксидантР (рутин)Вместе с витамином С участвует в окислительно-восстановительных процессах

ФЕРМЕНТЫ И ИХ РОЛЬ В ОБМЕННЫХ ПРОЦЕССАХ ЧЕЛОВЕЕЧСКОГО ОРГАНИЗМА

Ферменты - это специфические белки, которые действуют как катализаторы в биологических системах. Общие ферменты обнаруживаются практически во всех клетках, обеспечивают жизнедеятельность клетки, катализируя реакции биосинтеза белка, нуклеиновых кислот, образование биомембран и основных клеточных органелл, энергообмен.
Общие ферменты разных тканей и органов, тем не менее, отличаются по активности. Ферменты, свойственные только или преимущественно определенному органу или ткани, называются органоспецифическими. В печени – это аргиназа, урокиназа, гистидазаи др. Органоспецифическим ферментом почек и костной ткани является щелочная фосфатаза, предстательной железы – кислая фосфатаза, поджелудочной – амилаза и липаза. Все живые клетки содержат очень большой набор ферментов, от каталитической активности которых зависит функционирование клеток. Практически каждая из множества разнообразных реакций, протекающих в клетке, требует участия специфического фермента. Есть и ферменты, в норме находящиеся вне клетки; так, ферменты, катализирующие расщепление крахмала и белков, секретируются поджелудочной железой в кишечник.
Секретируют ферменты и многие микроорганизмы. Не все белки, присутствующие в живых организмах, являются ферментами. Так, иную функцию выполняют структурные белки, многие специфические белки крови, белковые гормоны и т.д. Многие ферменты с большой молекулярной массой проявляют каталитическую активность только в присутствии специфических низкомолекулярных веществ, называемых коферментами (или кофакторами).
Роль коферментов играют большинство витаминов и многие минеральные вещества; именно поэтому они должны поступать в организм с пищей. Витамины РР (никотиновая кислота, или ниацин) и рибофлавин, например, входят в состав коферментов, необходимых для функционирования дегидрогеназ. Цинк – кофермент карбоангидразы, фермента, катализирующего высвобождение из крови диоксида углерода, который удаляется из организма вместе с выдыхаемым воздухом. Железо и медь служат компонентами дыхательного фермента цитохромоксидазы. Вещество, подвергающееся превращению в присутствии фермента, называют субстратом.
Субстрат присоединяется к ферменту, который ускоряет разрыв одних химических связей в его молекуле и создание других; образующийся в результате продукт отсоединяется от фермента. Жизнедеятельность любого организма невозможна без участия ферментов. Ферментативный катализ ускоряет прохождение всех биохимических реакций в организме и обеспечивает, таким образом, феномен жизни. Без присутствия ферментов в ходе биохимических реакций не произойдёт расщепления пищи на пять основных соединений: углеводы, жиры, белки, витамины и микроэлементы — пища останется бесполезной для организма. Таким образом, без ферментов жизнь замедляется
.Функции ферментов и их роль в жизнедеятельности организма:
- стимулируют процесс переваривания и всасывания пищи;
- активизируют метаболизм, способствуют выведению умерших клеток из организма;
- регулируют осмотическое давление, нормализуют значение рН различных сред;
- обеспечивают обмен веществ, поддерживают способность организма противостоять воспалительным процессам;
- повышают иммунитет и способность организма к самовосстановлению и саморегуляции;
- способствуют детоксикации организма, очищают лимфу и кровь.
Некоторые ферменты и их источники:Фермент Источник Трипсин Тонкий кишечник β-АмилазаПшеница, ячмень, батат и т.д.Липазы Кишечник, семена с большим содержанием жиров, микроорганизмы Тромбин Кровь

ГОРМОНЫ: ОПРЕДЕЛЕНИЕ И СВОЙСТВА

Гормоны – это органические вещества, которые образуются в тканях одного типа (эндокринные железы, или железы внутренней секреции), поступают в кровь, переносятся по кровяному руслу в ткани другого типа (ткани-мишени), где оказывают своё биологическое действие (т. е. регулируют обмен веществ, поведение и физиологические функции организма, а также рост, деление и дифференцировку клеток). По месту образования гормоны делятся на гормоны гипоталамуса, гипофиза, щитовидной железы, паращитовидных желёз, надпочечников (коркового и мозгового вещества), женские половые гормоны, мужские половые гормоны, местные или тканевые гормоны.
По действию на биохимические процессы и функции гормоны делятся на:
1) гормоны, регулирующие обмен веществ (инсулин, глюкагон, адреналин, кортизол);
2) гормоны, регулирующие обмен кальция и фосфора (паратиреоидный гормон, кальцитонин, кальцитриол); 5 3) гормоны, регулирующие водно-солевой обмен (альдостерон, вазопрессин);
4) гормоны, регулирующие репродуктивную функцию (женские и мужские половые гормоны);
5) гормоны, регулирующие функции эндокринных желёз (адренокортикотропный гормон, тиреотропный гормон, лютеинизирующий гормон, фолликулостимулирующий гормон, соматотропный гормон);
6) гормоны стресса (адреналин, глюкокортикоиды и др.);
7) гормоны, влияющие на ВНД (память, внимание, мышление, поведение, настроение): глюкокортикоиды, паратиреоидный гормон, тироксин, адренокортикотропный гормон)
Свойства гормонов
1) Высокая биологическая активность. Концентрация гормонов в крови очень мала, но их действие сильно выражено, поэтому даже небольшое увеличение или уменьшение уровня гормона в крови вызывает различные, часто значительные, отклонения в обмене веществ и функционировании органов и может привести к патологии.
2) Короткое время жизни, обычно от нескольких минут до получаса, после чего гормон инактивируется или разрушается. Но с разрушением гормона его действие не прекращается, а может продолжаться в течение часов и даже суток.
3) Дистантность действия. Гормоны вырабатываются в одних органах (эндокринных железах), а действуют в других (тканях-мишенях).
4) Высокая специфичность действия. Гормон оказывает своё действие только после связывания с рецептором. Рецептор – это сложный белок-гликопротеин, состоящий из белковой и углеводной частей. Гормон связывается именно с углеводной частью рецептора. Причём строение углеводной части имеет уникальную химическую структуру и соответствует пространственному строению гормона. Поэтому гормон безошибочно, точно, специфично связывается только со своим рецептором, несмотря на малую концентрацию гормона в крови. Не все ткани одинаково реагируют на действие гормона. Высокой чувствительностью к гормону обладают те ткани, в которых 6 имеются рецепторы к данному гормону. В таких тканях гормон вызывает наиболее выраженные сдвиги в обмене веществ и функциях. Если рецепторы к гормону есть во многих, или почти во всех тканях, то такой гормон оказывает общее действие (тироксин, глюкокортикоиды, соматотропный гормон, инсулин). Если рецепторы к гормону присутствуют в весьма ограниченном числе тканей, то такой гормон обладает избирательным действием. Ткани, в которых имеются рецепторы к данному гормону, называются ткани-мишени. В тканях-мишенях гормоны могут воздействовать на генетический аппарат, мембраны, ферменты. Типы биологического действия гормонов
1) Метаболическое – действие гормона на организм проявляется регуляцией обмена веществ (например, инсулин, глюкокортикоиды, глюкагон).
2) Морфогенетическое – гормон действует на рост, деление и дифференцировку клеток в онтогенезе (например, соматотропный гормон, половые гормоны, тироксин).
3) Кинетическое или пусковое – гормоны способны запускать функции (например, пролактин – лактацию, половые гормоны – функцию половых желёз).
4) Корригирующее. Гормонам принадлежит важнейшая роль в адаптации человека к различным факторам внешней среды. Гормоны изменяют обмен веществ, поведение и функции органов так, чтобы приспособить организм к изменившимся условиям существования, т.е. осуществляют метаболическую, поведенческую и функциональную адаптацию, тем самым поддерживают постоянство внутренней среды организма.Некоторые гормоны и их функции в организме человекаЖелезыГормоныФункцииГипофизГормон роста, нейрогормон, вазопрессинРегуляция роста, стимуляция белкового синтезаГипоталамусСтатины, либириныРегуляция секреции гипофизарных гормоновЩитовидная железаТироксин кальцитонинПовышает интенсивность энергообмена, регулирует обмен кальция в организмеПоловые железыЭстрогены, андрогеныПоловые функции, обеспечивают развитие вторичных половых признаков

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В результате проведенного исследования, нами были сделаны следующе выводы. Витамины играют важнейшую роль в продлении здоровой, полноценной жизни. Прежде всего витамины – это жизненно необходимые соединения, то есть без них невозможна нормальная работа организма. Заменить их ничем нельзя. При отсутствии витаминов или их недостатке в рационе обязательно развивается определенное, причем часто повторяющееся, заболевание или нарушается здоровье в целом. Также вреден избыток витаминов. Необходимо питаться полноценно, разнообразно и не забывать, что отдельные категории людей (беременные, с повышенными физическими и умственными нагрузками и т. д.) могут испытывать дефицит того или иного витамина в силу своего состояния.
Роль ферментов в организме человека колоссальна. С помощью ферментов происходят почти все биохимические реакции – обмен веществ и пищеварение без их участия невозможны. При недостаточности ферментов (например, пищеварительных) специалистом назначается соответствующая терапия. Недопустим необоснованный бесконтрольный прием ферментов, способный привести к нарушению метаболизма. Гормоны также играют чрезвычайно важную роль в человеческом организме. Любые нарушения синтеза или распада гормонов, вызванные разнообразными причинами, включая заболевания эндокринных желез, приводят к изменению нормального синтеза ферментов и соответственно к нарушению метаболизма. Для подержания нормальной жизнедеятельности организма, каждый должен знать об основных функциях витаминов, ферментов и гормонов. Здоровый образ жизни, сбалансированное питание и прием фармпрепаратов исключительно по назначению специалиста, будут способствовать нормальному функционированию систем и органов, повышению работоспособности и качества жизни.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

Булатова Т. А. Основы физиологии: учебное пособие / Т.А. Булатова; Томский политехнический университет. – Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2019. – 112 с. Васильев В.Н. Физиология: учебное пособие / В. Н. Васильев, Л. В. Капилевич - Томск: Томск, 2010. – 186 с.Емельянов В. В. Биохимия: [учеб. пособие] / В. В. Емельянов, Н. Е. Максимова, Н. Н. Мочульская; М-во образования и науки Рос. Федерации, Урал. федер. ун-т. – Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та, 2016. – 132 с.Ермаханов М.Н., Сабденова У.О., Асылбекова Г.Т., Парманова Ж.Т., Куандыкова Э.Т., Еримбетова А.А. Ферменты // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2016. – № 3-1. – С. 103-106. URL: https://applied-research.ru/ru/article/view?id=8681 (дата обращения: 11.09.2022).Значение витаминов в жизни человека. URL: https://shilovo-med.medgis.ru/materials/view/znachenie-vitaminov-v-zhizni-cheloveka-1840 (дата обращения: 11.09.2022).Канюков, В.Н. Витамины: учебное пособие / В.Н. Канюков, А.Д. Стрекаловская, Т.А. Санеева; Оренбургский гоc. ун-т. – Оренбург: ОГУ, 2018. – 108 с.Масловсая А. А. Биохимия гормонов: пособие для студентов педиатрического, медико-психологического, медико-диагностического факультетов и факультета иностранных учащихся /А.А. Масловская. – 6-е изд. – Гродно: ГрГМУ, 2021. – 44 с.Николаева Л. А. Биологическая роль витаминов в организме. Методы оценки витаминной обеспеченности организма человека. Методы определения витамина С: учебно-методическое пособие / Л. А. Николаева, Е. В. Ненахова; ГБОУ ВПО ИГМУ Минздрава России. – Иркутск: ИГМУ, 2021. – 71 c.Справочник практического врача / [Сост. В.И. Бородулин]; под ред. А.И. Воробьева. - 9. изд., перераб. и доп. - М.: Оникс 21 век: Мир и образование, 2020. – 750 с.Универсальный медицинский справочник / [Авт.-сост. В. И. Бородулин и др.]; под ред. В. И. Бородулина. - М.: Эксмо, 2021 (ОАО Можайский полигр. комб.). – 1288 с,