Прочие гормоны.

Эту группу составляют гормоны, не относящиеся к первым двум категориям, и синтезируются они в щитовидной железе, надпочечниках, репродуктивных органах и в некоторых тканях.

Адреналин является гормоном мозгового слоя надпочечников. Первое указание на то, что образующееся в мозговом слое надпочечников вещество обладает физиологической активностью, было получено в 1895 г. Оказалось, что при внутривенном введении водных экстрактов из адреналового слоя надпочечников у животных повышается кровяное давление (прессорное действие). Вещество, обладающее прессорным действием, было выделено в кристаллическом виде из водных экстрактов мозгового слоя надпочечников в 1899 г. Абелем и в 1901 г. – Такамине. Абель назвал его эпинефрином, а Такамине – адреналином. Адреналин явился первым гормоном, выделенным в кристаллическом виде.

Гормоны симпатоадреналовой системы, хотя и не являются жизненно необходимыми, их роль в организме чрезвычайно велика; именно они обеспечивают адаптацию к острым и хроническим стрессам. Адреналин, норадреналин и дофамин – основные элементы реакции «борьбы или бегства». Ответ на испытываемый при этом испуг включает в себя быструю интегрированную перестройку многих сложных процессов в органах, непосредственно участвующих в данной реакции (мозг, мышцы, сердечно-легочная система и печень). В этом ответе адреналин:

1) быстро поставляет жирные кислоты, выполняющего роль главного первичного топлива для мышечной активности;

2) мобилизируют глюкозу в качестве источника энергии для мозга – путем повышения гликогенолиза и глюконеогенеза в печени и понижения поглощения глюкозы в мышцах и других органах;

3) снижают высвобождение инсулина, что также предотвращает поглощение глюкозы периферическими тканями; сберегая ее, в результате для центральной нервной системы.

Адреналин стимулирует также секрецию АКТГ (т.е. гипоталамо-гипофизарную ось). АКТГ, в свою очередь, стимулирует выброс корой надпочечников кортизола, в результате чего увеличивается превращение белков в глюкозу, необходимую для восполнения в печени и мышцах запасов гликогена, использованных при реакции тревоги.

Гормон адреналин отвечает за такие сильные эмоции, как ярость, агрессия, злость, страх и желание преодолеть препятствие. Парные эндокринные железы, надпочечники, вырабатывают два гормона — адреналин и норадреналин. Выработка гормона адреналина резко увеличивается, стоит нам столкнуться со стрессовой ситуацией, испытать страх или тревогу, шоковое состояние, стресс. Его большой выброс в кровь вызывает у человека целую бурю эмоций. Таким образом гормон адреналин подготавливает нас к стрессовой ситуации, улучшает функциональные способности скелетных мышц, а при длительном воздействие — увеличивает размеры миокарда. В то же время, если гормон адреналин вырабатывается в больших количества слишком долго, то это может привести к истощению и даже смерти.

Не стоит забывать про второй гормон — норадреналин, который также повышается при стрессовых ситуациях. Правда, круг его функций значительно меньше — он лишь сужает сосуды и повышает артериальное давление. И если гормон адреналин — это гормон страха, то норадреналин — ярости. Вот почему у хищников сильнее вырабатывается норадреналин, а, например, у их потенциальных жертв клетки, вырабатывающие этот гормон, практически отсутствуют. Таким образом, можно увидеть связь между такими эмоциями как страх и ненависть.

Доказано, что, чем меньше вырабатывается адреналин в организме человека, тем он хуже справляется с жизненными трудностями, опускает руки, сдается перед лицом опасности, не находит в себе силы реагировать быстро и мобилизовать свои усилия на борьбу с проблемой.

Тироксин – это гормон, вырабатываемый щитовидной железой, которая находится в передней области шеи. Основная функция тироксина – поддержание нормального метаболизма (обмена веществ). Гормон тироксин разносится по всем клеткам и тканям организма посредством циркуляции крови.

Гипотиреоз означает, что недостаточно активная щитовидная железа не секретирует достаточно тироксина. В результате гипотиреоза происходит замедление многих функций организма, то есть обмен веществ тоже замедляется.

И, наоборот, в случае гипертиреоза секретируется слишком много тироксина. В результате этого ускоряется метаболизм.

Простагландины — биологически активные вещества, представляющие собой производные полиненасыщенных жирных кислот, молекула которых содержит 20 углеродных атомов. Биологическое действие П. многообразно; один из основных биологических эффектов П. заключается в их выраженном действии на тонус гладкой мускулатуры различных органов. П. снижают выделение желудочного сока и уменьшают его кислотность, являются медиаторами воспаления и аллергических реакций (см. Медиаторы), принимают участие в деятельности различных звеньев репродуктивной системы, играют важную роль в регуляции деятельности почек, оказывают влияние на различные эндокринные железы. Нарушение биосинтеза П. может стать причиной развития тяжелых патологических состояний. Синтетические и полусинтетические П. используют в качестве лекарственных средств.

В середине 30-х гг. 20 в. шведский ученый Эйлер (V. Euler) обнаружил в экстракте из предстательной железы (простаты) биологически активные вещества, которые он назвал простагландинами, полагая, что они вырабатываются только в предстательной железе. Позже было установлено, что П. образуются практически во всех органах и тканях. В 1962 г. была расшифрована химическая структура простагландинов. Оказалось, что углеродный скелет молекулы П. имеет вид пятичленного цикла и двух боковых цепей. Простагландины можно рассматривать как производные так называемой простановой кислоты — соединения, не существующего в природе, но полученного синтетически.

Известно около 20 различных простагландинов. В зависимости от строения их делят на несколько типов, обозначаемых буквами латинского алфавита: А, В, С, D, Е, F и т.д. Простагландины каждого типа разделяют на 1-ю, 2-ю и 3-ю серии в зависимости от числа двойных связей в боковых цепях молекулы. С учетом типа и серии П. обозначают ПГЕ2 (PGE2), ПГД1 (PGD1), ПГН2 (PGH2) и т.д.

Простагландины необходимы для процесса овуляции; они влияют на продвижение яйцеклетки и подвижность сперматозоидов, на сократительную деятельность матки, а также необходимы для нормальной родовой деятельности: слабую родовую активность и перенашивание беременности связывают с недостатком П., а повышенное образование П. может стать причиной самопроизвольных абортов и преждевременных родов. У новорожденных П. регулируют закрытие сосудов пуповины и артериального протока.

Простагландины помимо воздействия на специфические рецепторы способны непосредственно влиять на функциональные структуры клетки.

Ювенильный гормон — гормон насекомых, регулирующий их постадийное развитие. По химической природе — изопреноид. Бесцветное, оптически-активное, вязкое масло, нерастворимое в воде. Впервые обнаружен в 1956 году американским энтомологом К. Уильямсом в брюшке самцов бабочки Hyalophora cecropia. Выделение, установление строения и первый химический синтез ювенильного гормона осуществлены группой американских учёных в 1967—1969. Образуется у насекомых как с полным, так и с неполным превращением. Содержание ювенильного гормона в организме очень мало (10-1-10-2 мкг/г). Биосинтез и секреция ювенильного гормона осуществляются прилежащими телами (corpora allata) и начинаются под действием белкового активационного гормона, вырабатываемого нейросекреторными клетками мозга, с момента вылупления личинки из яйца. В течение личиночного периода ювенильный гормон тормозит активность другого гормона — экдизона, который стимулирует рост личинки, ускоряет её линьку, и таким образом поддерживает нормальное развитие личинки до полной зрелости. Торможение осуществляется, по-видимому, путём репрессии генов. При последовательных линьках секреция ювенильного гормона постепенно уменьшается и на последней личиночной стадии резко затормаживается, в результате чего личинка под действием экдизона превращается в куколку. Таким образом сбалансированное взаимодействие ювенильного гормона и экдизона обеспечивает нормальное развитие насекомых. Ювенильный гормон проявляет также гонадотропную активность, влияет на диапаузу, стимулирует у некоторых насекомых выработку половых феромонов. Активностью ювенильного гормона обладают и другие изопреноиды, в частности ювабион, а также многие синтетические аналоги. Применение ювенильного гормона и его аналогов в качестве инсектицидов, нарушающих нормальное развитие насекомых, даёт положительные результаты в борьбе с гусеницей хлопковой совки и другими опасными вредителями сельскохозяйственных растений и лесных пород. Hедостаток этих инсектицидов заключается в том, что максимум их эффективности приходится лишь на непродолжительный период превращения незрелой особи в зрелую. У некоторых высших растений обнаружены антагонисты ювенильного гормона, так называемые прекоцены (от англ. precoceous — «скороспелый»), вызывающие преждевременный метаморфоз личинок, бесплодие и аномальное протекание диапаузы у насекомых. Прекоцены перспективны как «антигормональные» инсектициды.

Фитогормоны — низкомолекулярные органические вещества, вырабатываемые растениями и имеющие регуляторные функции. Действующими являются низкие концентрации фитогормонов (до 10−11 М), при этом фитогормоны вызывают различные физиологические и морфологические изменения в чувствительных к их действию частях растений.

Современные ученые разделили все фитогормоны на несколько условных групп:

1) фитогормоны, влияющие на рост и развитие растений;

2) гормоны цветения;

3) витамины группы В;

4) гормоны — ингибиторы развития и роста.

Фитогормоны — стимуляторы развития и роста.

Среди таких фитогормонов выделяют ауксины, гиббереллины и цитокинины.

Действие ауксинов направлено на растяжение растительной клетки. Выработка и накапливание их происходят в конусах нарастания корней и побегов, откуда они затем поступают в другие части растения. Если на срез стебля нанести некоторое количество гормонов ауксинов, то на черенке в течение сравнительно короткого времени образуются корни.

Вместе с тем переизбыток таких гормонов является причиной замедления и приостановки развития корневой системы. Таким образом, было замечено, что под воздействием определенного количества ауксинов происходит активизация роста стебля и, напротив, приостановка развития корня.

Садоводам и огородникам не раз приходилось замечать, как растения наклоняются в сторону, куда падает освещение. Такая ответная реакция растительного организма на односторонний свет объясняется действием гормона ауксина. Изгибание стебля происходит за счет того, что клетки с притененной стороны растягиваются больше, нежели те, на которые непосредственно падают световые лучи.

После завершения опыления цветка происходит стремительное разрастание клеток цветоложа и завязи, в результате чего и образуется плод. Такой процесс также напрямую зависит от действия ауксинов.

В настоящее время в сельскохозяйственном производстве используют методику получения плодов без опыления. Для этого синтетический ауксин наносят на рыльце, провоцируя формирование и рост плода. Плоды, полученные таким образом, не имеют семян.

Наиболее распространенным природным гормоном ауксином является ивдолил-3-уксусная кислота. Садоводы и огородники обычно применяют синтетические препараты подобных веществ. Это нафтилуксусная кислота, индолилмасляная кислота и 2,4-дихлорфенок-сиуксусная кислота (2,4-Д).

Главное их отличие от естественных состоит в способности противостоять действию, оказываемому ферментами. Именно поэтому эффект, вызываемый такими гормонами, сохраняется в течение длительного периода времени.

В настоящее время синтетические препараты ауксинов используются при выращивании овощных культур для активизации развития корневой системы, получения бессемейных плодов (чаще при возделывании томатов), а также с целью предотвращения раннего опадения плодов у семечковых и цитрусовых. Кроме того, ауксины выполняют роль гербицидов в борьбе с сорняками.

Другой вид фитогормонов, стимулирующих рост и развитие растений,— это гиббереллины. В сельском хозяйстве нашел применение синтетический препарат этого вещества — гиббереллиновая кислота. Основное действие гиббереллинов направлено на ускорение роста растительной клетки.

При возделывании овощных и цветочных культур чаще всего используют препараты ауксинов и гиббереллинов, вследствие взаимодействия которых происходит активизация процесса прорастания семян.

Гиббереллины стимулируют рост первичного корешка зародыша зерна, а ауксины провоцируют разрыхление семенной оболочки и развитие зародыша.

Еще одна группа стимуляторов роста растений — это так называемые цитокинины. Их действие направлено не на растяжение клеток растительного организма, а на их деление. Ученые полагают, что такие гормоны вырабатываются в корнях, а оттуда поступают в другие части.

Цитокинины отвечают за рост и нормальное развитие растений, обеспечивают правильность их формы и структуры тканей. Опыты показали, что именно вследствие действия таких гормонов образуются зачатки органов растительного организма.

Впервые такой эффект, оказываемый цитокининами, был описан в 1940 году. А в 60-е годы XX столетия ученые с помощью подобных фитогормонов смогли получить из одной растительной клетки взрослое растение.

Еще одним важным свойством цитокининов является их способность регулировать процесс старения растений. Это качество гормонов ученые используют главным образом при выращивании зеленных культур.

Действие цитокининов таково, что они замедляют старение и, как следствие, увядание и пожелтение листовых овощей (салат, сельдерей, брокколи), сохраняя таким образом товарный вид последних.

С подобными целями в сельском хозяйстве чаще всего применяют синтетический цитокинин — бензи-ладенин.

Фитогормоны цветения. Группу фитогормонов цветения составляют верналин и флориген. Первыми, кто высказал предположение о существовании особого вещества, содержащегося в организме растений и влияющего на их цветение, были русские исследователи.

В 1937 году в своей работе М. Чайлахян доказал, что цветение вызывает действие двух фитогормонов: гиббереллинов и антезинов.

В 1939 году ученые смогли выделить еще один гормон цветения — верналин. Его образование происходит в клетках верхушечных побегов растений либо в зародышах семян.

Фитогормоны, ослабляющие рост и развитие растений. К числу таких гормонов принадлежат вырабатываемые растительным организмом вещества, тормозящие рост клеток и вызывающие состояние покоя.

Природными фитогормонами такого вида являются фенольные соединения (салициловая, коричная кислоты и пр.) и абсцизовая кислота. Их образование происходит в семенах и почках растений.

В сельском хозяйстве широко применяют гормоны — ингибиторы роста, полученные синтетическим путем. Это ретарданты, дормины, десиканты, дефолианты и гербициды.

Последние, как известно, используют главным образом для борьбы с сорняками. Все гербициды принято условно делить на две группы:

1) сплошные (оказывают воздействие на сорняки всех видов);

2) избирательные (действуют на какой-либо один вид растений).

Существует также классификация гербицидов по внешним признакам действия. При этом препараты вещества принято делить на три типа:

1) контактного действия (разрушают ткани надземных частей растений);

2) системного действия (распространяясь по сосудистой системе, такие вещества разрушают и корни, и надземные части растений);

3) селективного действия (разрушают клетки семян и корней растений).

Дата добавления: 2015-08-18