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第二節(jié) 人體中酶與激素

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2006-04-24

一、酶

    食品成分進入機體后的消化、吸收、分解,機體的生長、發(fā)育、分化和繁殖,以及其他的生理活動中,所發(fā)生的種種生化反應過程,一般都由一類對應的酶加以催化作用。因此,酶對于生命有機體是不可缺少的,沒有或缺少了酶,生命現(xiàn)象就會發(fā)生畸變,甚至停止。

    與一般的催化劑不同,實際上酶就是一類由活細胞產(chǎn)生的蛋白質(zhì),只不過是這類蛋白質(zhì)具有催化的活性罷了。為示區(qū)別,可以將這種由酶所催化的反應稱之為酶促反應,而被酶作用的物質(zhì)則稱為該酶的底物。

    1、酶的分類

  機體細胞中的酶,按其所參加酶促反應的性質(zhì),分為六大類。

    1)氧化還原酶類

    氧化還原酶類催化氧化還原反應。常見的氧化還原酶有酚酶、脂肪氧合酶和過氧化物酶等。其中,酚酶可以氧化酚類和醇類化合物,生成醌或酮,脂肪氧合酶可以使不飽和脂肪產(chǎn)生過敏化物的臭味;過氧化物酶則可以催化分解過氧化氫和其他有機過氧化物。

    2)轉(zhuǎn)換酶類

    轉(zhuǎn)換酶類主要催化功能基團的轉(zhuǎn)移反應。例如在蛋白質(zhì)代謝過程中,具有重要作用的轉(zhuǎn)氨酶,就是一種氨基轉(zhuǎn)換酶類。

    3)水解酶類

    水解酶類主要催化水解反應。重要的水解酶有淀粉酶、脂酶、蛋白酶和核酸酶等。其中,淀粉酶可以使淀粉水解,變成糊精、麥芽糖和葡萄糖;脂酶可以使脂肪水解,產(chǎn)生甘油二酯、甘油一酯、甘油以及脂肪酸;蛋白酶可以使蛋白質(zhì)發(fā)生水解,主要生成肽類以及氨基酸;核酸酶則可以使核苷酸消化水解為核苷酸、核苷和堿基。

    4)裂合酶類

    裂合酶類又稱為脫加酶類,它主要催化從底物上移去一個基團而留下雙鍵的反應或其逆反應。重要的裂合酶有醛縮酶、水化酶及脫羧酶等。其中,醛縮酶可以使二磷酸酮糖轉(zhuǎn)變?yōu)榱姿嵬呛土姿崛┨;水化酶可以使延胡素酸加合水,轉(zhuǎn)變成蘋果酸;脫羧酶可以使丙酮酸脫羧,形成乙醛。

    5)異構(gòu)酶類

    異構(gòu)酶類主要催化各種同分異構(gòu)體的相互轉(zhuǎn)變。例如6-磷酸葡萄糖異構(gòu)酶,可以使葡萄糖-6-磷酸與果糖-6-磷酸發(fā)生互變。

    6)合成酶類

    合成酶類又稱為連接酶類,它主要催化一切必須與三磷酸腺苷分解相偶聯(lián),并且由兩種物質(zhì)合成—種物質(zhì)的反應。例如谷氨酰胺合成酶,在三磷酸腺苷的參與下,可以將游離氨和谷氨酸轉(zhuǎn)變?yōu)楣劝滨0贰?/SPAN>

2、酶的合成與分解

    酶的化學本質(zhì)是蛋白質(zhì),所以其合成的過程與蛋白質(zhì)的合成類似。在細胞內(nèi),酶的合成還與營養(yǎng)素和代謝產(chǎn)物的關(guān)系密切。一定的營養(yǎng)素的攝入,可以促進相應酶的合成,而其代謝之后的生成產(chǎn)物則抑制酶的合成。另外,激素通過對代謝過程的效應也對酶的合成具有很大的影響。

    在機體內(nèi),酶發(fā)揮催化作用的時間往往為幾小時到幾天,然后酶就會失去活性,作為蛋白質(zhì)物質(zhì)進行代謝分解。

    3、酶活性的調(diào)節(jié)

    酶的活性就是指酶催化一定反應的能力。細胞內(nèi)酶的活性隨著外部條件和生理條件的變化,會出現(xiàn)相應的變化。一般酶的活性,主要受營養(yǎng)素、代謝物、激素、酸堿度、激活劑等的影響和調(diào)節(jié)。

二、激素

    激素是一類具有特殊生理激動效應,可以調(diào)節(jié)和控制生命體的代謝過程或生理功能的有機化合物。一般,激素由生物體內(nèi)的某一特殊組織細胞產(chǎn)生,量非常少,然后通過體液或細胞外液輸送到一定的組織或細胞部位—— 一般將此組織和細胞稱作為激素的靶組織或靶細胞——發(fā)揮作用。

    1、激素的來源或存在

    大多數(shù)激素是由機體內(nèi)不具有導管的內(nèi)分泌腺直接產(chǎn)生并釋放到血液中的,然后經(jīng)由血液轉(zhuǎn)運到靶組織。因此,機體內(nèi)的激素主要來源或存在于內(nèi)分泌腺體中。機體內(nèi)存在的其他少部分激素則來自于內(nèi)分泌腺以外的其他組織細胞,另外還有一些激素則是直接由存在于血液中的某些前本物質(zhì)轉(zhuǎn)變而來的。

    一般,在正常情況下,機體內(nèi)的激素分泌和存在往往處于一種高度的平衡狀態(tài)。但是,當某些因素導致這種激素平衡失調(diào)時,就會產(chǎn)生相應的機體病態(tài)。經(jīng)常攝食含激素成分高的食品或使用激素制品,就可能出現(xiàn)這種情況。因為某些激素的生理效應,種屬性不強,對于動物和人體都可以產(chǎn)生相應的調(diào)節(jié)控制作用。所以,當人們食用含有內(nèi)分泌腺體或經(jīng)過特殊處理以后的動物性食品時,就會出現(xiàn)機體內(nèi)某些具有類似生理效應的激素含量增大的結(jié)果。

    除了從生命體組織中直接提取出來的天然激素外,目前,許多激素物質(zhì),也可以通過化學方法加以合成,并且不一定要求結(jié)構(gòu)的完全一致,只要合成的物質(zhì)具有同天然激素成分相同的生理效應即可。這種由合成方法得到的激素物質(zhì)就稱作為人工激素。人工激素在許多方而已經(jīng)得到了充分的使用。

    2、腦下垂體激素

    腦下垂體位于腦的底面,是一個重約0.50.7g形如豌豆的小器官,包括腺垂體(前葉和中葉)和神經(jīng)垂體二大部分。腦下垂體可以分泌出功能各異的激素,統(tǒng)稱為腦下垂體激素。

    l)生長激素

    生長激素也叫作軀體刺激素,為一種蛋白質(zhì)。人腦下垂體中的合成一般比較多,約為 10mg,相當于干質(zhì)量的10%。

    生長激素對于機體具有十分重要的生理作用,幾乎對所有的組織代謝過程都具有影響。它的主要作用是促進機體的蛋白質(zhì)合成能力,促進軟骨和骨骼的生長,從而使機體得以保持正常的生長和發(fā)育。生長激素具有升高血糖的作用,可以引起機體葡萄糖的產(chǎn)生和攝取增加。生長激素還具有提高機體攝取和利用脂肪酸的能力。

    當機體內(nèi)生長激素的平衡失調(diào)時,會出現(xiàn)兩種相反的癥狀。如果分泌過多,對于兒童和少年,則會產(chǎn)生機體各部分過度的生長,出現(xiàn)“巨人癥”;對于成年人,則會產(chǎn)生“肢端肥大癥”。如果分泌過少,對于兒童和少年,則會出現(xiàn)機體生長遲緩、身材矮小的“侏儒癥”。

    2)促甲狀腺激素

    促甲狀腺激素的生理作用是刺激甲狀腺細胞,促進其發(fā)育和功能;增加甲狀腺激素的分泌。  

    3)促腎上腺皮質(zhì)激素   

    促腎上腺皮質(zhì)激素的生理作用主要是促進腎上腺皮質(zhì)激素的分泌,另外,它還可以通過對皮質(zhì)細胞的作用,使機體蛋白質(zhì)的合成增加、碳水化合物的分解和氧化磷酸化作用增強。

    4)促性腺激素   

    主要有卵泡刺激素、黃體刺激素和間質(zhì)細胞刺激素。卵泡刺激素對于男性,可以刺激睪丸的發(fā)育和精子的形成,促進精子的釋放;對于女性,可以刺激卵巢的發(fā)育,促進卵泡的成熟 。黃體刺激素能刺激哺乳動物的乳汁產(chǎn)生和黃體激素分泌,還可以促進乳腺中核糖核酸及蛋白質(zhì)的合成,以及提高乳腺中一些代謝酶的活性。間質(zhì)細胞刺激素作用在卵巢或睪丸的間質(zhì)細胞處。對男性,可以促進雄性激素的分泌;對女性,可以促進卵泡的成熟、排卵和形成黃體。

    5)催產(chǎn)素

    催產(chǎn)素可以作用于多種平滑肌,特別是子宮肌肉,增加它的收縮強度和頻率,形成強的子宮收縮。所以它具有催產(chǎn)的作用,可以促進陣痛和分娩。另外,催產(chǎn)素作用于授乳期的成熟乳腺時,還可以引起排乳。

    6)加壓素 

    又稱為抗利尿激素,主要作用是促進小動脈的收縮,可以提高血壓。另外,還可以促進腎臟的遠球腎小管對水分的吸收。

   3、甲狀腺激素 

    甲狀腺激素,又叫甲狀腺素,它是由甲狀腺分泌的。甲狀腺是人體中最大的內(nèi)分泌腺,位于氣管上部的左右兩側(cè),呈橢圓形,重約1525g

    甲狀腺激素具有很廣泛的生理功能,以下分為四個方面加以簡述。

    (1)增強基礎代謝率  甲狀腺素主要通過促進機體組織的能量合成,從而影響各種代謝過程,并進而提高碳水化合物、脂質(zhì)和蛋白質(zhì)的代謝。一般合適地攝入甲狀腺素,可以使許多臟器的代謝增強,耗氧量增加。

    (2)促進發(fā)育生長  甲狀腺素可以促進蛋白質(zhì)的合成,并且在機體的發(fā)育初期還可以促進骨的生長。另外,甲狀腺素對于生長激素作用的發(fā)揮也具有幫助作用。

    (3)對高級神經(jīng)活動的影響  甲狀腺素對于高級神經(jīng)活動具有十分重要的作用。當甲狀腺素分泌失調(diào)時,會出現(xiàn)兩種相反的結(jié)果。分泌過多,會使人變得有些神經(jīng)質(zhì);分泌過少,則會使人精神活動低落。

    (4)對兒茶酚胺釋放的影響  當體內(nèi)甲狀腺素分泌過多時,將會引發(fā)髓質(zhì)激素兒茶酚胺的分泌加強,并同時成倍地增強機體組織對兒茶酚胺的感受性。

    4、甲狀旁腺激素   

    甲狀旁腺位于甲狀腺背面?zhèn)确,上下左右各一個,計4個,共重約0.1g。甲狀旁腺激素有甲狀旁腺素和降鈣素兩種。甲狀旁腺素的主要生理作用是升高血清中鈣離子的濃度,同時增加尿中磷酸氫根離子的排泄。降鈣素的主要生理作用則是降低血清中的鈣離子濃度,剛好與甲狀旁腺素作用相反。

    一般機體中,血清的正常鈣離子濃度,是經(jīng)由甲狀旁腺素和降鈣素共同調(diào)節(jié)控制的。

    5、腎上腺激素   

    腎上腺位于腎臟上方,左右各一個,重約1012g,分別由皮質(zhì) (腺體外層部分)和髓質(zhì)(腺體內(nèi)層部分)構(gòu)成。由腎上腺分泌的激素,統(tǒng)稱為腎上腺激素。

    但是,腎上腺激素根據(jù)其來源于皮質(zhì)部分還是髓質(zhì)部分,而存在有很大的差別。

    1)兒茶酚胺  

    由髓質(zhì)分泌兒茶酚胺,主要是腎上腺素(80%,)和去甲腎上腺素(20)。

    兒茶酚胺的主要生理作用有:

    對心臟和神經(jīng)系統(tǒng)的作用  兒茶酚胺具有加強心跳、增大血流量,提升血壓的作用。另外,它還可以興奮神經(jīng)系統(tǒng)。

    升高血糖作用  腎上腺素可以促進機體內(nèi)糖原的分解,增強機體對葡萄糖的吸收,引起血糖的升高。另外,腎上腺素還具有抑制胰島素分泌的作用,從而也可以間接地使血糖升高。

    2)醛甾酮 

    醛甾酮也稱醛固酮,是一種典型調(diào)控電解質(zhì)代謝的激素。它主要通過促進鈉離子的主動性吸收、以及鈉離子與其他離子如鉀離子、氫離子的交換過程,而保持機體內(nèi)鈉離子的潴留,從而使細胞的外液量以維持,并間接地施以升高血壓的作用。

    3)皮質(zhì)醇、皮質(zhì)素和皮質(zhì)酮

    皮質(zhì)醇也稱氫化可的松,皮質(zhì)素也稱可的松,加上皮質(zhì)酮這三種激素是重要的與碳水化合物代謝有關(guān)的激素。其主要的生理作用是升高血糖。它們主要是通過抑制葡萄糖氧化代謝過程的發(fā)生和促進蛋白質(zhì)分解為氨基酸進而發(fā)生糖異生作用的進行,從而使血糖升高的。由于這種血糖升高作用的發(fā)生,將會減少機體對氨基酸的吸收并影響到機體蛋白質(zhì)的合成代謝。另外,皮質(zhì)醇等還可以與促腎上腺皮質(zhì)激素一起促進胃液中鹽酸和蛋白酶的分泌,并且具有利尿的作用。

    4)腎上腺皮質(zhì)分泌的性激素 

    腎上腺皮質(zhì)分泌的性激素主要是雄激素,其代表物為脫氫表雄酮和雄酮。

    6、胰腺激素

    胰腺激素是胰腺體分泌激素的總稱,包括有胰島素、胰高血糖素等。

    1)胰島素

    胰島素的主要生理作用是降低血糖。在機體內(nèi),胰島素一方面主要通過提高葡萄糖向細胞內(nèi)的轉(zhuǎn)運速度,促進組織細胞吸收葡萄糖的能力,進而加強細胞內(nèi)葡萄糖向糖原的合成和提高葡萄糖的氧化分解速度,來下調(diào)血糖;另一方面還通過抑制機體內(nèi)糖原分解的發(fā)生,來進一步穩(wěn)定下調(diào)的血糖。另外,胰島素還可以促進由葡萄糖、氨基酸和丙酮酸合成脂肪酸的過程,增強氨基酸向肝細胞的轉(zhuǎn)運和機體內(nèi)蛋白質(zhì)的合成能力,從而間接地減少糖異生。

    2)胰高血糖素

胰高血糖素的生理作用與胰島素大體相反。在機體內(nèi),胰高血糖素可以促進糖原和蛋白質(zhì)的分解,同時增加糖異生,提高血糖水平。另外,在脂肪組織中還可以促進脂肪的分解,并抑制肝臟的脂肪酸合成,使酮體的生成量增加。

7、性激素倒:激素分為兩類,即雄激素和雌激素。

1)雄激素

    雄激素主要成分包括由睪丸分離的睪酮和由尿中分離出來的雄酮,以及由腎上腺皮質(zhì)分泌出來的脫氫表雄酮和雄酮。

    在機體內(nèi),睪酮和雄酮可以相互轉(zhuǎn)變,而處于一種動態(tài)平衡狀態(tài)。在肝臟中可以發(fā)生

睪酮     雄酮      脫氫表雄酮的反應。

    三種重要的雄激素成分中,以睪酮的活性最大;其次是雄酮,其活性約只有睪酮的15;脫氫表雄酮的活性最小,約只有雄酮的14。

    雄激素的生理作用,主要可以概括為兩部分:

雄激素作用 

可以促進男性性器官的發(fā)育,包括精子的生成和第二性征的發(fā)生。

促進蛋白質(zhì)合成 

雄激素可以增強機體的基礎代謝能力,具有明顯的促進肌肉、肝臟和腎臟蛋白質(zhì)合成的作用,可以產(chǎn)生尿素氮排出減少現(xiàn)象。并因此可以引起腎臟肥大,減少無機質(zhì)和水的排泄,促進骨骼的生長。

    2)雌激素

    雌激素是由卵巢分泌的激素,有兩種。一種是卵成熟前的卵泡中的卵激素,另一種是在排卵后形成的黃體葉,所生成的黃體激素。

    主要的卵泡激素為雌酮、雌三醇和雌二醇,它們總稱為雌激素,在機體內(nèi)具有可以相互轉(zhuǎn)變的關(guān)系。三種激素的活性順序為,雌二醇最強,雌酮其次,約為雌二醇的16;雌三醇最低,約為雌二醇為1200。這些激素的生理作用,也可以概括為兩個部分,即:

    雌激素作用  可以促進女性生殖器官的發(fā)育和第二性征的發(fā)生,促進卵泡的成熟,產(chǎn)生排卵。

    對代謝的作用  雌激素可以激活異檸檬酸脫氫酶,促進三羧酸循環(huán)?梢允棺訉m和胎盤的耗氧量增加,而肝臟的耗氧量卻被抑制。另外,雌激素還可以增強脂肪組織的脂肪合成能力,降低血中膽甾醇的含量。黃體激素也稱為孕酮或黃體酮。其主要作用是促進子宮粘膜呈現(xiàn)分泌期狀態(tài),為受精卵著床做好準備。

 
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