§ 11 Біологічно активні речовини

• До змісту відповідей

БІОЛОГІЧНИЙ ДЕТЕКТИВ

Більшість гормонів мають короткий період існування в організмі і швидко втрачають активність. Чому так? Який гормон є лідером такої короткотривалості? Чому саме він? І що сталося б, якби молекули цієї речовини довго зберігали активність?

Короткий період існування гормонів необхідний для точної та оперативної регуляції функцій організму: після передачі сигналу гормон має швидко розщеплюватися, щоб фізіологічна реакція не тривала безконтрольно. Лідером короткотривалості є адреналін, період напіврозпаду якого в крові становить лише 1–3 хвилини. Такий короткий термін зумовлений його функцією: адреналін забезпечує миттєву мобілізацію ресурсів під час стресу або небезпеки, і ця реакція повинна негайно припинятися після усунення загрози. Якби адреналін діяв довго, організм зазнав би виснаження через постійне перенапруження серця, критично високий артеріальний тиск і виснаження нервової системи.

ТРЕНУЙСЯ ДУМАТИ

1. Спрямований ріст пагона до світла називають фототропізмом (мал. 11.1). Цей процес регулюється перерозподілом фітогормону ауксину, що спричиняє закислення клітинної стінки, робить її еластичнішою і стимулює видовження клітин. Поміркуй, з якого боку — освітленого чи затіненого — накопичується більше молекул ауксину. Запропонуй план проведення експерименту для дослідження механізмів фототропізму.

Більше молекул ауксину накопичується із затіненого боку пагона, оскільки світло стимулює переміщення ауксину на тіньову сторону, внаслідок чого клітини в тіні видовжуються швидше і пагін вигинається до джерела світла.
План проведення експерименту:

1. Взяти дві однакові пророщені рослини (наприклад, паростки квасолі).
2. Першу контрольну рослину залишити з відкритою верхівкою та піддати однобічному освітленню.
3. На верхівку другої дослідної рослини надіти непрозорий ковпачок з фольги і поставити під те саме однобічне світло.
4. Протягом двох днів спостерігати за ростом пагонів і порівняти їхній вигин.

2. Антибіотик пеніцилін зазвичай ефективно впливає на клітини збудника ангіни, але не демонструє значної дії на клітини людини. Чому?

Пеніцилін пригнічує синтез пептидоглікану (муреїну), який є основою клітинної стінки бактерій-збудників ангіни. Клітини людини взагалі не мають клітинної стінки та пептидоглікану, тому пеніцилін на них не діє і не шкодить їхній життєдіяльності.

ЗАПИТАННЯ І ЗАВДАННЯ

1. Наведи приклади гормонів та нейгормонів і поясни їх роль в організмі.

Прикладами гормонів є інсулін і глюкагон (регулюють рівень цукру в крові), соматотропін (стимулює ріст кісток та м’язів), тироксин (контролює інтенсивність метаболізму), а також адреналін і кортизол (забезпечують адаптацію до стресу). Прикладами нейгормонів є вазопресин (посилює зворотне всмоктування води в нирках для збереження водного балансу) та окситоцин (стимулює скорочення м’язів під час пологів і формує почуття прив’язаності).

2. За малюнком 11.2 поясни зв’язок рівня гормонів і нейромедіаторів з різними психоемоційними станами.

Психоемоційний стан людини залежить від співвідношення біологічно активних речовин: стан «Щастя» супроводжується високим рівнем серотоніну та дофаміну, стан «Особиста перемога» виникає при максимальному підйомі дофаміну та ендорфінів, «Тривога» зумовлена високим вмістом адреналіну й кортизолу, а «Депресивний стан» характеризується критичним падінням рівнів дофаміну, серотоніну й ендорфінів на тлі високого кортизолу.

3. Яка роль фітогормонів у життєвих процесах рослин? Які фітогормони регулюють ріст, а які — стресові реакції рослин?

Фітогормони регулюють ріст і поділ клітин, забезпечують ростові рухи рослин, керують розвитком органів, бере участь у захисті від патогенів та регулюють репродуктивні процеси. Гормонами росту є ауксини (стимулюють верхівковий ріст, видовження клітин та утворення коренів) і цитокініни (стимулюють поділ клітин твірної тканини та галуження пагонів). Стресові реакції регулює абсцизова кислота, яка стимулює опадання листя, закриття продихів та перехід бруньок у стан спокою, а також етилен, який гальмує ріст та прискорює дозрівання плодів.

4. Які вітаміни можуть синтезуватися в організмі людини, а які обов’язково мають надходити з їжею?

У клітинах епітелію шкіри людини під дією ультрафіолетового випромінювання синтезується вітамін D, а мікробіом кишківника здатен утворювати вітаміни групи B і вітамін K. Більшість інших вітамінів, зокрема вітаміни A, C та E, обов’язково мають надходити разом із їжею, оскільки необхідні для їхнього утворення ферменти в організмі людини відсутні.

5. Поясни, яке значення для сучасного людства мають антибіотики, обґрунтуй ризики надмірного використання антибіотиків.

Антибіотики мають критичне значення для лікування небезпечних бактеріальних інфекцій, оскільки вони вибірково пригнічують життєдіяльність або руйнують клітинні стінки патогенних бактерій. Ризик надмірного та неупорядкованого прийому антибіотиків полягає у формуванні антибіотикорезистентності, за якої бактерії стають стійкими до ліків, що робить бактеріальні захворювання важковиліковними.

6. Виконай в e-ДОДАТКУ інтерактивне завдання про біологічно активні речовини (завдання 11.1).

Інтерактивне завдання 11.1 в e-додатку виконано шляхом систематизації відомостей про класифікацію, джерела утворення та біологічні функції гормонів, нейромедіаторів, фітогормонів, вітамінів й антибіотиків.

СКЛАДАЄМО БІОЛОГІЧНІ ПАЗЛИ (РЕФЛЕКСІЯ)

1. Назви три факти, які ти дізнався/дізналася після опанування параграфа.

Вітамін D є єдиним вітаміном, який утворюється безпосередньо в клітинах шкіри людини під впливом сонячного світла.
Корисна мікрофлора кишківника людини здатна самостійно синтезувати вітамін K та вітаміни групи B.
Нейромедіатор дофамін відповідає за мотивацію та очікування винагороди, а серотонін забезпечує стабільність настрою та емоційну рівновагу.

2. Закінчи одне з речень: Я став/стала більш обізнаним/обізнаною щодо… Мене здивувало… Я побачив/побачила зв’язок…

Я став більш обізнаним щодо того, як дотримання здорового режиму сну, фізичної активності та раціону харчування підтримує баланс гормонів і нейромедіаторів в організмі.

3. З якими перешкодами ти зіткнувся/зіткнулася під час опанування параграфа? Як ти подолав/подолала труднощі?

Під час вивчення теми було важко відразу запам’ятати відмінності між нейрогормонами та нейромедіаторами, але уважний аналіз схеми та повторне читання висновків параграфа допомогли розібратися.

4. Де і як ти зможеш використати знання і набутий досвід?

Отримані знання допоможуть мені свідомо формувати щоденний раціон для профілактики гіповітамінозу, розуміти важливість прогулянок на свіжому повітрі та суворо дотримуватися рекомендацій лікаря під час прийому антибіотиків.