Föderaalne Haridusagentuur

Riiklik õppeasutus

kõrgharidus "Permi Riiklik Tehnikaülikool" keemia ja biotehnoloogia osakond

Bioloogiliselt aktiivsete ühendite keemia

Loengukonspektid täiskoormusega üliõpilastele

eriala 070100 “Biotehnoloogia”

Kirjastus

Permi Riiklik Tehnikaülikool

Koostanud: Ph.D. Biol. Teadused L.V. Anikina

Ülevaataja

Ph.D. chem. Teadused, dotsent I. A. Tolmacheva

(Permi osariigi ülikool)

Bioloogiliselt aktiivsete ainete keemia/komp. L.V. Anikina – Perm: Permi kirjastus. olek tehnika. Ülikool, 2009. – 109 lk.

Esitatakse loengukonspektid kursuse programmi „Bioloogiliselt aktiivsete ainete keemia“ kohta.

Mõeldud täiskoormusega üliõpilastele suunal 550800 “Keemiatehnoloogia ja biotehnoloogia”, eriala 070100 “Biotehnoloogia”.

© Riiklik Erialane Kõrgkool

"Permi osariik

Tehnikaülikool", 2009

Sissejuhatus……………………………………………………………………………………..4

Loeng 1. Elusolendite keemilised komponendid……………………………………….7

Loeng 2. Süsivesikud……………………………………………………………….12

Loeng 3. Lipiidid…………………………………………………………………..20

Loeng 4. Aminohapped………………………………………………………..…35

Loeng 5. Valgud………………………………………………………………….….43

Loeng 6. Valkude omadused…………………………………………………………57

Loeng 7. Liht- ja kompleksvalgud…………………………………………………………61

Loeng 8. Nukleiinhapped ja nukleoproteiinid…………………………….72

Loeng 9. Ensüümid…………………………………………………………..85

Loeng 10. Ensüümide klassifikatsioon………………………………………………………… 94

Sissejuhatus

Biotehnoloogia spetsialistide koolitamisel on olulisemateks baasdistsipliinideks biokeemia, orgaaniline keemia ja bioloogiliselt aktiivsete ainete keemia. Need distsipliinid moodustavad biotehnoloogia fundamentaalse aluse, mille arengut seostatakse meie aja selliste suurte sotsiaalsete probleemide lahendamisega nagu energia, sööda- ja toiduressursside tagamine, keskkonnakaitse ja inimeste tervis.

Vastavalt riikliku kutsekõrghariduse standardi nõuetele põhiõppekavade kohustusliku miinimumsisu kohta suunal 550800 “Keemiatehnoloogia ja biotehnoloogia”, eriala 070100 “Biotehnoloogia”, hõlmab distsipliin “Bioloogiliselt aktiivsete ainete keemia” järgmist. didaktilised üksused: valkude, nukleiinhapete, hapete, süsivesikute, lipiidide, madala molekulmassiga bioregulaatorite ja antibiootikumide struktuur ja ruumiline korraldus; ensüümide, antikehade, struktuurvalkude mõiste; ensümaatiline katalüüs.

Distsipliini „Bioloogiliselt aktiivsete ainete keemia“ õpetamise eesmärk on kujundada õpilastes ettekujutusi bioloogiliselt aktiivsete ainete struktuurist ja toimimise alustest, ensümaatilisest katalüüsist.

Distsipliini „Bioloogiliselt aktiivsete ainete keemia“ loengud põhinevad õpilaste teadmistel kursustest „Üldine keemia“, „Anorgaaniline keemia“, „Füüsikaline keemia“, „Analüütiline keemia“ ja „Koordinatsiooniühendite keemia“. Selle distsipliini sätteid kasutatakse kursuste "Biokeemia", "Mikrobioloogia", "Biotehnoloogia" edasiseks õppimiseks.

Kavandatavad loengukonspektid hõlmavad järgmisi kursusel “Bioloogiliselt aktiivsete ainete keemia” õpetatavaid teemasid:

Süsivesikud, klassifikatsioon, keemiline struktuur ja bioloogiline roll, süsivesikutele iseloomulikud keemilised reaktsioonid. Monosahhariidid, disahhariidid, polüsahhariidid.

Lipiidid. Klassifikatsioon keemilise struktuuri, lipiidide ja nende derivaatide bioloogiliste funktsioonide järgi - vitamiinid, hormoonid, bioregulaatorid.

Aminohapped, üldvalem, klassifikatsioon ja bioloogiline roll. Aminohapete füüsikalis-keemilised omadused. Proteinogeensed aminohapped, aminohapped kui bioloogiliselt aktiivsete molekulide eelkäijad - koensüümid, sapphapped, neurotransmitterid, hormoonid, histohormoonid, alkaloidid ja mõned antibiootikumid.

Valgud, elementide koostis ja valkude funktsioonid. Valgu esmane struktuur. Peptiidsideme omadused. Valgu sekundaarne struktuur: α-heeliks ja β-leht. Supersekundaarne valgu struktuur, valgu evolutsiooni domeenipõhimõte. Valgu tertsiaarne struktuur ja seda stabiliseerivad sidemed. Fibrillaarsete ja globulaarsete valkude mõiste. Valgu kvaternaarne struktuur.

Valkude füüsikalis-keemilised ja bioloogilised omadused. Denatureerimine. Saatjad.

Lihtvalgud: histoonid, protamiinid, prolamiinid, gluteiinid, albumiinid, globuliinid, skleroproteiinid, toksiinid.

Kompleksvalgud: kromoproteiinid, metalloproteiinid, lipoproteiinid, glükoproteiinid, proteoglükaanid, nukleoproteiinid.

Nukleiinhapped, bioloogiline roll rakus. DNA ja RNA lämmastiku alused, nukleosiidid, nukleotiidid, polünukleotiidid. RNA tüübid. DNA ruumiline struktuur, DNA tihendamise tasemed kromatiinis.

Ensüümid kui bioloogilised katalüsaatorid, nende erinevus mittevalgulistest katalüsaatoritest. Lihtsad ja keerulised ensüümid. Ensüümi aktiivne sait. Ensüümide toimemehhanism, aktivatsioonienergia vähendamine, ensüümi-substraadi kompleksi moodustumine, sidemete deformatsiooni teooria, happe-aluse ja kovalentne katalüüs. Ensüümi isovormid. Multiensüümsüsteemid.

Ensüümide aktiivsuse reguleerimine raku tasandil: piiratud proteolüüs, molekulaarne agregatsioon, keemiline modifitseerimine, allosteeriline inhibeerimine. Inhibeerimise tüübid: pöörduv ja pöördumatu, võistlev ja mittekonkureeriv. Ensüümi aktivaatorid ja inhibiitorid.

Ensüümide nomenklatuur. Rahvusvaheline ensüümide klassifikatsioon.

Oksidoreduktaasid: NAD-sõltuvad dehüdrogenaasid, flaviinist sõltuvad dehüdrogenaasid, kinoonid, tsütokroomsüsteem, oksüdaasid.

Transferaasid: fosfotransferaasid, atsüültransferaasid ja koensüüm A, püridoksaalfosfaati kasutavad aminotransferaasid, koensüümidena foolhappe ja tsüanokobalamiini aktiivseid vorme sisaldavad C1-transferaasid, glükosüültransferaasid.

Hüdrolaasid: esteraasid, fosfataasid, glükosidaasid, peptidaasid, amidaasid.

Lüaasid: dekarboksülaasid, mis kasutavad koensüümina tiamiinpürofosfaati, aldolaas, hüdrataasid, deaminaasid, süntaasid.

Isomeraasid: vesiniku-, fosfaat- ja atsüülrühmade ülekanne, kaksiksidemete liikumine, stereoisomeraasid.

Ligaasid: seos sünteesi ja ATP, karboksülaasi lagunemise ja karboksübiotiini, atsüül-koensüüm A süntetaasi rolli vahel.

Loengukonspektide lõpus on loetelu kirjandusest, mida tuleb kasutada kursuse “Bioloogiliselt aktiivsete ainete keemia” edukaks läbimiseks.

Sissejuhatus

Iga elusorganism on avatud füüsikaline ja keemiline süsteem, mis saab aktiivselt eksisteerida ainult piisavalt intensiivse kemikaalide voolu tingimustes, mis on vajalikud struktuuri ja funktsioonide arendamiseks ja säilitamiseks. Heterotroofsete organismide (loomad, seened, bakterid, algloomad, mitteklorofülli taimed) jaoks varustavad keemilised ühendid kogu või suurema osa nende eluks vajalikust energiast. Lisaks elusorganismide varustamisele ehitusmaterjali ja energiaga täidavad nad mitmesuguseid funktsioone ühe organismi infokandjatena ning pakuvad liikidevahelist ja -sisest suhtlust.

Seega tuleks keemilise ühendi bioloogilist aktiivsust mõista kui selle võimet muuta keha funktsionaalseid võimeid ( invitro või in vivo) või organismide kooslused. See bioloogilise aktiivsuse lai määratlus tähendab, et peaaegu igal keemilisel ühendil või ühendite koostisel on teatud tüüpi bioloogiline aktiivsus.

Isegi keemiliselt väga inertsed ained võivad õigel viisil organismi manustamisel avaldada märgatavat bioloogilist mõju.

Seega on kõigi keemiliste ühendite hulgast bioloogiliselt aktiivse ühendi leidmise tõenäosus ligilähedane ühele, kuid teatud tüüpi bioloogilise aktiivsusega keemilise ühendi leidmine on üsna keeruline ülesanne.

Bioloogiliselt aktiivsed ained– elusorganismide elutegevuse säilitamiseks vajalikud keemilised ained, millel on madalal kontsentratsioonil kõrge füsioloogiline aktiivsus teatud elusorganismide rühmade või nende rakkude suhtes.

Bioloogilise aktiivsuse ühiku kohta keemilisest ainest võetakse seda ainet minimaalne kogus, mis võib teatud arvu rakkude, standardtüve kudede arengut pärssida või kasvu edasi lükata (biotestid) toitainekeskkonna ühikus.

Bioloogiline aktiivsus on suhteline mõiste. Samal ainel võib olla erinev bioloogiline aktiivsus sama tüüpi elusorganismi, koe või raku suhtes, sõltuvalt pH väärtusest, temperatuurist ja muude bioloogiliselt aktiivsete ainete olemasolust. Ütlematagi selge, et kui me räägime erinevatest bioloogilistest liikidest, siis aine mõju võib olla sama, erineval määral väljendunud, otse vastupidine või mõjuda märgatavalt ühele organismile ja olla teise jaoks inertne.

Igal bioloogiliselt aktiivse aine tüübil on bioloogilise aktiivsuse määramiseks oma meetodid. Seega on ensüümide puhul aktiivsuse määramise meetodiks substraadi kulumiskiiruse (S) või reaktsiooniproduktide moodustumise kiiruse (P) registreerimine.

Igal vitamiinil on oma aktiivsuse määramise meetod (vitamiini kogus uuritavas proovis (näiteks tablettides) RÜ ühikutes).

Sageli kasutatakse meditsiini- ja farmakoloogilises praktikas sellist mõistet nagu LD 50 - st. aine kontsentratsiooni korral surevad pooled katseloomadest. See on bioloogiliselt aktiivsete ainete toksilisuse mõõt.

Klassifikatsioon

Lihtsaim klassifikatsioon - Üldine - jagab kõik bioloogiliselt aktiivsed ained kahte klassi:

• endogeenne
• eksogeenne

Endogeensete ainete hulka kuuluvad

Kõik bioloogiliselt aktiivsed ained või üksikud elemendid, mis põhjustavad loomade mürgistust või üksikute kehasüsteemide normaalset talitlust, jagunevad olenevalt nende sihtotstarbest mitmesse rühma.

Pestitsiidid(pestis – kahjulik, caedere – tapa). Pestitsiidid on taime- ja loomakahjurite tõrjevahendid. Veterinaartoksikoloogia jaoks on need olulisemad kui kõigi teiste rühmade mürgised ained. Just pestitsiidide hulgas on kõige rohkem kõrge bioloogilise aktiivsusega keemilisi ühendeid. Kaasaegne kõrge tootlikkusega põllumajandus on aga võimatu ilma nende kasutamiseta. Seetõttu suureneb nii pestitsiidide kasutus ulatus kui ka maht. Pestitsiididel pole mitte ainult toksikoloogilist, vaid ka veterinaarset ja sanitaartehnilist tähtsust, kuna mõned neist saastavad keskkonda ja kogunevad loomsetesse kudedesse, erituvad piima ja munadega, mis põhjustab nende saastumist loomsete toidujääkidega.

Mükotoksiinid. Mükotoksiinide hulka kuuluvad toksilised ained (metaboliidid), mida toodavad mikroskoopilised seened (hallitus). Nende hulgas on ühendeid, millel on erakordselt kõrge bioloogiline aktiivsus, mis toimivad ekstogeenselt, kantserogeenselt, embrüotoksiliselt, gonadotoksiliselt ja teratogeenselt. Seega on seene Fusarium perekonda kuuluva ühe metaboliidi - T-2-toksiini LD^o valgete hiirte jaoks 3,8 mg/kg, ligikaudu sama mürgisusega on aflatoksiin Bb. Hetkel teist sellist ühendit ei kasutata. taimekaitseks või nii kõrge mürgisusega loomadele. Karbofuraani (furadaani), mis on üks mürgisemaid peediseemnete töötlemisel kasutatavaid pestitsiide, mida ei ole lubatud kasutada loomadel, LDZ on 15 mg/kg, st see on 4 korda vähem toksiline kui T-2 toksiinid.

Paljudes maailma riikides tehakse ulatuslikke uuringuid mükotoksiinide isoleerimiseks, nende keemilise struktuuri uurimiseks, bioloogilise aktiivsuse määramiseks ning loomasöödas ja kudedes toksiinide moodustumise protsessi mõjutavate tegurite määramise meetodite väljatöötamiseks.

Mürgised metallid ja nende ühendid. Metalliühenditest on sanitaartoksikoloogiliselt suurima tähtsusega elavhõbedat, pliid, kaadmiumi sisaldavad ained ning vähesel määral ka kroomi, molübdeeni ja tsinki sisaldavad ühendid.

Veel hiljuti teatati sageli põllumajandus- ja metsloomade mürgitamisest elavhõbedaühenditega, mida kasutati seemnete töötlemiseks. Meie riigis kasutasime selleks otstarbeks peamiselt etüülelavhõbekloriidi (C 2 H 5 HgCl), mis kuulub väga mürgiste ainete (STS) rühma ja on granosani desinfitseerimisvahendi toimeaine. Alates 1997. aastast on granosan pestitsiidide nimekirjast eemaldatud. Harvem esineb mürgistust teiste raskmetallide ühenditega, kuid need kujutavad endast ohtu saasteainetena toiduainetes, sh loomsetes toodetes - piim, liha, munad, kalad. Peamiseks raskmetallide ja nende ühenditega saasteallikaks on tööstusettevõtted, kes kasutavad neid elemente tehnoloogilises protsessis. Raskmetalle ja nende ühendeid kasutava tööstuse arenedes suureneb nende sattumine keskkonda ning raskmetallide ühendite sisaldus pinnases, vees, taimedes, loomades ja sellest tulenevalt ka toiduainetes. Sellega seoses on üha suurem vajadus kontrollida nende kogunemist keskkonnaobjektidesse, söödadesse ja toiduainetesse, et vältida üle lubatud piirnormi mürgiseid elemente sisaldavate toiduainete tarbimist.

Mürgised metalloidid. Mürgiste metalloidide rühma kuuluvad arseeni, fluori, seleeni, antimoni, väävli jne ühendid. Neid elemente ja nende ühendeid saab aga mürkidena klassifitseerida vaid tinglikult. Metalloidide mürgisuse määrab doos ja ühendi tüüp, seega varieerub see väga laias vahemikus. Näiteks naatriumarseniidi LD 50 rottidele on 8-15 mg/kg nende massist, herbitsiid monokaltsiummetüülarsenaat aga 4000 mg/kg (N.N. Melnikov, 1975). Viimasel ajal on arseeniühendeid kasutatud väikestes annustes kasvu soodustajatena. Neid kasutatakse ravimitena (novarsenool, osarsool jne) kahjulike näriliste (kaltsiumarseniit) hävitamiseks. Fluori ja seleeni sisaldavaid aineid kasutatakse väikestes annustes mitmete haiguste raviks, suured annused põhjustavad loomadel mürgistust.

Selle rühma elemendid võimaldavad kõige selgemalt näidata mürkide kahekordset mõju kehale sõltuvalt annusest. Näiteks võib seleen mürgitada põllumajandusloomi, samas kui väikesed kogused seda elementi koos toiduga takistavad mitmete haiguste (valgelihase haigus, toksiline maksadüstroofia) teket. Samuti on teada, et see element on looma keha jaoks vajalik (V.V. Ermakov, V.V. Kovalsky, 1974). Söödalisandina kasutatavad halvasti defluoritud fosfaadid võivad põhjustada loomade mürgistust. Samal ajal lisatakse fluoriidi väikeses kontsentratsioonis joogivette, et vältida hambakaariest.

Polüklooritud ja polübroomitud bifenüülid (PCB, PBB). Selle rühma mürgised ained on keemilise struktuuri poolest lähedased DDT-le ja selle metaboliitidele. PCB-d ja PBB-d on püsivad kloororgaanilised ja broomiühendid, mida kasutatakse tööstuses laialdaselt kummi, plasti tootmisel ja plastifikaatoritena. Nende ainete mürgisus on suhteliselt madal (selle rühma levinuima ühendi asroli LD 5 o on 1200 mg/kg looma massist). Mõned neist on aga laboriloomadega tehtud katsetes kantserogeensed. Selle põhjal on kindlaks tehtud nende sisalduse väga madalad lubatud tasemed toidus. PCB-d ja PBB-d lagunevad keskkonnas väga aeglaselt ning kogunevad loomade elunditesse ja kudedesse. On esinenud inimeste ja loomade mürgitusjuhtumeid PCB-dega, samuti on esinenud kõrget saastumist söödajääkidest ja loomse päritoluga toiduainetest. Erilist tähelepanu pööratakse PCB-de ja PBB-de bioloogilise aktiivsuse, nende toime pikaajaliste tagajärgede, samuti rände uurimisele keskkonnaobjektides ja loomade kehas.

Lämmastikuühendid. Sellesse rühma kuuluvatest ühenditest on sanitaar-toksikoloogilise tähtsusega nitraadid (NO 3), nitritid (NO 2), nitrosamiinid ja teatud määral uurea - karbamiid jt.. Karbamiidi kasutatakse loomade söödalisandina. Seoses põllumajanduse laialdase kemiliseerimise ja lämmastikväetiste laiaulatusliku kasutamisega on nitraatide ja nitritite sanitaar-toksikoloogiline tähtsus, mis võivad mullast adsorptsiooni tõttu koguneda märkimisväärses koguses söödakultuuridesse, eriti juuremugulatesse, suureneb oluliselt.

Naatriumkloriid (lauasool). Peaaegu igat tüüpi põllumajandusloomad on naatriumkloriidi suhtes võrdselt tundlikud. Teistest sagedamini mürgitatakse aga sigu ja linde. See on tingitud asjaolust, et nende toitmiseks kasutatud teraviljasööta

Taimset päritolu mürgid. Seoses karjamaade kasvatamise, tööstusliku loomakasvatuse arendamise ja loomade aastaringsele pidamisele üleviimisega väheneb taimse päritoluga mürkide osatähtsus põllumajandusloomade mürgitamisel, kuigi mitte päriselt kadunud. Lisaks ei põhjusta mõned taimede poolt suhteliselt väikestes kogustes toodetud mürgid ägedat mürgistust, vaid toimivad embrüotoksiliselt ja teratogeenselt. Nende hulka kuuluvad näiteks lupiini alkaloidid. Kogustes, mis lehmadel ägedat mürgistust ei põhjusta, on neil teratogeenne toime ja seetõttu sündis 50% katselehmadest deformatsioonidega vasikad.

Taimürgideks võivad olla alkaloidid, tio- ja tsüanoglükosiidid, mürgised aminohapped ja taimsed fenoolsed ühendid.

Alkaloididest on suurima veterinaar-toksikoloogilise tähtsusega alkaloidid perekonna lupiini (sporteine ​​ja lupinine), akoniidi (lipoktoniin, mis kuulub polütsükliliste diterpeenide klassi), lõokeste, Trichodesma hoary ja mõne muu hulka.

Tioglükosiide leidub peamiselt ristõieliste sugukonda kuuluvates taimedes. Need võivad põhjustada loomade ägedat ja kroonilist mürgistust. Lisaks võib selle perekonna taimede söötmine suurtes kogustes põhjustada nende produktiivsuse langust. Tioglükosiidid interakteeruvad organismis joodiga, mille tagajärjeks võib olla joodipuudus ja patoloogilise protsessi areng.

Taimsetest fenoolsetest ühenditest on dikumariinil ja gossüpolil suurim veterinaar- ja sanitaartehniline tähtsus.

Ravimid ja eelsegud. Paljudel terapeutilistes annustes ravimitel on kõrvaltoimed - need põhjustavad allergilisi reaktsioone ja mõjutavad teatud organeid. Ülemäärastes annustes põhjustavad nad mürgitust ja loomade surma. Mõned ravimid võivad loomsetes kudedes püsida pikka aega või erituda piima või munadega. Näiteks antihelmintiline heksakloorparaksülool tuvastatakse ravitud loomade rasvas 60 päeva pärast selle ühekordset manustamist. See eritub märkimisväärses koguses lehmapiima. Lindude raviks kasutatavat anthelmintilist fenotiasiini leidub sageli kanamunades. Seetõttu on ravimite toksikoloogilise ja veterinaar-sanitaarse hindamise küsimused eriti olulised. Nende küsimuste lahendamine on üks veterinaartoksikoloogia ülesandeid. Eelsegude toksikoloogilised ja veterinaar-sanitaarhinnangud on sama olulised.

Polümeer- ja plastmaterjalid. Kuni viimase ajani olid meditsiinilise toksikoloogia uurimisobjektiks polümeer- ja plastmaterjalid, kuna neid kasutati peamiselt elu- ja tööstusruumides, majapidamistarvetes ja muudes esemetes, millega inimesed peamiselt kokku puutusid. Viimasel ajal on aga loomakasvatuses laialdaselt hakatud kasutama erinevaid polümeermaterjalide ja plastide jäätmeid. Mõned loomakasvatushoonete polümeermaterjalid valmistatakse otse kohapeal ilma vajaliku tehnoloogilise kontrollita. On esinenud loomade mürgistusjuhtumeid, kui loomakasvatushoonetes kasutatakse toksikoloogiliselt hindamata polümeermaterjale. Seetõttu peavad kõik loomakasvatushoonete jaoks mõeldud uued polümeermaterjalid läbima toksikoloogilise hindamise. Neid uuritakse ja kontrollitakse veterinaartoksikoloogia laborites.

Uut tüüpi toidud. IN Viimasel ajal on hakatud aktiivselt otsima uusi bioloogilisi substraate, mida saaks kasutada loomade toitmiseks. Sel eesmärgil püütakse kasutada kana- ja seasõnnikut, kuna linnud ja sead seedivad mitte rohkem kui 50% söödas sisalduvatest toitainetest. Rohkem kui 50% puudulikust valgust väljutatakse väljaheitega. Sellise valgu kasutamine loomasöödaks on üsna reaalne. Seda takistavad aga kaks asjaolu: psühholoogiline tegur ja organismi poolt eritatavate mürgiste ainete võimalik esinemine sõnnikus. Sarnased raskused tekivad ka teist tüüpi söötade, näiteks valgu-vitamiinikontsentraadi, milleks on vanaõlil või metanoolil ja muudel toodetel kasvanud pärm või bakterid, kasutuselevõtul. Kõik seda tüüpi söödad peavad läbima toksikoloogilise ja veterinaar-sanitaarhinnangu ning seda uurivad veterinaartoksikoloogid.

Paljude miljonite keha biokeemilise keskkonna moodustavate molekulide tüüpide hulgas on palju tuhandeid, millel on informatiivne roll. Isegi kui me ei võta arvesse neid aineid, mida keha eraldab keskkonda, edastades end teistele elusolenditele: hõimukaaslastele, vaenlastele ja ohvritele, võib erinevatele bioloogiliselt aktiivsete ainete klassidele (lühendatult BAS) omistada tohutul hulgal molekule. ringleb vedelas keskkonnas organismis ja edastab selle või teise informatsiooni tsentrist perifeeriasse, ühest rakust teise või perifeeriast tsentrisse. Vaatamata koostise ja keemilise struktuuri mitmekesisusele, mõjutavad kõik need molekulid ühel või teisel viisil otseselt keha konkreetsete rakkude poolt läbiviidavaid ainevahetusprotsesse.

Bioloogiliselt aktiivsete ainete füsioloogilise regulatsiooni jaoks on kõige olulisemad vahendajad, hormoonid, ensüümid ja vitamiinid.

Vahendajad - Need on mittevalgulised ained, millel on suhteliselt lihtne struktuur ja madal molekulmass. Neid vabastavad närvirakkude otsad järgmise seal saadud närviimpulsi mõjul (spetsiaalsetest vesiikulitest, millesse nad kogunevad närviimpulsside vaheliste intervallidega). Närvikiu membraani depolarisatsioon viib küpse vesiikuli rebenemiseni ja saatja tilgad sisenevad sünaptilisse pilusse. Sünaps on kahe närvikiu või närvikiu ühendus teise koe rakuga. Kuigi signaal edastatakse elektriliselt mööda närvikiudu, ei saa närvikiude erinevalt tavapärastest metalltraatidest lihtsalt mehaaniliselt üksteisega ühendada: impulssi ei saa sel viisil edasi anda, kuna närvikiudude ümbris pole mitte juht, vaid isolaator. Selles mõttes on närvikiud vähem nagu traat ja rohkem nagu kaabel, mida ümbritseb elektriisolaatori kiht. Seetõttu on vaja keemilist vahendajat. Seda rolli täidab täpselt vahendaja molekul. Sünaptilisse pilusse sattudes mõjub saatja postsünaptilisele membraanile, mis toob kaasa selle polarisatsiooni lokaalse muutuse ja seega tekib rakus elektriimpulss, kuhu ergastus tuleb üle kanda. Kõige sagedamini toimivad inimkehas vahendajatena atsetüülkoliini, adrenaliini, norepinefriini, dopamiini ja gamma-aminovõihappe (GABA) molekulid. Niipea kui vahendaja toime postsünaptilisele membraanile on lõppenud, hävitatakse vahendaja molekul spetsiaalsete ensüümide abil, mis on pidevalt selles rakuühenduses, vältides seega postsünaptilise membraani ja vastavalt ka rakkude üleergastumist. avaldatakse informatsioonilist mõju. Just sel põhjusel tekitab üks presünaptilise membraani jõudev impulss postsünaptilises membraanis ühe impulsi. Saatja reservide ammendumine presünaptilises membraanis võib mõnikord põhjustada närviimpulsside juhtivuse häireid.

Hormoonid - suure molekulmassiga ained, mida toodavad sisesekretsiooninäärmed, et kontrollida organismi teiste organite ja süsteemide aktiivsust.

Oma keemilise koostise poolest võivad hormoonid kuuluda erinevatesse orgaaniliste ühendite klassidesse, mis erinevad oluliselt molekuli suuruse poolest (tabel 13). Hormooni keemiline koostis määrab selle koostoime mehhanismi sihtrakkudega.

Hormoonid võivad olla kahte tüüpi - otsese toimega või troopilised. Esimesed mõjutavad otseselt somaatilisi rakke, muutes nende metaboolset seisundit ja muutes nende funktsionaalset aktiivsust. Viimased on mõeldud teiste endokriinsete näärmete mõjutamiseks, milles troopiliste hormoonide mõjul kiireneb või aeglustub oma hormoonide tootmine, mis tavaliselt mõjuvad otseselt somaatilistes rakkudes.