8. Hormoni

8.1. Aspecte generale

Hormonii sunt substanţe organice biologic active elaborate de glandele endocrine şi care, în cantităţi foarte mici, manifestă o acţiune de reglare a proceselor metabolice şi a funcţionării organelor şi ţesuturilor. Denumirea de hormon a fost dată în 1905 de Starling.

Hormonii au acţiune biocatalitică ca şi vitaminele, dar se deosebesc de acestea întrucât au origine endogenă (sunt produşi de însuşi organismul asupra căruia acţionează) şi structuri chimice diferite. Ca şi vitaminele, hormonii pot fi extraşi dintr-un organism şi administraţi altuia sau pot fi preparaţi chiar prin sinteză şi administraţi organelor deficitare.

Organismul animal produce în mod continuu cantitatea şi calitatea de hormoni necesari pentru buna funcţionare a sa, participând la reglarea principalelor procese metabolice:

- acţionează asupra enzimelor fie inducând biosinteza acestora sau coenzimelor, fie acţionând ca efectori ai reacţiilor enzimatice;

- influenţează permeabilitatea membranelor celulare sau membranelor organitelor celulare; modificarea permeabilităţii membranelor are ca urmare schimbarea volumului celulelor şi în consecinţă, modificări ale raportului dintre spaţiul intra - şi intercelular; de asemenea, se facilitează transportul prin membrane al unor molecule sau ioni;

- acţionează asupra mARN;

- au rolul de regulatori ai metabolismului intermediar, ai echilibrului hidro-mineral, ai creşterii şi activităţii sexuale.

Biochimia produselor alimentare

Ca şi la vitamine se pot întâlni stări anormale (specifice unui singur hormon sau unei grupe de hormoni), hipohormonale şi hiperhormonale. Deficitul hormonal poate fi corectat prin administrarea hormonului corespunzător în stare pură, extras din ţesutul animal. Cazurile hiperhormonale se atenuează prin administrarea de hormoni antagonişti (insulina este hipoglicemiant iar glucagonul este hiperglicemiant).

Nu toţi hormonii pot pătrunde în celulă; aceştia activează enzima adenilatciclaza care se găseşte în membranele celulare şi care catalizează formarea din ATP a acidului adenozin-3'5'-monofosforic ciclic (cAMP). Acesta, la rândul său, activează sau inhibă intracelular anumite sisteme enzimatice care intervin în procesele metabolice.

Rezultă că cAMP este responsabil de efectele intracelulare ale acţiunii hormonilor şi de aceea este considerat ca fiind „al doilea mesager” în acţiunea lor. Hormonii înşişi au efect de primi mesageri (fig. 8.1).

Spaţiulextracelular

Membranacelulară

Spaţiuintracelular

Diverşi stimuli

Glande endocrine

Hormoni(primul mesager)

Hormoni inactivi

Adenilatciclaza

ATP 5'-AMP fosfodies-

terază P-P 3',5'-cAMP (al doilea mesager)

enzime, permeabilitate etc.

…răspunsuri fiziologice (sinteze de hormoni)

Fig. 8.1. Schema conceptului celui de-al doilea mesager(acţiunea hormonilor prin c-AMP)

Prin intermediul c-AMP, hormonii îşi exercită acţiunea asupra unor sisteme enzimatice: proteinkinaze, glicogensintetaza, fosfataze; intervin în procesele de reglare a permeabilităţii membranare, a sintezei proteinelor, inclusiv a sintezei de enzime.

După ce şi-a îndeplinit rolul în celulă, c-AMP suferă un proces de hidroliză sub acţiunea unei fosfodiesteraze, transformându-se în acid adenozin-5'-monofosforic (5'-AMP). Concentraţia c-AMP este micşorată de către prostaglandine.

Clasificarea hormonilor. Se poate face după mai multe criterii: după organul de origine, după procesele vitale asupra cărora acţionează, după structura chimică. Cea mai adecvată este considerată clasificarea după structura chimică. Sub acest aspect se disting: hormoni derivaţi de la aminoacizi; hormoni de natură polipeptidică şi proteică; hormoni steroizi; alte tipuri de hormoni.

253

Hormoni

8.2. Hormoni derivaţi de la aminoacizi

Catecolaminele

Sunt hormoni secretaţi medulosuprarenală şi se numesc astfel deoarece se aseamănă chimic cu catecolul.

Suprarenalele sunt glande cu secreţie internă situate la nivelul rinichilor. Sub aspectul secreţiei hormonale se disting două zone: mediană (medulară) care secretă catecolamine şi cortexul (partea exterioară a acestor glande) care elaborează hormoni de natură steroidică.

Fac parte din grupa catecolaminelor adrenalina, noradrenalina, izopropil-adrenalina:

OHHO

CH2

OHHO

CH2 NH2 CH

OHHO

CH2 NH2

OH

Catecol Catecol-aminã Noradrenalinã

CH

OHHO

CH2 NH

OH CH3

CH

OHHO

CH2 NH

OH

CHCH3

CH3

Adrenalinã Izopropil-noradrenalinã

Catecolaminele se mai găsesc în mitocondriile din creier, în muşchi, inimă, splină, intestin etc.

Adrenalina este un derivat al tirozinei şi fenilalaninei; scheletul său provine din fenilalanină, iar metilul provine din metionină. Transformarea trece prin tirozină, DOPA şi noradrenalină care metilându-se duce la adrenalină, după schema:

fenilalaninã tirozinã DOPAdopaminã noradrenalinã adrenalinã

hidroxilare hidroxilare decarboxilare

oxidare metilare

Adrenalina acţionează asupra sistemului cardiovascular, atât ca vasodilatator pentru vasele muşchilor scheletici, cât şi ca vasoconstrictor pentru vasele din piele şi mucoasă.

Sub acţiunea adrenalinei metabolismul se intensifică. Ea influenţează puternic metabolismul glucidic, provocând evacuarea glicogenului hepatic şi muscular. Ca urmare, are loc o puternică creştere a glicemiei (hiperglicemie). Acest fenomen se

254

Biochimia produselor alimentare

explică prin faptul că, adrenalina acţionează asupra adenilatciclazei care conduce la sinteza de cAMP; acesta transformă fosforilaza „b” (inactivă) în fosforilază „a” (activă). Fosforilaza „a” acţionează asupra glicogenului din ficat şi muşchi punând în libertate glucoza ce intră în circulaţie sanguină.

Secreţia de adrenalină este stimulată mai ales de către impulsurile nervoase şi incitaţii psihice.

Din totalul hormonilor medulosuprarenali, adrenalina reprezintă 80-90%, noradrenalina – 10-15%, iar izopropiladrenalina este sub formă de urme.

Noradrenalina are acţiune vasoconstrictoare şi hipertensivă mai puternică decât adrenalina. Acest compus este principalul mediator al transmiterii excitaţiei în sinapsele nervilor „adrenergici” (simpatici).

Hormonii tiroidieni

Sunt secretaţi de glanda tiroidă. Constituie gruparea prostetică a unei proteine conjugate – tireoglobulina – o glicoproteidă ce se găseşte în glanda tiroidă.

Sub aspect structural, hormonii tiroidieni sunt derivaţi ioduraţi ai tironinei care aste aminoacidul rezultat prin condensarea a două molecule de tirozină, cu eliminarea unei molecule de α-alanină. Se mai numesc iodotironine. Dintre acestea, cu activitate hormonală mai importantă sunt tiroxina (tetraiodotironina – T4) şi triiodotironina (T3).

OHO

I

I

I

I

CH2 CH COOH

NH2

OHO

I

I

I

CH2 CH COOH

NH2

Tiroxinã (T4) Triiodotironinã (T3)

Activitatea hormonilor tiroidieni se manifestă asupra metabolismului celular la nivelul mitocondriei prin catena de respiraţie; lipsa lor face să scadă mult consumul de oxigen, pe când hiperfuncţia tiroidiană măreşte acest consum.

Hormonii tiroidieni favorizează creşterea organismului şi dezvoltarea lui psihică; influenţează metabolismul bazal (în hipertiroidism, metabolismul bazal este crescut pană la 100%).

8.3. Hormoni de natură polipeptidică şi proteică

Hormonul somatotrop (STH, sau hormonul de creştere)

Este secretat de hipofiză şi este singurul hormon cu acţiune metabolică produs de această glandă .

255

Hormoni

Din punct de vedere chimic, STH este un polipeptid care conţin 200-400 aminoacizi. Activitatea sa se manifestă prin stimularea creşterii postnatale la toate vertebratele. Efectele sale constau în: stimularea biosintezei proteinelor; stimularea creşterii oaselor şi facilitarea valorificării ionilor de Ca2+ şi PO4

3-; stimularea gluconeogenezei cu mărirea cantităţii de glicogen din ficat, muşchi şi cord; mobilizarea lipidelor şi catabolizarea lor.

Vasopresiunea

Este un hormon care conţine 8 aminoacizi. Acţiunea fiziologică se caracterizează prin vasoconstricţie, ceea ce determină creşterea presiunii arteriale. Are proprietatea de a acţiona asupra musculaturii netede din pereţii vaselor de sânge.

Vasopresina provoacă contracţia musculaturii intestinale şi o inhibiţie a diurezei la nivelul rinichiului, determinând o concentrare a urinei cu cloruri, substanţe azotoase, uree etc. Este secretată de neurohipofiză.

Ocitocina

Este tot un hormon octapeptidic; se deosebeşte de vasopresină întrucât conţine izoleucină şi leucină în locul fenilalaninei şi argininei.

Ocitocina provoacă o stimulare a contracţiei musculaturii netede, măreşte eliberarea prolactinei, hormon care stimulează secreţia lactogenă. Este secretat tot de neurohipofiză.

Parathormonul

Este secretat de glandele paratiroidiene; este format din 74 aminoacizi şi are o acţiune multiplă: intensifică resorbţia calciului în tractul intestinal influenţând metabolismul fosfocalcic. Orice modificare a nivelului calciului sanguin afectează eliberarea parathormonului.

Calcitonina

Este un hormon regulator al calcemiei care se formează în glanda tiroidă. Hormonul inhibă trecerea calciului din oase în sânge. În stare fiziologică normală calcemia se menţine în limite normale datorită acţiunii calcitoninei care micşorează calcemia şi datorită acţiunii antagonice a parathormonului care o măreşte.

Insulina

Este un hormon polipeptidic secretat de celulele β din insulele lui Langerhans ale pancreasului. Insulina umană este formată din două catene: A (21 aminoacizi) şi B (30 aminoacizi) unite între ele prin două punţi disulfidice.

Din punct de vedere al activităţii s-a observat că numai catena A singură nu prezintă nici o activitate, iar catena B are o acţiune foarte slabă.

Acţiunea fiziologică cea mai evidentă a insulinei în organism este aceea de a micşora cantitatea de glucoză din sânge. Hormonul stimulează transportul glucidelor în spaţiul intracelular precum şi consumul de glucoză intracelular, atât

256

Biochimia produselor alimentare

prin intensificarea oxidării glucozei cât şi prin transformarea sa în glicogen; ca urmare se produce o hipoglicemie.

În afară de stimularea sintezei hepatice a glicogenului, insulina stimulează şi formarea de lipide (liponeogeneza) pe seama glucozei şi a acetatului. O influenţă deosebită are insulina şi asupra metabolismului proteinelor. Ea facilitează permeabilitatea membranei celulare şi pentru aminoacizi, fapt ce determină o încorporare sporită a acestora în proteinele celulare; deasemeni, insulina stimulează şi biosinteza proteinelor la nivelul ribozomilor.

În cazul unei secreţii insuficiente de insulină (hipoinsulinism), utilizarea glucozei scade, ceea ce determină o stare de hiperglicemie (diabet) care creşte rapid şi când a ajuns să depăşească valoarea de 1,70-1,80 g ‰ resorbţia glucozei nu este completă; glucoza se elimină pe cale renală (glucozuria).

Glucagonul

Este secretat de celulele α ale pancreasului. Se mai numeşte factorul hierglicemiant. Este un polipeptid format din 29 aminoacizi, cu lanţ neramificat şi se deosebeşte de insulină şi prin prezenţa unor aminoacizi absenţi la aceasta: metionina şi triptofanul.

Glucagonul are proprietatea de a mobiliza glicogenul hepatic descompunându-l în glucoză datorită activării adenilatciclazei care produce o creştere a activităţii fosforilazei hepatice; glucagonul favorizează gluconeogeneza şi catabolismul proteic, activează lipaza din ţesutul adipos. O excreţie mărită a glucagonului în celulele α din pancreas poate determina apariţia unui diabet, fiind un antagonist al insulinei.

8.4. Hormoni steroizi

Fac parte din această subgrupă hormonii cu structură steroidică; sunt derivaţi ai sterolilor la care catena laterală este oxidată. În general hormonii steroizi sunt sintetizaţi în glandele sexuale şi cortexul glandelor suprarenale. Ca urmare, dintre hormonii steroizi fac parte hormonii sexuali (masculini şi feminini) şi hormonii corticosuprarenali (glicocorticoizii, mineralcorticoizii,de tip sexual).

Hormonii sexuali

Glandelor sexuale li s-a dat denumirea generală de gonade. Acestea dau naştere celulelor sexuale masculine sau feminine şi hormonilor sexuali care reglează funcţiile sexuale.

- Androgeni sau hormonii sexuali masculini provin în cea mai mare parte din testicul şi într-o cantitate mai mică din glandele suprarenale, ovar şi placentă. Din punct de vedere structural hormonii androgeni au la bază hidrocarbura care conţine 19 atomi de carbon numită androstan.

257

Hormoni

Reprezentantul tipic al hormonilor androgeni este testosteronul care se sintetizează în organism din colesterol şi acetat activ.

androstan testosteron

CH3

CH3 CH3OH

CH3

O

Acţiunea fiziologică a hormonilor androgeni este de stimulare a dezvoltării caracterelor sexule masculine. Totodată, aceşti hormoni stimulează anabolismul proteic, stimulează acţiunea unor enzime (fosfataza acidă din rinichi), sau inhibă acţiunea altora (fosfataza alcalină).

- Oestrogeni sau hormoni sexuali feminini sunt secretaţi în cea mai mare cantitate de ovar şi într-o cantitate mai mică de corticosuprarenală, testicul şi placentă.

Din punct de vedere structural, hormonii oestrogeni derivă de la hidrocarbura estran în care s-au introdus trei duble legături conjugate în ciclul A.

Reprezentantul tipic al acestor hormoni este estradiolul care se biosintetizează tot din colesterol.

estran estradiol

CH3 CH3OH

HO

De asemenea, precursor al estradiolului este testosteronul.

Acţiunea biologică a oestrogenilor constă în dezvoltarea şi menţinerea caracterelor sexuale feminine. Totodată, ei determină forma tipică a scheletului feminin şi a stratului adipos. Estradiolul influenţează metabolismul glucidelor, proteinelor şi

acizilor nucleici, activează o serie de enzime ale ciclului acidului citric.

- Gestageni, progestageni sau luteinici sunt secretaţi de corpul galben din ovare în perioada luteinică, de glandele corticosuprarenale, placentă şi testicule. Reprezentantul

258

O

CH3

CH3 CCH3O

progesteron

Biochimia produselor alimentare

tipic al acestor hormoni steroizi este progesteronul care este secretat în cantităţi mari în timpul sarcinii.

Are rolul de a pregăti mucoasa uterină în vederea fecundării şi de a menţine ovulul fecundat asigurând dezvoltarea fătului în prima jumătate a sarcinii. De asemenea, pregăteşte glanda mamară pentru lactaţie.

Progesteronul stimulează anabolismul proteic şi determină retenţia sodiului şi a apei, precum şi mărirea eliminării de K+.

Hormonii corticosuprarenali

Din punct de vedere al funcţiei lor, hormonii corticosuprarenali de natură steroidică se subîmpart în:

- glicocorticoizi;- mineralcorticoizi; - de tip sexual.

-Glicocorticoizii au acţiune în special asupra metabolismului glucidelor mărind nivelul glucozei sanguine. Determină scăderea vitezei de oxidare a glucozei şi

concomitent creşte viteza de biosinteză a glicogenului. Aceşti hormoni intervin şi în transformarea proteinelor în glucide, adică formarea glucozei din aminoacizi glucoformatori (gluconeo-geneză). Reprezentantul acestei grupe de hormoni este cortizonul.

- Mineralcorticoizii acţionează asupra metabolismului apei şi electroliţilor. Ei favorizează ieşirea K+ din celulă şi pătrunderea Na+ şi a apei. Ca urmare, determină retenţia de Na+ şi a apei şi diminuează excreţia de Na+ prin transpiraţie.

Sub aspect structural, hormonii mineralcorticoizi se deosebesc de cei precedenţi prin absenţa grupării cetonice la C-11. un astfel de hormon

este aldosteronul.

-Hormonii steroidici corticosuprarenali de tip sexual au o acţiune asemănătoare cu cea a hormonilor sexuali discutaţi.

Hormonii steroidici influenţează multe şi diverse procese fundamentale din organism.

În primul rând aceşti hormoni influenţează permeabilitatea biomembranelor celulare şi mai ales permeabilitatea biomembranelor intracelulare, în particular a mitocondriilor. Acest lucru se explică prin faptul că hormonii steroizi posedă o mare

259

CH3 CCH2OH

O

OHO

CH3

O cortizon

O

CH3

HO CCH2OH

O

CHO

11 13

aldosteron

Hormoni

afinitate faţă de fosfolipidele din compoziţia lipoproteinelor membranare. Ca urmare, sub influenţa hormonilor steroizi se modifică permeabilitatea membranelor pentru macromolecule şi metaboliţi, care la rândul său determină diverse consecinţe asupra proceselor metabolice.

În al doilea rând, hormonii steroizi participă direct la funcţionarea întregului sistem de enzime de oxidoreducere care intervin în fosforilarea oxidativă. Deoarece aceasta influenţează nivelul biosintezei compuşilor macroergici (ATP), pe seama energiei cărora decurg procesele de sinteză în organism, se poate spune că, hormonii steroizi stimulează o multitudine de reacţii anabolice.

În al treilea rând, hormonii steroizi influenţează sinteza mARN-ului şi în acelaşi timp, inactivează macromoleculele care frânează biosinteza acestui acid nucleic în celulă.

Influenţa hormonilor steroizi asupra moleculei de ARN se realizează şi prin interacţiunea lor cu ADN-ul, acid nucleic care posedă o deosebită afinitate faţă de steroizii hidrofobi.

8.5. Alte tipuri de hormoni

Prostaglandine

Prostaglandinele sunt acizi graşi nesaturaţi, cu 20 atomi de carbon dispuşi în două catene pe un inel de ciclopentan. Există mai multe tipuri de prostaglandine şi toate derivă biologic prin ciclizarea enzimatică a acidului arahidonic care la rândul său provine din acid linoleic. Ciclizarea este catalizată de ciclooxigenază (COX) care generează compusul de bază – acidul prostanoic - de la care derivă toate prostaglandinele. Se deosebesc două grupe de bază ale prostaglandinelor: E şi F, fiecare din ele incluzând trei compuşi E1, E2, E3 şi F1α, F2α, F3α.

Aceste două tipuri de prostaglandine se deosebesc una de alta prin faptul că PGE conţin o grupare cetonică în C-9 şi una hidroxilică în C-11, în timp ce PGF au grupări hidroxilice în ambele poziţii ale ciclului pentanic.

Cele mai cunoscute prostaglandine sunt PGE1, PGF1α, PGF2α. Acestea sunt la rândul lor compuşi din care derivă alte prostaglandine biologic active.

260

COOH12

34

56

78

9

10

1112

1314

1516

1718

19

20CH3

acid prostanoic

Biochimia produselor alimentare

O

OH

COOH

OH

CH3CH3

COOH

OHOH

OH

PGE1 PGF1

Prostaglandinele sunt „hormoni celulari” care realizează direct informaţia ce ajunge în celulă cu mediatorii de la nervii terminali sau cu hormonii obişnuiţi, adică prostaglandinele servesc ca modulatori ai activităţii hormonale. Mecanismul acţiunii lor constă în modificarea activităţii unor enzime celulare.

Efectele prostaglandinelor se manifestă asupra musculaturii netede, asupra catabolismului lipidelor şi asupra sistemului cardiovascular. Au proprietatea de a scădea tensiunea arterială, de a stimula contracţia muşchilor netezi, de a proteja mucoasa gastrică.

Sediul formării prostaglandinelor este membrana celulară a tuturor ţesuturilor, deci au un rol evident în reglarea funcţiilor membranelor.

Pentru a sublinia diversitatea acţiunii lor fiziologice, se poate spune că prostaglandinele reprezintă modulatori celulari ai unui variat spectru de reacţii biochimice care dirijează funcţii vitale ale organismului animal.

Hormoni tisulari

În organism sunt ţesuturi care secretă în sânge substanţe biologic active, asemănătoare hormonilor şi care au acţiune asupra organelor fie la locul de producere a lor, fie la distanţă; nu sunt produse de glandele endocrine ci de ţesuturi, de unde şi denumirea de hormoni tisulari.

Gastrina este un polipeptid secretat de mucoasa gastrică în zona pilorică. Intensifică formarea acidului clorhidric şi într-o mai mică măsură, activitatea pepsinei. Totodată, gastrina stimulează secreţia de suc pancreatic, amplifică contracţia stomacului şi a intestinului subţire.

Secretina este produsă de mucoasa duodenului stimulată de chimul alimentar care vine din stomac. Este un polipeptid care are proprietatea de a stimula secreţia sucului pancreatic precum şi secreţia de bilă.

Colecistokinina este un hormon cu structură polipeptidică secretat de mucoasa duodenală. Se eliberează odată cu trecerea chimului în duoden declanşând contracţii ale vezicii biliare pentru excreţia bilei.

Angiotensina (hipertensina) este un polipeptid care se formează sub acţiunea enzimei renină asupra precursorului elaborat de ficat, angiotensinogen. Există sub două forme (I şi II). Angiotensina II are acţiune vasoconstrictoare intensă mai ales asupra arterelor şi vaselor coronare şi ca urmare este un compus ce determină creşterea tensiunii arteriale.

261

Hormoni

Serotonina este produsă de sistemul nervos central şi de mucoasa intestinală. În organism provine prin metabolizarea triptofanului. Acţiunea sa se manifestă în

transmiterea impulsului nervos de la nivelul sistemului nervos central; are acţiune vaso-constrictoare, antidiuretică şi de stimulare a peristaltismului intestinal.

Histamina se găseşte în stare legată în celule şi ţesuturi. Se formează prin decarboxilarea histidinei. Histidina ia parte la transmiterea impulsului nervos, activează secreţia de acid clorhidric de către mucoasa gastrică; are o acţiune vasodilatatoare şi ca urmare determină scăderea tensiunii arteriale. Este responsabilă de fenomenele de alergie care se produc în organism.

Acetilcolina. Este neurohormonul sistemului nervos parasimpatic, fiind un mediator chimic.

Din punct de vedere chimic este esterul acetic al colinei.

(CH3)3N+-CH2-CH2-OH + HOOC-CH3 (CH3)3N+-CH2-CH2-O-OC-CH3 acetilcolina

Acetilcolina mediază impulsul nervos de la nervii motori la muşchii striaţi: are o acţiune vasodilatatoare de scurtă durată.

8.6. Hormoni vegetali (Fitohormoni)

Fitohormonii sunt compuşi organici care în cantităţi foarte mici reglează şi stimulează creşterea plantelor sau a unor organe ale acestora (de exemplu, a rădăcinilor). Sunt cunoscute şi sub denumirea de stimulatori, regulatori sau substanţe de creştere.

Părţile plantelor aflate în plină creştere sunt centrul de formare şi activitate a unor substanţe care determină aceste procese fiziologice. Aceste substanţe se numesc auxine; cea mai importantă dintre ele poartă denumirea de heteroauxină şi

reprezintă în sine acidul β-indolilacetic.

Heteroauxina a fost identificată în boabele de grâu, în cele de porumb, în rădăcinile acestor plante, în frunzele tinere de varză, de tutun.

262

HO

N

CH2 CH2 NH2

HSerotoninã

NNC

CH2 CH2 NH2

H

H

Histaminã

N

CH2 COOH

HAcid -indolilacetic

(Heteroauxina)

Biochimia produselor alimentare

Numeroase microorganisme (drojdii, mucegaiuri şi bacterii) transformă triptofanul din mediile de cultură în acid β-indolilacetic.

Heteroauxina formează uşor complexe cu proteinele, aminoacizii, glucidele şi fenolii; prin aceasta iau naştere produşi inerţi care reprezintă forme de rezervă ale hormonilor în ţesuturile vegetale mature, cu o creştere slabă.

În afară de acidul indolilacetic s-au mai izolat din diferite vegetale şi derivaţi ai acestuia, precum şi substanţe genetic înrudite având nucleu indolic şi manifestând proprietatea de a stimula creşterea.

Într-o serie de ţări unde este foarte răspândită cultura orezului, este larg cunoscută o boală a plantelor tinere de orez, datorită mucegaiului Gibberella fujikuroi, care reprezintă de fapt o formă a mucegaiului Fusarium moniliforme.

În această afecţiune, pe lângă moartea majorităţii plantelor, se înregistrează şi o rapidă creştere a tulpinilor şi frunzelor la o parte din plantele tinere. Accelerarea creşterii aste datorată unor compuşi care reprezintă metaboliţi ai mucegaiului. Aceste substanţe au fost izolate din culturile de mucegai şi au primit denumirea de gibbereline. Ele manifestă o puternică acţiune de stimulare a creşterii şi acumulării de substanţă uscată nu numai la orez ci şi la multe alte plante.

Gibberelinele sunt compuşi de natură terpenoidică şi de aceea compusul de bază pentru sinteza lor, ca pentru toate terpenoidele, este acidul mevalonic.

Gibberelinele se pot utiliza cu succes pentru accelerarea germinării orzului la obţinerea malţului precum şi pentru mărirea producţiei unor soiuri de struguri.

La obţinerea malţului s-a constatat că gibberelinele stimulează sinteza (α)-amilazei şi a altor enzime din bobul germinat; se apreciază că are loc o inducţie a sintezei de acizi nucleici. Spre deosebire de auxine, gibberelinele nu manifestă acţiune asupra rădăcinilor plantelor şi au un efect minim asupra secţiunilor de plante.

Există o serie de compuşi de natură purinică care exercită o puternică acţiune stimulatoare asupra multiplicării celulelor vegetale.

Această grupă de stimulatori de creştere poartă denumirea de citochinine. Dintre aceste substanţe deosebit de active, face parte chinetina care reprezintă 6-furfuril-aminopurina.

Chinetina nu se găseşte în plante şi constituie un produs de degradare a ADN-ului obţinut „în vitro”. Este sintetizată de drojdii şi are proprietatea de a accelera multiplicarea celulară, intensificând biosinteza acizilor nucleici şi a proteinelor.

În boabele necoapte de porumb s-a identificat o citochinină care se numeşte ceatinină şi are următoarea structură:

263

H

H

N

N

N

N

N CH2 C

CH CH

OCH

Chinetina

N

N

N CH2 CH C CH3

CH2OHN

NH

H

Ceatininã

Hormoni

O activitate excepţional de intensă o are citochinina 6-(γ,γ-dimetialil) – aminopurina care intră în constituţia unor ARN transportori în calitate de baze minore. Se consideră că acţiunea fiziologică a citochininelor este legată de procesul de biosinteză a proteinelor în celulă.

Un compus foarte activ din grupa citochininelor este difenilureea, exstras din laptele de cocos care reprezintă un puternic stimulator al multiplicării celulelor vegetale.

În plante s-au mai descoperit şi alte substanţe de reglare a proceselor fiziologice ale vegetalelor: acidul abscisinic, steroizi cu caracteristici asemănătoare estrogenilor.

În general, fitohormonii prezintă importanţă pentru reglarea proceselor de asimilare şi de înmagazinare a substanţelor nutritive. Prin utilizarea unor hormoni în cultura cerealelor se pot realiza sporuri importante de recolte.

Mecanismul de acţiune al acestor compuşi biologic activi se manifestă la nivelul biosintezei acizilor nucleici – unul din cele mai fundamentale procese ale lumii vii. De aici decurg

multiplele modificări ale activităţii vitale a plantelor sub influenţa fitohormonilor.

264

H

H

N

N

N

N

N CH2 CH CCH3

CH3

Citochinina

N

N

CO

H

H

Difenilureea