ПИГМЕНТЫ
в биологии, окрашенные
вещества, входящие в состав тканей организмов. Цвет П. определяется наличием
в их молекулах т.н. хромофорных групп, к-рые обусловливают избирательное
поглощение света в видимой части солнечного спектра (см. Цветности теория).
П.
играют важную и разнообразную роль в жизнедеятельности организмов, особенно
в фотобиологич. процессах.
Распространённость П. в природе. Наиболее
распространённые П.- порфирины и каротиноиды- найдены в большинстве
растительных и животных организмов. Порфирины входят в состав молекул хлорофилла
зелёных
растений, бактериохлорофиллов фотосинтезирующих бактерий, дыхательных
пигментов животных (гемоглобин, миоглобин, хлорокруорин
и др.).
Чрезвычайно распространены в организмах цитохромы, в состав к-рых
(как и гемоглобина) входит железопорфириновый комплекс - гем.
Каротиноиды
(ненасыщенные углеводороды изопреноидного строения) и их окисленные производные
(ксантофиллы)
представляют
собой П. жёлтого, оранжевого или красного цвета; они содержатся в зелёных
растениях, а также в водорослях, грибах, бактериях. В синезелёных и красных
водорослях присутствуют вспомогательные фотосинтетич. П.- фикобилины (синий
- фикоцианин и красный - фикоэритрин), в основе небелковой части к-рых
лежит цепочка из 4 пиррольных ядер. К этим П. близок по структуре обнаруженный
в растениях фитохром
и жёлчные пигменты животных, образующиеся
при распаде гемоглобина. В обширную группу растит. П.- флавоноидов -
входят различающиеся по хим. строению, цвету и распространённости вещества
(антоцианы, флавоны), окрашивающие цветки, плоды и листья растений.
Органы зрения животных содержат сложный по составу зрительный пигмент.
В растит. и животных тканях распространены также разнообразные П.-
производные хинонов (дыхательные хромогены); в коже, шерсти и волосах животных
- меланины. Весьма разнообразны по хим. природе П. грибов и бактерий.
Одинаковые или близкие по хим. строению П. могут присутствовать в различных,
филогенетически "удалённых" друг от друга группах живых организмов.
П. находятся чаще в тех или иных структурных
образованиях клетки, реже - в жидкостях организма в растворённом состоянии.
Так, хлорофилл сосредоточен в хлоропластах, каротиноиды - в хромо-
и хлоропластах, гемоглобин - в эритроцитах, флавоноиды - в клеточном соке
растений. П., связанные с белками и липидами, входят в структуру биологических
мембран. У многих видов животных и растений существуют специализированные
пигментные
клетки или хроматофоры.
Биологическая роль П. Пигментная система
является звеном, связывающим световые условия внешней среды с обменом веществ
в организме. Одна из наиболее важных функций П. у растений - их участие
в фотосинтезе. Кроме того, поглощение света П. растений играет роль
в процессах роста, развития и движения растений (см. Фотопериодизм,
Фототропизм). Важнейшая функция П. у животных - участие в зрительном
процессе. Гемоглобин и др. П. крови переносят кислород от органов дыхания
к тканям. Цитохромы, дыхательные хромогены и др. участвуют в тканевом дыхании,
являясь ферментами. П. защищают организм от вредного действия ультрафиолетового
излучения Солнца (у растений - каротиноиды, флавоноиды, у животных - меланины).
П. обусловливают окраску организмов, важную для их приспособления к внешней
среде. У растений окраска служит для привлечения насекомых-опылителей и
птиц, распространяющих семена, у животных - способствует защите от врагов
или маскирует их при выслеживании добычи (см. Мимикрия, Покровительственная
окраска и форма).
До 2-й пол. 19 в. П. растений (см. Красильные
растения) и животных широко применялись как красители (ализарин,
индиго, кармин и др.). Нек-рые П. применяют в пищевой пром-сти и медицине
(напр., рибофлавин, каротин, П.-антибиотики). См. также Фотобиология.
А. А. Красновский.
В организме человека нарушения к.-л. стадии
превращения П. ведут к накоплению различных продуктов обмена и развитию
нек-рых заболеваний. Различают наследственные (причина их возникновения
- наследств. дефекты синтеза П. и их химич. предшественников в печени,
эритроцитах) и приобретённые нарушения обмена П. Последние могут быть следствием
заболеваний печени (гепатит, опухоли, закупорка жёлчевыводящих путей),
недостатка витаминов (фолиевая, пантотеновая к-ты), длит. повышения темп-ры
тела, а также могут развиваться при отравлениях, аддисоновой болезни
или
возникать как осложнения заболеваний крови. С разл. частотой патология
обмена П. встречается во всех возрастах; наследств. формы чаще наблюдаются
у детей. Различают три осн. группы нарушений пигментного обмена: гемоглобинопатии,
гипербилирубинемии
(подробнее см. в ст. Желтуха) и порфирии. Ю. А. Князев.
Лит.: Цвет М. С., Хромофиллы в растительном
и животном мире, Варшава, 1910; Тимирязев К. А., Солнце, жизнь и хлорофилл,
М., 1948 (Избр. соч., т. 1); Пи россер Л., Браун Ф., Сравнительная физиология
животных, пер. с англ., М., 1967, гл. 8, 19; Биохимия растений, пер. с
англ., М., 1968, гл. 24, 26, 28; Конев С. В., Волотовский И. Д., Введение
в молекулярную фотобиологню, Минск, 1971; Lеmbеrg R., Legge J. W., Hematin
compounds and bile pigments, N. Y.- L., 1949; Chemistry and biochemistry
of plant pigments, L.- N. Y., 1965; Photobiology of microorganisms, L.-
[a. o.], 1970.
А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я