Биохимия гормонов. Активностью ферментов. Для воздействия на тот или иной путь достаточно регулировать активность фермента

• Название: Активностью ферментов. Для воздействия на тот или иной путь достаточно регулировать активность фермента
• Анкор: Биохимия гормонов
• Дата: 18.10.2021
• Размер: 27.48 Kb.
• Имя файла: Биохимия гормонов.docx
• Тип: Документы; #250031

Основные механизмы регуляции метаболизма

Поток метаболитов в обмене веществ определяется прежде всего активностью ферментов. Для воздействия на тот или иной путь достаточно регулировать активность фермента, катализирующего наиболее медленную стадию. Такие ферменты, называемые ключевыми ферментами, имеются в большинстве метаболических путей. Активность ключевого фермента регулируется на трех независимых уровнях.

• 
  Контроль транскрипции. Контроль за биосинтезом фермента осуществляется на генетическом уровне. Прежде всего речь идет о синтезе соответствующей мРНК, а также о транскрипции кодирующего фермент гена(регуляции транскрипции). В этом процессе принимают участие регуляторные белки(факторы транскрипции), действие которых направлено непосредственно на ДНК. К тому же в генах имеются специальные регуляторные участки — промоторы — и участки связывания регуляторных белков (регуляторные элементы). На эффективность действия этих белков влияют метаболиты или гормоны.
  
• 
  Взаимопревращение. Значительно быстрее, чем контроль транскрипции, действует взаимопревращение ключевых ферментов. В этом случае фермент присутствует в клетке в неактивной форме. При метаболической потребности по сигналу извне и при посредничестве вторичного мессенджера активирующий фермент переводит ключевой фермент в каталитически активную форму. Если потребность в этом пути обмена веществ отпадает, инактивирующий фермент снова переводит ключевой фермент в неактивную форму. Процесс взаимопревращения в большинстве случаев состоит в АТФ-зависимом фосфорилировании ферментных белков протеинкиназой и соответственно дефосфорилировании фосфатазой.
  
• 
  Лимитирующим фактором является также доступность кофермента. Если кофермент регенерируется по второму независимому пути, этот путь может лимитировать скорость основной реакции. Таким образом, например, гликолиз и цитратный цикл регулируются доступностью НАД+. Так как НАД+ регенерируется в дыхательной цепи, последняя регулирует катаболизм глюкозы и жирных кислот.
  
• 
  Активность ключевого фермента может регулироваться лигандом (субстратом, конечным продуктом реакции, коферментом, другим эффектором), как аллостерическим эффектором путем связывания его не в самом активном центре, а в другом месте фермента, и вследствие этого изменением ферментативной активности.
  

Общая характеристика гормонов

К гормонам относят разнообразные по химической природе соединения, вырабатываемые в эндокринных железах, секретируемые непосредственно в кровь, оказывающие дистанционный биологический эффект. Они являются гуморальными посредниками, которые обеспечивают поступление сигнала в клетки-мишени и вызывают специфические изменения в сенситивных к ним тканях и органах.

По химической природе гормональные молекулы относят к трем группам соединений:

• 
  белки и пептиды;
  
• 
  производные аминокислот;
  
• 
  стероиды и производные жирных кислот.
  

Классификация гормонов

1. 
   По месту синтеза:
   

Гипоталамус	Кортиколиберин, тиреолиберин, гонадолиберин, соматолиберин, меланолиберин, фоллиберин, пролактолиберин, пролактостатин, соматостатин, меланостатин, АДГ (вазопрессин), окситоцин
Гипофиз	СТГ (соматотропин), АКТГ (кортикотропин), ЛТГ (лактотропин), ТТГ (тиреотропин), МСГ (меланотропин), ФСГ (фоллитропин), ЛГ (лютеотропин)
Периферические железы	Инсулин, глюкагон, кортизол, тироксин, адреналин, альдостерон, эстрадиол, эстриол, тестостерон, кальцитонин, паратгормон
Эпифиз	Мелатонин, серотонин

2. 
   По биологической роли
   

Эффекторные	Действующие на орган-мишень Инсулин Глюкагон Кортизол Тироксин Адреналин Альдостерон Эстрадиол Эстриол Тестостерон Кальцитонин Паратгормон
Тропные	Стимулирующие синтез и секрецию эффекторных гормонов СТГ АКТГ ЛТГ ТТГ МСГ ФСГ ЛГ
Рилизинг-факторы	Регулирующие синтез и секрецию тропных гормонов Либерины (кортиколиберин, тиреолиберин, гонадолиберин, соматолиберин, меланолиберин, фоллиберин, пролактолиберин) Статины (пролактостатин, соматостатин, меланостатин)
Тканевые гормоны (гистогормоны)	Обширная группа веществ разнообразного строения, локализации и функций. Cинтезируются клетками различных тканей и регулируют их деятельность на местном уровне (аутокринный и паракринный эффект), реже оказывают дистантное действие. Эйкозаноиды (простагландины, лейкотриены, тромбоксаны) Гормоны пептидной природы (гормоны ЖКТ, эритропоэтин, кинины, ангиотензин II, Na-уретические пептиды) Биогенные амины (гистамин, серотонин) Цитокины (факторы роста)

3. 
   По химическому строению:
   

Гормоны – производные аминокислот	Адреналин Норадреналин Тироксин Трийодтиронин
Белково-пептидные гормоны	Адренокортикотропный гормон (АКТГ) Соматотропный гормон (СТГ) Тиреотропный гормон (ТТГ) Лактотропный гормон (пролактин, ПЛГ) Лютеинизирующий гормон (ЛГ) Фолликулостимулирующий гормон (ФСГ) Меланоцитстимулирующий гормон (МСГ)  Антидиуретический гормон (АДГ, вазопрессин) Окситоцин Кальцитонин  Паратгормон  Инсулин Глюкагон
Стероидные гормоны	Кортизол Альдостерон Эстрадиол Прогестерон Тестостерон Кальцитриол

4. 
   По механизму действия:
   

Гормоны не проникающие в клетку	В передаче сигнала участвуют вторичные мессенджеры. Конечный эффект – изменение активности ферментов. Взаимодействуют с мембранными рецепторами (пептидные и белковые гормоны, производные аминокислот).
Гормоны проникающие в клетку	Конечный эффект изменение биосинтеза белка вследствие изменения экспрессии генов. Стероидные и тиреоидные гормоны.
Гормоны мембранного действия	Конечный эффект – изменение скорости транспорта соединений через мембрану. Инсулин, тиреоидные гормоны.

Иерархия регуляторных систем

Системы регуляции обмена веществ и функций организма образуют 3 иерархических уровня.

1. 
   Первый уровень – ЦНС. Нервные клетки получают сигналы, поступающие из внешней и внутренней среды, преобразуют их в форму нервного импульса и передают через синапсы, используя химические сигналы - медиаторы. Медиаторы вызывают изменения метаболизма в эффекторных клетках.
   
2. 
   Второй уровень - эндокринная система. Включает гипоталамус, гипофиз, периферические эндокринные железы (а также отдельные клетки), синтезирующие гормоны и высвобождающие их в кровь при действии соответствующего стимула(либерины - «рилизинг-факторы», и статины - «ингибирующие гормоны»).
   
3. 
   Третий уровень - внутриклеточный. Его составляют изменения метаболизма в пределах клетки или отдельного метаболического пути, происходящие в результате:
   

• 
  изменения активности ферментов путём активации или ингибирования;
  
• 
  изменения количества ферментов по механизму индукции или репрессии синтеза белков или изменения скорости их разрушения;
  
• 
  изменения скорости транспорта веществ через мембраны клеток.