Биохимия и ее задачи

• Название: Биохимия и ее задачи
• Дата: 24.09.2021
• Размер: 1.3 Mb.
• Имя файла: biokhimia_shpora.doc
• Тип: Документы; #236548
• страница: 20 из 28

Классификация гормонов

Существует несколько видов классификации.

По месту образования гормонов:

1. гормоны гипоталамуса;

2. гормоны гипофиза;

3. гормоны щитовидной железы;

4. гормоны поджелудочной железы;

5. гормоны паращитовидных желез;

6. гормоны надпочечников;

7. гормоны половых желез;

8. гормоны местного действия.

По химическому строению:

1. белково-пептидные гормоны: гормоны гипоталамуса, гипофиза, поджелудочной железы, паращитовидных желез;

2. производные аминокислот: адреналин, норадреналин, тироксин, трийодтиронин;

3. стероиды: в их основе лежит структура циклопентанпергидрофенантрена, образуются из холестерина (половые гормоны, коры надпочечников).

По механизму действия (по расположению рецепторов):

1. гормоны, действующие через внутриклеточный рецептор - липофильные гормоны - стероиды и тиреоидные гормоны;

2. гормоны, действующие через рецепторы, находящиеся на поверхности клетки - гидрофильные гормоны. Они действуют через внутриклеточный посредник - мессенджер.

Гормон - первый посредник, а цАМФ, ионы Са²⁺, фосфатидилинозиды - вторые (чаще цАМФ, которая образуется из АДФ) посредники. [рис. цАМФ]

Механизм действия гормонов

Липофильные гормоны.

Гормон диффундирует через плазматическую мембрану и связывается внутренними рецепторами, образуется комплекс «гормон-рецептор», который активируется и действует на ДНК. G+RGRGR*ДНК. В ДНК выделяют гормон-чувствительный элемент (ГЧЭ). Под его влиянием изменяется транскрипция, что влияет на деградацию мРНК. Гормоны влияют на процессинг белка. Гормоны действуют непосредственно на ДНК, активируют ферменты, стимулируя их синтез.
Гидрофильные гормоны.

Самый распространенный второй посредник - цАМФ-аденилатциклазная система. Она состоит из 2 частей: собственно аденилатциклазный компонент и протеинкиназный компонент.

В плазматической мембране находятся рецепторы 2 типов: Rs - стимулирующий и Ri - ингибирующий. Внутри мембран находится G-белок (Gs, Gi) (читается джи-белок). G-белок распадается на  и  субъединицы, которые могут взаимодействовать между собой. -субъединица и ГТФ действуют на аденилатциклазу, превращая ее в активную форму. Эта активная аденилатциклаза находится на внутренней поверхности ЦПМ. Под влиянием АЦ АТФ превращается в цАМФ+ФФн. Разрушается цАМФ с помощью фермента - фосфодиэстеразы.

После образования АЦ включается протеинциклазный компонент. цАМФ + протеинкиназа (фермент, вызывающий фосфорилирование других белков) активированая протеинкиназа. Протеинкиназа – тетрамер, содержащий 2 субъединицы R (регуляторная субъединица) и 2 субъединицы C (каталитическая субъединица). R₂C₂+4цАМФR₂(4цАМФ) +2C (активная протеинкиназа). Активная протеинкиназа вызывает фосфорилирование белков.

Белок+ АТФ(над стрелкой 2С) фосфопротеин (серин-фосфат, треонин-фосфат) +АДФ.

В результате образования фосфорилированных белков могут быть:

1. усиленный распад гликогена: фосфорилаза Вфосфорилаза А;

2. изменение транспорта ионов;

3. изменение метаболизма углеводов, липидов;

4. регулируется генная транскрипция.

Таким образом, фосфорилирование белков является важнейшим регуляторным механизмом.
Ионы Са²⁺.

Образуют соединение с белком - кальмодулин. Комплекс Са²⁺-кальмодулин активирует ферменты (аденилатциклазу, фосфодиэстеразу, Са²⁺-зависимую протеинкиназу). Есть группа гормонов, для которой второй посредник неизвестен - инсулин, гормон роста, пролактин.

Гормоны центральных желез - гипоталамуса и гипофиза

Раздражитель действует на ЦНС, импульсы передаются в гипоталамус, который выделяет регулирующие факторы – либерины и статины. Эти факторы действуют на аденогипофиз, который выделяет тропные гормоны. Тропные гормоны действуют на периферические эндокринные железы, а те, в свою очередь, на ткани-мишени, в которых формируется физиологический или биохимический ответ. [можно оформить в виде вертикальной схемы со стрелочками] Также существует обратная связь между периферическими железами и тропными гормонами.
Гормоны гипоталамуса поступают в гипофиз через портальную систему сосудов.

Гормоны гипоталамуса:

1. кортикотропин - релизинг-гормон (кортиколиберин) – КРГ - влияет на секрецию АКТГ и выделение эндорфинов;

2. тиреотропин - релизинг-гормон (тиреолиберин) – ТРГ - влияет на секрецию ТТГ;

3. гонадотропин - релизинг-гормон - ГнРГ - влияет на секрецию лютеинизирующего (ЛГ) и фолликулстимулирующего (ФСГ) гормон;

4. гормон роста - релизинг-гормон - СТГ-РГ- влияет на секрецию гормона роста;

5. гормон, ингибирующий высвобождение гормона роста (соматостатин) – СС - тормозит секрецию гормона роста;

6. гормон, ингибирующий высвобождение пролактина (пролактинингибирующий гормон) – ПИГ - тормозит секрецию пролактина.
Многие гормоны гипоталамуса образуются и в других отделах НС и в периферических тканях, например, соматостатин – образуется в поджелудочной железе. Посредником в действии релизинг-факторов является цАМФ, но может использоваться и Са²⁺-фосфолипидный механизм. Гормоны гипоталамуса не только влияют на секрецию и выделение гормонов гипофиза, но и могут увеличивать и синтез гормонов.
Гормоны передней доли гипофиза (аденогипофиза):

1. простые белки;

2. гликопротеины;

3. пептиды семейства проопиомеланокортина (ПОМК).
Гормоны - простые белки:

1. гормон роста (ГР);

2. пролактин (ПРЛ);

3. плацентарный пролактин (лактоген) (ПЛ) - хорионический соматомаммотропин (ХС).

Эти гормоны стимулируют рост и лактацию. Содержат 190-195 аминокислот, они близки по строению и эффекту.

Гормон роста содержит 191 АК. Строение на 85% аналогично строению холестерина (ХС) и на 35%- с пролактином (ПРЛ). Концентрация гормона роста выше, чем других гормонов. Секретируется эпизодически. Влияют стрессовые состояния, белковая пища, физические упражнения – при этом повышается секреция.

Влияние на обмен веществ:

а) повышает синтез белка:

- повышает транспорт АК в клетки;

- повышает синтез РНК и ДНК;

- повышает интенсивность трансляции белков.

Гормон роста действует через инсулинподобный фактор роста (ИФР-1,2). ИФР-1- это главный посредник в действии гормона роста.

б) влияет на углеводный обмен - антагонист инсулина:

- повышает содержание глюкозы в крови - гипергликемия;

- снижает периферическую утилизацию;

- повышает продукцию глюкозы в процессе глюконеогенеза.

в) влияет на липидный обмен, стимулирует липолиз:

- увеличивает скорость окисления ВЖК (в печени).

г) влияет на минеральный обмен:

- задерживает в организме кальций, магний, фосфор, стимулирует рост костной ткани.

Гиперсекреция гормона роста у детей проявляется в виде гигантизма, у взрослых - акромегалия. Дефицит - гипосекреция - приводит к карликовости.
Пролактин - белок, состоящий из 198 АК. Его секреция увеличивается при беременности и лактации. Участвует в инициации лактации и поддерживает ее уровень. Внутриклеточный медиатор для ПЛ не известен.
Хорионический соматомаммолиберин (плацентарный лактоген) - не выполняет строго специфических функций, стимулирует лактацию и лютеотропную активность. Эффекты метаболизма такие же, как и у гормона роста.
Гликопротеиновые гормоны гипофиза и плаценты:

1. тиреотропный гормон (ТТГ);

2. лютеинизирующий гормон (ЛГ);

3. фолликулостимулирующий гормон (ФСГ);

4. хорионический гонадотропин (ХГ или ВХГ или ХГЧ).

Первые 3 гормона вырабатываются гипофизом, а ХГ – плацентой.

Эти 4 гормона структурно близки, они действуют через цАМФ. ФСГ, ЛГ, ХГ - гонадотропины, т.е. они действуют на половые железы.

ФСГ связывается с клетками-мишенями (у женщин - фолликулярные клетки яичников, у мужчин - клетки Сертоли семенников). Стимулирует рост фолликулов, подготавливает их к действию ЛГ. В мужском организме ФСГ индуцирует синтез андроген-связывающего белка, стимулирует рост семенников, семенных канальцев, сперматогенез.
ЛГ (лютропин). Клетки-мишени - клетки желтого тела у женщины и клетки Лейдена у мужчин. ЛГ стимулирует образование прогестерона у женщин и тестостерона (из холестерина) у мужчин. У женщин стимулирует овуляцию.
ХГЧ - хорионический гонадотропин человека - плацентарный гормон, синтезируется в плаценте и по строению близок к ЛГ. Его содержание возрастает в крови и в моче после имплантации (ранний признак беременности).
ТТГ. Клетки-мишени - клетки щитовидной железы. Увеличивает синтез трийодтиронина (Т3) и тироксина (Т4). Стимулирует включение йода и гидролиз тиреоглобулина с образованием трийодтиронина и тироксина. ТТГ увеличивает синтез белка в ЩЖ, синтез нуклеиновых кислот, что приводит к увеличению числа и размеров тиреоидных клеток. Образование ТТГ зависит от уровня периферических гормонов - Т3 и Т4. Если их концентрация увеличивается, то синтез ТТГ снижается.
Семейство проопиомеланокортина (ПОМК)

ПОМК - это молекула-предшественник, состоит из 285 АК-остатков. Этот белок гидролизуется до пептидов, которые и имеют гормональный эффект.

Выделяют 3 группы пептидов:

1. АКТГ (адренокортикотропный гормон) Из него могут образовываться -МСГ (меланоцитстимулирующий гормон) и кортикотропиноподобный пептид;

2. -липотропин - из него образуются -липотропин, -МСГ, -эндорфины (из него - -эндорфины, -эндорфины);

3. N-концевой пептид, из него образуется -МСГ.
АКТГ - полипептид, состоит из 39 АК. Клетки-мишени - клетки коры надпочечников. Повышает синтез стероидов коры надпочечников за счет превращения холестерола в прегненалон. Его содержание значительно возрастает - это предшественник кортикостероидов. Повышает синтез белков и РНК в коре надпочечников. Внутриклеточный посредник - цАМФ.

АКТГ стимулирует синтез аденилатциклазы в надпочечниках и жировой ткани, следовательно, интенсивность липолиза повышается. При избытке АКТГ - синдром Кушинга - повышается пигментация кожи, наблюдается отрицательный азотистый баланс, отрицательный баланс К и Р, но задерживается в организме натрий, что приводит к развитию отеков, повышению давления. Гиперсекреция АКТГ повышает уровень глюкозы в крови и может развиться стероидный диабет, повышается уровень свободных жирных кислот в крови, так как повышается липолиз - это характерно для стрессовых ситуаций.
-липотропин - стимулирует липолиз.
-эндорфины - в гипофизе они ацилированны и неактивны, а в ЦНС они свободны и проявляют активность. Они выполняют нейромедиаторную функцию и нейрорегуляторную. Эндорфины имеют те же рецепторы, что и морфины. Эндорфины регулируют чувство удовольствия (счастья). Применение различных опиатов приводит к увеличению числа рецепторов и возникает зависимость от внешних веществ (если количество рецепторов снижается).
МСГ - стимулирует меланогенез, т.е. образование меланоцитов и меланина.
Гормоны задней доли гипофиза (нейрогипофиза):

- вазопрессин (антидиуретический гормон);

- окситоцин.

Синтезируются в гипоталамусе, а выделяются из задней доли гипофиза.

Вазопрессин - по структуре пептид, состоящий из 9 АК.

Эти гормоны влияют на сокращения гладкой мышечной ткани, но клетки-мишени различны. Для вазопрессина это клетки сосудов и дистальных извитых канальцев и извитых трубочек почек. В связи с этим вазопрессин повышает обратное всасывание воды (реабсорбцию) в почках, т.е. диурез снижается и повышается сокращение гладкомышечных клеток сосудов. Он действует через вторичный посредник - цАМФ. При нарушении секреции вазопрессина может развиться несахарный диабет (несахарное мочеизнурение - нарушается реабсорбция и объем воды повышается - полиурия, но в моче нет глюкозы).
Окситоцин действует на гладкомышечную ткань матки и молочных желез. Посредник неизвестен. Используется для стимуляции родовой деятельности, оптимизирует секрецию молока.