Биохимия инет

• Название: Биохимия инет
• Дата: 12.02.2020
• Размер: 2.33 Mb.
• Имя файла: 1362e22.doc
• Тип: Документы; #108208
• страница: 27 из 27

6.3. ГОРМОНЫ ГИПОФИЗА

ГОРМОНЫ ГИПОФИЗА
В гипофизе выделяют переднюю (аденогипофиз) и заднюю доли (нейрогипофиз).
Гормоны аденогипофиза можно разделить на 3 группы в зависимости от их химической природы:
1.     простые белки;

2.     гликопротеины;

3.     пептиды семейства проопиомеланокортина (ПОМК).
Простые белки

Гормон роста (соматотропный гормон, ГР, СТГ) является полипептидом, состоящим из 191 аминокислоты.

Секреция гормона роста носит пульсирующий характер с интервалами в 30 минут. Один из самых больших пиков отмечается вскоре после засыпания. Секреция гормона роста увеличивается при стрессе, физических упражнениях, гипогликемии, голодании, приеме белковой пищи.
Клетки-мишени гормона роста:

Клетки печени, скелетных мышц, хрящевой и жировой тканей.
Рис. Механизм действия гормона роста
Метаболические эффекты гормона роста:

Влияние на белковый обмен:
–       увеличение транспорта аминокислот в клетке;

–       стимуляция синтеза белка;

–       стимуляция синтеза ДНК, РНК.
Влияние на углеводный обмен:
–       уменьшение периферической утилизации глюкозы;

–       стимуляция глюконеогенеза;

–       повышение концентрации глюкозы в крови.
Влияние на липидный обмен:
–       стимуляция липолиза;

–       стимуляция окисления высших жирных кислот в печени.
Влияние на минеральный обмен:
–       задерживает в организме кальций, фосфор, магний.
Влияние гормона роста на рост скелета и мягких тканей осуществляется через инсулиноподобные факторы роста (ИФР), которые синтезируются в ответ на взаимодействие гормона роста с рецепторами плазматической мембраны различных клеток, в основном печени.

Рис. Действие гормона роста через ИФР
Гипосекреция гормона роста в детском возрасте проявляется гипофизарным нанизмом (карликовость)

Гиперсекреция у детей проявляется гигантизмом, у взрослых – акромегалией.

Пролактин

Синтезируется лактотрофными клетками аденогипофиза, состоит из 199 аминокислотных остатков. Основная физиологическая функция пролактина - стимуляция лактации (индуцирует синтез лактальбумина, казеина, фосфолипидов, триацилглицеролов).


ГЛИКОПРОТЕИНЫ
К ним относятся тиреотропный гормон (ТТГ), фолликулостимулирующий гормон (ФСГ), лютеинизирующий гормон (ЛГ) Действуют через ЦАМФ.
Тиреотропный гормон (ТТГ)
Клетки-мишени - тиреоциты.

Функции:

- повышает синтез трийодтиронина и тироксина;

- повышает гидролиз белка – тиреоглобулина;

- повышает включение йода в структуру тиреоидных гормонов;

- стимулирует синтез белка и нуклеиновых кислот в щитовидной железе.


Фолликулостимулирующий гормон (ФСГ):
В женском организме клетки-мишени - фолликулярные клетки,

В мужском организме клетки-мишени - клетки Сертолли.
В женском организме стимулирует рост фолликулов, подготавливают их к действию лютеинизирующего гормона (ЛГ). В мужском организме индуцирует синтез андрогенсвязывающего белка. Стимулирует рост семенных канальцев семенников и сперматогенез.


Лютеинизирующий гормон (ЛГ)
В женском организме клетки-мишени - клетки желтых тел,

В мужском организме клетки-мишени - клетки Лейдига.
Стимулирует образование в женском организме прогестерона, а в мужском -тестостерона. Предшественником их является холестерол. ЛГ индуцирует овуляцию у женщин.
ПЕПТИДЫ СЕМЕЙСТВА ПРООПИОМЕЛАНОКОРТИНА
Проопиомеланокортин – это белок, состоящий из 285 аминокислотных остатков. После отщепления сигнального пептида происходит частичный протеолиз оставщейся полипептидной цепи с образованием адренокортикотропного гормона и ?-липотропина. при дальнейшем распаде происходит образование ?- и ?-меланоцитстимулирующих гормонов, кортикотропиноподобного гормона и эндорфинов.

Рис. Пептидные гормоны, образующиеся из проопиомеланокортина.

Адренокортикотропноый гормон – полипептид, состоящий из 39 аминокислотных остатков. Мишенью для него является кора надпочечниковю Он стимулирует синтез стероидных гормонов надпочечников за счет стимуляции превращения холестерола в прегненолон, индукции синтеза ферментов, участвующих в синтезе кортикостероидов. Вторым посредником является циклический АМФ.
Гиперсекреция адренокортикотропного гормона характеризуется:

Повышением уровня натрия в крови (в связи с этим возможно увеличение артериального давления, возникновение отеков);

Гипергликемией («стероидный диабет»);

Увеличением содержания высщих жирных кислот в крови;

Отрицательным азотистым балансом.
?-липотропин стимулирует липолиз.

?- эндорфины находятся в гипофизе в ацетилированном состоянии и неактивны, но активны в нервной ткани, где освобождаются от остатка уксусной кислоты и проявляют нейромедиаторную активность. Рецепторы для эндорфинов те же, что и для морфиновых опиат. ?- эндорфины снижают болевую чувствительность.

Меланоцитстимулирующие гормоны стимулируют меланогенез (образование пигмента - меланина).
ГОРМОНЫ ЗАДНЕЙ ДОЛИ ГИПОФИЗА

Вазопрессин (антидиуретический гормон, АДГ) и окситоцин. Они образуются в гипоталамусе, транспотируются в заднюю долю гипофиза и секретируются оттуда. Эти гормоны – нонапептиды со сходной первичной структурой.
Рис. Структура вазопрессина и окситоцина.
Клетками-мишенями для АДГ являются клетки гладкой мускулатуры сосудов и клетки почечных канальцев. В результате взаимодействия с рецепторами происходит увеличение реабсорции воды в почечных канальцах, что ведет к снижению диуреза. Действует вазопрессин через циклический АМФ.

Гипосекреция вазопрессина проявляется несахарным диабетом, когда возникает нарушение обратного всасывания воды и, вследствие этого, выделяется большое количество мочи низкой плотности.
Окситоцин стимулирует сокращение гладкой мускулатуры матки (стимуляция родовой деятельности) и миоэпителиальных клеток молочных желез (вызывает перераспределение молока).

Предыдущий раздел

Раздел верхнего уровня

Следующий раздел

6.3. ГОРМОНЫ ГИПОФИЗА

ГОРМОНЫ ГИПОФИЗА
В гипофизе выделяют переднюю (аденогипофиз) и заднюю доли (нейрогипофиз).
Гормоны аденогипофиза можно разделить на 3 группы в зависимости от их химической природы:
1.     простые белки;

2.     гликопротеины;

3.     пептиды семейства проопиомеланокортина (ПОМК).
Простые белки

Гормон роста (соматотропный гормон, ГР, СТГ) является полипептидом, состоящим из 191 аминокислоты.

Секреция гормона роста носит пульсирующий характер с интервалами в 30 минут. Один из самых больших пиков отмечается вскоре после засыпания. Секреция гормона роста увеличивается при стрессе, физических упражнениях, гипогликемии, голодании, приеме белковой пищи.
Клетки-мишени гормона роста:

Клетки печени, скелетных мышц, хрящевой и жировой тканей.
Рис. Механизм действия гормона роста
Метаболические эффекты гормона роста:

Влияние на белковый обмен:
–       увеличение транспорта аминокислот в клетке;

–       стимуляция синтеза белка;

–       стимуляция синтеза ДНК, РНК.
Влияние на углеводный обмен:
–       уменьшение периферической утилизации глюкозы;

–       стимуляция глюконеогенеза;

–       повышение концентрации глюкозы в крови.
Влияние на липидный обмен:
–       стимуляция липолиза;

–       стимуляция окисления высших жирных кислот в печени.
Влияние на минеральный обмен:
–       задерживает в организме кальций, фосфор, магний.
Влияние гормона роста на рост скелета и мягких тканей осуществляется через инсулиноподобные факторы роста (ИФР), которые синтезируются в ответ на взаимодействие гормона роста с рецепторами плазматической мембраны различных клеток, в основном печени.

Рис. Действие гормона роста через ИФР
Гипосекреция гормона роста в детском возрасте проявляется гипофизарным нанизмом (карликовость)

Гиперсекреция у детей проявляется гигантизмом, у взрослых – акромегалией.

Пролактин

Синтезируется лактотрофными клетками аденогипофиза, состоит из 199 аминокислотных остатков. Основная физиологическая функция пролактина - стимуляция лактации (индуцирует синтез лактальбумина, казеина, фосфолипидов, триацилглицеролов).


ГЛИКОПРОТЕИНЫ
К ним относятся тиреотропный гормон (ТТГ), фолликулостимулирующий гормон (ФСГ), лютеинизирующий гормон (ЛГ) Действуют через ЦАМФ.
Тиреотропный гормон (ТТГ)
Клетки-мишени - тиреоциты.

Функции:

- повышает синтез трийодтиронина и тироксина;

- повышает гидролиз белка – тиреоглобулина;

- повышает включение йода в структуру тиреоидных гормонов;

- стимулирует синтез белка и нуклеиновых кислот в щитовидной железе.


Фолликулостимулирующий гормон (ФСГ):
В женском организме клетки-мишени - фолликулярные клетки,

В мужском организме клетки-мишени - клетки Сертолли.
В женском организме стимулирует рост фолликулов, подготавливают их к действию лютеинизирующего гормона (ЛГ). В мужском организме индуцирует синтез андрогенсвязывающего белка. Стимулирует рост семенных канальцев семенников и сперматогенез.


Лютеинизирующий гормон (ЛГ)
В женском организме клетки-мишени - клетки желтых тел,

В мужском организме клетки-мишени - клетки Лейдига.
Стимулирует образование в женском организме прогестерона, а в мужском -тестостерона. Предшественником их является холестерол. ЛГ индуцирует овуляцию у женщин.
ПЕПТИДЫ СЕМЕЙСТВА ПРООПИОМЕЛАНОКОРТИНА
Проопиомеланокортин – это белок, состоящий из 285 аминокислотных остатков. После отщепления сигнального пептида происходит частичный протеолиз оставщейся полипептидной цепи с образованием адренокортикотропного гормона и ?-липотропина. при дальнейшем распаде происходит образование ?- и ?-меланоцитстимулирующих гормонов, кортикотропиноподобного гормона и эндорфинов.

Рис. Пептидные гормоны, образующиеся из проопиомеланокортина.

Адренокортикотропноый гормон – полипептид, состоящий из 39 аминокислотных остатков. Мишенью для него является кора надпочечниковю Он стимулирует синтез стероидных гормонов надпочечников за счет стимуляции превращения холестерола в прегненолон, индукции синтеза ферментов, участвующих в синтезе кортикостероидов. Вторым посредником является циклический АМФ.
Гиперсекреция адренокортикотропного гормона характеризуется:

Повышением уровня натрия в крови (в связи с этим возможно увеличение артериального давления, возникновение отеков);

Гипергликемией («стероидный диабет»);

Увеличением содержания высщих жирных кислот в крови;

Отрицательным азотистым балансом.
?-липотропин стимулирует липолиз.

?- эндорфины находятся в гипофизе в ацетилированном состоянии и неактивны, но активны в нервной ткани, где освобождаются от остатка уксусной кислоты и проявляют нейромедиаторную активность. Рецепторы для эндорфинов те же, что и для морфиновых опиат. ?- эндорфины снижают болевую чувствительность.

Меланоцитстимулирующие гормоны стимулируют меланогенез (образование пигмента - меланина).
ГОРМОНЫ ЗАДНЕЙ ДОЛИ ГИПОФИЗА

Вазопрессин (антидиуретический гормон, АДГ) и окситоцин. Они образуются в гипоталамусе, транспотируются в заднюю долю гипофиза и секретируются оттуда. Эти гормоны – нонапептиды со сходной первичной структурой.
Рис. Структура вазопрессина и окситоцина.
Клетками-мишенями для АДГ являются клетки гладкой мускулатуры сосудов и клетки почечных канальцев. В результате взаимодействия с рецепторами происходит увеличение реабсорции воды в почечных канальцах, что ведет к снижению диуреза. Действует вазопрессин через циклический АМФ.

Гипосекреция вазопрессина проявляется несахарным диабетом, когда возникает нарушение обратного всасывания воды и, вследствие этого, выделяется большое количество мочи низкой плотности.
Окситоцин стимулирует сокращение гладкой мускулатуры матки (стимуляция родовой деятельности) и миоэпителиальных клеток молочных желез (вызывает перераспределение молока).

Предыдущий раздел

Раздел верхнего уровня

Следующий раздел

6.4. ГОРМОНЫ ЩИТОВИДНОЙ ЖЕЛЕЗЫ

ГОРМОНЫ ЩИТОВИДНОЙ ЖЕЛЕЗЫ

В щитовидно железе синтезируются гормоны, которые являются йодированными производными тирозина (йодтиронины). К ним относятся трийодтиронин (3, 5, 3? - трийодтиронин, Т₃) и тироксин (3, 5, 3?, 5?, - тетрайодтиронин, Т₄).

Рис. Йодтиронины

Биосинтез йодтиронинов

Синтез йодтиронинов происходит в составе белка – тиреоглобулина, который находится в фолликулах щитовидной железы. Тиреоглобулин представляет собой гликопротеин, содержащий 115 остатков тирозина. После синтеза в клетках щитовидной железы тиреоглобулин поступает во внеклеточный коллоид, где происходит йодирование тирозина и образование йодтиронинов.

Йодирование тирозина и образование йодтиронинов осуществляется в несколько этапов:

1.     транспорт йода в клетки щитовидной железы;

2.     окисление йода;

3.     йодирование тирозина;

4.     образование йодтиронинов.
Йод поступает в организм с пищей и водой. Суточная потребность в йоде составляет 150- 200 мкг. До 30% от этого количества йода захватывается щитовидной железой.

Транспорт йода в клетки щитовидной железы происходит с затратой энергии при участии транспортного йодид-переносящего белка.

Йод окисляется под влиянием фермента – тиреопероксидазыи в присутствие окислителя пероксида водорода

J^- > J⁺ + e
Окисленный йод взаимодействует с остатками тирозина в молекуле тиреоглобулина также под влиянием тиреопероксидазы. Происходит образование монойодтирозинов (МИТ) и дийодтирозинов (ДИТ).

В дальнейшем осуществляется их конденсация друг с другом. Две молекулы ДИТ образуют тироксин. МИТ и ДИТ, соединяясь, образуют трийодтиронин.

Йодтиреоглобулин поступает в фолликулярную клетку путем фагоцитоза, где подвергается гидролизу с высвобождением Т₃, Т₄. Эти гормоны поступаю

Т₄ в клетках щитовидной железы образуется в сутки в 20 раз больше, чем Т_3, но эта форма также может синтезироваться из Т₄ в периферических тканях.

Эти гормоны поступают в кровь и связываются с тироксинсвязывающим глобулином, который является основным транспортным белком для йодтиронинов. Меньшее значение для транспорта имеет тироксинсвязывающий преальбумин. Связывание необходимо из-за плохой растворимости йодтиронинов в воде.

Регуляция синтеза и секреции йодтиронинов происходит по принципу обратной связи. Снижение уровня тиреоидных гормонв в крови приводит к повышению секреции тиреолиберина и ТТГ.

Рецепторы к тиреоидным гормонам на поверхности клеток. Эти гормоны действуют по механизму действия липофильных сигнальных молекул.

Влияние на метаболические процессы

Обмен белков

В физиологической концентрации йодтиронины усиливают биосинтез белков, но в высокой концентрации проявляется их катаболический эффект в отношении синтеза белков.

Обмен углеводов

В печени под влиянием данных гормонов происходит увеличение скорости распада глюкозы, мобилизации гликогена.

Обмен липидов

В печени жировой ткани гормоны стимулируют липолиз. Указанные эффекты на обмен углеводов и липидов связывают с повышением чувствительности клеток к действию адреналина под влиянием тиреоидных гормонов.

Под влиянием гормонов щитовидной железы происходит увеличение активности Na⁺, K⁺ - АТФ-азы, что ведет к уменьшению АТФ в клетке и , следовательно, к повышению поглощения клетками кислорода.

В нормальной концентрации йодтиронины стимулируют процессы роста и клеточной дифференцировки. Также трийодтиронин ускоряет транскрипцию гена гормона роста.

Нарушения секреции тиреоидных гормонов

Гипосекреция

В детском возрасте снижение секреции приводит к задержке физического и умственного развития (кретинизм).

У взрослых тяжелым проявлением недостатка гормонов щитовидной железы является микседема. В этом случае происходит замедление распада гликозаминогликанов, которые накапливаясь в коже, подкожной клетчатке, голосовых связках, задерживают воду и способствуют развитию слизистого отека кожи, изменению тембра голоса.

Гипотиреоз может возникать также вследствие недостаточного поступления йода в организм у людей, проживающих в районах, где содержание йода в почве, воде низкое. При этом происходит увеличение размеров щитовидной железы (эндемический зоб).

Гиперсекреция

Диффузный токсический зоб (базедова болезнь) наиболее распространенное заболевание, сопровождающееся повышенной продукцией йодтиронинов. При этом заболевании размеры щитовидной железы увеличены и развивается тиреотоксикоз. Тиреотоксикоз проявляется повышенной возбудимостью, снижением массы тела, повышением температуры тела (разобщение окисления и фосфорилирования), потливостью, экзофтальм.

Предыдущий раздел

Раздел верхнего уровня

Следующий раздел

6.5. ГОРМОНЫ ПАРАЩИТОВИДНЫХ ЖЕЛЕЗ

ГОРМОНЫ ПАРАЩИТОВИДНЫХ ЖЕЛЕЗ

Паратгормон синтезируется в паращитовидных железах и состоит из 84 аминокислотных остатков. Гормон хранится в секреторных гранулах. Секреция ПТГ регулируется уровнем кальция в крови: при снижении концентрации кальция происходит выделение гормона.

Рецепторы для ПТГ расположены на поверхности клеток почек и костной ткани (остеобласты, остеоциты).

Механизм действия - цАМФ-зависимый.

Эффекты гормона напралены на повышение концентрации ионов кальция и снижение концентрации фосфатов в крови.

В почках ПТГ стимулирует реабсорбцию кальция в дистальных извитых канальцах, что ведет к уменьшению потерь кальция. Реабсорбция фосфатов наоборот уменьшается.

ПТГ стимулирует образование кальцитриола из витамина Д3. Кальцитриол усиливает всасывание кальция в кишечнике.

При связывании ПТГ с рецепторами клеток костной ткани их активность увеличивается: ускоряется образование щелочной фосфатазы, коллагеназы, которые вызывают распад костного матрикса. При этом происходит выход кальция и фосфатов из кости.

Таким образом, паратгормон восстанавливает нормальный уровень кальция в крови как путем прямого воздействия (на почки и костную ткань), так и опосредованно (стимуляция биосинтеза кальцитриола). Концентрация фосфатов в крови под влиянием ПТГ снижается.

Гиперсекреция ПТГ

Избыточная секреция ПТГ приводит к повышенному выходу кальция и фосфатов в кровь, усилению реабсорбции кальция и выведения фосфатов, уровень кальция в крови увеличивается. Это проявляется мышечной слабостью, быстрой утомляемостью. Повышается риск возникновения переломов костей, образования камней в почках.

Недостаточность паращитовидных желез проявляется гипокальциемией, повышением нервно-мышечной проводимости, судорожным синдромом.

Кальцитонин – полипептид, состоящий из 32 аминокислот. Образуется в С-клетках паращитовидных желез и К-клетках щитовидной железы.

По своему действию является антагонистом паратгормона. Клетками-мишенями для данного гормона являются клетки почек, костной ткани.

Калицитонин снижает канальцевую реабсорцию кальция в почках. Активность остеокластов под действием кальцитонина снижается, что ведет к уменьшению распада костного матрикса и снижению мобилизации кальция из кости.

Скорость секреции кальцитонина зависит от уровня эстрогенов. При недостатке эстрогенов секреция кальцитонина снижается, что может вызвать повышенный выход кальция из кости привести к развитию остеопороза.

Предыдущий раздел

Раздел верхнего уровня

Следующий раздел

6.6. Гормоны половых желез

Гормоны половых желез
По химической природе представляют собой стероиды. Выделяют:

1. Андрогены;

2. Эстрогены;

3. Прогестины.
Синтез половых гормонов
Предшественником половых гормонов, как и других стероидных гормонов, служит холестерол, который либо поступает из плазмы крови в составе ЛПНП, либо синтезируется в самих железах из ацетил-К_оА. Образование прегненолона происходит в результате отщепления боковой цепи холестерола. Превращение прегненолона в тестостерон может протекать двумя путями: через образование прегненолона или дегидроэпиандростерона. Тестостерон служит предшественником дигидротестостерона. Далее под действием ароматазного фермента происходят 3 реакции гидроксилирования андрогенов с образованием эстрогенов.

Половые гормоны находятся в крови в связанном состоянии с белками плазмы: альбумином и секс-гормонсвязывающим глобулином (СГСГ). Биологической активностью обладает только свободная форма гормонов.

Эффект половые гормоны реализуют по механизму действия липофильных сигнальных молекул.
Мужские половые гормоны
Андрогены образуются в интерстициальных клетках Лейдига. Наиболее активными являются тестостерон и дигидротестостерон. (формула тестостерона).

Клетки – мишени для андрогенов:

- клетки предстательной железы;

- клетки семенных пузырьков;

- мышечные клетки;

- клетки костной ткани.
Биологические эффекты андрогенов:
1.Анаболический эффект; стимуляция синтеза белков репродуктивной системы.

2.Активация клеточного давления;

3. Участие в половой дифференцировке;

4. Стимуляция сперматогенеза;

5. Формирование вторичных половых реакций;

6. Формирование поведенческих реакций;

7. Стимуляция развития скелетной мускулатуры, роста костной ткани.
Женские половые гормоны
Эстрогены:
1. Эстрон;

2. Эстрадиол;

3.Эстриол.

Наиболее активен эстрадиол (формула)
Прогестины
Прогестерон (формула) Синтезируется главным образом желтым телом беременности.
Мишенями являются:

- клетки матки;

- маточные трубы;

- молочные железы;

- костная ткань;

- печень.
Биологические эффекты женских половых гормонов:

1. Анаболическое действие;

2. Формирование и поддержание функций женской репродуктивной

системы;
3. Участие в развитии и сохранении беременности.

Предыдущий раздел

Раздел верхнего уровня

Следующий раздел

6.7. Гормоны надпочечников

Гормоны надпочечников
Надпочечники – железы внутренней секреции, в которых выделяют корковое и мозговое вещество. В корковом слое синтезируется гормоны стероидной природы, в мозговом веществе вырабатываются гормоны, которые являются производными аминокислот.
Гормоны коры надпочечников (кортикостероиды)
Кортикостероиды делят на 3 класса в зависимости от их преобладающего действия:

1.Глюкокортикоиды (в основном оказывают влияние на углеводный обмен);

2. Минералокортикоиды регулируют минеральный обмен (обмен ионов натрия и калия);

3. Андрогены. В коре надпочечников синтезируются предшественники андрогенов, которые превращаются в более активные андрогены вне надпочечников. Основным местом образования мужских половых гормонов являются половые железы.
Глюкокортикоиды
Основной глюкокортикоид человека – кортизол (формула). Синтез кортизола происходит в пучковой и сетчатой зонах коры надпочечников из холестирола. Холестирол поступает в клетки коры надпочечников из крови в составе липопротеинов низкой плотности или синтезируются в клетках из ацетил – К₀А. В цитоплазме клеток холестирол находится в липидных каплях в виде своих эфиров.

Образование кортизола стимулируется адренокортикотропным гормоном (АКТГ), который, используется в качестве вторичного посредника цАМФ, активирует холестиролэстеразу. Данный фермент катализирует реакцию образование свободного холестирола.

Холестирол под действием гидроксилазы превращается в прегненолон. Из прегненолона под действием дегидроксилирования превращается в кортизол.

Мишенями для глюкокортикоидов являются клетки печени, почек, лимфоидной, соединительной, мышечной, жировой тканей.
Механизм действия глюкокортикоидов
По физико - химическим свойствам глюкокортикоиды относятся к липофильным сигнальным молекулам. Они проникают через клеточные мембраны и взаимодействуют с рецепторами, локализованными внутри клетки. Сформированный комплекс «сигнальная молекула - рецептор» связывается с регуляторным элементом ДНК. Это вызывает изменения скорости синтеза определенных матричных РНК и определенных белков (в т.ч. ключевых ферментов метаболизма).
Эффекты глюкокортикоидов

1. Влияние на углеводный обмен:

- стимуляция глюконеогенеза (в результате индукции синтеза ключевых ферментов глюконеогенеза: пируваткарбоксилазы, фосфоенолпируваткарбоксикиназы, глюкозо – 6 – фосфатазы; кроме того, активируется синтез ферментов катаболизма аминокислот: аланиновой аминотрансферазы, тирозиновой аминотрансферазы).

2. Влияние на липидный обмен:

- стимуляция липолиза в конечностях;

- активация липогенеза на туловище и лице.

3. Влияние на обмен белков:

- стимулируют синтез белков в печени;

- в лимфоидной, мышечной, жировой, соединительной тканях тормозят синтез и активируют распад белков.

4. Влияние на минеральный обмен: (эффект выражен слабо)

- повышают реабсорбцию натрия в почечных канальцах;

- увеличивают секрецию ионов калия в первичную мочу.

5. Подавление иммунных и аллергических реакций

6. Противовоспалительное действие (снижают количество лейкоцитов, угнетают синтез медиаторов воспаления).
Минералокортикоиды
Наиболее активный минералокортикоид – альдостерон (формула). Альдостерон синтезируется в клетках клубочковой зоны коры надпочечников из холестерола. От холестирола под действием гидроксилазы отщепляется боковая цепь, в результате образуется прегненолон. Из прегненолона образуется прогестерон. Далее в результате работы гидроксилаз и дегидрогеназы образуется альдостерон.

Основным стимулятором синтеза альдостерона является ангиотензин II, так же синтез стимулируется низкой концентрацией ионов натрия и высокой концентрацией ионов калия в крови.

Клетками – мишенями для альдостерона являются:

- клетки дистальных извитых почечных канальцев;

- клетки собирательных трубочек.
Механизм действия альдостерона
Альдостерон – липофильная сигнальная молекула связывается в клетках – мишенях с внутриклеточным рецептором. В дальнейшем комплекс гормон – рецептор взаимодействует с регуляторным элементом ДНК, что изменяет скорость транскрипции определенных генов. В результатеувеличивается скорость образования белков, ответственных за транспорт ионов натрия и калия.
Эффекты альдостерона
1. Повышение реабсорбции ионов натрия в клетки почечных канальцев;

2. Увеличение секреции ионов калия в первичную мочу.
Нарушение секреции гормонов коры надпочечников.

1. Гипосекреция:

Аддисонова болезнь («бронзовая болезнь»)
Признаки:

-снижается устойчивость к стрессовым ситуациям;

-отмечается гипогликемия;

-нарушение водно – солевого обмена (потеря Na⁺, накопление К⁺ );

-мышечная слабость;

-пигментация;
2. Гиперсекреция:

Болезнь Иценко-Кушинга
Признаки:

- гипергликемия;

-повышение АД;

-повышение ионов Na⁺ в крови;

- понижение ионов К⁺ в крови.

Предыдущий раздел

Раздел верхнего уровня

6.8. Гормоны поджелудочной железы

Гормоны поджелудочной железы

Функции поджелудочной железы:

       экзокринная;

        эндокринная.

Экзокринная функция заключается в синтезе и секреции пищеварительных ферментов.

Эндокринную функцию выполняют клетки островковой части поджелудочной железы, которые подразделяются на 4 типа:

- В-клетки. В них синтезируется гормон инсулин.

- А-клетки ответственны за синтез глюкагона.

- В D-клетках образуется соматостатин.

- F-клетки секретируют панкреатический полипептид.

Инсулин – полипептид, содержащий 51 аминокислотный остаток. Состоит из двух полипептидных цепей, которые соединены между собой двумя дисульфидными мостиками. Цепь А содержит 21 аминокислотный остаток, цепь В – 30 аминокислотных остатка.
Биосинтез инсулина

Исходным предшественником инсулина является препроинсулин, который в результате гидролиза превращается в проинсулин. Проинсулин представлен одной полипептидной цепью, состоящей из 86 аминокислотных остатков. Препроинсулин и проинсулин не обладают биологической активностью. Превращение неактивного проинсулина в активный инсулин происходит путем частичного протеолиза. В результате действия специфических протеаз образуется инсулин и С-пептид.

Клетками – мишенями для инсулина являются клетки печени, жировой и мышечной тканей.
Регуляция синтеза и секреции инсулина

Основным регулятором синтеза инсулина является глюкоза. Она стимулирует экспрессию гена инсулина, непосредственно взаимодействуя с определенными факторами транскрипции. Также глюкоза активирует секрецию инсулина, вызывая быстрое освобождение инсулина из секреторных гранул.

Процесс секреции инсулина кальций – зависимый и при дефиците ионов кальция секреция инсулина снижается даже в условиях высокой концентрации глюкозы.
Механизм действия инсулина

Инсулин связывается с рецепторами на поверхности клетки. Инсулиновый рецептор обладает тирозинкиназной активностью. При взаимодействии инсулина с рецептором происходит аутофосфорилирование рецептора по остаткам аминокислоты тирозина.

Далее сигнал передается на специальные белки – субстраты инсулинового рецептора. К ним относятся IRS – 1 (играет главную роль в ответной реакции клетки на инсулиновый сигнал), IRS – 2, белки семейства STAT.

Субстраты инсулинового рецептора соединяются с другими цитозольными белками. Это приводит к активации нескольких сигнальных путей (Ras – путь, фосфоинозитолкиназный путь). В результате чего изменяется активность и индуцируется синтез ключевых ферментов обмена веществ.

Метаболические эффекты инсулина

1. Влияние на обмена углеводов:

- Инсулин увеличивает транспорт глюкозы в клетках (прежде всего в клетки мышечной и жировой тканей). Транспорт глюкозы в клетки происходит при участии специальных белков – переносчиков глюкозы (ГЛЮТ). В отсутствие инсулина белки – переносчики глюкозы находятся в цитозольных везикулах. Под влиянием инсулина происходит перемещение везикул в мембрану клетки;

- Индукция синтеза глюкокиназы в клетках печени. Фермент катализирует реакцию образования глюкозо – 6 – фосфата из глюкозы;

- Усиление гликолиза за счет увеличения количества и активности ферментов катаболизма глюкозы;

- Усиление синтеза гликогена в результате активации гликогенсинтетазы;

- Снижение активности глюкозо – 6 – фосфатазы. В результате уменьшается образование свободной глюкозы;

- Угнетение глюконеогенеза;

- Стимуляция превращения глюкозы в жиры.

В результате уровень глюкозы в крови снижается.

2. Влияние на липидный обмен:

- Стимулирует синтез жиров;

- Тормозит липолиз.

3. Влияние на обмен белков:

- Увеличение транспорта аминокислот в клетки;

- Активация синтеза белка.

4. Стимулирует пролиферацию клеток, усиливая способность факторов роста активировать размножение клеток.

Предыдущий раздел

Раздел верхнего уровня

7. Экзаменационные вопросы

ФАРМАЦЕВТИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ (ЗАОЧНОЕ ОТДЕЛЕНИЕ)

Экзаменационные вопросы по биологической химии

для студентов 3 курса (6 семестр)

1.    Биохимия, ее задачи. Связь биохимии с фармацевтическими науками. Фармацевтическая биохимия.

2.      Аминокислоты, классификация. Уровни структурной организации белков. Характеристика связей, стабилизирующих их. Доменные белки.

3.    Физико-химические свойства белков как основа методов их исследования. Электрофорез белков крови.

4.    Принципы классификации белков. Характеристика простых белков.

5.    Нуклеопротеины, виды Хроматин - комплекс ДНК с белками.

6.    Хромопротеины. Функции гемоглобина. Типы гемоглобинов. Миоглобин.

7.    Углевод-белковые комплексы. Гликопротеины, протеогликаны, их функции в организме.

8.    Липид-белковые комплексы. Структурные протеолипиды. Липопротеины и их функции.

9.      Ферменты, их химическая природа, структурная организация, свойства. Сходство и отличия ферментов и небелковых катализаторов.

10.  Коферменты, классификация, функции в ферментативных реакциях.

11. Классификация и номенклатура ферментов. Характеристика отдельных классов ферментов, примеры реакций.

12.  Современные представления о механизме действия ферментов. Стадии ферментативной реакции, молекулярные эффекты.

13. Ингибирование ферментов. Конкурентное и неконкурентное ингибирование, примеры. Лекарственные вещества как ингибиторы ферментов.

14. Регуляция активности ферментов: белок – белковые взаимодействия, частичный протеолиз, фосфорилирование, дефосфорилирование. Аллостерический центр ферментов и аллостерическая регуляция.

15. Обмен веществ. Этапы обмена веществ. Общий путь катаболизма. Окислительное декарбоксилирование пирувата.

16. Современные представления о биологическом окислении. НАД-зависимые дегидрогеназы. Компоненты дыхательной цепи и их характеристика.

17. Молекулярные механизмы окислительного фосфорилирования (теория Митчелла). Разобщение окисления и фосфорилирования.

18. Цитратный цикл, его биологическое значение, последовательность реакций. Сопряжение реакций цикла трикарбоновых кислот с дыхательной цепью ферментов.

19. Роль белков в питании. Превращение белков в органах пищеварительной системы. Роль соляной кислоты в переваривании белков. Характеристика протеолитических ферментов желудочного и кишечного соков.

20. Гниение белков и аминокислот в кишечнике. Примеры реакций дезаминирования, декарбоксилирования, десульфирования. Распад углеводородных цепей на примере тирозина и триптофана.

21. Трансаминирование и декарбоксилирование аминокислот. Химизм процессов, характеристика ферментов и коферментов. Образование амидов дикарбоновых кислот.

22. Дезаминирование аминокислот. Окислительное дезаминирование. Непрямое дезаминирование.

23. Синтез мочевины (орнитиновый цикл), последовательность реакций. Диагностическое значение определения креатинина в сыворотке крови.

24. Особенности обмена нуклеотидов. Образование мочевой кислоты.

25. Современные представления о структуре и функциях нуклеиновых кислот. Первичная и вторичная структуры ДНК. Типы РНК. Строение мономеров нуклеиновых кислот. Генетический код и его свойства.

26. Репликация ДНК, условия, этапы, механизмы, ферменты репликации ДНК.

27. Биосинтез РНК (транскрипция). Условия и этапы транскрипции. Процессинг РНК. Альтернативный сплайсинг.

28. Биосинтез белка. Этапы трансляции и их характеристика. Котрансляционный и посттрансляционный процессинг белка.

29. Основные углеводы организма человека, классификация, биологическая роль.

30. Роль углеводов в питании. Переваривание и всасывание углеводов в органах пищеварительной системы.

31. Катаболизм глюкозы в анаэробных условиях. Гликолитическая оксидоредукция, ее субстраты. Биологическая роль этого процесса.

32. Катаболизм глюкозы в тканях в аэробных условиях. Гексозодифосфатный путь превращения глюкозы и его биологическая роль. Эффект Пастера.

33. Гексозомонофосфатный путь превращения глюкозы в тканях и его биологическая роль. Биосинтез и распад гликогена в тканях. Биологическая роль этих процессов.

34. Глюконеогенез. Возможные предшественники, последовательность реакций, биологическая роль.

35. Характеристика основных липидов организма человека, классификация, суточная потребность и биологическая роль. Переваривание, всасывание и ресинтез липидов в пищеварительном тракте.

36. Транспортные липопротеины крови человека, их образование и функции.

37. Окисление высших жирных кислот в тканях.

38. Окисление глицерина в тканях.

39. Биосинтез высших жирных кислот в тканях.

40. Холестерин, биологическая роль, схема синтеза. Причины гиперхолестеринемии. Патохимические основы атеросклероза.

41. Витамины, их характеристика, отличительные признаки. Обеспеченность населения витаминами в современных условиях. Причины недостаточной обеспеченности организма витаминами. Понятие о гипо-, гипер- и авитаминозах. Причины гиповитаминозов.

42. Функции витамина А в организме.

43. Витамин Д, участие в обмене веществ. Признаки проявления гиповитаминоза.

44. Участие витаминов Е и К в метаболических процессах.

45. Витамин В1, его участие в метаболических процессах.

46. Витамин В2 и PP. участие в обмене веществ.

47. Витамины В6 Роль в обмене аминокислот, примеры реакций,

48. Характеристика витамина С. Участие в обмене веществ, проявление гиповитаминоза. Витамин Р.

49. Витамин В12 и фолиевая кислота, участие в метаболических процессах. Причины гиповитаминозов.

50. Витамины-антиоксиданты, их характеристика, роль в обмене веществ.

51. Виды регуляции обмена веществ. Сигнальные молекулы, их классификация. Виды регуляторных эффектов сигнальных молекул. Понятие о клетке мишени. Отличительные признаки гормонов. Классификация гормонов.

52. Вторые посредники в действии липофобных сигнальных молекул, цАМФ и цГМФ - зависимые механизмы действия.

53. Механизм действия липофильных сигнальных молекул. Механизм действия N0.

54. Гормоны гипоталамуса, их характеристика.

55. Гормоны передней доли гипофиза, классификация, участие в регуляции процессов метаболизма.

56. Гормоны задней доли гипофиза, место их образования, химическая природа, влияние на функции органов-мишеней.

57. Гормоны поджелудочной железы. Инсулин, схема строения, участие в регуляции метаболических процессов. Проявления дефицита эффектов инсулина. Глюкагон и соматостатин. Химическая природа. Влияние на обмен веществ.

58. Тиреоидные гормоны, место их образования, транспорт и механизм действия на метаболические процессы. Тиреокальцитонин, паратиреоидный гормон. Химическая природа, участие в регуляции обмена веществ.

59. Гормоны мозгового слоя надпочечников. Адреналин, механизм его гормонального действия, метаболические эффекты.

60. Гормоны коркового слоя надпочечников, механизм действия. Участие глюкокортикоидов и минералокортикоидов в обмене веществ.

61. Гормоны половых желез, механизм действия и биологическая роль.

62. Схема синтеза и распада гема. Механизм образования основных гематогенных пигментов. Коньюгированный и неконьюгированный билирубин крови, их характеристика. Патология пигментного обмена. Виды желтух.

63. Важнейшие функции печени. Роль печени в обмене веществ. Механизмы обезвреживания эндотоксикантов. Роль ФАФС и УДФГК.

64. Механизмы обезвреживания ксенобиотиков. Фазы химической модификации ксенобиотиков. Возможные реакции в первой фазе обезвреживания. Система микросомального окисления, характеристика основных ферментов системы, функционирование цитохрома Р450.

65. Вторая фаза обезвреживания веществ. Участие трансфераз, эпоксидгидролаз в реакциях этой фазы. Связывание, транспорт и выведение ксенобиотиков. Участие Р-гликопротеина в выведении ксенобиотиков.

66. Биотрансформация лекарственных веществ, этапы. Изменение свойств лекарственных веществ при биотрансформации. Факторы, влияющие на активность ферментов биотрансформации лекарственных веществ.

Заведующий кафедрой биохимии и

лабораторной медицины с курсом

клинической и лабораторной

диагностики ПДО,

д.м.н., профессор В.Е. Высокогорский