Основы биологической химии предисловие
 Скачать 7.85 Mb.
|
|
Все тропные гормоны контролируют функции периферических желез или действуют непосредственно на периферические ткани после связывания со своими мембранными рецепторами. Эффекты, вызываемые гипофизарными гормонами, можно разделить на четыре группы: 1) регуляция биосинтеза и секреции гормонов периферическими железами (тиреотропин, фоллитропин, лютропин, пролактин, кортикотропин, соматотропин); 2) влияние на образование половых клеток (фоллитропин); 3) регуляция функции и метаболизма исполнительных тканей и органов (соматотропин, липотропин, кортикотропин, лютропин, фоллитропин, меланотропин, пролактин, окситоцин, вазопрессин); 4) регуляция функции нервной системы (кортикотропин, лигпотропин и др.) Первые две функции упоминались выше при рассмотрении гормонов периферических желез. Остановимся кратко на вопросе прямого влияния гипофизарных гормонов на периферические ткани. Кортикотропины оказывают прямое действие на жировую ткань, стимулируя поглощение ею глюкозы и освобождение жирных кислот глицерина. Кроме того, кортикотропин обладает сходным с меланотропином действием на образование меланина и пигментацию кожи. Липотропины оказывают жиромобилизующее действие. Гонадотропины оказывают действие, аналогичное липотропинам. Кроме того, пролактин стимулирует синтез белков и лактозы эпителием молочных желез. Вазопрессин (антидиуретический гормон) помимо жиромобилизующего действия оказывает избирательное влияние на реабсорбицию воды в дистальных канальцах и собирательных трубках почек. Реабсорбация воды снижает диурез, повышает концентрацию натрия и хлоридов в моче и ее плотность. Вазопрессин вызывает сокращение сосудов мышечного типа и умеренно повышает кровяное давление. При недостатке вазопрессина возникает несахарный диабет, для которого характерно выделение большого количества мочи (4-10л в сутки) низкой плотности (1,002-1,00бг/см3), развивается жажда. Лечат это заболевание препаратами вазопрессина. Окситоцин стимулирует сокращение матки, повышает синтез белка в молочной железе при лактации (отчасти этим свойством обладает и вазопрессин) и отделение молока за счет повышения сократительной активности эпителия молочных хоцов. Окситоцин оказывает инсулиноподобное действие на жировую ткань, повышая потребление глюкозы и синтез жиров в ней. Меланотропин образуется в средней доле гипофиза и влияет на образование меланина в коже, радужке и пигментном эпителии сетчатки глаза. Оказывает жиромобилизующие действие на жировую ткань. Соматотропин (гормон роста) является единственным гормоном, имеющим видовую специфичность биологического действия. Соматотропин животных не действует на человека. Данный гормон стимулирует деление клеток хрящей, рост костей в длину, а также увеличение массы внутренних органов и мягких тканей лица и ротовой полости. Соматотропин оказывает прямое и косвенное влияние на периферические ткани. Прямое действие его связано с активированием соответствующих ферментов (например, в мышцах и в островковой ткани поджелудочной железы), изменяющих ход обмена веществ или стимулирующих синтез гормонов. Так, в островках поджелудочной железы соматотропин стимулирует выделение глюкагона (в большей степени) и инсулина (в меньшей степени). Косвенное влияние соматотропина связано с тем, что он вызывает образование рострегулирующих полипептидов - соматомединов. Они выделяются в кровь и проявляют свойства, характерные для соматотропина. Всего обнаружено семь доцгомединов (3 группы). Соматомедины группы A (Al, А2) и С усиливают деление хрящевых клеток, синтез ДНК, РНК, белка. Соматомедин С кроме этого действует на жировую и мышечную ткани подобно инсулину. Соматомедины В (4 вида) усиливают синтез ДНК и белка в клетках нервных тканей. В целом соматотропин оказывает выраженный анаболический эффект. При дефиците соматотропина в молодом возрасте происходит преждевременная остановка роста (карликовость). Рост взрослого карлика 100-120 см. В отличие от карликовости, развивающейся при гипотериозе, у гипофизарных карликов телосложение остается пропорциональным, нет умственной отсталости. Гиперсекреция соматотропина в молодом возрасте проявляется в виде гигантизма, а в зрелом возрасте возникает заболевание - акромегалия. Ее симптомы: увеличение выступающих частей лица (нос, подбородок, надбровные дуги) и мягких тканей и ротовой полости (язык), увеличение в размерах отдельных пальцев рук, ног или кистей в целом. Практическое применение среди пептидов гипоталамуса нашли препараты соматостатина, вазопрессина, окситоцина. Соматостатин используется для лечения сахарного диабета. Препараты вазопрессина применяют для лечения несахарного диабета, а окситоцин - для стимуляции сокращений матки при родах. Все тропные гормоны гипофиза, за исключением соматотропина и тиреотропина, применяются в клинической практике. Кортикотропин - для стимуляции функции коры надпочечников и при тех же состояниях, что и глюкокортикоиды, секрецию которых он стимулирует. Аналоги фоллитропина и лютропина используются для нормализации циклической деятельности яичников у женщин и при гипофункции семенников у мужчин. Пролактин применяется для стимуляции процесса лактации у женщин. 16.9. Гормоны тимуса и эпифиза Тимус секретирует лимфоидные клетки, идущие в лимфатические узлы и селезенку, а также гормоны, влияющие на скорость развития и созревание предшественников лимфоидных клеток. Таким образом, тимус имеет отношение к формированию и деятельности иммунной системы организма. Йодтиронины, эстрогены и, возможно, инсулин, а также вещества, усиливающие их секрецию, стимулируют образование тимусных гормонов. Глюкокортикоиды, андрогены, прогестерон оказывают обратный эффект и угнетают иммунитет. В эпифизе на основе триптофана синтезируется мелатонин. Синтез мелатонина периодически изменяется в течение суток и зависит от освещенности. В темноте увеличивается образование мелатонина, на свету - тормозится. Мелатонин тормозит секрецию гонадотропинов в гипофизе или через либерины гипоталамуса, - или непосредственно, угнетая тем самым половое созревание. Увелечение светового дня тормозит синтез мелатонина, благодаря чему активно секретируются гонадотропины, вызывающие рост половых желез, образование в них половых гормонов и повышение половой активности. Уменьшение светового дня вызывает противоположные явления. 16.10. Простагландины Простагландины - гормоноподобные вещества, являющиеся производными полиеновых жирных кислот (линолевой и образующейся из нее арахидоновой), содержащих циклопентановое кольцо. Они образуются во всех клетках и тканях организма человека, за исключением эритроцитов. Это короткоживущие соединения, которые синтезируются в небольших количествах по мере необходимости и оказывают биологический эффект на месте своего образования. В зависимости от химического строения все простагландины делят на группы, а внутри каждой группы еще выделяют серии. Разные типы простагландинов оказывают неодинаковый и даже противоположный эффект; простагландины одной группы, но разных серий тоже могут оказывать противоположное действие. В эндокринных железах простагландины стимулируют образование и секрецию гормонов; в жировой ткани они, подобно инсулину, тормозят липолиз, т.е. проявляют антагонизм в отношении эффекта полипептидных гормонов, которые усиливают липолиз. Определенные простагландины регулируют сокращение гладких мышц матки, бронхов и кишечника, но одни из них вызывают сокращение мышц, другие - расслабление. Простагландины усиливают моторику кишечника, но одни из них тормозят секрецию желудочного сока, а другие - усиливают. Простагландины - тромбоксан и простациклин, например, оказывают различное действие на кровеносные сосуды. Тромбоксан сужает сосуды и повышает артериальное давление, а простациклин расширяет сосуды и понижает давление. Простациклин увеличивает объем мочи и выведение с ней натрия, что также помогает снижению тонуса кровеносных сосудов и препятствует развитию гипертонии. Простагландины обладают поразительно широким спектром действия и чрезвычайно высокой активностью (миллионной доли грамма их достаточно для проявления эффекта). Избыточное образование простагландинов или их дефицит могут служить причиной патологических процессов: воспаление, тромбозы, язва желудка и др. Аналогично действуют лейкотриены (разновидность простагландинов), образующиеся в лейкоцитах также, как и простагландины, из арахидоноврй кислоты, но имеющие нециклическое ненасыщенное строение. Действием протагландинов и лейкотриенов объясняются такие симптомы воспаления, как покраснение, отек, повышение температуры, боль. Простагландины расширяют сосудистые капилляры и увеличивают их проницаемость - появляется покраснение и отечность воспаленного очага. Лейкотриены способствуют миграции лейкоцитов к месту воспаления и их скоплению и слипанию в этом очаге. Ферменты лейкоцитов участвуют в уничтожении бактерий, вызывающих воспаление. Если лейкотриены не образуются, то это препятствует локализации воспаления и может привести к бактериемии. Повышение температуры и лихорадка при воспалении вызываются действием простагландинов на терморегулирующие центры гипоталамуса, а боли - тем, что они повышают чувствительность нервных окончаний к раздражающему действию гистамина (гормоноподобное вещество - продукт дскарбоксилирования гистидина). Простагландины, лейкотриены и тромбоксаны являются медиаторами воспалительных и аллергических реакций. Препараты глюкокортикоидов, а также противовоспалительные средства (аспирин, индометацин, диклофенак и др.) снижают образование лейкотриенов. Тем самым снимается воспаление. Важную роль в развитии тромбоза сосудов играют тромбоксан и простациклин. Тромбоксан способствует тромбированию сосудов, а простациклин - наоборот. Соотношение простациклин/тромбоксан в стенке сосудов имеет важное значение в развитии тромбоза. Антитромботический эффект аспирина и индометацина объясняется тем, что они тормозят образование тромбоксана и агрегацию тромбоцитов. Простагландин Е2 препятствует развитию язв в слизистой желудка и кишечника, поэтому препараты, подавляющие синтез простагландинов (глюкокортикоиды), приводят к образованию язв, сопровождающихся желудочно-кишечными кровотечениями. 16.11. Биохимическая адаптация Адаптация - это совокупность процессов в организме, формирующих его устойчивость к изменившимся условиям существования. В зависимости от уровня приспособительных реакций можно выделить физиологическую (системную) и биохимическую (клеточную) адаптацию. Физиологическая адаптация связана с перестройкой деятельности системных функций организма (например, кровообращения, дыхания, нервной системы и т.д.), позволяющих сохранить постоянство внутренней среды организма и облегчить деятельность органов и тканей, улучшая их снабжение питательными веществами и кислородом, ускоряя вывод продуктов жизнедеятельности. Клетки, являясь частью организма, обладают собственными механизмами перестройки обмена веществ, основанными на изменениях в протекании биохимических реакций внутри клеток. Два вида адаптации тесно взаимосвязаны и дают возможность приспособиться организму к неблагоприятным условиям. Адаптация связана с регуляцией, так как направить в нужное русло обмен веществ можно только с помощью системы внеклеточных регуляторов. Биохимическая адаптация и регуляция может быть срочной и долговременной. Срочная адаптация связана с быстрой перестройкой обмена веществ, происходящей в начале критической ситуации. При этом все изменения обмена веществ обусловлены включением срочных механизмов регуляции клеточного метаболизма, а именно действием нервно-гормональных стимулов на проницаемость клеточных мембран и активность ферментов. Если срочная адаптация направлена на выживание клетки, то долговременная - на сохранение жизнеспособности ее в неблагоприятных условиях. При долговременной адаптации перестройка метаболизма обусловлена включением долговременных механизмов регуляции, т.е. влиянием нервно-гормонольных стимулов на синтез ферментов и других функциональных белков, обеспечивающих иной тип обмена веществ, соответствующий изменившимся условиям. Если по каким-либо причинам нервно-гормональная регуляция нарушена, то организм долго не может приспособиться к сложившимся условиям среды, что проявляется в виде болезней адаптации и акклиматизации. Рекомендуемая литература 1. Березов Т.Т., Коровкин Б.Ф. Биологическая химия. - М.: Медицина, 1999. 2. Гофман Э. Динамическая биохимия. - М.: Медицина, 1971. 3. Гудман М., Морхауз Ф. Органические молекулы в действии. М.: Мир, 1977 4. ЛенинджерА. Биохимия. - М.: Мир, 1986. 5. Марри Р., Греннер Д., Мейс П., Родуэл В. Биохимия человека. М.: Мир, 1993. 6. Николаев А.Я. Биологическая химия. - М.: Высшая школа 1989. 7. Николаев Л.А. Химия жизни. - М.: Просвещение, 1973. 8. Страйер Л. Биохимия. В 3-х тт. - М.: Мир, 1984. 9. Строев Е.А. Биологическая химия. - М.: Высшая школа, 1986. 10. Уайт А., Хендлер Ф., Смит Э. И др. Основы биохимии. - М. Мир, 1981. 11. Филиппович Ю.Б. Основы биохимии. - М.: Агар, 1999. Оглавление
|