Семинар 11

Семинар №11.

48. Гормоны, понятие, химическая природа, биологическая роль. Общебиологические признаки гормонов.

Гормоны – биологически активные вещества, вырабатываемые в организме специализированными клетками, тканями или органам (железами внутренней секреции) и осуществляющие регуляцию деятельности других органов и тканей, метаболических процессов и физиологических функций организма.

Биологическая роль, контролируют:

1.Рост и развитие организма.

2.Развитие и состояние нервной системы.

3.Половое развитие и функции воспроизводства.

4.Все виды метаболизма.

5.Адаптацию и приспособление.

Общебиологические свойства гормонов:

1.Дистантность дейстия.

2.Высокая биологическая активность.

3.Высокая специфичность регулирующего действия.

4.Опосредованность действия через ферментные системы.

5.Высокая скорость метаболизма.

6.Деятельность гормонов контролируется нервной системой.

Гормоны делятся по химическому строению на три группы:

1.Пептидные (инсулин, окситоцин).

2.Стероидные (альдостерон, тестостерон).

3.Непептидные производные аминокислот (адреналин, норадренали).

49. Понятие о прогормонах. Механизм превращения прогормонов в биологически активные гормоны. Роль прогормонов.

Прогормоны - неактивные формы гормонов, которые легко активируются и переходят в активную форму. Многие гормоны - белки и пептиды, эта форма является предстартовая (резервная) форма для ответа на раздражение от нервной системы.

В виде прогормонов образуются инсулин, паратгормон, липотропин и другие белки. Функциональная роль дополнительной последовательности амииокислот у предшественников гормонов, по-видимому, в каждом случае своя. Например, наличие С-пептида в проинсулине необходимо для правильной укладки в пространстве молекулы в процессе ее биосинтеза, для замыкания соответствующих дисульфидных Связей между будущими цепями А и В инсулина. Значительные размеры С-пептида связаны с тем, что он должен увеличивать растворимость синтезированной молекулы инсулина. После того как вновь синтезированная молекула лроиисулина из-за высокой растворимости диффундирует в цистерны аппарата Гольджи, там происходит отщепление С-пептида ферментом трипсинового типа и образуется уже окончательная форма молекулы — биологически активный инсулин.

Роль прогормонов – РЕЗЕРВНАЯ.

50. Клетки-мишени и клеточные рецепторы гормонов, строение рецептора.

Клетка-мишень - клетки, имеющие специфические рецепторы к данному гормону (рецепторы могут находиться в плазматической мембране, в цитозоле или в ядерной мембране).

Рецепторы к гормонам могут находиться на поверхности клеточных мембран - для пептидных гормонов и адреналин. Для стероидных и тиреоидных гормонов внутри клетки, при этом для одной части (глюкокортикостероидов) в цитозоле, для другой (андрогены, эстрогены) в ядре клетки.

В структуре мембранных рецепторов есть три функц. разных участка.

1.Первый домен – домен узнавания. расположен в N-концевой части полипептидной цепи на внешней стороне мембраны. Обеспечивая узнавание и связывание гормона.

2.Второй домен – трансмембранный. Это может быть как G-белок из 7 а-спиральных полипептидных последовательностей. Либо только одна а-спиральная полипептидная цепь.

3.Третий (цитоплазматический). создает химический сигнал в клетке, который сопрягает узнавание и связывание гормона с определённым внутриклеточным ответом.

Рецепторы стероидных и тиреодиных гормонов состоят из трех функц. областей. С-концевой участокдомен узнавания и связывания гормона.

ЦЕнтральная часть – домен связывания ДНК.

N-концевой участок – домен вариабельной области рецептора, отвечает за связывание с другими белками, вместе с которым участвует в регуляции транскрипции.

51. Механизм передачи регуляторного сигнала в клетку гормоном мембранного способа рецепции.

Гормоны, первичный посредники связываются с рецепторами на поверхности клеточной мембраны, образуют комплекс гормон-рецептор, который трансформирует сигнал первичного посредника в изменение концентрации особых молекул внутри клеткивторичных посредников. Вторичными посредниками могут быть следующие молекулы:

-цАМФ

-цГМФ

-Са-кальцимодулин.

-Инозитолфосфатид

-NOоксид азота.

52. Циклическая 3,5 АМФ как посредник между гормонами и внутриклеточными механизмами регуляции. Другие посредники.

Под действие рецептора активизируется фермент аденилатцикалаза, которая катализирует преращение АТФ в цАМФ. Образующая цАМФ активирует протеинкиназу А, которая фосфорилирует другие белки и ферменты.

53. Механизм передачи гормонального сигнала эффекторным системам гормоном цитозольного способа рецепции.

Цитозольный механизм (или ядерный) свойственен липофильным белкам - стероидам. Они проникают через клеточную мембрану в цитозоль и соединяются с внутриклеточными рецепторами. Комплекс гормон-рецептор проникает в ядро клетки, где избирательно влияет на активность генома, это приводит к снижению или активации синтеза определенных ферментов, что приводит к изменению скорости или направления определенных реакций.

54. Центральная регуляция эндокринной системы. Роль либеринов, статинов, тропных гормонов гипофиза.

В гипоталамических ядрах секретируются регуляторные гормоны, которые поступают в аденогипофиз, где меняется продукция гипофизальных гормонов. Пример: кортиколиберин - активирует синтез АКТГ в гипофизе, пролактостатин - ингибирует синтез пролактина. Либерины -

стимуляторы синтеза гормонов гипофиза, статины - ингибиторы. По химической природе это олигопептиды.

В гипофизе (под регуляцией гипоталамуса) образуются тропные гормоны, которые контролируют функцию периферических желез. В аденогипофизе:

Тиреотропный гормон - гликопротеид, работает по мембранно-клеточному механизму в клетках щитовидной железы (вторичный мессенджер - цАМФ) и в клетках жировой ткани (ускоряет процесс липолиза).

АКТГ (аденокортикотропный гормон) - полипептид из 39 АК. Работает по мембранно-клеточному механизму в клетках коры надпочечников, там он стимулирует реакцию гидроксилирования холистерина, в результате которой образуются кортикостероиды. Кроме того активирует липолиз в жировой ткани.

Гонадотропные гормоны - фолликулостимулирующий - гликопротеид, состоящий из двух субъединиц, лютеинизирующий - также гликопротеид, пролактин - простой белок.

Гормон роста - простой белок. Он стимулирует синтез РНК и белков (анаболическое действие), повышает уровень глюкозы в крови, стимулирует образование гликогена, повышает уровень высших жирных кислот, и оказывает еще ряд физиологических эффектов.

Липотропины a и b - два близких по АК набору белка. Активируют липолиз в клетках жировой ткани. b - липотропин предшественник эндорфинов (опиатоподобные эффекты).

55. Эйкозаноиды, понятие, химическое строение, представители, их роль в регуляции метаболизма и физиологических функций.

Эйкозаноиды – биологически активные вещества, синтезируемые большинством клеток из полиеновых жирных клеток, содержащих 20 углеродных атомов.

Включают в себя простагландины, тромбоксаны, лейкотриены.

Простагландины – 20-ти углеродные жирные кислоты, содержат 5-ти углеродное кольцо и гидрокси и/или кетогруппы. Модулируют действия гормонов, оказывают аутокринное влияние на клеток. Вызывают сокращение гладкой мускулатуры, регулируют приток крови к определенному органу. Контролируют транспорт ионов через мембрану.

Лейкротриены – производные 20-ти углеродных полиненасыщенных кислот. Являются медиаторами воспалительных реакций, способствуют сокращению коронарных сосудов, скоращению мышечной ткань бронхов.

56. Нарушение функций эндокринных желез.

Нарушение выработки соматотропного гормона: Гипофункция: нанизм, карликовость. Гиперфункця: гигантизм, акромегалия.

Недостаток тропных гормонов приводит к снижению функции периферических желез.

Заболевания щитовидной железы. Гипотиреоз у новорожденных – кретинизм. Гипотиреоз – микседема, эндемический зоб. Гипертиреоз – диффузный токсический зоб.

Заболевание надпочечников.

Гипофункция – острая надпочечниковая недостаточность. Гиперфункция – стероидный диабет.

Патология мозгового вещества надпочечников – феохромоцитома.

Заболевание поджелудочной железы Сахарный диабет первого и второго типа.

57. Строение, биосинтез и метаболизм иодтиронинов. Влияние на обмен веществ. Гипо- и гипертиреозы, механизм возникновения и последствия.

Белковый обмен: Усиливает транспорт аминокислот в клетки. Активирует синтез дифференцировочных белков в ЦНС, гонадах, костной ткани и обусловливает развитие этих тканей.

Углеводный обмен: Увеличивает гликогенолиз и аэробное окисление глюкозы.

Липидный обмен: Стимулирует липолиз, β-окисление жирных кислот, подавляет стероидогенез. Нуклеиновый обмен: Активирует начальные стадии синтеза пуринов и синтеза пиримидинов, стимулирует дифференцировочный синтез РНК и ДНК.

Гипотиреоз — состояние, обусловленное длительным, стойким недостатком гормонов щитовидной железы, противоположное тиреотоксикозу. Крайняя степень проявления клинической симптоматики гипотиреоза у взрослых — микседема, у детей — кретинизм.

Гипертиреоз — синдром, обусловленный гиперфункцией щитовидной железы. Проявляющийся повышением гормонов: трийодтиронин, тироксин. Гипертиреоз в зависимости от уровня возникновения нарушения различают: первичный — щитовидная железа, вторичный — гипофиз, третичный — гипоталамус.

58. Инсулин, строение, образование из проинсулина. Влияние на обмен углеводов, липидов, аминокислот.

Инсулин – полипептид, состоящий из двух полипептидных цепей. Цепь А содержит 21 аминокислотных остатков, цепь В – 30 аминокислотных остатков. Обе цепи соединены между собой двумя дисульфидными мостиками. Может существовать в форме мономера, димера, гексамера.

Синтез препроинсулина происходит на полирибосомах, связанных с эндоплазматическим ретикулумом. Препроинсулин проникает в люмен ретикулума, где от него отщепляется лидирующая последовательность - N-концевой фрагмент, содержащий 24 аминокислотных остатка. Образовавшийся проинсулин (86 остатков) перемещается в люмене к аппарату Гольджи, где упаковывается в секреторные гранулы. В аппарате Гольджи и секреторных гранулах происходит превращение проинсулина в инсулин. Образуется инсулин с 51 аминокислотным остатком и 31 С-пептид.

Инсулин – главный анаболический гормон.

Влияет на транспорт глюкозы, при участии белков переносчиков ГЛЮТ-4 Влияние инсулина на метаболизм глюкозы. Стимулирует утилизацию глюкозы в клетках разными

путями. 50% на процесс гликолиза, 30-40% в жиры. 10% накапливается в виде гликогена. Общие результат - снижение концентрации глюкозы в крови. Влияние инсулина на метаболизм глюкозы осуществляется путём повышения активности и количества ключевых ферментов гликолиза: глюкокиназы, фосфофруктокиназы, пируваткиназы.

Влияние инсулина на метаболизм жиров.

В печени и жировой ткани инсулин стимулирует синтез жиров, обеспечивая получение для этого необходимых субстратов из глюкозы. В адипоцитах инсулин активирует ацетил КоА – карбоксилазу и ЛП-липазу.

Влияние на аминокислоты.

Инсулин увеличивает поглощение большинства аминокислот мышцей. Этот эффект отражает сочетанное стимулирующее действие на транспортные механизмы и синтез белка и тормозящее действие на катаболизм белка в мышце. Увеличивает поглощение ак тканями, стимулирует синтез белка, тормозя распад белка, тормозит распад белка, снижает окисление аминокислот.

59. Адреналин и норадреналин, биосинтез, пути метаболизма, механизм регуляторного

действия.

Катехоламины адреналин, норадреналин и дофамин синтезируются в мозговом веществе надпочечников, в симпатической нервной системе и в мозге.

Адреналин — конечный продукт биосинтеза катехоламинов. В целом синтез катехоламинов — это сложный биохимический процесс. Схематически это выглядит так: Тирозин → ДОФА → Дофамин → Норадреналин → Адреналин.

Катехоламины прямо или косвенно повышают активность эндокринных желез, стимулируют гипоталамус и гипофиз. При любой напряженной работе, особенно физической, содержание в крови катехоламинов увеличивается. Это приспособительная реакция организма к нагрузке любого рода. И чем более выражена реакция, тем лучше организм приспосабливается, тем быстрее достигается состояние тренированности. При интенсивной физической работе повышение температуры тела, учащение сердцебиения и др. вызвано выделением в кровь большого количества катехоламинов.

В организме адреналин быстро расщепляется. В отечественных руководствах выделено 3 основных пути обмена адреналина:

1)Окислительное дезаминирование под влиянием моноаминоксидазы с образованием 3, 4- диоксиванилиновой кислоты.

2)Образование ортохинона, превращающегося в адренохром и лейкоадренохром и, в конечном итоге, — в меланин.

3)Образование эфиров серной кислоты.60. Стероидные гормоны (коры надпочечников и половые), структура, метаболизм, механизм регуляторного действия.

61. Принцип качественного открытия гормонов: инсулина, тироксина, 17-кетостероидов.

Для определения инсулина используют качественную реакцию на белковую природу инсулина. Используют 1% раствор сульфата меди и 10% гидроксида натрия. Образуется комплексное соединение с пептидной группировкой.

Метод определения тироксина основан на способности йода, высвободившегося при гидролизе тироксина, давать с крахмалом синее окрашивание.

Обнаружение 17-кетостероидов основано на их способность реагировать в щелочной среде с м-

динитробензолом с образованием продуктов конденсации розового-фиолетового цвета.

62. Программированный контроль–3: знать строение, способ рецепции, механизм действия и биологическую роль тироксина, адреналина, норадреналина, гистамина, серотонина, кортизола, альдостерона, тестостерона, прогестерона, эстрона, эстрадиола, схему строения инсулина.

Адреналин.

Воздействует на рецепторы в плазматической мембране. Есть два вида рецепторов: а- адренергические и в-адренергические.

Биологическая роль: регулирует основной обмен, а также усиливает сокращение сердечной мышцы.

- является медиатором боли. и др.

Способ рецепции: хрен его знает, скорее всего мембранная.

ГАМК – гамма-аминомаслянная кислота.

Биологическая роль: тормозной медиатор. Способ рецепции: мембранный.

Серотонин.

Биологическая роль: стимулирует сокращение гладкой мускулатуры; регулирует АД, температуру, дыхание; обладает антидепрессантным действием.

Способ рецепции мембранный.

Кортизол.

Биологическая роль: кортизол является регулятором углеводного обмена организма, а также принимает участие в развитии стрессовых реакций. Для кортизола характерен суточный ритм секреции: максимальная концентрация отмечается в утренние, а минимальная концентрация в вечерние часы.

Способ рецепции: цитозольный и ядерный.

Альдостерон,

Биологическая роль: минералокортикоиды вызывают усиление канальцевой реабсорбции катионов натрия, анионов хлора и одновременно усиливают канальцевую экскрецию катионов калия и повышают гидрофильность тканей (способность тканей удерживать воду), способствуют переходу жидкости и натрия из сосудистого русла в ткани.

Способ рецепции: цитозольный и ядерный.

Тестостерон,

Биологическая роль: формирование первичных и вторичных половых признаков. Способ рецепции: ядерный.

Прогестерон,

Биологическая роль: воздействует на репродуктивную функцию организма, также на ЦНС. Способ рецепции: цитозольный, ядерный.