Биохимия на хормоните. Обща характеристика на хормоните Хормони лекция по биохимия

Хормони

Хормони

Хормони (гръцки. хармао- задействах) - това са вещества, произвеждани от специализирани клетки и регулиращи метаболизма в отделните органи и в цялото тяло като цяло. Всички хормони се характеризират с висока специфичност на действие и висока биологична активност.

Редица наследствени и придобити заболявания са свързани с нарушение на хормоналния метаболизъм, придружено от сериозни проблеми в развитието и живота на организма ( джуджета, и гигантизъм, захари безочливдиабет, микседем, бронзова болести т.н).

Хормоните могат да бъдат класифицирани по химикали структура, разтворимост, локализациятехните рецептори и ефекта върху метаболизъм.


Класификация на хормоните по структура


Класификация по ефект върху метаболизма



Класификация на синтеза


Хормонален сигнал

За да се регулира активността на клетката с помощта на хормони в кръвната плазма, е необходимо да се осигури способността на клетката да възприема и обработва този сигнал. Тази задача се усложнява от факта, че сигналните молекули ( невротрансмитери, хормони, ейкозаноиди) имат различна химическа природа, реакцията на клетките към сигнали трябва да бъде различна по посока и адекватна по величина.

В тази връзка еволюционно се формират два основни механизма на действие на сигналните молекули по локализация на рецептора:

1. Мембрана- рецепторът се намира на мембраната. За тези рецептори, в зависимост отначинът на предаване на хормоналния сигнал в клетката три типа мембранно-свързани рецептории съответно, три механизма за предаване на сигнал... Този механизъм се използва от пептидни и протеинови хормони, катехоламини, ейкозаноиди.

2. Цитозол- рецепторът се намира в цитозола.

Хормоните са биологично активни вещества, които се синтезират в малки количества в специализирани клетки на ендокринната система и се доставят чрез циркулиращи течности (например кръв) до прицелните клетки, където упражняват регулаторното си действие. Хормоните, подобно на други сигнални молекули, споделят някои общи свойства. се освобождават от клетките, които ги произвеждат в извънклетъчното пространство; не са структурни компоненти на клетките и не са ...

Хормоните засягат целевите клетки. Целевите клетки са клетки, които взаимодействат специфично с хормони, използвайки специални рецепторни протеини. Тези рецепторни протеини са разположени върху външната мембрана на клетката, или в цитоплазмата, или върху ядрената мембрана и върху други органели на клетката. Биохимични механизми на предаване на сигнал от хормона към клетката -мишена. Всеки рецепторен протеин се състои от поне два домена (области), които осигуряват ...

Структурата на хормоните е различна. Понастоящем са описани и изолирани около 160 различни хормона от различни многоклетъчни организми. Според химичната си структура хормоните могат да бъдат класифицирани в три класа: протеин-пептидни хормони; производни на аминокиселини; стероидни хормони. Първият клас включва хормони на хипоталамуса и хипофизата (в тези жлези се синтезират пептиди и някои протеини), както и хормони на панкреаса и паращитовидната жлеза ...

Ендокринната система е съвкупност от жлези с вътрешна секреция и някои специализирани ендокринни клетки в тъканите, за които ендокринната функция не е единствената (например панкреасът има не само ендокринни, но и екзокринни функции). Всеки хормон е един от неговите участници и контролира определени метаболитни реакции. В същото време има нива на регулация в ендокринната система - някои ...

Протеин-пептидни хормони. В процеса на образуване на протеинови и пептидни хормони в клетките на жлезите с вътрешна секреция се образува полипептид, който няма хормонална активност. Но такава молекула в своя състав има фрагмент (и), съдържащ (и) аминокиселинната последователност на този хормон. Такава протеинова молекула се нарича пре-про-хормон и има в състава си (обикновено в N-края) структура, наречена лидер или сигнална последователност (предварително). Това …

Транспортът на хормони се определя от тяхната разтворимост. Хормоните, които имат хидрофилен характер (например, протеино-пептидни хормони) обикновено се транспортират в свободна форма чрез кръвта. Стероидните хормони, съдържащите йод хормони на щитовидната жлеза се транспортират под формата на комплекси с протеини на кръвната плазма. Това могат да бъдат специфични транспортни протеини (транспортни глобулини с ниско молекулно тегло, тироксин-свързващ протеин; кортикостероиден транспортиращ протеин транскортин) и неспецифичен транспорт (албумин). Вече беше казано ...

Протеино-пептидните хормони преминават протеолиза и се разграждат до отделни аминокиселини. Тези аминокиселини допълнително претърпяват реакции на дезаминиране, декарбоксилиране и трансаминиране и се разлагат до крайните продукти: NH3, CO2 и H2O. Хормоните се подлагат на окислително дезаминиране и по -нататъшно окисляване до CO2 и H2O. Стероидните хормони се разграждат по различен начин. В организма няма ензимни системи, които да гарантират тяхното разграждане. По принцип какво се случва ...

Биохимията на хормоните, техният химичен състав и функции са толкова сложни, че те образуват отделен клон на биологичната химия, който се оформя като наука в началото на миналия век.

Значението на изучаването на механизма на действие на хормоните

Почти всички хормони участват в естествения метаболизъм на човешкото тяло, като същевременно изпълняват сигнални и регулаторни функции във всеки негов процес.

Механизмът, чрез който биологично активните химикали, произведени в клетките на някои органи на тялото, чрез химични реакции, влияят върху дейността на други клетки и органи, е толкова сложен, колкото все още не е проучен. Прякото въздействие върху жизнената дейност на човешкото тяло е неоспоримо, но познанията за тях все още не са достатъчни за правилното им управление.

Структурата на вече изучените хормони е показала, че те имат общи свойства, подобно на други сигнализиращи молекули, и служат като източник на трансфер на информация. Защо някои от тях се събират в отделни жлези, докато други циркулират в тялото, защо една жлеза произвежда няколко вида различни биологично активни вещества, които химикали влияят на задействането на сложен механизъм на верижна реакция, остава да се проучи.

В момента, в който човечеството се научи да контролира с надеждна точност дейността на хормоните в отделен организъм, ще се отвори нова страница в неговата наука и история.

Ендокринната система на човешкото тяло

Едва в средата на миналия век бяха открити хормони и витамини и бяха проучени реакциите, които осигуряват на клетките енергиен потенциал. Дейността на ендокринната система, която ги синтезира и регулира снабдяването с необходимите зони на експозиция чрез циркулиращи течности, се разпространява в човешкото тяло.

Биологията, изучавайки жлезистия апарат, извършва общо проучване на структурата, но за да се изследва целият механизъм на взаимодействие, включително свободно транспортираните компоненти на дейността на жлезите с вътрешна секреция, са необходими съвместни усилия на две науки на ръба на която се появи биохимията. Изследването на активността на хормоните е от голямо значение, тъй като то заема най -важното място в работата на организма, и при изпълнението на жизнените му функции.

В процеса на живота ендокринната система:

  • осигурява координацията на органите и структурите;
  • участва в почти всички химични процеси;
  • стабилизира дейността по отношение на условията на околната среда;
  • контролира развитието и растежа;
  • отговорен за сексуалната диференциация;
  • засяга предимно репродуктивната функция;
  • действа като един от генераторите на човешка енергия;
  • формира психоемоционални реакции и поведение.

Всичко това се осигурява от система със сложна структура, състояща се от жлезист апарат и дифузна част под формата на ендокринни клетки, разпръснати из тялото. Излагането на рецептора на специфичен стимул води до сигнал, изпратен от централната нервна система до, произвеждащ съответно съобщение до хипофизната жлеза.

Той предава командата на тропични хормони, които отделя за тази цел, и ги изпраща към други жлези. Тези, от своя страна, развиват свои собствени агенти, хвърляйки ги в кръвта, където се получава химическа реакция от взаимодействие с определени клетки.

Разнообразието и променливостта на предоставените функции и предизвиканите реакции принуждават ендокринната система да произвежда значителен набор от химически и биологично активни вещества с напълно различни видове действия, които за по -лесно разбиране са описани под общия колективен термин хормони.

Видове хормони и техните функции

Невъзможно е да се изброят всички, произведени от човешкото тяло, дори и само защото все още не са идентифицирани и проучени. Има обаче достатъчно известни на човека вещества за много дълъг списък. Предната хипофизна жлеза произвежда:

  • растежен хормон (соматропин);
  • меланин, който е отговорен за оцветяващия пигмент;
  • тиреостимулиращ хормон, който регулира дейността на щитовидната жлеза;
  • пролактин, който е отговорен за дейността на млечните жлези и лактацията.

Лутеинизиращият и фоликулостимулиращият стимулират половите жлези и затова се класифицират като гонадотропини. Задният лоб на хипофизната жлеза произвежда:

  • поддържане на нормални кръвоносни съдове;
  • окситоцин, който причинява тонуса на матката.

За много хормони основната функция не е единствената и те осигуряват някои допълнителни процеси.

Щитовидната жлеза произвежда:

  • хормони на щитовидната жлеза, които са отговорни за синтеза на протеини и разграждането на хранителните вещества. Обменът на въглехидрати и стимулирането на естествения метаболизъм се осъществяват с тяхното участие и взаимодействие с други химични съединения;
  • Калцитонинът, който преди това погрешно се смяташе за продукт на дейността на паращитовидните жлези, също се произвежда в щитовидната жлеза и е отговорен за нивото на калций, а свръхпроизводството или липсата му може да причини сериозни патологии.

Други органи, произвеждащи хормони

Надбъбречната медула произвежда адреналин, който осигурява реакцията на организма при опасност и съответно оцеляването на самото тяло. Това далеч не е единствената функция на адреналина, ако вземем предвид неговото взаимодействие при химични реакции с други биологично активни вещества.

Кората на надбъбречната кора е още по -разнообразна:

  • глюкокортикоидите влияят върху метаболизма и имунната активност;
  • минералокортикоиди поддържат солевия баланс;
  • андрогените и естрогените действат като полови стероиди.

Тестисите също произвеждат, а яйчниците произвеждат естрогени и прогестерон. Те подготвят матката за оплождане.

Панкреасът произвежда инсулин и глюкагон, които са отговорни за нивата на кръвната захар и се регулират чрез химични реакции.

Стомашно -чревните хормони -, холецистокинин, секретин и панкреозимин са отговорът на стомашно -чревната лигавица към специфична стимулация и осигуряват храносмилането на храната. Нервните клетки синтезират група неврохормони, които са хормоноподобни вещества. Това са химични съединения, които стимулират или инхибират активността на други клетки.

Структурата на някои от тях е проучена сравнително добре и се използва за регулиране на секреторните механизми под формата на готови лекарства. За тази цел са синтезирани много хормони, но това все още е неосветено поле за научна дейност, творчески експерименти и бъдещи монографии на изследователи.

Няма съмнение, че по -нататъшното проучване на биохимичните взаимодействия и дейността на жлезите с вътрешна секреция ще донесе значителни ползи за излекуването на много наследствени заболявания и патологии.

Класификация на хормоните

Към днешна дата науката познава повече от сто вида различни хормони и тяхното разнообразие е сериозна пречка за всяка разумна номенклатурна класификация. Четирите често срещани хормонални типологии са структурирани според различни класификации и нито една от тях не дава достатъчно изчерпателна картина.

Най -често срещаната класификация се основава на мястото на синтеза, което класифицира активните вещества като продуцираща жлеза. Въпреки факта, че е много удобно за хора, които нямат нищо общо с биохимията на хормоните, като наука, мястото на производство не дава съвсем представа за структурата и естеството на биологичния компонент на ендокринната система .

Класификацията по химична структура допълнително обърква въпроса, тъй като условно разделя хормоните на:

  • стероиди;
  • протеино-пептидни вещества;
  • производни на мастни киселини;
  • производни на аминокиселини.

Но това е условно разделение, тъй като едни и същи химични съединения изпълняват различни биологични функции и това затруднява разбирането на механизма на взаимодействията.

Функционалната класификация разделя хормоните на:

  • ефектор (действащ върху единична цел);
  • tropic, отговорен за производството на ефектор;
  • освобождаващи хормони, които произвеждат синтеза на тропични и други хормони на хипофизата.

Основната класификация, която може да се ръководи при разбирането на биохимията на хормоните, е тяхното подразделение по биологична функция:

  • метаболизъм на липиди, въглехидрати и аминокиселини;
  • метаболизъм на калциев фосфат;
  • метаболитен обмен в клетки, произвеждащи хормони;
  • контрол и поддържане на репродуктивната функция.

Химическият състав на биологичните вещества, условно свързани с терминологичната група под общото наименование хормони, се отличава с уникалността на структурата, която се дължи на изпълняваните функции.

Структурна структура и биосинтез

Структурата на хормоните е доста обща тема, тъй като много от тях се образуват от специализирани клетки и се синтезират в различни жлези на ендокринната система. Структурата на отделен хормон се определя както от влизащите в него химикали, така и от качествените производни на реакциите, в които влиза всеки отделен реактив.

Повечето жлези с вътрешна секреция произвеждат няколко химически и биологично активни вещества, всяко от които има индивидуална структура и функционални отговорности, съответстващи на тази подредба. Дефектите в структурата на хормона могат да бъдат причина за системни или наследствени заболявания и да нарушат осъществяването на метаболизма, активността на техните рецептори, да разрушат механизма на предаване на сигнала до целевия ефект.

Според химичната си структура, хормоните се разделят на 3 основни големи групи:

  • протеин-пептид;
  • смесени, не свързани с първите две.

Структурата на протеиновите хормони се състои от аминокиселини, които са свързани чрез пептидни връзки, а полипептидни са тези, които се състоят от по -малко от 75 аминокиселини. Тези, които съдържат въглехидратни остатъци, имат собствено име - гликопротеини.

Въпреки сходната структура, протеиновите хормони се произвеждат от различни жлези и нямат нищо общо нито в мястото на действие, нито в механизма му, а дори и в размера и структурата на молекулите. Протеините включват:

  • освобождаване на хормони;
  • обмен;
  • плат;
  • хипофизата.

Структурата на повечето протеинови хормони е дешифрирана досега и се произвежда под формата на синтетични средства, използвани за терапевтични мерки.

Стероидите се образуват само в надбъбречните жлези (кората) и половите жлези и съдържат ядрото на циклопентан перхидрофенантрен. Всички стероиди са производни на холестерола, а най -известните са кортикостероиди.

Много стероиди също се синтезират в научни лаборатории. Третата група, наричана в някои източници амини, практически не се поддава на обобщаващи характеристики, тъй като съдържа както пептидни групи, така и химични посредници, като азотен оксид и дълговерижни мастни киселини и аминови производни. Химическият състав на смесената група, разбира се, не може да бъде редуциран само до амини, тъй като в нея условно се въвеждат много химични производни.

Механизъм на действие и неговите характеристики

Функциите, изпълнявани от хормоните, са толкова разнообразни, че е трудно дори да си ги представим за непосветеното въображение:

  • пролиферативни процеси, които те регулират в комбинирани и чувствителни тъкани;
  • развитие на вторични полови белези;
  • действието на свиващите мускули;
  • интензивността на метаболитния обмен, неговия ход;
  • адаптация, чрез химични реакции в няколко системи едновременно, към променящите се условия на околната среда;
  • психо-емоционална възбуда и действието на определени органи.

Всичко това се осъществява чрез определени механизми за взаимодействие. Техните механизми на взаимодействие, въпреки различната химична структура на биологично и химически активни вещества, имат някои подобни характеристики.

Хормоните, чиято биохимия е насочена към провеждане на няколко десетки типа реакции, взаимодействат с мишени в клетъчното ядро ​​или след присъединяване към клетъчната мембрана. Ефектът на взаимодействие се осигурява само ако хормонът се свързва с рецептора и задейства неговия механизъм. В някои проучвания рецепторът се сравнява с ключалка, чийто ключ е хормонът.

Само близкото взаимодействие, завъртането на ключа, отваря затворена, засега, ключалка. Съответствието на хормона с рецептора също е важно в този пример.

Механизмът на взаимодействие между хормони и други структури

Активността на синтеза, дерепресията, транслацията и транскрипцията определя интензивността на метаболизма. Ефектът на хормоните върху процесите, в които участват ензимите, се потвърждава или блокира от цитостатици, присъстващи в клетката.

Messenger РНК играе ролята на втори медиатор за осигуряване на ензимна активност. Като производни на ендокринните жлези, които се секретират в кръвта, те достигат много ниски концентрации в циркулиращата течност и само наличието на специфични рецептори позволява на мишената да улови насочения към нея активатор.

Съвременните изследвания дадоха възможност да се установи наличието на специализирани активни вещества, които са отговорни за синтеза и възпроизвеждането на необходимите за организма хормони, а участието на хормони и неврохормони, действащи през нервните тъкани за предаване на нервните импулси, се осъществява чрез различни механизми.

Хормоните взаимодействат с крайната пластина на двигателя, докато неврохормоните преминават през транспортните пътища на централната нервна система или през порталната система на хипофизната жлеза.

Хормоналният механизъм на взаимодействие се определя не само от химичната структура на активното вещество, но и от начина на транспортиране, транспортните пътища и мястото, където хормонът се синтезира.

Механизмът на действие е ясна система за осъществяване на контакт и въздействие върху клетъчната мембрана или ядрото, поради биохимични реакции и информация, вградена на генетично ниво.

Въпреки значителната разлика в структурата на хормоните, механизма на предаване и самия рецептор, някои общи точки в този процес несъмнено присъстват. Фосфорилирането на протеини е несъмнен участник в сигналната трансдукция. Активирането и прекратяването му става с помощта на специални регулаторни механизми, в които има несъмнен момент на отрицателна обратна връзка.

Хормоните са хуморални регулатори на функциите на организма, освен това неговите основни специфични функции и тяхната задача е да поддържат физиологичния му баланс, използвайки специални химични и биохимични реакции.

Биохимични механизми на предаване на сигнал и въздействие върху целевата клетка

Рецепторният протеин има, в един от своите домейни, сайт, който е комплементарен по състав към съставната сигнална молекула. Решаващият момент в процеса на взаимодействие се превръща в момента, в който част от сигнализиращата молекула се потвърждава в относителна идентичност, и е придружен от момент, подобен на образуването на ензимно-субстратна общност.

Механизмът на тази реакция не е добре разбран, както и повечето рецептори. Биохимията на хормоните знае само, че в момента на установяване на комплементарност между рецептора и част от сигналната молекула се установяват хидрофобни и електростатични взаимодействия.

В момента, в който рецепторният протеин се свързва с комплекса на сигналната молекула, протича биохимична реакция, която задейства целия механизъм, вътреклетъчни реакции, понякога с много специфично свойство.

Почти всички ендокринни нарушения се основават на загуба на способността на клетъчния рецептор да разпознава сигнал или да се свързва със сигнални молекули. Причината за такива нарушения може да бъде както генетични промени, така и производството на специфични антитела от организма, или недостатъчен синтез на рецептори.

Ако докингът все пак се е състоял успешно, започва процесът на взаимодействие, който в изучения до момента формат се диференцира в два вида:

  • липофилен (рецепторът е вътре в целевата клетка);
  • хидрофилен (местоположението на рецептора във външната мембрана).

Кой механизъм на предаване е избран в конкретен случай, зависи от способността на молекулата на хормона да проникне в липидния слой на целевата клетка или, ако размерът й не позволява, или е полярен, да комуникира навън. Клетката съдържа вещества -посланици, които осигуряват предаване на сигнал и регулират активността на ензимните групи в рамките на мишената.

Днес е известно за участието в механизма на регулиране на цикличните нуклеотиди, инозитол трифосфат, протеин киназа, калмодулин (протеин, който свързва калция), калциеви йони и някои ензими, участващи във фосфорилирането на протеини.

Биологичната роля на хормоните в организма

Хормоните играят огромна роля в осигуряването на жизнената дейност на човешкото тяло. Това се доказва от факта, че нарушението на производството на определен хормон от жлезите с вътрешна секреция може да доведе до появата на човек на сериозни патологии, както вродени, така и придобити.

Прекомерното или недостатъчно производство на хормона в човешкото тяло нарушава нормалния, физиологичен процес на живота му и създава специфично влошаване на физическото или психоемоционалното състояние. Дисфункцията на паращитовидната жлеза създава проблеми с опорно -двигателния апарат, засяга скелетната система, нарушава черния дроб и бъбреците.

В количество, различно от нормата, води до психични разстройства, калциране на стените на кръвоносните съдове или дори вътрешни органи. Главоболие, мускулни крампи, повишена сърдечна честота - всичко това са последици от неизправност само на една от жлезите с вътрешна секреция. Ненормално производство на надбъбречни хормони:

  • лишава човек от възможността да се подготви за стресово състояние;
  • нарушава метаболизма на въглехидратите;
  • води до патологична бременност, нейното отрицателно протичане, спонтанен аборт;
  • сексуално безплодие.
  • регулира процеса на храносмилане;
  • производство на инсулин;
  • активира процеса на разграждане на мазнините;
  • повишават нивата на кръвната захар.

Хипофизната жлеза влияе върху образуването на лутеинизиращ хормон, който влияе върху репродуктивната функция, отговаря за нормалното развитие на човешкото тяло през всичките му периоди.

Всички видове метаболизъм, растеж и развитие, репродуктивна функция, генетична информация, формиране на плода по време на вътреутробното развитие, процесът на овулация и зачеване, хомеостаза, адаптиране към външната среда - това са само част от процесите, чийто механизъм е поверен към хормони.

Външни и общи симптоми на хормонален дисбаланс

Биохимията на хормоните е наука сама по себе си и това се дължи на важната роля, която хормоните играят в организма. Не може да се надценява, тъй като жизненият цикъл, ефективността и психоемоционалното състояние зависят от нормалния хормонален фон. Проблемите с възпроизводството на хормони лесно се диагностицират дори без специални тестове, защото човек започва да бъде придружен от:

  • главоболие;
  • нарушения на нормалния, адекватен сън;
  • циклични или спонтанни промени в настроението;
  • неразумна агресия и постоянна раздразнителност;
  • пристъпи на внезапна паника и страх.

Всичко това е пряко следствие от хормонален дисбаланс и тези тревожни симптоми служат като сигнал за посещение на лекар. Производството и биохимията на хомоните са сложни процеси, които зависят от много компоненти, включително наследствени фактори. Изучаването на тези процеси може да окаже значителна помощ на съвременната медицина, поради което на биохимията на хормоните се отделя толкова голямо внимание.

Доказано е, че броят на човешките хормони е дори повече от сто и половина, проучени до момента, а механизмите на рецепторната комуникация и неврохуморалните реакции все още изискват най -внимателно проучване.

Едва след дешифриране на анализите, специалист може да започне лечение на хормонални нарушения и да регулира дейността на човешкото тяло с помощта на хормонални лекарства, чието разработване и синтез до голяма степен позволи биохимията на хормоните, наука, създадена на на ръба на биологията, химията и медицината и е едно от най -обещаващите биохимични направления днес.

По -нататъшното му развитие може да доведе до предотвратяване на стареенето, предотвратяване появата на генетични деформации, излекуване на ракови тумори и решаване на много глобални проблеми на човешкото здраве.

Лекция № 13 РЕГЛАМЕНТ НА ​​ОБМЕНА НА ВЕЩЕСТВА. БИОХИМИЯ НА ХОРМОНИТЕ. 1 МЕХАНИЗЪМ НА ХОРМОННОТО ДЕЙСТВИЕ ЧРЕЗ c. AMF и c. GMF

Цел: Да се ​​запознаят с общите свойства на хормоните, първите механизми на действие на хормоните, медиатори на прехвърлянето на действието на хормоните вътре в клетката

План: 1. Общи свойства на хормоните 2. Първият механизъм чрез c. AMP 3. Първият механизъм чрез c. GMF

Хормоните са биологично активни вещества, образувани в жлезисти клетки, секретирани в кръвта или лимфата и регулиращи метаболизма.

Водещото звено в адаптацията на организма е централната нервна система и хипоталамусът - хипофизната система. Централната нервна система, в отговор на дразнене, изпраща нервни импулси към хипоталамуса и други тъкани, включително жлезите с вътрешна секреция, под формата на промени в концентрацията на йони и медиатори.

Хипоталамусът отделя специални вещества - невросекретини или освобождаващи фактори от два типа: 1 либерини, ускоряващи освобождаването на тропичната хипофизна жлеза 2: статини, инхибиращи тяхното освобождаване.

Хипоталамичен окситоцин, вазопресин аденохипофиза растежен хормон, TSH, ACTH, FSH, LTG, пролактин епифиза мелатонин ОКОЛОШИТОВИД АЦЕТИЧНО ЖЕЛЕЗО ПТХ СЪРЦЕ: натриев уретически фактор Щитовидна жлеза Т 3, тироксин, калцитонин THYMUS тирозинов гормонов ензим ХРАВОПРОВОДЕН ТРАКТ Гастрин, секретин PANCREAS инсулин, глюкагон GENITAL GLAND Естрадиол, прогестерон, тестостерон, релаксин, инхибин, хорион гонадотропин Ендокринна система

Класификация на хормоните I. Протеино -пептидни хормони 1) Хормони - прости протеини (инсулин, хормон на растежа, LTG, паратиреоиден хормон) 2) Хормони - сложни протеини (TSH, FSH, LH) 3) Хормони - полипептиди (глюкагон, ACTH, MSH , калцитонин, вазопресин, окситоцин) Някои от тези хормони се образуват от неактивни прекурсори - прохормони (например, инсулин и глюкагон).

II. Стероидните хормони са производни на холестерола (кортикостероиди, полови хормони: мъжки, женски). III. Хормоните са производни на аминокиселини (тироксин, трийодтиронин, адреналин, норепинефрин).

Общи свойства на хормоните - строга специфичност на биологичното действие; -висока биологична активност; секреция; - разстояние на действие; - хормоните могат да бъдат открити в кръвта, както в свободно състояние, така и в състояние, свързано с определени протеини; - кратка продължителност на действието; - всички хормони упражняват своето действие чрез рецептори.

Хормонални рецептори (RC) По своята химическа природа рецепторите са протеини, истински гликопротеини.Тканите, които съдържат рецептори за даден хормон, се наричат ​​целеви тъкани (целеви клетки).

Биологичният ефект на хормона зависи не само от съдържанието му в кръвта, но и от броя и функционалното състояние на рецепторите, както и от нивото на функциониране на пострецепторния механизъм.

Всички известни хормони по техния механизъм на действие са разделени на 3 групи: I) Мембранно-цитозолен механизъм хормони, действащи чрез промяна на активността на вътреклетъчните ензими. Тези хормони се свързват с рецепторите на външната повърхност на клетъчната мембрана-мишена, не влизат в клетката и действат чрез вторични медиатори (пратеници): c-AMP, c-GMP, калциеви йони, инозитол трифосфат.

2. Хормони, които действат чрез промяна на скоростта на синтез на протеини и ензими. (Цитозол.) Тези хормони се свързват с вътреклетъчните рецептори: цитозолни, ядрени или органоидни рецептори. Тези хормони включват стероидни и хормони на щитовидната жлеза

3. Хормони, действащи чрез промяна на пропускливостта на плазмената мембрана (мембрана.) Тези хормони включват инсулин, STH, LTH, ADH.

1 -ви МЕХАНИЗЪМ Аденилатциклазната система се състои от 3 части: I - разпознаващата част, представена от рецептор, разположен на външната повърхност на клетъчната мембрана ,. Част II - конюгиращ протеин (G -протеин). В неактивна форма, G-протеинът е свързан от своята субединица с БВП.

Част III - каталитичен е ензимът аденилат циклаза аденилат циклаза АТФ Н 4 Р 2 О 7 + c. AMP взаимодейства с протеин киназа А, която се състои от 4 субединици: 2 регулаторни, 2 каталитични.

Протеин киназа А катализира трансфера от АТФ на фосфатната група към ОН групите на серин и треонин на редица целеви клетъчни протеини и ензими, т.е.

Някои ензими (например фосфорилаза, липаза, гликоген синтетаза, метилтрансфераза), рибозомни протеини, ядра и мембрани могат да бъдат протеини, към които остатъците от фосфорна киселина ще бъдат прехвърлени по време на фосфорилиране с участието на протеин киназа А. При фосфорилиране на неактивни форми на фосфорилаза и липаза се наблюдават конформационни промени в техните молекули, което води до увеличаване на тяхната активност.

Фосфорилирането на гликоген синтетазата, напротив, инхибира неговата активност. Добавянето на фосфорна киселина към рибозомните протеини увеличава протеиновия синтез.

Ако фосфорната киселина се свързва с ядрени протеини, тогава връзката между протеина (хистон) и ДНК се отслабва, което води до увеличаване на транскрипцията и следователно до повишен синтез на протеини. Фосфорилирането на мембранните протеини увеличава тяхната пропускливост за редица вещества, по -специално за йони.

Под влияние на хормони, действащи чрез c. AMP се ускорява чрез: 1. Гликогенолиза чрез фосфоролиза, 2. Липолиза, 3. протеинов синтез, 4. транспортиране на йони през мембрани, 5. гликогенеза се инхибира

Според този механизъм хормоните действат чрез системата на гуанилатциклазата. Гуанилат циклазата има мембранно-свързани и разтворими (цитозолни) форми Мембранно-свързаната форма се състои от 3 секции: 1-разпознаваща (от външната страна на плазмената мембрана)

2 -ри - трансмембранен 3 -ти - каталитичен Формата на ензима, свързана с мембраната, се активира чрез рецептори от къси пептиди, например предсърдно -натриев уретичен фактор.

Натриевият уретичен фактор се синтезира в атриума в отговор на увеличаване на обема на циркулиращата кръв, навлиза в бъбреците, активира в тях гуанилат циклаза, което води до увеличаване на натриевата и водната екскреция

Гладкомускулните клетки също съдържат гуанилатциклазна система, чрез която се отпускат. Вазодилататорите действат чрез тази система, както ендогенна (азотен оксид), така и екзогенна

В чревните епителни клетки активаторът на гуанилатциклазата може да бъде бактериален ендотоксин, което води до забавяне на абсорбцията на вода и диария. Цитозолна форма на ензим, съдържащ гуанилат циклаза хем

В регулирането на неговата активност участват нитровазодилататори, реактивни кислородни форми (азотен оксид), продукти на липидно пероксидиране.Под действието на гуанилат циклаза се образува с от GTP. GMP C-GMP действа върху протеин киназа G, състояща се от две субединици

° С. GMF се свързва с регулаторните сайтове на ПК G, като го активира. PKA и PK G са серин-треонин кинази и ускоряването на фосфорилирането на серин и треонин на различни протеини и ензими има различни биологични ефекти.

1) отделянето на урина се увеличава под въздействието на естествен фактор (този хормон-пептид се образува в предсърдията) 2) диарията се развива под въздействието на бактериални ендотоксини

Същият хормон може да действа чрез c. GMF и през c. AMP. Ефектът зависи от това към кой рецептор се свързва хормонът. Например, адреналинът може да се свърже както с алфа, така и с бета рецептори.

Образуването на комплекс от адреналин с бета-рецептори води до образуването на c. AMP. Образуването на комплекс от адреналин с алфа-рецептори води до образуването на c. GMF. Ефектите на адреналина ще варират.

PK G повишава активността на гликогенетазата, инхибира агрегацията на тромбоцитите, активира фосфолипаза С, освобождавайки Ca от своето депо. Че. , според действието си c. GMF е антагонист на c. AMF

3) под действието на азотен оксид, съдовите гладкомускулни клетки се отпускат (което се използва в медицината, тъй като редица нитролекарства, като нитроглицерин, се използват за облекчаване на съдовите спазми)

Премахване на сигнала на хормона, действащ през c. AMF и c. GMF възниква, както следва: 1. хормонът бързо се разрушава и следователно хормон-рецепторният комплекс се разрушава

2. За да се премахне хормоналния сигнал в клетките, има специален ензим фосфодиестераза, който превръща цикличните нуклеотиди в нуклеозидни монофосфати (съответно аденилова и гуанилова киселина)

Т. Ш. Шарманов, С. М. Плешкова „Метаболитни основи на храненето с курс по обща биохимия“, Алмати, 1998 г. С. Тапбергенов „Медицинска биохимия“, Астана, 2001 г. С. Сейтов „Биохимия“, Алмати, 2001 г. Стр. 342 -352 , 369 - 562 VJ Marshall "Клинична биохимия", 2000 NR Ablaev Биохимия в диаграми и фигури, Алмати 2005 стр. 199-212 Биохимия. Кратък курс с упражнения и задачи. Ed. проф. Е. С. Северина, А. Я. Николаева, М., 2002. Северин Е. С. „Биохимия“ 2008, Москва, с. 534 -603 Березов Т. Т., Коровкин Б. Ф. 2002 „Биологична химия“, с. 248-298.

Тестови въпроси: 1. Общи свойства на хормоните 2. Класификация на хормоните 3. Медиатори на действието на хормоните от първия механизъм 4. Ролята на c AMP и c GMF

Лекция № 14 Регулиране на метаболизма Първият механизъм на действие на хормоните чрез калциеви йони, DAG и ITP. Втори и трети механизъм на действие.

Да се ​​запознаят с особеностите на действието на хормоните чрез посредници: калциеви йони, DAG, ITP, действието на стероидни хормони - вторият механизъм, мембранният механизъм Предназначение:

Медиатори на действието на хормоните - калциеви йони, DAG, ITP Втори механизъм на действие Особености на действието на хормоните според третия механизъм. План:

Вътре в клетката концентрацията на калциеви йони е пренебрежимо малка (10¯7 mol / l), докато извън клетката и вътре в органелите тя е по -висока (10¯3 mol / l).

Приемът на калций от външната среда в клетката се осъществява през калциевите канали на мембраната. Потокът на калций се регулира от Са-зависимата АТФ-аза на мембраната, при изпълнението на нейната функция инозитолтрифосфатът (IP 3) и инсулинът могат да играят регулаторна роля.

Вътре в клетката йони на Ca 2+ се отлагат в митохондриалната матрица и ендоплазмения ретикулум. Са 2+, постъпващ в цитоплазмата от външната среда или от вътреклетъчните запаси, взаимодейства с Са 2 + -зависима калмодулин киназа.

Калцият се свързва с регулаторната част на ензима, това е калциево -свързващ протеин - калмодулин, и ензимът се активира.

Калмодулинът има няколко центъра (до 4) за свързване с калциеви или магнезиеви йони. В покой калмодулин се свързва с магнезий; с увеличаване на концентрацията на калций в клетката, калцият измества магнезия.

При значително увеличаване на калция се образува 4 Ca 2 + калмодулинов комплекс, който активира гуанилат циклаза и фосфодиестераза c. AMP.

Действието на хормоните чрез калциеви йони често се комбинира с използването на производни на фосфатидилинозитол като посредник. Рецепторът в такива случаи е в комплекс с G протеин и във взаимодействие на рецептора с хормон (например TSH, пролактин, STH)

се активира мембранно свързаният ензим фосфолипаза С, който ускорява реакцията на разлагане на фосфатидилинозитол 4,5 -дифосфат с образуването на DAG и инозитол -1,4,5 -трифосфат.

DAG и инозитол трифосфатът са вторични медиатори в действието на съответните хормони. DAG активира протеин киназа С, която от своя страна причинява фосфорилиране на ядрени протеини, като по този начин увеличава пролиферацията на целевите клетки.


Хормони, които действат чрез промяна на пропускливостта на плазмената мембрана (мембрана.) За различни субстрати (аминокиселини, глюкоза, глицерин и др.)

Тези хормони се свързват с рецепторите в плазмените мембрани и медиират тяхното действие чрез системата тирозин киназа-фосфатаза.

В този случай настъпва промяна в активността на вътреклетъчните ензими, придружена от активиране на транспортни протеини и йонни канали. Тези хормони включват инсулин, STH, LTH, ADH.

Хормоните STH, LDH, образувайки хормон-рецепторен комплекс, активират цитозолната тирозин киназа, която действа като мембранно свързана, активира се фосфолипаза С, което води до мобилизиране на Са +2 и активиране на протеин киназа С.

ADH действа чрез c. AMP, предизвиква движението на водните канали (протеини аквапорини), увеличава реабсорбцията на вода в бъбреците, намалява отделянето на урина, т.е.АДХ увеличава пропускливостта на целевите клетъчни мембрани за вода.

Т. Ш. Шарманов, С. М. Плешкова "Метаболитни основи на храненето с курс на обща биохимия", Алмати, 1998 г. С. Тапбергенов "Медицинска биохимия", Астана, 2001 г. С. Сейтов "Биохимия", Алмати, 2001 г. Стр. 342 -352 , 369 - 562 VJ Marshall "Клинична биохимия", 2000 NR Ablaev Биохимия в диаграми и фигури, Алмати 2005 стр. 199-212 Биохимия. Кратък курс с упражнения и задачи. Ed. проф. Е. С. Северина, А. Я. Николаева, М., 2002. Северин Е. С. "Биохимия" 2008, Москва, стр. 534 -603 Березов Т. Т., Коровкин Б. Ф. "Биологична химия", стр. 248298. Литература:

Тестови въпроси: 1. Ролята на c. GMF в механизма на действие на хормоните 2. Ролята на Ca и ITP в механизма на действие на хормоните 3. Вторият механизъм е промяна в скоростта на синтеза на протеин-ензим 4. Третият механизъм е промяна в механизма на клетъчната мембрана пропускливост.

Зареждане ...Зареждане ...