Hormonların biyokimyası. Hormonların genel özellikleri Hormonlar biyokimya dersi

hormonlar

Hormonlar (Yunanca. horma- Harekete geçtim) - bunlar, özel hücreler tarafından üretilen ve tek tek organlarda ve bir bütün olarak vücutta metabolizmayı düzenleyen maddelerdir. Tüm hormonlar, yüksek etki özgüllüğü ve yüksek biyolojik aktivite ile karakterize edilir.

Bir dizi kalıtsal ve edinilmiş hastalık, vücudun gelişiminde ve yaşamında ciddi sorunların eşlik ettiği hormonal metabolizmanın ihlali ile ilişkilidir ( cücelik, ve devlik, Şeker ve tatsızşeker hastalığı, miksödem, bronz hastalığı ve benzeri).

Hormonlar kimyasallara göre sınıflandırılabilir. yapı, çözünürlük, yerelleştirme reseptörleri ve etkileri metabolizma.

Hormonların yapıya göre sınıflandırılması

Metabolizma üzerindeki etkiye göre sınıflandırma

sentez sınıflandırması

hormonal sinyal

Kan plazmasındaki hormonlar yardımıyla bir hücrenin aktivitesini düzenlemek için hücrenin bu sinyali algılama ve işleme yeteneğinin sağlanması gerekir. Bu görev, sinyal moleküllerinin ( nörotransmiterler, hormonlar, eikozanoidler) farklı bir kimyasal yapıya sahipse, hücrelerin sinyallere tepkisi yön olarak farklı ve büyüklük olarak yeterli olmalıdır.

Bu bağlamda, sinyal moleküllerinin evrimsel olarak iki ana etki mekanizması oluşturmuştur. alıcı yerelleştirme ile:

1. Zar- reseptör zar üzerinde bulunur. Bu reseptörler için, bağlı olarak itibaren hormon sinyalini hücreye iletmenin yolları izole edilmiştir üç tip zara bağlı reseptör ve buna uygun olarak, üç sinyal iletim mekanizması... Bu mekanizma peptit ve protein hormonları, katekolaminler, eikosanoidler tarafından kullanılır.

2. sitozolik- reseptör sitozolde bulunur.

Hormonlar, endokrin sistemin özel hücrelerinde küçük miktarlarda sentezlenen ve dolaşımdaki sıvılar (örneğin kan) yoluyla düzenleyici etkilerini uyguladıkları hedef hücrelere iletilen biyolojik olarak aktif maddelerdir. Hormonlar, diğer sinyal molekülleri gibi bazı ortak özellikleri paylaşırlar. onları üreten hücrelerden hücre dışı boşluğa salınırlar; hücrelerin yapısal bileşenleri değildir ve ...

Hormonlar hedef hücreleri etkiler. Hedef hücreler, özel reseptör proteinleri kullanarak hormonlarla spesifik olarak etkileşime giren hücrelerdir. Bu reseptör proteinler hücrenin dış zarında veya sitoplazmada veya nükleer zarda ve hücrenin diğer organellerinde bulunur. Hormondan hedef hücreye sinyal iletiminin biyokimyasal mekanizmaları. Herhangi bir reseptör proteini, aşağıdakileri sağlayan en az iki alandan (bölge) oluşur ...

Hormonların yapısı farklıdır. Şu anda, farklı çok hücreli organizmalardan yaklaşık 160 farklı hormon tanımlanmış ve izole edilmiştir. Hormonlar kimyasal yapılarına göre üç sınıfa ayrılabilir: protein-peptid hormonları; amino asitlerin türevleri; steroid hormonları. Birinci sınıf, hipotalamus ve hipofiz bezinin hormonlarını (peptitler ve bazı proteinler bu bezlerde sentezlenir) ve ayrıca pankreas ve paratiroid hormonlarını içerir ...

Endokrin sistemi, endokrin fonksiyonunun tek olmadığı dokulardaki bir dizi endokrin bezleri ve bazı özel endokrin hücreleridir (örneğin, pankreasın sadece endokrin değil, aynı zamanda ekzokrin fonksiyonları da vardır). Herhangi bir hormon, katılımcılarından biridir ve belirli metabolik reaksiyonları kontrol eder. Aynı zamanda, endokrin sistem içinde düzenleme seviyeleri vardır - bazıları ...

Protein-peptid hormonları. Endokrin bezlerinin hücrelerinde protein ve peptit hormonlarının oluşumu sürecinde hormonal aktiviteye sahip olmayan bir polipeptit oluşur. Ancak böyle bir molekülün bileşiminde bu hormonun amino asit dizisini (e) içeren bir parça(lar) bulunur. Böyle bir protein molekülüne ön-prohormon denir ve bileşiminde (genellikle N-ucunda) lider veya sinyal dizisi (pre-) olarak adlandırılan bir yapıya sahiptir. Bu …

Hormonların taşınması, çözünürlüklerine göre belirlenir. Doğada hidrofilik olan hormonlar (örneğin, protein-peptid hormonları) genellikle kan yoluyla serbest biçimde taşınır. Steroid hormonları, iyot içeren tiroid hormonları, kan plazma proteinleri ile kompleksler halinde taşınır. Bunlar spesifik taşıma proteinleri (düşük moleküler ağırlıklı taşıma globulinleri, tiroksin bağlayıcı protein; kortikosteroid taşıma proteini transkortin) ve spesifik olmayan taşıma (albümin) olabilir. Zaten söylendi...

Protein-peptid hormonları proteolize uğrar ve bireysel amino asitlere parçalanır. Bu amino asitler ayrıca deaminasyon, dekarboksilasyon ve transaminasyon reaksiyonlarına girer ve nihai ürünlere ayrışır: NH3, CO2 ve H2O. Hormonlar oksidatif deaminasyona uğrar ve CO2 ve H2O'ya daha fazla oksidasyona uğrar. Steroid hormonları farklı şekilde parçalanır. Vücutta bunların parçalanmasını sağlayacak hiçbir enzim sistemi yoktur. Temelde ne olur...

Hormonların biyokimyası, kimyasal bileşimleri ve işlevleri o kadar karmaşıktır ki, geçen yüzyılın başında bir bilim olarak şekillenen ayrı bir biyolojik kimya dalı oluşturmuşlardır.

Hormonların etki mekanizmasını incelemenin önemi

Hemen hemen tüm hormonlar, insan vücudunun doğal metabolizmasında yer alırken, süreçlerinden herhangi birinde sinyal ve düzenleyici işlevleri yerine getirir.

Vücudun bazı organlarının hücrelerinde üretilen biyolojik olarak aktif kimyasalların kimyasal reaksiyonlar yoluyla diğer hücre ve organların aktivitesini etkileme mekanizması henüz çalışılmadığı kadar karmaşıktır. İnsan vücudunun hayati aktivitesi üzerindeki doğrudan etkisi yadsınamaz, ancak onlar hakkında bilgi onları düzgün bir şekilde yönetmek için hala yeterli değil.

Halihazırda incelenen hormonların yapısı, diğer sinyal molekülleri gibi ortak özelliklere sahip olduklarını ve bir bilgi aktarımı kaynağı olarak hizmet ettiklerini göstermiştir. Neden bazıları ayrı bezlerde toplanırken diğerleri vücutta dolaşır, neden bir bezin birkaç farklı biyolojik olarak aktif madde ürettiği, hangi kimyasalların karmaşık bir zincirleme reaksiyon mekanizmasının tetiklenmesini etkilediği araştırılmaya devam etmektedir.

İnsanlığın, hormonların aktivitesini ayrı bir organizmada güvenilir bir doğrulukla kontrol etmeyi öğrendiği anda, biliminde ve tarihinde yeni bir sayfa açılacaktır.

İnsan vücudunun endokrin sistemi

Ancak geçen yüzyılın ortalarında hormonlar ve vitaminler keşfedildi ve hücrelere enerji potansiyeli sağlayan reaksiyonlar araştırıldı. Onları sentezleyen ve dolaşımdaki sıvılar yoluyla gerekli maruz kalma bölgelerine beslenmeyi düzenleyen endokrin sistemin aktivitesi, insan vücuduna yayılır.

Glandüler aparatı inceleyen biyoloji, yapı hakkında genel bir çalışma yürütür, ancak endokrin bezlerinin aktivitesinin serbestçe taşınan bileşenleri de dahil olmak üzere tüm etkileşim mekanizmasını araştırmak için iki bilimin ortak çabalarını aldı. biyokimyanın ortaya çıktığı sınır. Hormonların aktivitesinin incelenmesi, vücudun çalışmasında ve hayati fonksiyonlarının uygulanmasında en önemli yeri kapladığı için büyük önem taşımaktadır.

Yaşam sürecinde endokrin sistem:

organların ve yapıların koordinasyonunu sağlar;
hemen hemen tüm kimyasal işlemlere katılır;
çevresel koşullarla ilgili olarak aktiviteyi stabilize eder;
gelişmeyi ve büyümeyi kontrol eder;
cinsel farklılaşmadan sorumlu;
ağırlıklı olarak üreme fonksiyonunu etkiler;
insan enerjisinin jeneratörlerinden biri olarak hareket eder;
psiko-duygusal tepkiler ve davranışlar oluşturur.

Bütün bunlar, glandüler bir aparattan ve vücuda dağılmış endokrin hücreler şeklinde dağınık bir kısımdan oluşan karmaşık bir yapı sistemi tarafından sağlanır. Reseptörün belirli bir uyarana maruz bırakılması, merkezi sinir sistemi tarafından hipofiz bezine karşılık gelen bir mesaj üreten bir sinyale yol açar.

Bu amaçla salgıladığı tropik hormonlara komutu iletir ve diğer bezlere gönderir. Bunlar da kendi ajanlarını geliştirerek, belirli hücrelerle etkileşimden kimyasal bir reaksiyonun meydana geldiği kana atarlar.

Sağlanan işlevlerin çeşitliliği ve değişkenliği ve tetiklenen reaksiyonlar, endokrin sistemi, anlaşılmasını kolaylaştırmak için genel toplu terim altında tanımlanan, tamamen farklı tipte kimyasal ve biyolojik olarak aktif maddeler üretmeye zorlar. hormonlar.

Hormon çeşitleri ve görevleri

İnsan vücudu tarafından üretilenlerin hepsini listelemek mümkün değil, çünkü hepsi henüz tanımlanmadı ve incelenmedi. Ancak, çok uzun bir liste için insan tarafından bilinen yeterli madde var. Ön hipofiz bezi şunları üretir:

büyüme hormonu (somatropin);
renklendirici pigmentten sorumlu olan melanin;
tiroid bezinin aktivitesini düzenleyen tiroid uyarıcı hormon;
meme bezlerinin aktivitesinden ve emzirmeden sorumlu olan prolaktin.

Luteinize edici ve folikül uyarıcı seks bezlerini uyarır ve bu nedenle gonadotropinler olarak sınıflandırılır. Hipofiz bezinin arka lobu şunları üretir:

normal kan damarlarının korunması;
rahim tonuna neden olan oksitosin.

Birçok hormon için ana işlev tek işlev değildir ve bazı ek işlemler sağlarlar.

Tiroid bezi şunları üretir:

protein sentezinden ve besinlerin parçalanmasından sorumlu olan tiroid hormonları. Karbonhidrat değişimi ve doğal metabolizmanın uyarılması, katılımları ve diğer kimyasal bileşiklerle etkileşimi ile gerçekleştirilir;
Daha önce yanlışlıkla paratiroid bezlerinin aktivitesinin bir ürünü olarak kabul edilen kalsitonin, tiroid bezinde de üretilir ve kalsiyum seviyesinden sorumludur ve aşırı üretimi veya eksikliği ciddi patolojilere neden olabilir.

Diğer hormon üreten organlar

Adrenal medulla, vücudun tehlikeye tepkisini ve buna bağlı olarak vücudun kendisinin hayatta kalmasını sağlayan adrenalin üretir. Biyolojik olarak aktif diğer maddelerle kimyasal reaksiyonlardaki etkileşimini düşünürsek, bu adrenalinin tek işlevinden uzaktır.

Adrenal korteksin ürettiği daha da çeşitlidir:

glukokortikoidler metabolizmayı ve bağışıklık aktivitesini etkiler;
mineralokortikoidler tuz dengesini korur;
androjenler ve östrojenler seks steroidleri gibi davranır.

Testisler de üretir ve yumurtalıklar östrojen ve progesteron üretir. Rahmi döllenme için hazırlarlar.

Pankreas, kan şekeri seviyelerinden sorumlu olan ve kimyasal reaksiyonlarla düzenlenen insülin ve glukagon üretir.

Gastrointestinal hormonlar -, kolesistokinin, sekretin ve pankreozimin, gastrointestinal mukozanın spesifik uyarılara verdiği yanıttır ve gıdaların sindirimini sağlar. Sinir hücreleri, hormon benzeri maddeler olan bir grup nörohormonu sentezler. Bunlar, diğer hücrelerin aktivitesini uyaran veya inhibe eden kimyasal bileşiklerdir.

Bazılarının yapısı nispeten iyi çalışılmıştır ve bitmiş ilaçlar şeklinde salgı mekanizmalarını düzenlemek için kullanılır. Bu amaçla birçok hormon sentezlenmiştir, ancak bu hala bilimsel aktivite, yaratıcı deneyler ve gelecekteki araştırmacıların monografları için asfaltlanmamış bir alandır.

Biyokimyasal etkileşimlerin ve endokrin bezlerinin aktivitesinin daha fazla araştırılmasının, birçok kalıtsal hastalık ve patolojinin tedavisi için önemli faydalar sağlayacağına şüphe yoktur.

Hormonların sınıflandırılması

Bugüne kadar bilim, yüzden fazla çeşitli hormon türünü biliyor ve bunların çeşitliliği, herhangi bir makul isimlendirme sınıflandırması için ciddi bir engeldir. Dört yaygın hormonal tipoloji, farklı sınıflandırmalara göre yapılandırılmıştır ve hiçbiri yeterince kapsamlı bir resim sunmamaktadır.

En yaygın sınıflandırma, aktif maddeleri üreten bir bez olarak sınıflandıran sentez bölgesine dayanmaktadır. Bir bilim olarak hormonların biyokimyası ile ilgisi olmayan insanlar için çok uygun olmasına rağmen, üretim yeri endokrin sistemin biyolojik bileşeninin yapısı ve doğası hakkında tam bir fikir vermez. .

Kimyasal yapıya göre sınıflandırma, konuyu daha da karıştırır, çünkü hormonları geleneksel olarak şu şekilde ayırır:

steroidler;
protein-peptid maddeleri;
yağ asitlerinin türevleri;
amino asitlerin türevleri.

Ancak bu koşullu bir bölünmedir, çünkü aynı kimyasal bileşikler farklı biyolojik işlevler gerçekleştirir ve bu, etkileşimlerin mekanizmasını anlamayı zorlaştırır.

Fonksiyonel sınıflandırma hormonları ikiye ayırır:

efektör (tek bir hedef üzerinde hareket eden);
efektör üretiminden sorumlu tropik;
Tropik ve diğer hipofiz hormonlarının sentezini üreten hormonları salgılar.

Hormonların biyokimyasını anlamada rehberlik edilebilecek ana sınıflandırma, biyolojik işleve göre alt bölümleridir:

lipid, karbonhidrat ve amino asit metabolizması;
kalsiyum fosfat metabolizması;
hormon üreten hücrelerde metabolik değişim;
üreme fonksiyonunun kontrolü ve bakımı.

Hormonların genel adı altındaki terminolojik grupla şartlı olarak ilişkili biyolojik maddelerin kimyasal bileşimi, gerçekleştirilen işlevlerden kaynaklanan yapının özelliği ile ayırt edilir.

Yapısal yapı ve biyosentez

Hormonların yapısı oldukça genel bir konudur, çünkü birçoğu özel hücreler tarafından oluşturulur ve endokrin sistemin çeşitli bezlerinde sentezlenir. Bireysel bir hormonun yapısı, hem içine giren kimyasallar hem de her bir reaktifin girdiği reaksiyonların kalitatif türevleri tarafından belirlenir.

Endokrin bezlerinin çoğu, her biri ayrı bir yapıya ve bu düzenlemeye karşılık gelen işlevsel sorumluluklara sahip olan birkaç kimyasal ve biyolojik olarak aktif madde üretir. Hormon yapısındaki kusurlar, sistemik veya kalıtsal hastalıkların nedeni olabilir ve metabolizmanın uygulanmasını, reseptörlerinin aktivitesini bozabilir, hedef etkiye sinyal iletim mekanizmasını bozabilir.

Hormonlar kimyasal yapılarına göre 3 ana büyük gruba ayrılır:

protein-peptid;
karışık, ilk ikisi ile ilgili değil.

Protein hormonlarının yapısı, peptit bağlarıyla bağlanan amino asitlerden oluşur ve polipeptitler, 75'ten az amino asitten oluşanlardır. Karbonhidrat kalıntıları içerenlerin kendi adları vardır - glikoproteinler.

Benzer yapıya rağmen, protein hormonları çeşitli bezler tarafından üretilir ve etki bölgesinde veya mekanizmasında ve hatta moleküllerin boyutu ve yapısında ortak hiçbir şeye sahip değildir. Protein şunları içerir:

hormonları serbest bırakmak;
değiş tokuş;
kumaş;
hipofiz.

Çoğu protein hormonunun yapısı bugüne kadar deşifre edilmiştir ve terapötik önlemler için kullanılan sentetik ajanlar şeklinde üretilmiştir.

Steroidler sadece adrenal bezlerde (korteks) ve gonadlarda oluşur ve siklopentan perhidrofenantren çekirdeği içerir. Tüm steroidler kolesterol türevleridir ve bunların en ünlüsü kortikosteroidlerdir.

Bilimsel laboratuvarlarda birçok steroid de sentezlenmektedir. Bazı kaynaklarda aminler olarak anılan üçüncü grup, hem peptit gruplarını hem de nitrik oksit ve uzun zincirli yağ asitleri ve amin türevleri gibi kimyasal aracıları içerdiğinden, pratikte herhangi bir genelleme özelliği taşımaz. Karışık grubun kimyasal bileşimi elbette sadece aminlere indirgenemez, çünkü birçok kimyasal türev şartlı olarak buna dahil edilir.

Eylem mekanizması ve özellikleri

Hormonlar tarafından gerçekleştirilen işlevler o kadar çeşitlidir ki, onları başlatılmamış hayal gücüne hayal etmek bile zordur:

kombine ve hassas dokularda düzenledikleri proliferatif süreçler;
ikincil cinsel özelliklerin gelişimi;
kasılma kaslarının etkisi;
metabolik değişimin yoğunluğu, seyri;
aynı anda birkaç sistemde kimyasal reaksiyonlar yoluyla değişen çevresel koşullara adaptasyon;
psiko-duygusal uyarılma ve belirli organların eylemi.

Bütün bunlar belirli etkileşim mekanizmaları aracılığıyla gerçekleştirilir. Etkileşim mekanizmaları, biyolojik ve kimyasal olarak aktif maddelerin farklı kimyasal yapılarına rağmen bazı benzer özelliklere sahiptir.

Biyokimyası birkaç düzine reaksiyon türünü gerçekleştirmeyi amaçlayan hormonlar, hücre çekirdeğindeki veya hücre zarına katıldıktan sonra hedeflerle etkileşime girer. Etkileşim etkisi ancak hormon reseptöre bağlanır ve mekanizmasını tetiklerse sağlanır. Bazı çalışmalarda reseptör, anahtarı hormon olan bir kilide benzetilmektedir.

Sadece yakın etkileşim, anahtarın çevrilmesi, şu an için kapalı bir kilidi açar. Bu örnekte hormonun reseptöre uygunluğu da önemlidir.

Hormonlar ve diğer yapılar arasındaki etkileşim mekanizması

Sentez, derepresyon, translasyon ve transkripsiyon aktivitesi metabolizmanın yoğunluğunu belirler. Hormonların enzimlerin dahil olduğu süreçler üzerindeki etkisi, hücrede bulunan sitostatikler tarafından doğrulanır veya bloke edilir.

Messenger RNA, enzimatik aktivite sağlamada ikinci bir aracı rolünü oynar. Kana salgılanan endokrin bezlerinin türevleri olduklarından dolaşım sıvısında çok düşük konsantrasyonlara ulaşırlar ve sadece spesifik reseptörlerin varlığı hedefin kendisine yönlendirilen aktivatörü yakalamasına izin verir.

Modern araştırmalar, vücut için gerekli hormonların sentezinden ve yeniden üretilmesinden sorumlu özel aktif maddelerin varlığını ve sinir dokuları aracılığıyla hareket eden hormonların ve nörohormonların sinir uyarılarını iletmek için katılımının farklı mekanizmalar yoluyla gerçekleştiğini belirlemeyi mümkün kılmıştır.

Hormonlar motor uç plakası ile etkileşime girerken, nörohormonlar merkezi sinir sisteminin taşıma yollarından veya hipofiz bezinin portal sisteminden geçer.

Hormonal etkileşim mekanizması, sadece aktif maddenin kimyasal yapısı ile değil, aynı zamanda taşınma yöntemi, taşıma yolları ve hormonun sentezlendiği yer ile de belirlenir.

Etki mekanizması, genetik düzeyde gömülü olan biyokimyasal reaksiyonlar ve bilgiler nedeniyle hücre zarı veya çekirdeği ile temas kurmak ve bunları etkilemek için açık bir sistemdir.

Hormonların yapısı, bulaşma mekanizması ve reseptörün kendisindeki önemli farklılıklara rağmen, bu süreçte kuşkusuz bazı ortak noktalar mevcuttur. Proteinlerin fosforilasyonu, sinyal iletiminde şüphesiz bir katılımcıdır. Aktivasyon ve sona ermesi, şüphesiz bir olumsuz geri bildirim anının olduğu özel düzenleme mekanizmalarının yardımıyla gerçekleşir.

Hormonlar, vücudun işlevlerinin hümoral düzenleyicileridir, ayrıca ana spesifik işlevleridir ve görevleri, özel kimyasal ve biyokimyasal reaksiyonlar kullanarak fizyolojik dengesini korumaktır.

Sinyal iletiminin biyokimyasal mekanizmaları ve hedef hücre üzerindeki etkisi

Reseptör proteini, etki alanlarından birinde, bileşen sinyal molekülüne bileşim olarak tamamlayıcı olan bir bölgeye sahiptir. Etkileşim sürecindeki belirleyici an, sinyal molekülünün bir parçasının nispi özdeşlikte doğrulandığı an olur ve buna bir enzim-substrat topluluğunun oluşumuna benzer bir moment eşlik eder.

Çoğu reseptör gibi bu reaksiyonun mekanizması iyi anlaşılmamıştır. Hormonların biyokimyası sadece, reseptör ile sinyal molekülünün bir kısmı arasında tamamlayıcılık oluşturma anında hidrofobik ve elektrostatik etkileşimlerin kurulduğunu bilir.

Reseptör proteini, sinyal molekülünün kompleksine bağlandığı anda, tüm mekanizmayı, hücre içi reaksiyonları, bazen çok spesifik özellikleri tetikleyen bir biyokimyasal reaksiyon meydana gelir.

Hemen hemen tüm endokrin bozuklukları, hücresel reseptörün bir sinyali tanıma veya sinyal molekülleri ile kenetlenme yeteneğinin kaybına dayanır. Bu tür bozuklukların nedeni hem genetik değişiklikler hem de vücut tarafından spesifik antikorların üretilmesi veya yetersiz reseptör sentezi olabilir.

Yine de yerleştirme başarılı bir şekilde gerçekleştiyse, bugüne kadar incelenen formatta iki türde farklılaşan etkileşim süreci başlar:

lipofilik (reseptör hedef hücrenin içindedir);
hidrofilik (alıcının dış zardaki yeri).

Belirli bir durumda hangi iletim mekanizmasının seçileceği, hormon molekülünün hedef hücrenin lipit tabakasına nüfuz etme yeteneğine veya boyutu buna izin vermiyorsa veya polar ise dışarıyla iletişim kurma yeteneğine bağlıdır. Hücre, sinyal iletimini sağlayan ve hedef içindeki enzim gruplarının aktivitesini düzenleyen haberci maddeler içerir.

Bugün, siklik nükleotidlerin, inositol trifosfatın, protein kinazın, kalmodulin'in (kalsiyum bağlayan bir protein), kalsiyum iyonlarının ve proteinlerin fosforilasyonunda yer alan bazı enzimlerin düzenleme mekanizmasına katılım hakkında bilinmektedir.

Hormonların vücuttaki biyolojik rolü

Hormonlar, insan vücudunun hayati aktivitesini sağlamada büyük rol oynar. Bu, endokrin bezleri tarafından belirli bir hormonun üretiminin ihlal edilmesinin, hem doğuştan hem de edinilmiş ciddi patolojilerin ortaya çıkmasına neden olabileceği gerçeğiyle kanıtlanmıştır.

Hormonun insan vücudunda aşırı veya yetersiz üretimi, yaşamının normal, fizyolojik sürecini bozar ve fiziksel veya psiko-duygusal durumda belirli bir bozulma yaratır. Paratiroid bezinin işlev bozukluğu kas-iskelet sisteminde sorunlar yaratır, iskelet sistemini etkiler, karaciğer ve böbrekleri bozar.

Normdan farklı bir miktarda, zihinsel bozukluklara, kan damarlarının duvarlarının kireçlenmesine ve hatta iç organlara yol açar. Baş ağrısı, kas krampları, artan kalp hızı - tüm bunlar, endokrin bezlerinden sadece birinin arızalanmasının sonuçlarıdır. Anormal adrenal hormon üretimi:

bir kişiyi stresli bir duruma hazırlanma fırsatından mahrum eder;
karbonhidratların metabolizmasını bozar;
patolojik hamileliğe, olumsuz seyrine, düşüklere yol açar;
cinsel kısırlık.

sindirim sürecini düzenler;
insülin üretimi;
yağları parçalama sürecini aktive edin;
kan glikoz seviyelerini artırmak.

Hipofiz bezi, üreme fonksiyonunu etkileyen luteinize edici hormonun oluşumunu etkiler, insan vücudunun tüm dönemlerinde normal gelişiminden sorumludur.

Her türlü metabolizma, büyüme ve gelişme, üreme fonksiyonu, genetik bilgi, intrauterin gelişim sırasında fetal oluşum, yumurtlama ve gebe kalma süreci, homeostaz, dış çevreye uyum - bunlar, mekanizması emanet edilen süreçlerden sadece birkaçıdır. hormonlara.

Hormonal dengesizliğin dış ve genel belirtileri

Hormonların biyokimyası başlı başına bir bilimdir ve bunun nedeni hormonların vücutta oynadığı önemli roldür. Fazla tahmin edilemez, çünkü yaşam döngüsü, verimlilik ve psiko-duygusal durum normal hormonal arka plana bağlıdır. Hormonların üremesiyle ilgili sorunlar, özel testler yapılmadan bile kolayca teşhis edilir, çünkü bir kişiye eşlik etmeye başlar:

baş ağrısı;
normal, yeterli uyku bozuklukları;
döngüsel veya spontan ruh hali değişimleri;
mantıksız saldırganlık ve kalıcı sinirlilik;
ani panik ve korku atakları.

Bütün bunlar, hormonal dengesizliğin doğrudan bir sonucudur ve bu endişe verici semptomlar, bir doktora görünmek için bir sinyal görevi görür. Homonların üretimi ve biyokimyası, kalıtsal faktörler de dahil olmak üzere birçok bileşene bağlı olan karmaşık süreçlerdir. Bu süreçlerin incelenmesi, modern tıbba önemli bir yardım sağlayabilir, bu nedenle hormonların biyokimyasına bu kadar yakından dikkat edilir.

Bugüne kadar incelenen insan hormonlarının sayısının yüz buçuktan bile fazla olduğu kanıtlanmıştır ve reseptör iletişim mekanizmaları ve nörohumoral tepkiler hala en dikkatli çalışmayı gerektirir.

Sadece analizleri deşifre ettikten sonra, bir uzman hormonal bozuklukları tedavi etmeye başlayabilir ve insan vücudunun aktivitesini hormonal ilaçlar yardımıyla düzenleyebilir, bunların gelişimi ve sentezi büyük ölçüde hormonların biyokimyasına izin verdi, bu bilim üzerine yaratıldı. biyoloji, kimya ve tıbbın eşiğindedir ve bugün en umut verici biyokimyasal yönlerden biridir.

Daha da geliştirilmesi, yaşlanmanın önlenmesine, genetik deformitelerin ortaya çıkmasının önlenmesine, kanserli tümörlerin tedavisine ve insan sağlığı ile ilgili birçok küresel sorunun çözümüne yol açabilir.

Ders № 13 MADDE DEĞİŞİMİ YÖNETMELİĞİ. HORMONLARIN BİYOKİMYASI. 1 HORMONLARIN ETKİ MEKANİZMASI YOLUYLA c. AMF ve c. GMF

Amaç: Hormonların genel özelliklerini, hormonların ilk etki mekanizmalarını, hormonların etkisinin hücre içine transferinde aracıları tanımak

Plan: 1. Hormonların genel özellikleri 2. İlk mekanizma c. AMP 3. c ile ilk mekanizma. GMF

Hormonlar, glandüler hücrelerde oluşan, kan veya lenf içine salgılanan ve metabolizmayı düzenleyen biyolojik olarak aktif maddelerdir.

Vücudun adaptasyonunda önde gelen bağlantı, merkezi sinir sistemi ve hipotalamus - hipofiz sistemidir. Tahrişe yanıt olarak, merkezi sinir sistemi, hipotalamusa ve endokrin bezleri de dahil olmak üzere diğer dokulara, iyonların ve aracıların konsantrasyonundaki değişiklikler şeklinde sinir uyarıları gönderir.

Hipotalamus özel maddeler salgılar - nörosekretinler veya iki tip serbest bırakma faktörü: 1 Liberinler, tropik hipofiz bezinin salınımını hızlandırır 2: Salınımlarını engelleyen statinler.

Hipotalamik oksitosin, vazopressin adenohipofiz büyüme hormonu, TSH, ACTH, FSH, LTG, prolaktin epifizi melatonin OKOLOSCHITOVID ASETİK DEMİR PTH KALP: sodyum üretichesky faktörü Tiroid T 3, tiroksin, kalsitonin THYMUS thymothymosin, adrenalin, prolaktin aminozin, adrenalin, SİNDİRİM YOLU Gastrin, sekretin PANKREAS insülin, glukagon GENİTAL BEZİ Östradiol, progesteron, testosteron, relaksin, inhibin, koryonik gonadotropin Endokrin sistem

Hormonların sınıflandırılması I. Protein-peptid hormonları 1) Hormonlar - basit proteinler (insülin, büyüme hormonu, LTG, paratiroid hormonu) 2) Hormonlar - kompleks proteinler (TSH, FSH, LH) 3) Hormonlar - polipeptitler (glukagon, ACTH, MSH) , kalsitonin , vazopressin, oksitosin) Bu hormonlardan bazıları, aktif olmayan öncüllerden oluşur - prohormonlar (örneğin, insülin ve glukagon).

II. Steroid hormonları kolesterol türevleridir (kortikosteroidler, seks hormonları: erkek, kadın). III. Hormonlar, amino asitlerin (tiroksin, triiyodotironin, adrenalin, norepinefrin) türevleridir.

Hormonların genel özellikleri - biyolojik etkinin katı özgüllüğü; -yüksek biyolojik aktivite; salgı; - hareket mesafesi; - hormonlar hem serbest halde hem de belirli proteinlerle ilişkili bir durumda kanda bulunabilir; - kısa etki süresi; - tüm hormonlar etkilerini reseptörler aracılığıyla gerçekleştirir.

Hormon reseptörleri (RC) Kimyasal yapıları gereği, reseptörler proteinlerdir, gerçek glikoproteinlerdir.Belirli bir hormon için reseptörler içeren dokulara hedef dokular (hedef hücreler) denir.

Hormonun biyolojik etkisi sadece kandaki içeriğine değil, aynı zamanda reseptörlerin sayısı ve fonksiyonel durumuna ve ayrıca postreseptör mekanizmanın işleyiş düzeyine de bağlıdır.

Bilinen tüm hormonlar etki mekanizmasına göre 3 gruba ayrılır: I) Hücre içi enzimlerin aktivitesini değiştirerek etki eden membran-sitosolik mekanizma hormonlar. Bu hormonlar hedef hücre zarının dış yüzeyindeki reseptörlere bağlanır, hücreye girmez ve ikincil aracılar (haberciler) aracılığıyla hareket eder: c-AMP, c-GMP, kalsiyum iyonları, inositol trifosfat.

2. Proteinlerin ve enzimlerin sentez hızını değiştirerek hareket eden hormonlar. (Sitosolik.) Bu hormonlar hücre içi reseptörlere bağlanır: sitozolik, nükleer veya organoid reseptörler. Bu hormonlar steroid ve tiroid hormonlarını içerir.

3. Plazma zarının (zar) geçirgenliğini değiştirerek etki eden hormonlar. Bu hormonlar arasında insülin, STH, LTH, ADH bulunur.

1. MEKANİZMA Adenilat siklaz sistemi 3 kısımdan oluşur: I - hücre zarının dış yüzeyinde bulunan bir reseptör tarafından temsil edilen tanıma kısmı. Bölüm II - konjuge protein (G-proteini). Aktif olmayan bir formda, G-proteini, GDP ile alt birimine bağlanır.

Bölüm III - katalitik, adenilat siklaz adenilat siklaz ATP H 4 R 2 O 7 + c enzimidir. AMP, 4 alt birimden oluşan protein kinaz A ile etkileşime girer: 2 düzenleyici, 2 katalitik.

Protein kinaz A, fosfat grubunun ATP'sinden bir dizi hedef hücre proteini ve enziminin serin ve treoninin OH gruplarına aktarımını katalize eder, yani serin-treonin kinazdır ATP ADP Protein-P proteini

Bazı enzimler (örneğin, fosforilaz, lipaz, glikojen sentetaz, metiltransferaz), ribozom proteinleri, çekirdekler ve zarlar, protein kinaz A'nın katılımıyla fosforilasyon sırasında fosforik asit kalıntılarının aktarılacağı proteinler olabilir. Aktif olmayan fosforilaz ve lipaz formlarının fosforilasyonu üzerine, moleküllerinde konformasyonel değişiklikler gözlenir ve bu da aktivitelerinde bir artışa yol açar.

Aksine, glikojen sentetazın fosforilasyonu, aktivitesini inhibe eder. Fosforik asitin ribozom proteinlerine eklenmesi protein sentezini arttırır.

Fosforik asit nükleer proteinlere bağlanırsa, protein (histon) ve DNA arasındaki bağ zayıflar, bu da transkripsiyonda bir artışa ve dolayısıyla protein sentezinin artmasına neden olur. Membran proteinlerinin fosforilasyonu, bir dizi maddeye, özellikle iyonlara geçirgenliklerini arttırır.

c ile hareket eden hormonların etkisi altında. AMP şu şekilde hızlandırılır: 1. Fosforoliz ile glikojenoliz, 2. lipoliz, 3. protein sentezi, 4. membranlar arasında iyon taşınması, 5. glikojenez inhibe edilir

Bu mekanizmaya göre hormonlar guanilat siklaz sistemi aracılığıyla hareket ederler. Guanilat siklaz membrana bağlı ve çözünür (sitosolik) formlara sahiptir Zarla bağlı form 3 bölümden oluşur: 1 - tanıma (plazma zarının dışında)

2. - Transmembran 3. - Katalitik Enzimin membrana bağlı formu, örneğin atriyal sodyum üretik faktör gibi kısa peptitler tarafından reseptörler aracılığıyla aktive edilir.

Dolaşımdaki kan hacmindeki artışa yanıt olarak atriyumda sodyum üretik faktör sentezlenir, böbreklere girer, içlerinde guanilat siklazı aktive eder, bu da sodyum ve su atılımında bir artışa yol açar.

Düz kas hücreleri ayrıca rahatladıkları guanilat siklaz sistemini de içerir. Vazodilatörler bu sistem aracılığıyla hem endojen (nitrik oksit) hem de eksojen etki gösterirler.

Bağırsak epitel hücrelerinde, guanilat siklaz aktivatörü, su emiliminde ve ishalde yavaşlamaya yol açan bakteriyel endotoksin olabilir. Guanilat siklaz heme içeren enzimin sitozolik formu

Aktivitesinin düzenlenmesinde nitrovasodilatörler, reaktif oksijen türleri (nitrik oksit), lipid peroksidasyon ürünleri yer alır.Guanilat siklazın etkisi altında GTP'den c oluşur. GMP C-GMP, iki alt birimden oluşan protein kinaz G'ye etki eder

C. GMF, PK G'nin düzenleyici bölgelerine bağlanarak onu aktive eder. PKA ve PK G serin-treonin kinazlar olup, çeşitli protein ve enzimlerin serin ve treoninin fosforilasyonunu hızlandırarak farklı biyolojik etkilere sahiptir.

1) Doğal faktörün etkisi altında idrar çıkışı artar (bu hormon-peptid kulakçıklarda oluşur) 2) Bakteriyel endotoksinlerin etkisi altında ishal gelişir

Aynı hormon c yoluyla hareket edebilir. GMF ve c aracılığıyla. AMP. Etki, hormonun hangi reseptöre bağlandığına bağlıdır. Örneğin, adrenalin hem alfa hem de beta reseptörlerine bağlanabilir.

Beta reseptörleri ile bir adrenalin kompleksinin oluşumu c oluşumuna yol açar. AMP. Alfa reseptörleri ile bir adrenalin kompleksinin oluşumu c oluşumuna yol açar. GMF. Adrenalinin etkileri değişecektir.

PK G, glikojenitetazın aktivitesini arttırır, trombosit agregasyonunu inhibe eder, fosfolipaz C'yi aktive eder, Ca'yı deposundan serbest bırakır. O. , eylemine göre c. GMF, c'nin bir antagonistidir. AMF

3) nitrik oksidin etkisi altında, vasküler düz kas hücreleri gevşer (tıpta kullanılır, çünkü nitrogliserin gibi bir takım nitro ilaçlar vasküler spazmları gidermek için kullanılır)

c aracılığıyla hareket eden hormonun sinyalinin kaldırılması. AMF ve c. GMF şu şekilde oluşur: 1. hormon hızla yok edilir ve bu nedenle hormon-reseptör kompleksi yok edilir

2.Hücrelerdeki hormonal sinyali ortadan kaldırmak için, siklik nükleotitleri nükleozid monofosfatlara (sırasıyla adenilik ve guanilik asitler) dönüştüren özel bir enzim fosfodiesteraz vardır.

T. Sh. Sharmanov, S. M. Pleshkova "Genel biyokimya kursu ile beslenmenin metabolik temelleri", Almatı, 1998 S. Tapbergenov "Tıbbi biyokimya", Astana, 2001 S. Seitov "Biochemistry", Almatı, 2001 S. 342 -352 , 369 - 562 VJ Marshall "Klinik Biyokimya", 2000 NR Ablaev Biyokimya diyagramlar ve şekillerde, Almaty 2005 s. 199-212 Biyokimya. Alıştırmalar ve görevler içeren kısa bir kurs. Ed. Prof. E. S. Severina, A. Ya. Nikolaeva, M., 2002. Severin E. S. "Biochemistry" 2008, Moskova, s. 534 -603 Berezov T.T., Korovkin B. F. 2002 "Biologicalchemistry", s. 248-298.

Test soruları: 1. Hormonların genel özellikleri 2. Hormonların sınıflandırılması 3. İlk mekanizmanın hormonlarının etkisinin aracıları 4. c AMP ve c GMF'nin rolü

Ders No. 14 Metabolizmanın düzenlenmesi Hormonların kalsiyum iyonları, DAG ve ITP yoluyla ilk etki mekanizması. İkinci ve üçüncü etki mekanizmaları.

Aracılar aracılığıyla hormonların etkisinin özelliklerini tanımak: kalsiyum iyonları, DAG, ITP, steroid hormonlarının etkisi - ikinci mekanizma, zar mekanizması Amaç:

Hormonların etkisinin aracıları - kalsiyum iyonları, DAG, ITP İkinci etki mekanizması Üçüncü mekanizmaya göre hormonların etkisinin özellikleri. Plan:

Hücre içinde kalsiyum iyonlarının konsantrasyonu ihmal edilebilir (10¯7 mol / l), hücre dışında ve organellerin içinde daha yüksektir (10¯3 mol / l).

Kalsiyumun dış ortamdan hücreye alınması, zarın kalsiyum kanalları aracılığıyla gerçekleştirilir. Kalsiyum akışı, zarın Ca bağımlı ATPaz tarafından düzenlenir, işlevinin uygulanmasında inositol trifosfat (IP 3) ve insülin düzenleyici bir rol oynayabilir.

Hücrenin içinde, Ca2+ iyonları mitokondriyal matriste ve endoplazmik retikulumda biriktirilir. Sitoplazmaya dış ortamdan veya hücre içi depolardan giren Ca2+, Ca2+'ya bağlı kalmodulin kinaz ile etkileşime girer.

Kalsiyum, enzimin düzenleyici kısmına bağlanır, bu bir kalsiyum bağlayıcı proteindir - kalmodulin ve enzim aktive edilir.

Kalmodulin, kalsiyum veya magnezyum iyonları ile bağlanmak için birkaç merkeze (4'e kadar) sahiptir. Dinlenme durumunda, kalmodulin magnezyum ile ilişkilidir; hücredeki kalsiyum konsantrasyonundaki bir artışla, kalsiyum magnezyumun yerini alır.

Kalsiyumda önemli bir artış ile, guanilat siklaz ve fosfodiesteraz c'yi aktive eden 4 Ca2 + kalmodulin kompleksi oluşur. AMP.

Hormonların kalsiyum iyonları yoluyla etkisi, genellikle bir aracı olarak fosfatidilinositol türevlerinin kullanımı ile birleştirilir. Bu gibi durumlarda reseptör, G proteini ile bir kompleks içindedir ve reseptörün bir hormonla (örneğin, TSH, prolaktin, STH) etkileşimindedir.

fosfatidilinositol 4,5-difosfatın DAG ve inositol-1,4,5-trifosfat oluşumu ile ayrışma reaksiyonunu hızlandıran membrana bağlı enzim fosfolipaz C aktive edilir.

DAG ve inositol trifosfat, karşılık gelen hormonların etkisinde ikincil aracılardır. DAG, protein kinaz C'yi aktive eder, bu da nükleer proteinlerin fosforilasyonuna neden olur ve böylece hedef hücrelerin proliferasyonunu arttırır.

Plazma zarının (zar) geçirgenliğini değiştirerek etki eden hormonlar. Çeşitli substratlar için (amino asitler, glikoz, gliserin vb.)

Bu hormonlar, plazma membranlarındaki reseptörlere bağlanır ve tirozin kinaz-fosfataz sistemi aracılığıyla etkilerine aracılık eder.

Bu durumda, taşıyıcı proteinlerin ve iyon kanallarının aktivasyonu ile birlikte hücre içi enzimlerin aktivitesinde bir değişiklik meydana gelir. Bu hormonlar arasında insülin, STH, LTH, ADH bulunur.

Bir hormon-reseptör kompleksi oluşturan STH, LDH hormonları, zara bağlı bir gibi davranan sitozolik tirozin kinazı aktive eder, fosfolipaz C aktive olur, bu da Ca +2'nin mobilizasyonuna ve protein kinaz C'nin aktivasyonuna yol açar.

ADH c. AMP, su kanallarının hareketine neden olur (aquaporin proteinleri), böbreklerde suyun geri emilimini arttırır, idrar atılımını azaltır, yani ADH, hedef hücre zarlarının suya karşı geçirgenliğini arttırır.

T. Sh. Sharmanov, S. M. Pleshkova "Genel biyokimya kursu ile beslenmenin metabolik temelleri", Almatı, 1998 S. Tapbergenov "Tıbbi biyokimya", Astana, 2001 S. Seitov "Biyokimya", Almatı, 2001 S. 342 -352 , 369 - 562 VJ Marshall "Klinik Biyokimya", 2000 NR Ablaev Biyokimya diyagramlar ve şekillerde, Almaty 2005 s. 199-212 Biyokimya. Alıştırmalar ve görevler içeren kısa bir kurs. Ed. Prof. E. S. Severina, A. Ya. Nikolaeva, M., 2002. Severin E. S. "Biyokimya" 2008, Moskova, s. 534 -603 Berezov T.T., Korovkin B. F. "Biyolojik kimya", sayfa 248298. Literatür:

Test soruları: 1. c'nin rolü. Hormonların etki mekanizmasında GMF 2. Hormon etki mekanizmasında Ca ve ITP'nin rolü 3. İkinci mekanizma protein-enzim sentezi oranındaki bir değişikliktir 4. Üçüncü mekanizma hücre zarının mekanizmasındaki bir değişikliktir. geçirgenlik.