Механизм действия гормонов белковой природы

1. Механизм действия стероидных гормонов

Механизм действия гормонов белковой природы

Стероидныегормоны легко проникают внутрь клеткичерез поверхностную плазмати­ческуюмембрану в силу своей липофильности ивзаимодействуют в цитозоле соспецифи­ческими рецепторами. В цитозолеобразуется комплекс «гормон — рецептор»,который

127

движетсяв ядро. В ядре комплекс распадается игормон взаимодействует с ядернымхрома­тином. В результате этогопроисходит взаимодействие с ДНК, а затем— индукция матрич­ной РНК. В рядеслучаев стероиды, например, стимулируютв одной клетке образование 100—150 тыс.молекул мРНК, в которых закодированаструктура лишь 1—3 белков.

Итак, первыйэтап действия стероидных гормонов —активация процесса транскрипции.Одно­временно происходит активацияРНК-полимеразы, которая осуществляетсинтез рибосо-мальной РНК (рРНК). За счетэтого образуется дополнительноеколичество рибосом, кото­рые связываютсяс мембранами эндоплазматическогоретикулюма и образуют полисомы.

Вследствиевсего комплекса событий (транскрипциии трансляции) спустя 2—3 часа послевоздействия стероида наблюдаетсяусиленный синтез индуцированных белков.В одной клет­ке стероид влияет насинтез не более 5—7 белков. Известнотакже, что в одной и той же клетке стероидможет вызвать индукцию синтеза одногобелка и репрессию синтеза другого белка.

Это объясняется тем, что рецепторыданного стероида неоднородны.

2. Механизм действия тиреоидных гормонов

Рецепторынаходятся в цитоплазме и в ядре. Тиреоидныегормоны (а точнее — трийод-тиронин, таккак тироксин должен отдать один атомйода и превратиться в трийодтиронин,прежде чем оказать свой эффект) связываютсяс ядерным хроматином и индуцируют синтез10—12 белков — это происходит за счетактивации механизма транскрипции.

Тиреоидные гормоны активируют синтезмногих белков-ферментов, регуляторныхбелков-рецепторов. Тиреоидные гормоныиндуцируют синтез ферментов, участвующихв метаболизме, и акти­вируют процессыэнергообразования.

Одновременнотиреоидные гормоны повышают транс­портаминокислот и глюкозы через мембраныклеток, усиливают доставку аминокислотв рибосомы для нужд синтеза белка.

3. Механизм действия белковых гормонов, катехоламниов, серотонина, гистамина

Этигормоны взаимодействуют с рецепторами,расположенными на поверхности клет­ки,а конечный эффект действия этих гормоновможет быть — сокращение, усилениефер­ментных процессов, например,гликогенолиза, повышение синтеза белка,повышение сек­реции и т. д.

Во всехэтих случаях лежит процесс фосфорилированиябелков-регуляторов, перенос фосфатныхгрупп от АТФ к гидроксильным группамсерина, треонина, тирозина, белка. Этотпроцесс внутри клетки осуществляетсяс участием ферментов-протеинкиназ.Протеинкиназы — это АТФ-фосфотрансферазы.Их много разновидностей, для каждогобелка — своя протеинкиназа.

Например,для фосфорилазы, участвующей в расщеплениигликоге­на, протеинкиназа носитназвание «киназа фосфорилазы».

В клеткеПротеинкиназы находятся в неактивномсостоянии. Активация протеинкиназосуществляется за счет гормонов,действующих на поверхностно расположенныерецепто­ры.

При этом сигнал от рецептора(после взаимодействия гормона с этимрецептором) к протеинкиназе передаетсяс участием специфического посредника,или вторичного мес-сенджера.

В настоящеевремя выяснено, что таким мессенджероммогут быть: а) цАМФ, б) ионы Са, в)диацилглицерин, г) какие-то другиефакторы (вторичные посредники неизве­стнойприроды). Таким образом, Протеинкиназымогут быть цАМФ-зависимые, Са-зависи-мые,диацилглицерин-зависимые.

Известно, чтов роли вторичного посредника цАМФвыступает при действии таких гор­моновкак АКТГ, ТТГ, ФСГ, ЛГ, хорионическийгонадотропин, МСГ, АДГ, катехоламины(бета-адренорецепторный эффект), глюкагон,паратирин (паратгормон), кальцитонин,сек­ретин, гонадотропин,тиролиберин,липотропин.

Группагормонов, для которых мессенджеромявляется кальций: окситоцин, вазопрессин,гастрин, холецистокинин, ангиотензин,катехоломины (альфа-эффект).

Длянекоторых гормонов пока не идентифицированыпосредники: например, СТГ, пролактин,хорионический соматомамматропин(плацентарный лактоген), соматостатин,ин­сулин, инсулиноподобные факторыроста и т. п.

Рассмотримработу цАМФ как мессенджера:цАМФ(циклический аденозинмонофосфат)образуется в клетке под влиянием ферментааденилатциклазы из молекул АТФ,

128

АТФ цАМФ. Уровень цАМФ в клетке зависитот активности аденилатциклазы и отак­тивности фермента, разрушающегоцАМФ (фосфодиэстеразы). Гормоны,действующие за счет цАМФ, как правило,вызывают изменение активностиаденилатциклазы. Этот фер­мент имеетрегуляторную и каталитическую субъединицы.Регуляторная субъединица тем или инымобразом связана с гормональным рецептором,например, за счет G-белка.

При воздействиигормона происходит активация регуляторнойсубъединицы (в «покое» эта субъ­единицасвязана сгуанизиндифосфатом,а под влиянием гормона она связываетсясгуанизинтрифосфатоми потому активируется). В результатеповышается активность каталити­ческойсубъединицы, которая расположена навнутренней стороне плазматическоймемб­раны, и поэтому повышаетсясодержание цАМФ.

Это, в свою очередь,вызывает активацию протеинкиназы(точнее, цАМФ-зависимой протеинкиназы),что в дальнейшем вызывает фосфорилирование,которое приводит к конечномуфизиологическому эффекту, например,под влиянием АКТГ клетки надпочечниковпродуцируют в больших количествахглюкорортикоиды, а под влиянием адреналинав ГМК, содержащих бета-адренорецепторы,происходитактивациякальциевого насоса и расслабление ГМК.

Итак:гормон + рецептор активация аденилатциклазы активация протеинкиназы фосфорилированиебелка (например, АТФ-азы).

Мессенджер— ионы кальция.Под влиянием гормонов (например,окситоцина, АДГ, га-стрина) происходитизменение содержания в клетке ионовкальция. Это может происходит за счетповышения проницаемости мембраны клеткидля ионов кальция или за счет освобождениясвободных ионов кальция из внутриклеточныхдепо.

В дальнейшем кальций может вызватьряд процессов, например, повышениепроницаемости мембраны для ионовкальция, натрия, может взаимодействоватьс микротубулярно-ворсинчатой системойклетки, наконец, может вызвать активациюпротеинкиназ, зависимых от ионов кальция.

Процесс активации протеинкиназ связанпрежде всего со взаимодействием ионовкальция с регуляторным белком клетки— кальмодулином. Это высокочувствительныйпо отношению к кальциюбелок(наподобие тропонина С в мышцах),содержащий 148 аминокислот, имеющий 4места связывания кальция.

Все ядросодержащиеклетки имеют в своем составе этотуниверсальный кальций-связывающийбелок. В условиях «покоя» кальмодулиннаходится в неактивном состоянии ипотому не способен оказывать своерегулирующее воздействие на ферменты,в том числе на протеинкиназы.

В присутствиикальция происходит активация кальмодулина,в результате чего активируютсяпротеинкиназы, а в дальнейшем происходитфосфорилирование белков. Например, привзаимодействии адреналина садренорецепторами (бета-АР) в клеткахпечени происходит активация гликогенолиза(расщепления гликогена до глюкозы).

Этотпроцесс начинается под влияниемфосфорилазы А, которая в клетке находитсяв неактивном состоянии. Цикл событийздесь таков: адреналин + бета-АР повышение внутриклеточной концентрациикальция -> активация кальмодулина ->активация киназы фосфорилазы (активацияпротеинкиназы) -> активация фосфорилазыВ, пре­вращение ее в активную форму —фосфорилазу А -> начало гликогенолиза.

Вслучае, когда имеет место другой процесс,последовательность событий такова:гормон +рецептор -> повышение уровня кальцияв клетке -> активация кальмодулина ->активация протеинкиназы -> фосфорилированиебелка-регулятора -> физиологическийакт.

Мессенджер—диацилглицерин.В мембранах клетки имеютсяфосфолипиды,в частности фосфатидилинозитол —4,5-бифосфат.

При взаимодействии гормонас рецептором этот фосфолипид разрываетсяна два осколка:диацилглицерин и инозитолтрифосфат.Оба этих рпсолка являются мессенджерами.

В частности, диацилглицерин в дальнейшемактивирует протеинкиназу, что приводитк фосфорилированию белков клетки исоответствующему аналогическомуэффекту.

Другиемессенджеры.В последнее время ряд исследователейполагает, что в роли мессенджеров могутвыступать простагландины и их производные.

Предполагается, что каскад реакцийтаков: рецептор + гормон -> активацияфосфолипазы А2-> разрушение фосфолипидов мембраныс образованием арахидоновой кислоты-> образование простагландинов типаПГЕ, ПГФ, тромбоксанов, простациклинов,лейкотриенов -> физиологический эффект.

129

РЕГУЛЯЦИЯ СЕКРЕЦИИГОРМОНОВ

Существуют различныеспособы эндогенной регуляции секрециигормонов,

1.Гормональная регуляция.

В гипоталамусе вырабатываются 6 либеринови 3 статина (кортиколиберин, тиролиберин,гонадолиберин, меланолиберин,пролактолиберин, сома-толиберин,соматостатин, меланостатин, пролактостатин),которые через портальную сис­темугипофиза из гипоталамуса попадают ваденогипофиз и усиливают (либерины) илитор­мозят (статины) продукциюсоответствующих гормонов. Гормоныаденогипофиза — АКТГ, ЛГ, СТГ, ТТГ — всвою очередь вызывают изменение продукциигормонов. Например, ТТГ повышает продукциютиреоидных гормонов. В эпифизевырабатывается мелатонин, кото­рыймодулирует функцию надпочечников,щитовидной железы, половых желез.

2.Регуляция продукции гормона по типуобратной отрицательной связи.

Продукция тире­оидных гормоновщитовидной железы регулируетсятиролиберином гипоталамуса, воздей­ствующегона аденогипофиз, продуцирующий ТТГ,который повыш ает продукцию тиреоид­ныхгормонов.

Выйдя в кровь, Т3и Т4воздействуют на гипоталамус и аденогипофизи тор­мозят (если уровень тиреоидныхгормонов высокий) продукцию тиролиберинаи ТТГ.

Существуети вариант положительной обратной связи:например, повышение продук­цииэстрогенов вызывает рост продукции ЛГв гипофизе. В целом принцип обратнойсвязи получил название принцип«плюс-минус-взаимодействие» (по М. М.Завадскому).

3.Регуляция с участием структур ЦНС.Симпатическая и парасимпатическаянервные системы вызывают изменение впродукции гормонов. Например, приактивации симпатиче­ской нервнойсистемы повышается продукция адреналинав мозговом слое надпочечников.

Структурыгипоталамуса (и все, что влияет на них)вызывают изменение в продукции гор­монов.Например, активность супрахиазматическогоядра гипоталамуса вместе с активнос­тьюэпифиза обеспечивают существованиебиологических часов, в том числе — длягормо­нальной секреции.

Например,известно, что продукция АКТГ максимальнав период с 6 до 8 час. и минимальна ввечерние часы — с 19 до 2—3 час.

Эмоциональные,психические воздействия через структурылимбической системы, через гипоталамическиеобразования способны существенно влиятьна деятельность клеток, продуцирующихгормоны.

130

Источник: https://studfile.net/preview/2485437/page:2/

Механизм действия гормонов белковой природы: белковой, гормонов, действия, механизм, природы

Механизм действия гормонов белковой природы

НАШИ ЧИТАТЕЛИ РЕКОМЕНДУЮТ!

Для лечения щитовидки наши читатели успешно используют Монастырский чай. Видя, такую популярность этого средства мы решили предложить его и вашему вниманию.
Подробнее здесь…

Эндо – и экзокринные системы – это части первичной кишки. Чтобы пища, поступающая в организм человека, расщеплялась на белки, углеводы и жиры, необходимо полноценное функционирование экзокринной системы.

Ведь именно она вырабатывает 98% пищеварительного сока, в котором содержатся ферменты, расщепляющие пищу.

Функции гормонов заключаются также в регулировании всех метаболических процессов, происходящих в организме.

Основные гормоны поджелудочной железы:

  • Инсулин;
  • Глюкагон;
  • С – пептид.
  • Функции гормонов

Основные гормоны поджелудочной железы, а именно инсулин и глюкагон, достаточно тесно связаны между собой. Инсулин в организме обеспечивает стабильность глюкозы, а также необходимых аминокислот для поддержания здоровья в теле человека. Глюкагон же является своеобразным стимулятором. Он связывает между собой все полезные вещества и направляет их в кровь.

Инсулин способен вырабатываться только при наличии высокого содержания глюкозы в крови. Функция инсулина состоит в связывании рецепторов на поверхности клеточных мембран и скорейшей доставки их в саму клетку. На этом этапе глюкоза превращается в гликоген.

Интересно, что не все органы человека нуждаются в инсулине как хранителе глюкозы. Головной мозг, кишечник, печень и почки способны поглощать глюкозу вне зависимости от содержания инсулина в своих клетках.

Если инсулин находится в избыточном количестве в поджелудочной железе, то это может спровоцировать возникновение гипергликемии. Это достаточно опасное заболевание, последствиями которого являются судороги и клиническая смерть.

Недостаточное содержание гормона инсулина в поджелудочной железе приводит к появлению сахарного диабета. Если вовремя не диагностировать это заболевание, то возможен летальный исход.

Роль глюкагона в организме

Именно глюкагон отвечает за образование глюкозы в печени, а также за достаточное ее содержание в крови человека. Чтобы центральная нервная система человека нормально функционировала, необходимо поддерживать постоянную концентрацию глюкозы в крови – около 4 грамм в час должно поступать в ЦНС.

Еще одной функцией глюкагона является стимуляция распада липидов в жировой ткани, что значительно понижает уровень холестерина в крови. Также не стоит упускать из вида тот факт, что глюкагон способствует:

  • Усилению кровотока в почках;
  • Увеличивает скорость выведения натрия из органов человека, поддерживая нормальное электролитическое соотношения в организме. А это важный фактор в работе сердечно-сосудистой системы;
  • Регенерации клеток печени;
  • Стимуляции выхода инсулина из клеток организма;
  • Увеличению внутриклеточного содержания кальция

Избыточное количество глюкагона в крови приводит к образованию злокачественной опухоли поджелудочной железы. Но, это заболевание встречается достаточно редко – примерно 30 человек из 1000.

Если оценить логически функции двух этих гормонов – инсулина и глюкагона, то получается, что выполняемые ими действия в организме диаметрально противоположны. Именно поэтому для поддержания уровня глюкозы в крови задействованы и другие жизненно важные гормоны – адреналин, кортизол и соматотропин.

Регуляция секреции глюкагона

Увеличение потребления белковой пищи способствует повышению концентраций аминокислот – аланина и аргинина. Эти аминокислоты стимулируют секрецию глюкагона в крови, поэтому нельзя недооценивать важность стабильного поступления аминокислот в организм человека посредством правильного питания.

Глюкагон выступает катализатором, превращающим аминокислоты в глюкозу. Тем самым увеличивается ее концентрация в крови, соответственно – абсолютно все ткани и клетки организма снабжены гормонами, необходимыми для их полноценной работы.

Секрецию глюкагона, помимо аминокислот, стимулируют активные физические нагрузки. Но, что удивительно, они должны быть проведены на пределе человеческих усилий. Именно в этом случае, концентрация глюкагона увеличивается до 5 раз.

Фармакологическое действие глюкагона

Гормон глюкагон снижает спазмы, изменяет количество сердечных сокращений, увеличивает концентрацию глюкозы в организме за счет расщепления гликогена и образования этого вещества посредством соединения других органических элементов.

Препарат глюкагон назначают пациентам с:

  1. Психическими расстройствами – для оказания шоковой терапии;
  2. Сахарным диабетом, у которых сопутствующим диагнозом является гипоглекимия (пониженный уровень сахара в крови);
  3. Для лабораторных и инструментальных исследований желудочно-кишечного тракта в качестве вспомогательного препарата;
  4. Для устранения спазма при заболевании острым диверкулитом;
  5. Патологией желчных путей;
  6. Для расслабления гладких мышц живота и кишечника.

Инструкция по применению глюкагона

Чтобы использовать гормон в лечебных целях, его получают из поджелудочных желез таких животных, как бык или свинья. Интересно, что последовательность соединения аминокислот в цепочке у этих животных и человека абсолютно идентичны.

При гипогликемии назначают 1 миллиграмм глюкагона внутривенно или внутримышечно. Если необходимо оказать экстренную помощь, то используют именно эти способы введения препарата.

Соблюдение точной инструкции по применению гормона глюкагона показывает, что улучшение у пациента с пониженным уровнем сахара в крови наступает через 10 минут.

Это уменьшит риски поражения центральной нервной системы.

Вводить гормон глюкагон детям с массой тела до 25 кг запрещается. Малышам вводят дозу до 500 мг и в течение 10-15 минут смотрят на состояние организма. После, увеличивают дозу на 30 мкг. Если запасы гормона глюкагона в печени истощены, то необходимо увеличить дозу препарата в несколько раз. Самостоятельно назначать препарат запрещается.

Как только у больного наступает улучшение состояния, то рекомендуется съесть белковую пищу, выпить сладкий теплый чай и принять горизонтальное положение в течение 2 часов во избежание рецидива. Если применение глюкагона не даст результатов, то рекомендуется внутривенно вводить глюкозу. Побочные эффекты после применения глюкагона – это позывы к рвотному рефлексу и тошнота.

Источник: https://shchitovidka-gormon.ru/shhitovidnaya-zheleza/mehanizm-dejstviya-gormonov-belkovoj-prirody/

§ 17. Гормоны

Механизм действия гормонов белковой природы

Глава VI. БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫЕ ВЕЩЕСТВА

§ 17. ГОРМОНЫ

Общие представления о гормонах

Слово гормон происходит от греч. гормао – возбуждать.

Гормоны – это органические вещества,  выделяемые железами внутренней секреции в небольших количествах, транспортируемые кровью к клеткам-мишеням других органов, где они проявляют специфическую биохимическую или физиологическую реакцию. Некоторые гормоны синтезируются не только в эндокринных железах, но и клетками других тканей.

Для гормонов характерны следующие свойства:

a) гормоны секретируются живыми клетками;

b) секреция гормонов осуществляется без нарушения целостности клетки, они поступают непосредственно в кровяное русло;

c) образуются в очень малых количествах, их концентрация в крови составляет 10-6 – 10-12 моль/л, при стимуляции секреции кокого-либо гормона его концентрация может возрасти на несколько порядков;

d) гормоны обладают высокой биологической активностью;

e) каждый гормон действует на определенные клетки-мишени;

f)  гормоны связываются со специфическими рецепторами, образуя гормон-рецепторный комплекс, который определяет биологический ответ;

g) гормоны имеют небольшой период полужизни, обычно несколько минут и не более одного часа.

Гормоны по химическому строению делятся на три группы: белковые и пептидные гормоны, стероидные гормоны и гормоны, являющиеся производными аминокислот.

Пептидные гормоны представлены пептидами с небольшим числом аминокислотных остатков.  Белки-гормоны содержат до 200 аминокислотных остатков. К их числу относятся гормоны поджелудочной железы инсулин и глюкагон, гормон роста и др.

Большинство белковых гормонов синтезируются в виде предшественников – прогормонов, не обладающих биологической активностью.

В частности, инсулин синтезируется в виде неактивного предшественника препроинсулина, который в результате отщепления 23 аминокислотных остатков со стороны N-конца превращается в проинсулин и при удалении еще 34 аминокислотных остатков – в инсулин (рис. 58).

Рис. 58. Образование инсулина из предшественника.

К производным аминокислот относятся гормоны адреналин, норадреналин, тироксин, трииодтиронин. К стероидным принадлежат гормоны коры надпочечников и половые гормоны (рис. 3).

Регуляция секреции гормонов

Верхнюю ступень в регуляции секреции гормонов занимает гипоталамус – специализированная область мозга (рис. 59). Этот орган получает сигналы из центральной нервной системы. В ответ на эти сигналы гипоталамус выделяет ряд регуляторных гипоталамических гормонов. Их называют рилизинг-факторы.

Это пептидные гормоны, состоящие из 3 – 15 аминокислотных остатков. Рилизинг-факторы поступают в переднюю долю гипофиза – аденогипофиз, расположенный непосредственно под гипоталамусом. Каждый гипоталамический гормон регулирует секрецию какого-либо одного гормона аденогипофиза.

Одни рилизинг-факторы стимулируют секрецию гормонов, их называют либеринами, другие, наоборот, тормозят, это – статины. В случае стимуляции гипофизом в кровь выделяются так называемые тропные гормоны, стимулирующие деятельность других желез внутренней секреции.

Те в свою очередь начинают выделять собственные специфические гормоны, которые воздействуют на соответствующие клетки-мишени. Последние в соответствии с полученным сигналом вносят коррективы в свою деятельность.

Надо отметить, что циркулирующие в крови гормоны в свою очередь тормозят деятельность гипоталамуса, аденогипофиза и желез, в которых они образовались. Такой способ регуляции носит название регуляции по принципу обратной связи.

Рис. 59. Регуляция секреции гормонов

Интересно знать! Гипоталамические гормоны, по сравнению с другими гормонами, выделяются в наименьших количествах. Например, для получения 1 мг тиролиберина (стимулирующего деятельность щитовидной железы) потребовалось 4 т ткани гипоталамуса.

Механизм действия гормонов

Гормоны отличаются по своему быстродействию. Одни гормоны вызывают быстрый биохимический или физиологический ответ. Например, печень начинает выделять глюкозу в кровь после появления адреналина в кровяном русле уже через несколько секунд.

Ответ же на действие стероидных гормонов своего максимума достигает через несколько часов и даже дней. Столь значительные различия в скорости ответа на введение гормона связаны с различным механизмом их действия. Действие стероидных гормонов направлено на регуляцию транскрипции.

Стероидные гормоны легко проникают через клеточную мембрану в цитоплазму клетки. Там они связываются со специфическим рецептором, образуя гормон-рецепторный комплекс. Последний, попадая в ядро, взаимодействует с ДНК и активирует синтез иРНК, которая далее транспортируется в цитоплазму и  инициирует синтез белка (рис. 60.).

  Синтезированный белок определяет биологический ответ. Аналогичным механизмом действия обладает и гормон щитовидной железы тироксин.

Действие  пептидных, белковых гормонов и адреналина направлено не на активацию синтеза белка, а на регуляцию активности ферментов или других белков. Эти гормоны взаимодействуют с рецепторами, находящимися на поверхности клеточной мембраны.

Образовавшийся гормон-рецепторный комплекс запускает серию химических реакций. В результате происходит фосфорилирование некорых ферментов и белков, вследствие которого изменяется их активность. В итоге наблюдается биологический ответ (рис. 61).

Рис. 60. Механизм действия стероидных гормонов

Рис. 61. Механизм действия пептидных гормонов

Гормоны – производные аминокислот

Как отмечалось выше, к гормонам, являющимся производными аминокислот, относятся гормоны мозгового слоя надпочечников  (адреналин и норадреналин) и гормоны щитовидной железы (тироксин и трииодтиронин) (рис. 62). Все эти гормоны являются производными тирозина.

Рис. 62. Гормоны – производные аминокислот 

Органами–мишенями адреналина являются печень, скелетные мышцы, сердце и сердечно-сосудистая система. Близок по структуре к адреналину и другой гормон мозгового слоя надпочечников – норадреналин.

Адреналин ускоряет ритм сердца, повышает кровяное давление, стимулирует расщепление гликогена печени и увеличивает содержание глюкозы в крови, обеспечивая, таким образом, мышцы топливом. Действие адреналина направлено  на то, чтобы подготовить организм к экстремальным условиям.

В состоянии тревоги концентрация адреналина в крови может увеличиться почти в 1000 раз.

Щитовидная железа, как отмечали выше, секретирует два гормона – тироксин и трииодтиронин, их соответственно обозначают Т4 и Т3. Главным результатом действия этих гормонов является увеличение скорости основного обмена.

При повышенной секреции Т4 и Т3 развивается так называемая Базедова  болезнь. В таком состоянии скорость обмена веществ увеличена, пища сгорает быстро. Больные выделяют больше тепла, им свойственна повышенная возбудимость, у них наблюдаются тахикардия, потеря массы тела.

 Дефицит гормонов щитовидной железы у детей приводит к задержке роста и умственного развития – кретинизму. Недостаточность иода в пище, а иод входит в состав этих гормонов (рис. 62), вызывает увеличение щитовидной железы, развитие эндемического зоба. Добавление иода в пищу приводит к уменьшению зоба.

С этой целью в Беларуси в состав пищевой соли вводят иодид калия.

Интересно знать! Если поместить головастиков в воду, не содержащую иод, то их метаморфоз задерживается, они достигают гигантских размеров. Добавление иода в воду приводит к  метаморфозу, начинается редукция хвоста, появляются конечности, они превращаются в нормальную взрослую особь.

Пептидные и белковые гормоны

Это наиболее разнообразная группа гормонов. К ним относятся рилизинг-факторы гипоталамуса, тропные гормоны аденогипофиза, гормоны эндокринной ткани поджелудочной железы инсулин и глюкагон, гормон роста и многие другие.

Главной функцией инсулина является поддержание определенного уровня глюкозы в крови. Инсулин способствует поступлению глюкозы в клетки печени и мышц, где она в основном превращается в гликоген.

При недостатке выработки инсулина или полном его отсутствии развивается заболевание сахарный диабет. При этом заболевании ткани больного не могут поглощать глюкозу в достаточных количествах, несмотря на ее повышенное содержание в крови.

У больных происходит выведение глюкозы с мочой. Это явление получило название «голод среди изобилия».

Глюкагон оказывает противоположное инсулину действие, он повышает содержание глюкозы в крови, способствует распаду гликогена в печени с образованием глюкозы, поступающей затем в кровь. В этом его действие сходно с действием адреналина.

Секретируемый аденогипофизом гормон роста, или соматотропин, ответствен за рост скелета и увеличение массы тела человека и животных. Недостаточность этого гормона приводит к карликовости, избыточная же его секреция выражается в гигантизме, или акромегалии, при которой происходит усиленный рост кистей рук, ступней ног, лицевых костей.

Стероидные гормоны

Как отмечено выше, к стероидным гормонам принадлежат гормоны коры надпочечников и половые гормоны (рис. 3).

В коре надпочечников синтезируются свыше 30 гормонов, их называют также кортикоидами. Кортикоиды делят на три группы.

Первая группа – это глюкокортикоиды, они регулируют углеводный обмен, оказывают противовоспалительное и антиаллергическое действие.

Вторую группу составляют минералокортикоиды,   они поддерживают, главным образом, водно-солевой баланс в организме. К третьей группе относятся кортикоиды, занимающие промежуточное положение между глюкокортикоидами и минералокортикоидами.

Среди половых гормонов различают андрогены (мужские половые гормоны) и эстрогены (женские половые гормоны). Андрогены стимулируют рост и созревание, поддерживают функционирование репродуктивной системы и формирование вторичных половых признаков. Эстрогены регулируют активность женской репродуктивной системы.

Источник: https://ebooks.grsu.by/osnovi_biohimii/17-gormony.htm

Механизм действия белковых (пептидных) гормонов

Механизм действия гормонов белковой природы

Гормоны этой группы могут иметь от двух до 200 и более аминокислотных остатков. В их числе — гормоны поджелудочной железы инсулин, глюкагон и соматостатин, паратгормон, кальцитонин, катехоламины и все гормоны гипоталамуса и гипофиза. Они синтезируются на рибосомах в форме крупных прогормонов, депонируясь в секреторных везикулах и трансформируясь в формы активных пептидов.

Белковые (пептидные) гормоны и производные отдельных аминокислот (исключая тиреоидные гормоны) являются водорастворимыми соединениями, они не имеют транспортных белков, и клеточные мембраны служат барьером для них.

Первый контакт пептидных гормонов с клеткой-мишенью осуществляется на основе взаимосвязи с белком-рецептором, расположенным на наружной поверхности плазматической мембраны клетки.

Механизм действия гормонов этой группы получил название «мембранного».

Механизм действия гормон-рецепторного комплекса гормонов этой группы протекает с обязательным участием посредников, которые индуцируют ответ клетки. Наиболее важными посредниками являются цАМФ, ИТФ, ионы кальция.

Через посредство различных рецепторов на наружной мембране клетки все гормоны этой группы взаимодействуют с ферментом аденилатциклазой (АЦ), локализованной на внутренней поверхности плазматической мембраны.

При этом происходит активация АЦ, которая катализирует образование циклического АМФ (цАМФ) из АТФ. В этом процессе цАМФ синтезируется за счет циклизации АМФ в результате распада АТФ под влиянием АЦ.

Аденилатциклаза — сложный мембранный белок с множественными трансмембранными сегментами. цАМФ гидролизуется под влиянием фосфодиэстеразы в 5-АМФ.

цАМФ обеспечивает очень широкий круг клеточных процессов, таких как повышение распада запасов энергетических веществ, усиление секреции кислот слизистой желудка, снижение слипания тромбоцитов крови, индуцирование открытия каналов для хлоридов тканей. Сазерленд (Sutherland), биохимик из США, открывший в тканях цАМФ, назвал цАМФ «вторичным мессенджером», который передает внутри клетки

сигнал пептидного или белкового «первичного посредника», остающегося вне клетки.

В свою очередь цАМФ активирует протеинкиназу, тетра- мерный белок (выделено около 20 различных протеинкиназ).

Протеинкиназы (ПК) мышц в своем составе имеют две регуляторные субъединицы (Р), которые обладают высокой степенью сродства к цАМФ, и две каталитические субъединицы (К).

В отсутствие цАМФ регуляторные и каталитические субъединицы формируют единый Р2К2-комплекс, который ферментативно не активен. Связывание двух молекул цАМФ с каждой Р-субъединицей приводит к распаду Р2К2-комплекса на

Р- и К-субъединицы. В этом случае свободные К-субъединицы будут являться ферментативно активными. Таким образом, взаимодействие дАМФ с Р-субъединицей уменьшает эффект угнетения каталитической субъединицы.

Затем с участием активной формы ПК происходит фосфорилирование ряда ферментов с участием АТФ. Поэтому если гормон является первичным эф- фекторным посредником (от одной клетки к другой), то цАМФ — вторичный внутриклеточный мессенджер.

цАМФ рассматривается как центральный мессенджер действия гормона на эффек- торную клетку.

Гормоны белковой (пептидной) природы, действуя посредством внеклеточных рецепторов плазматических мембран, оказывают быстрый физиологический или биохимический ответы. В частности, спустя секунды после секреции адреналина мозговой долей надпочечников, скелетная мышца отвечает усилением распада гликогена.

При этом через свои рецепторы адреналин активирует аденилатциклазу, в итоге которой происходит синтез многих молекул цАМФ в ответ на каждую молекулу рецептор-связанного гормона. цАМФ в свою очередь активирует цАМФ-зависимую протеинкиназу, которая активирует фосфорилазкиназу с последующей активацией гликогенфос- форилазы.

В результате этого каскада реакций одна молекула адреналина вызывает продукцию многих тысяч молекул глю- козо-1-фосфата из гликогена.

Основное влияние гормонов белковой (пептидной) группы на активацию синтеза белка в обменных процессах проявляется прежде всего под действием протеинкиназ, которые посредством фосфатаз регулируют клеточный ответ путем изменения функциональной активности или количества белков (ферментов) и других белков, что приводит к изменению скорости метаболизма.

Число рецепторов на клеточной мембране достигает 10 тыс., но только 10-20% из них участвуют во взаимосвязи с гормонами, обеспечивая максимальный гормональный ответ.

Следует отметить роль ионизированного кальция как второго внутриклеточного мессенджера действия ряда гормонов. Роль кальция в действии гормонов доказывается тем, что эффект многих из них исчезает при снижении внутриклеточных запасов кальция и усиливается при увеличении концентрации этого элемента в клетке.

Ионы кальция (Са++) повышают активность фосфатаз, обеспечивающих фосфорилирование белков. Для этого ионы кальция поступают из клеточных органелл при одновременном поступлении Са++ внутрь клетки, либо необходимо торможение его выхода из клетки за счет Са++-насоса.

Уместно назвать при этом белок кальмодулин, связывающий 4 атома кальция и повышающий активность фосфодиэстеразы, превращающей цАМФ в 5-АМФ.

Внутриклеточный уровень кальция (10~6-1СГ7 М) контролируется активной Са2″/]2+-АТФ-азой, которая направляет Са2+ во внеклеточное пространство, где концентрация этих ионов равна 10 3 М. Концентрация Са2+ в плазме крови строго поддерживается паратгормоном, кальцитонином и кальцитри- олом (витамином D).

Источник: https://ozlib.com/813466/himiya/mehanizm_deystviya_belkovyh_peptidnyh_gormonov

Пути передачи гормонального сигнала в клетку. Механизм действия гормонов белковой и стероидной природы. ( аденилатциклазная система, гуанилатциклазная система, оксид азота2

Механизм действия гормонов белковой природы

Понятие о гормонах как активных участниках нейро- гуморальных механизмов регуляции обменных процессов

Существует 2 способа регуляции функций организма:

1. нервная( вкл. ЦНС)

2. гуморальная (вкл. Гипоталамус, гипофиз, эндокринные железы и отдельные эндокринные клетки)

Они объединяются в единую нейроэндокринную систему.

Гормон — БАВ органической природы, которое вырабаывается железами внутренней секреции. Регулируют метаболические процессы и действуют в очень небольших концентрациях.

Действие гормонов: 1.аутокринно, т. е. На клетку, которая произвела этот гормон

2. паракринно, т. е. Действует на микрорегион, в кот произведен гормон

3. эндокринно, т .е. На расстоянни от места его секреции.

Эффекты гормонов определяется различными факторами:

1.концентрацией гормона

2.его сродством с белком-рецептором

3.количеством и типом рецепторов на поверхности клеток-мишеней.

Эффекты гормонов:

1.увеличение и снижение синтеза белков

2.фосфолирирование и дефосфолирирование, следовательно активация, дезактивация ферментов

3.изменение скорости транспорта веществ в клетку и из клетки

Основные принципы нейро-гуморальной регуляции обмена веществ. Место и роль гормонов в иерархии регуляторных систем.

Иерархия регуляторных систем:

Классификация гормонов, общие свойства гормонов, гормоноподобные вещества.

Классификация гормонов:

1. по химической природе:

– пептидны (состоят из аминокислотных остатков, кот связаны пептидными связями( от 3 до 200 а/к). Например: инсулин, глюкогон, все гормоны гипоталамуса и гипофиза. Не могут поавдать в клетку, т к с большой молекулярной массой.

– Стероидные (гормоны половых желез. Являются производными холестерола).Они взаимодействуют с рецепторами, кот находятся внутри клетки. Свободно проходят в кл, т к липофильны.

– Производные аминокислот ( гормоны щитовидной железы, мозгового вещества надпочечников( адреналин, норадреналин) Синтезируются из Тирозина.

2. по влиянию на метаб. процессы:

– анаболические

– катаболические

3. по месту образования

– центральные

– переферические

Признаки гормонов:

1. БАВ

2. вырабатываются спец. Органами

3. поступают в кровь

4. регулируют метаболические процессы

5. опосредуют свое действие через рецепторы

6. действуют в очень низких концентрациях

Гормоноподобные вещества —вещества, у которых отсутствует один их признаков гормонов. Они действуют ауто- и паракринно. К ним относятся: 1. цитокины

2. эйкозаноиды

3. пептитидные медиаторы (ВИП)

4. биогенные амины ( серотонин, гистамин)

5. гормоны- витамины.

Пути передачи гормонального сигнала в клетку. Механизм действия гормонов белковой и стероидной природы. ( аденилатциклазная система, гуанилатциклазная система, оксид азота2

Начальный этап действия гормона на клетку-мишейнь — взаимодействия Г. с рецептором клетки. Рецепторы делятся на : 1. рецепторы пептидных Г.( располагаются на поверхности клетки); 2. рецепторы стероидных гормонов и тиреоидных Г.( располагаютс в цитоплазме (для глюкокортикостероидов) и в ядре (для андрогенов, эстрогенов).

Рецепторы — белки с несколькими доменами — функциональными участками. Имеет 3 домена:

1. домен узнавания, на Н конце полипептидной цепи, на внешней стороне мембраны. Обеспечивает узнавание и связывание Г. За счет гликозилированного участка

2. трансмембранный. Их 2 типа:

– из 7 плотноупакованных, альфа спиралей полипептидной последовательности

– из 1 спирали полипептидной цепи

3. цитоплазматический. Создает химический сигнал в клетке,который воспринимает G-белок, он передает сигнал в клетку, в результате чего возникает клеточный ответ. Шапероны инактивируют цитоплазматические рецепторы.

Механизм действия гормонов белковой природы. Передача гормонального сигнала в клетку, после связывания гормона с рецепторами, происходит при помощи вторичных посредников ( цАМФ, ц ГМФ, инозитол 3 фосфат( ИФ3), NO2, диайилглицерол(ДАГ)).

Синтез вторичных мессенджеров:

1. цАМФ- образуется из АТФ под действием аденилатциклазы( она активируется G-белком). цАМФ активирет протеинкиназу, она фосфолирирует белки — эффект гормона

2. цГМФ — образуется из ГТФ под действие гуанилатциклазы. цГМФ активирует протеинкиназу, она фосфолирирует белки — эффект гормона

3. ИФ3 и ДАГ — образуются из фосфоинозитолтрифосфата(кот находится в мембране, на него действует фосфолипаза С и образуются ИФ3 и ДАГ).

ИФ3 активирует Ca, Ca связывается с кальмодулином, активируется протеинкиназа, она фосфолирирует белки — эффект гормона.

ДАГ активирует протеинкиназу, она фосфолирирует белки — эффект грмона.

4. NO2 — поступает из вне. Может синтезироваться из аргинина под действием NO-синтазы. NO2 действует на гуанилатциклазу и следовательно увеличивает количество ц ГМФ.

Механизм действия стероидных гормонов. При взаимодействии гормона с рецептором, рецептор освобождается от шаперона, происходит димеризация ( цинковые пальцы шаперонов,кот состоят из цинка и цистеина,участвуют в связывании рецептора с промотором), происходит взаимодействие гормона с ДНК- индукция или репрессия синтеза белков.

Рекомендуемые страницы:

Воспользуйтесь поиском по сайту:

Источник: https://megalektsii.ru/s11727t6.html

Моя щитовидка
Добавить комментарий