Hormoonid

Hormoonid

Hormoonid (gr. hormao- panin liikuma) - need on ained, mida toodavad spetsiaalsed rakud ja mis reguleerivad ainevahetust üksikutes organites ja kogu kehas tervikuna. Kõiki hormoone iseloomustab kõrge toime spetsiifilisus ja kõrge bioloogiline aktiivsus.

Paljud pärilikud ja omandatud haigused on seotud hormonaalse ainevahetuse rikkumisega, millega kaasnevad tõsised probleemid keha arengus ja toimimises ( kääbuslus, Ja gigantism, suhkur Ja mitte-suhkrut diabeet, mükseedeem, pronksi haigus ja jne).

Hormoone saab klassifitseerida keemilise koostise järgi struktuur, lahustuvus, lokaliseerimine nende retseptorid ja nende mõju ainevahetus.

Hormoonide klassifikatsioon struktuuri järgi

Klassifikatsioon vastavalt mõjule ainevahetusele

Klassifikatsioon sünteesikoha järgi

Hormonaalne signaal

Raku aktiivsuse reguleerimiseks vereplasmas olevate hormoonide abil on vaja anda rakule võime seda signaali tajuda ja töödelda. Selle ülesande teeb keeruliseks asjaolu, et signaalimolekulid ( neurotransmitterid, hormoonid, eikosanoidid) on erineva keemilise olemusega, peaks rakkude reaktsioon signaalidele olema erineva suuna ja piisava ulatusega.

Sellega seoses on välja kujunenud kaks peamist signaalmolekulide toimemehhanismi retseptori lokaliseerimise järgi:

1. Membraan Retseptor asub membraanil. Nende retseptorite puhul olenevalt alates meetod hormonaalse signaali edastamiseks rakku kolme tüüpi membraaniga seotud retseptoreid ja vastavalt kolm signaaliedastusmehhanismi. Selle mehhanismi järgi töötavad peptiid- ja valguhormoonid, katehhoolamiinid, eikosanoidid.

2. tsütosoolne Retseptor asub tsütosoolis.

Hormoonide biokeemia, nende keemiline koostis ja funktsioonid on nii keerulised, et moodustasid eelmise sajandi alguses teadusena esile kerkinud bioloogilise keemia omaette haru.

Hormoonide toimemehhanismi uurimise tähtsus

Peaaegu kõik hormoonid osalevad inimkeha loomulikus ainevahetuses, täites samal ajal signaali- ja reguleerimisfunktsioone mis tahes protsessis.

Mehhanism, mille abil mõne kehaorgani rakkudes toodetud bioloogiliselt aktiivsed kemikaalid keemiliste reaktsioonide kaudu mõjutavad teiste rakkude ja elundite tegevust, on nii keeruline kui siiani arusaamatu. Otsene mõju inimkeha elutegevusele on vaieldamatu, kuid teadmised nende kohta ei ole siiski piisavad, et neid õigesti juhtida.

Juba uuritud hormoonide struktuur näitas, et neil on sarnaselt teiste signaalmolekulidega ühised omadused ja need toimivad teabe edastamise allikana. Miks osad neist kogutakse eraldi näärmetesse, teised aga ringlevad läbi keha, miks üks nääre toodab mitut tüüpi erinevaid bioloogiliselt aktiivseid aineid, mis kemikaalidel on mõju keerulise ahelreaktsiooni mehhanismi käivitamisel, jääb veel uurida.

Hetk, mil inimkond õpib usaldusväärse täpsusega kontrollima hormoonide tegevust eraldi organismis, avaneb tema teaduses ja ajaloos uus lehekülg.

Inimkeha endokriinsüsteem

Alles eelmise sajandi keskel avastati hormoonid ja vitamiinid ning uuriti reaktsioone, mis annavad rakkudele energiapotentsiaali. Endokriinsüsteemi tegevus, mis sünteesib neid ja reguleerib ringlevate vedelike kaudu vajalike mõjutsoonide varustamist, levib üle kogu inimkeha.

Näärmeaparaati uuriv bioloogia uurib üldist ehitust, kuid selleks, et uurida kogu interaktsioonimehhanismi, sealhulgas endokriinsete näärmete aktiivsuse vabalt transporditavaid komponente, oli vaja kahe teaduse ühiseid jõupingutusi. , mille piiril ilmus biokeemia. Hormoonide aktiivsuse uurimine on väga oluline, kuna sellel on oluline koht keha töös ja selle elutähtsate funktsioonide elluviimisel.

Endokriinsüsteemi eluea jooksul:

• tagab elundite ja struktuuride koordinatsiooni;
• osaleb peaaegu kõigis keemilistes protsessides;
• stabiliseerib aktiivsust seoses keskkonnatingimustega;
• kontrollib arengut ja kasvu;
• vastutab seksuaalse diferentseerumise eest;
• mõjutab valdavalt reproduktiivset funktsiooni;
• toimib ühe inimenergia generaatorina;
• kujundab psühho-emotsionaalseid reaktsioone ja käitumist.

Seda kõike pakub keerukas struktuurisüsteem, mis koosneb näärmeaparaadist ja hajutatud osast endokriinsete rakkude kujul, mis on hajutatud kogu kehas. Teatud stiimuli mõju retseptorile toob kaasa signaali, mille kesknärvisüsteem saadab hüpofüüsile vastava sõnumi.

See edastab käsu troopilistele hormoonidele, mida ta selleks eritab, ja saadab need teistele näärmetele. Need omakorda toodavad oma aineid, paiskades need verre, kus teatud rakkudega suhtlemisel tekib keemiline reaktsioon.

Pakutavate funktsioonide ja esilekutsutud reaktsioonide mitmekesisus ja varieeruvus paneb endokriinsüsteemi tootma märkimisväärse hulga absoluutselt erinevat tüüpi toimega keemiliselt ja bioloogiliselt aktiivseid aineid, mida mõistmise hõlbustamiseks kirjeldatakse üldise koondnimetuse all hormoonid.

Hormoonide tüübid ja nende funktsioonid

Kõikide inimkeha toodetud toodete loetlemine on võimatu, kasvõi seetõttu, et neid kõiki pole veel tuvastatud ja uuritud. Inimesele teadaolevatest ainetest piisab aga väga pikaks loeteluks. Hüpofüüsi eesmine osa toodab:

• kasvuhormoon (somatropiin);
• melaniin, mis vastutab värvipigmendi eest;
• kilpnääret stimuleeriv hormoon, mis reguleerib kilpnäärme aktiivsust;
• prolaktiin, mis vastutab piimanäärmete aktiivsuse ja laktatsiooni eest.

Luteiniseerivad ja folliikuleid stimuleerivad ained stimuleerivad sugunäärmeid ja seetõttu klassifitseeritakse need gonadotropiinideks. Hüpofüüsi tagumine osa toodab:

• normaalsete veresoonte säilitamine;
• oksütotsiin, mis põhjustab emaka toonust.

Paljude hormoonide jaoks ei ole põhifunktsioon ainus ja lisaks pakuvad nad teatud protsesse.

Kilpnääre toodab:

• kilpnäärmehormoonid, mis vastutavad valkude sünteesi ja toitainete lagunemise eest. Süsivesikute vahetus ja loomuliku ainevahetuse stimuleerimine toimub nende osalusel ja koostoimel teiste keemiliste ühenditega;
• kaltsitoniin, mida varem peeti ekslikult kõrvalkilpnäärmete aktiivsuse produktiks, toodetakse samuti kilpnäärmes ja vastutab kaltsiumi taseme eest ning selle hüperproduktsioon või puudumine võib põhjustada tõsiseid patoloogiaid.

Muud hormoone tootvad organid

Neerupealise säsi toodab adrenaliini, mis tagab organismi reageerimise ohule ja vastavalt ka keha enda ellujäämise. See pole kaugeltki ainus adrenaliini funktsioon, kui arvestada selle koostoimet keemilistes reaktsioonides teiste bioloogiliselt aktiivsete ainetega.

Need, mida neerupealiste koor toodab, on veelgi mitmekesisemad:

• glükokortikoidid mõjutavad ainevahetust ja immuunsüsteemi aktiivsust;
• mineralokortikoidid säilitavad soola tasakaalu;
• androgeenid ja östrogeenid toimivad sugusteroididena.

Ka munandid toodavad ja munasarjad toodavad östrogeene ja progesterooni. Nad valmistavad emaka ette viljastamiseks.

Pankreas toodab insuliini ja glükagooni, mis vastutavad veresuhkru taseme eest ja reguleerivad keemiliste reaktsioonide kaudu.

Seedetrakti hormoonid - koletsüstokiniin, sekretiin ja pankreosüümiin on seedetrakti limaskesta reaktsioon spetsiifilisele stimulatsioonile ja tagavad toidu seedimise. Närvirakud sünteesivad rühma neurohormoone, mis on hormoonitaolised ained. Need on keemilised ühendid, mis stimuleerivad või pärsivad teiste rakkude aktiivsust.

Mõnede nende struktuuri on suhteliselt hästi uuritud ja seda kasutatakse valmisravimite kujul sekretoorsete mehhanismide reguleerimiseks. Selleks on sünteesitud palju hormoone, kuid see on veel kündmata väli teaduslikuks tegevuseks, loomingulisteks katseteks ja teadlaste tulevasteks monograafiateks.

Kahtlemata toob biokeemiliste koostoimete ja sisesekretsiooninäärmete aktiivsuse edasine uurimine märkimisväärset kasu paljude pärilike haiguste ja patoloogiate ravimisel.

Hormoonide klassifikatsioon

Praeguseks on teadusele teada rohkem kui sada erinevat tüüpi hormoone ja nende mitmekesisus on tõsiseks takistuseks igasugusele põhjendatud nomenklatuuri klassifitseerimisele. Erinevate klassifitseerimiskriteeriumide järgi on koostatud neli levinud hormonaalset tüpoloogiat ja ükski neist ei anna piisavalt täielikku pilti.

Kõige tavalisem klassifitseerimine toimub sünteesikoha järgi, mis viitab toimeainetele tootvale näärmele. Hoolimata asjaolust, et see on väga mugav inimestele, kellel pole hormoonide biokeemiaga kui teadusega midagi pistmist, ei anna tootmiskoht täielikult aimu endokriinsüsteemi bioloogilise komponendi struktuurist ja olemusest.

Keemilise struktuuri järgi klassifitseerimine ajab asja veelgi segadusse, kuna jagab hormoonid tavapäraselt järgmisteks osadeks:

• steroidid;
• valk-peptiidained;
• rasvhapete derivaadid;
• aminohapete derivaadid.

Kuid see on tingimuslik jaotus, kuna samad keemilised ühendid täidavad erinevaid bioloogilisi funktsioone ja see muudab vastastikmõju mehhanismi mõistmise keeruliseks.

Funktsionaalne klassifikatsioon jagab hormoonid järgmisteks osadeks:

• efektor (toimib ühele sihtmärgile);
• troopiline, vastutab efektori tootmise eest;
• vabastavad hormoonid, mis toodavad troopiliste ja teiste hüpofüüsi hormoonide sünteesi.

Peamine klassifikatsioon, mis aitab mõista hormoonide biokeemiat, on nende jagunemine bioloogiliste funktsioonide järgi:

• lipiidide, süsivesikute ja aminohapete metabolism;
• kaltsiumfosfaadi metabolism;
• metaboolne vahetus hormoone tootvates rakkudes;
• reproduktiivfunktsiooni aktiivsuse kontrollimine ja tagamine.

Bioloogiliste ainete keemiline koostis, mis on tinglikult seotud terminoloogilise rühmaga hormoonide üldnimetuse all, eristub struktuuri eripärast, mis on tingitud täidetavatest funktsioonidest.

Struktuurne struktuur ja biosüntees

Hormoonide struktuur on üsna üldine teema, sest paljud neist moodustuvad spetsialiseerunud rakkudes ja sünteesitakse endokriinsüsteemi erinevates näärmetes. Üksiku hormooni struktuuri määravad nii selles sisalduvad kemikaalid kui ka nende reaktsioonide kvalitatiivne tuletis, millesse iga üksik reaktiiv siseneb.

Enamik endokriinseid näärmeid toodab mitmeid keemiliselt ja bioloogiliselt aktiivseid aineid, millest igaühel on individuaalne struktuur ja sellele korraldusele vastavad funktsionaalsed kohustused. Defektid hormooni struktuuris võivad olla süsteemsete või pärilike haiguste põhjuseks ning häirida ainevahetust, nende retseptorite aktiivsust, hävitada signaali edastamise mehhanismi sihtmärgile.

Vastavalt keemilisele struktuurile jagunevad hormoonid kolme põhirühma:

• valk-peptiid;
• segatud, ei ole seotud kahe esimesega.

Valguhormoonide struktuur koosneb aminohapetest, mis on omavahel seotud peptiidsidemetega, ja polüpeptiidid on need, mis koosnevad vähem kui 75 aminohappest. Nendel, mis sisaldavad süsivesikute jääke, on oma nimi – glükoproteiinid.

Vaatamata sarnasele struktuurile toodavad valguhormoone erinevad näärmed ja neil pole midagi ühist toimekoha või selle mehhanismi ning isegi suuruse ja molekulaarstruktuuri osas. Valkude hulka kuuluvad:

• vabastavad hormoonid;
• vahetus;
• pabertaskurätik;
• hüpofüüsi.

Enamiku valguhormoonide struktuur on tänaseks dešifreeritud ja toodetud sünteetiliste ainetena, mida kasutatakse ravimeetmeteks.

Steroidid toodetakse ainult neerupealistes (koores) ja sugunäärmetes ning sisaldavad tsüklopentaanperhüdrofenantreeni südamikku. Kõik steroidid on kolesterooli derivaadid ja kõige kuulsamad neist on kortikosteroidid.

Paljusid steroide sünteesitakse ka teaduslaborites. Kolmas rühm, mida mõnes allikas nimetatakse amiinideks, ei ole praktiliselt allutatud ühelegi üldistavale tunnusele, kuna see sisaldab nii peptiidrühmi kui ka keemilisi vaheühendeid, nagu lämmastikoksiid, ja pika ahelaga rasvhappeid ja amiini derivaate. Segarühma keemilist koostist ei saa loomulikult taandada ainult amiinideks, kuna sellesse on tavapäraselt lisatud palju keemilisi derivaate.

Toimemehhanism ja selle omadused

Hormoonide poolt täidetavad funktsioonid on nii mitmekesised, et neid on isegi võhikliku kujutlusvõime jaoks raske ette kujutada:

• proliferatiivsed protsessid, mida nad reguleerivad kombineeritud ja tundlikes kudedes;
• sekundaarsete seksuaalomaduste areng;
• kontraktiilsete lihaste tegevus;
• metaboolse ainevahetuse intensiivsus, selle kulg;
• kohanemine muutuvate keskkonnatingimustega korraga mitmes süsteemis toimuvate keemiliste reaktsioonide kaudu;
• psühho-emotsionaalne erutus ja teatud organite tegevus.

Kõik see toimub teatud interaktsioonimehhanismide kaudu. Nende interaktsioonimehhanismidel on vaatamata bioloogiliselt ja keemiliselt aktiivsete ainete erinevale keemilisele struktuurile mõned sarnased tunnused.

Hormoonid, mille biokeemia on suunatud mitut tosinat tüüpi reaktsioonide läbiviimisele, interakteeruvad sihtmärkidega raku tuumas või pärast rakumembraanile kinnitumist. Interaktsiooniefekt ilmneb ainult siis, kui hormoon on retseptoriga ühenduses ja oma mehhanismi liikuma pannud. Mõnedes uuringutes võrreldakse retseptorit lukuga, mille võtmeks on hormoon.

Ainult tihe suhtlemine, võtme keeramine, avab suletud, esialgu luku. Selles näites on oluline hormooni vastavus retseptorile.

Hormoonide ja teiste struktuuride vahelise koostoime mehhanism

Sünteesi, derepressiooni, translatsiooni ja transkriptsiooni aktiivsus määrab ainevahetuse intensiivsuse. Hormoonide toimet protsessidele, milles osalevad ensüümid, kinnitavad või blokeerivad rakus olevad tsütostaatikumid.

Messenger RNA mängib ensümaatilise aktiivsuse tagamisel teise vahendaja rolli. Olles verre erituvate sisesekretsiooninäärmete derivaadid, saavutavad nad ringlevas vedelikus väga madala kontsentratsiooni ja ainult spetsiifiliste retseptorite olemasolu võimaldab sihtmärgil enda poole suunatud aktivaatorit kinni püüda.

Kaasaegsed uuringud on võimaldanud kindlaks teha spetsiaalsete toimeainete olemasolu, mis vastutavad organismile vajalike hormoonide sünteesi ja paljunemise eest ning närvikudede kaudu närviimpulsside edastamiseks toimivate hormoonide ja neurohormoonide osalus toimub erinevate mehhanismide kaudu.

Hormoonid interakteeruvad motoorse otsaplaadiga, neurohormoonid aga läbivad kesknärvisüsteemi transpordiradu või hüpofüüsi portaalsüsteemi.

Hormonaalse koostoime mehhanismi ei määra mitte ainult toimeaine keemiline struktuur, vaid ka selle transportimisviis, transporditeed ja hormooni sünteesimise koht.

Toimemehhanism on selge kontakti- ja mõjusüsteem rakumembraanile ehk tuumale, mis tuleneb biokeemilistest reaktsioonidest ja geneetilisel tasandil sätestatud informatsioonist.

Vaatamata märkimisväärsele erinevusele hormoonide struktuuris, ülekandemehhanismis ja tegelikult ka retseptoris, on selles protsessis kahtlemata mõned ühised punktid. Valkude fosforüülimine on signaaliülekandes kahtlemata osaleja. Aktiveerimine ja selle lõpetamine toimub spetsiaalsete regulatiivsete mehhanismide abil, milles on kahtlemata negatiivse tagasiside hetk.

Hormoonid on keha funktsioonide humoraalsed regulaatorid ja nende peamised spetsiifilised funktsioonid ning nende ülesanne on säilitada selle füsioloogiline tasakaal spetsiaalsete keemiliste ja biokeemiliste reaktsioonide abil.

Signaali ülekande biokeemilised mehhanismid ja mõju sihtrakule

Retseptorvalgu ühes domeenis on sait, mis on koostiselt komplementaarne signaalmolekuli komponendiga. Interaktsiooniprotsessis on määravaks hetk, mil signaalmolekuli osa kinnitatakse suhtelises identiteedis ja sellega kaasneb ensüümi-substraadi koosluse tekkega sarnane moment.

Selle reaktsiooni mehhanism ei ole hästi mõistetav, nagu ka enamik retseptoreid. Hormoonide biokeemia teab ainult seda, et retseptori ja signaalmolekuli osa vahelise komplementaarsuse loomise hetkel tekivad hüdrofoobsed ja elektrostaatilised vastasmõjud.

Sel hetkel, kui retseptorvalk seostub signaalmolekuli kompleksiga, toimub biokeemiline reaktsioon, mis käivitab kogu mehhanismi, rakusisesed reaktsioonid, mõnikord väga spetsiifilise iseloomuga.

Peaaegu kõik endokriinsed häired põhinevad raku retseptori võime kadumisel signaali ära tunda või signaalmolekulidega dokkida. Selliste häirete põhjuseks võivad olla nii geneetilised muutused kui ka spetsiifiliste antikehade tootmine organismis või retseptorite sünteesi puudulikkus.

Kui dokkimine siiski õnnestus, algab interaktsiooniprotsess, mis seni uuritud vormingus eristatakse kahte tüüpi:

• lipofiilne (retseptor asub sihtraku sees);
• hüdrofiilne (retseptori asukoht välismembraanis).

Milline ülekandemehhanism konkreetsel juhul valitakse, sõltub hormoonmolekuli võimest tungida läbi sihtraku lipiidikihti või kui selle suurus seda ei võimalda või on polaarne, siis suhelda väljaspool. Rakk sisaldab vahendajaid, mis tagavad signaaliülekande ja reguleerivad sihtmärgi sees olevate ensüümrühmade aktiivsust.

Praeguseks on teada tsükliliste nukleotiidide, inositooltrifosfaadi, proteiinkinaasi, kalmoduliini (kaltsiumi siduv valk), kaltsiumiioonide ja mõnede valkude fosforüülimises osalevate ensüümide osalemise mehhanismis.

Hormoonide bioloogiline roll organismis

Hormoonid mängivad inimkeha elutähtsa aktiivsuse tagamisel tohutut rolli. Seda tõendab tõsiasi, et teatud hormooni tootmise rikkumine endokriinsete näärmete poolt võib põhjustada tõsiste patoloogiate ilmnemist inimesel, nii kaasasündinud kui ka omandatud.

Hormooni liigne või ebapiisav tootmine inimkehas häirib tema elu normaalset, füsioloogilist protsessi ning loob spetsiifilise füüsilise või psühho-emotsionaalse seisundi halvenemise. Kõrvalkilpnäärme talitlushäire tekitab probleeme luu- ja lihaskonnaga, mõjutab luusüsteemi, häirib maksa ja neerude tööd.

Normist erinevas koguses põhjustab see psüühikahäireid, veresoonte seinte või isegi siseorganite lupjumist. Peavalud, lihaskrambid, südame löögisageduse tõus - kõik need on ainult ühe sisesekretsiooninäärme talitlushäire tagajärjed. Neerupealiste hormoonide ebanormaalne tootmine:

• võtab inimeselt võimaluse valmistuda stressirohkeks seisundiks;
• rikub süsivesikute ainevahetust;
• põhjustab patoloogilist rasedust, selle negatiivset kulgu, raseduse katkemist;
• seksuaalne viljatus.

• reguleerida seedimisprotsessi;
• insuliini tootmine;
• aktiveerida rasvade lõhustamise protsess;
• tõsta vere glükoosisisaldust.

Hüpofüüs mõjutab luteiniseeriva hormooni moodustumist, mis mõjutab reproduktiivfunktsiooni, vastutab inimkeha normaalse arengu eest kõigil selle perioodidel.

Igat tüüpi ainevahetus, kasv ja areng, paljunemisfunktsioon, geneetiline teave, loote moodustumine emakas, ovulatsiooni ja viljastumise protsess, homöostaas, väliskeskkonnaga kohanemine - need on vaid mõned protsessidest, mille mehhanism on usaldatud hormoonid.

Hormonaalse ebaõnnestumise välised ja üldised sümptomid

Hormoonide biokeemia on teadus, mis on ette nähtud sõltumatuks uurimiseks ja see on tingitud hormoonide olulisest rollist kehas. Seda ei saa üle hinnata, sest normaalsest hormonaalsest taustast sõltuvad elutsükkel, töövõime, psühho-emotsionaalne seisund. Probleemid hormoonide paljunemisega on kergesti diagnoositavad isegi ilma spetsiaalsete testideta, sest inimesega hakkavad kaasnema:

• peavalud;
• normaalse, täieliku une rikkumised;
• tsüklilised või spontaansed meeleolumuutused;
• põhjendamatu agressiivsus ja püsiv ärrituvus;
• äkilised paanika- ja hirmuhood.

Kõik see on hormonaalse tootmise rikkumise otsene tagajärg ja need murettekitavad sümptomid on signaaliks arsti poole pöördumiseks. Homoonide tootmine ja biokeemia on keerulised protsessid, mis sõltuvad paljudest komponentidest, sealhulgas pärilikest teguritest. Nende protsesside uurimine võib tänapäeva meditsiinile oluliselt kaasa aidata, mistõttu pööratakse nii suurt tähelepanu hormoonide biokeemiale.

On tõestatud, et inimhormoonide hulka on tänaseks uuritud isegi üle saja ja rohkemgi ning retseptorite kommunikatsiooni ja neurohumoraalsete reaktsioonide mehhanismid nõuavad endiselt lähimat uurimist.

Alles pärast analüüside dešifreerimist saab spetsialist hakata ravima hormonaalseid häireid ja reguleerima inimkeha tegevust hormonaalsete ravimite abil, mis on suures osas välja töötatud ja sünteesitud hormoonide biokeemia abil, mis on loodud teaduse põhjal. bioloogia, keemia ja meditsiini äärel ning mis on tänapäeval üks lootustandvamaid biokeemiavaldkondi.

Selle edasiarendamine võib kaasa tuua vananemise ennetamise, geneetiliste deformatsioonide ilmnemise vältimise, vähkkasvajate ravimise ja paljude inimeste tervise globaalsete probleemide lahendamise.

1. Hormoonide üldised omadused Hormoonid on bioloogiliselt aktiivsed ained, mida sünteesitakse väikestes kogustes endokriinsüsteemi spetsialiseeritud rakkudes ja mis viiakse ringlevate vedelike (näiteks vere) kaudu sihtrakkudesse, kus nad avaldavad oma reguleerivat toimet.
Hormoonidel, nagu ka teistel signaalmolekulidel, on mõned ühised omadused.
1) vabanevad neid tootvatest rakkudest rakuvälisesse ruumi;
2) ei ole rakkude struktuurikomponendid ega kasutata energiaallikana;
3) on võimelised spetsiifiliselt suhtlema rakkudega, millel on antud hormooni retseptoreid;
4) on väga kõrge bioloogilise aktiivsusega – mõjuvad efektiivselt rakkudele väga madalatel kontsentratsioonidel (umbes 10 -6 -10 -11 mol/l).

2. Hormoonide toimemehhanismid Hormoonid mõjutavad sihtrakke.
Sihtrakud on rakud, mis interakteeruvad spetsiifiliselt hormoonidega, kasutades spetsiaalseid retseptorvalke. Need retseptorvalgud paiknevad raku välismembraanil ehk tsütoplasmas või raku tuumamembraanil ja teistel organellidel.
Biokeemilised mehhanismid signaali edastamiseks hormoonilt sihtrakku.
Iga retseptorvalk koosneb vähemalt kahest domeenist (piirkonnast), millel on kaks funktsiooni:
1) hormoonide äratundmine;
2) vastuvõetud signaali teisendamine ja edastamine kärjele.
Kuidas tunneb retseptorvalk ära hormoonmolekuli, millega ta võib suhelda?
Üks retseptorvalgu domeenidest sisaldab piirkonda, mis on komplementaarne signaalmolekuli mõne osaga. Retseptori sidumisprotsess signaalmolekuliga on sarnane ensüümi-substraadi kompleksi moodustumise protsessiga ja seda saab määrata afiinsuskonstandi väärtusega.
Enamikku retseptoreid ei mõisteta hästi, kuna nende eraldamine ja puhastamine on väga rasked ning igat tüüpi retseptorite sisaldus rakkudes on väga madal. Kuid on teada, et hormoonid suhtlevad oma retseptoritega füüsikalis-keemiliselt. Hormooni molekuli ja retseptori vahel tekivad elektrostaatilised ja hüdrofoobsed vastasmõjud. Kui retseptor seondub hormooniga, tekivad retseptorvalgus konformatsioonilised muutused ja aktiveerub signaalmolekuli kompleks retseptorvalguga. Aktiivses olekus võib see vastusena vastuvõetud signaalile põhjustada spetsiifilisi intratsellulaarseid reaktsioone. Kui retseptorvalkude süntees või võime signaalmolekulidega seonduda on häiritud, tekivad haigused – endokriinsed häired. Selliseid haigusi on kolme tüüpi.
1. Seotud retseptorvalkude ebapiisava sünteesiga.
2. Seotud muutustega retseptori struktuuris - geneetilised defektid.
3. Seotud retseptorvalkude blokeerimisega antikehade poolt.

Hormoonide toimemehhanismid sihtrakkudele Sõltuvalt hormooni struktuurist eristatakse kahte tüüpi koostoimeid. Kui hormoonmolekul on lipofiilne (näiteks steroidhormoonid), võib see tungida läbi sihtrakkude välismembraani lipiidikihi. Kui molekul on suur või polaarne, on selle tungimine rakku võimatu. Seetõttu paiknevad lipofiilsete hormoonide puhul retseptorid sihtrakkude sees ja hüdrofiilsete hormoonide puhul välismembraanis.
Hüdrofiilsete molekulide puhul toimib rakusisene signaaliülekande mehhanism, et saada rakuline vastus hormonaalsele signaalile. See juhtub ainete osalusel, mida nimetatakse teiseks vahendajaks. Hormoonimolekulid on väga mitmekesise kujuga, kuid "teised sõnumitoojad" mitte.
Signaali edastamise usaldusväärsus tagab hormooni väga kõrge afiinsuse selle retseptorvalgu suhtes.
Millised on vahendajad, mis osalevad humoraalsete signaalide rakusiseses edastamises?
Need on tsüklilised nukleotiidid (cAMP ja cGMP), inositooltrifosfaat, kaltsiumi siduv valk – kalmoduliin, kaltsiumiioonid, tsükliliste nukleotiidide sünteesis osalevad ensüümid, aga ka proteiinkinaasid – valkude fosforüülimise ensüümid. Kõik need ained osalevad sihtrakkude üksikute ensüümsüsteemide aktiivsuse reguleerimises.
Analüüsime üksikasjalikumalt hormoonide ja intratsellulaarsete vahendajate toimemehhanisme. Membraani toimemehhanismiga signaalimolekulidest signaali sihtrakkudele edastamiseks on kaks peamist viisi:
1) adenülaattsüklaasi (või guanülaattsüklaasi) süsteemid;
2) fosfoinositiidi mehhanism.
adenülaattsüklaasi süsteem.
Peamised komponendid: membraanivalgu retseptor, G-valk, adenülaattsüklaasi ensüüm, guanosiintrifosfaat, proteiinkinaasid.
Lisaks on ATP vajalik adenülaattsüklaasi süsteemi normaalseks toimimiseks.
Retseptorvalk G-proteiin, mille kõrval asuvad GTP ja ensüüm (adenülaattsüklaas), on ehitatud rakumembraani.
Kuni hormooni toime hetkeni on need komponendid dissotsieerunud olekus ja peale signaalmolekuli kompleksi moodustumist retseptorvalguga toimuvad muutused G-valgu konformatsioonis. Selle tulemusena omandab üks G-valgu alaühikutest võime seonduda GTP-ga.
G-valgu-GTP kompleks aktiveerib adenülaattsüklaasi. Adenülaattsüklaas hakkab aktiivselt muundama ATP molekule cAMP-ks.
cAMP-l on võime aktiveerida spetsiaalseid ensüüme - proteiinkinaase, mis katalüüsivad ATP osalusel erinevate valkude fosforüülimisreaktsioone. Samal ajal sisalduvad valgu molekulide koostises fosforhappejäägid. Selle fosforüülimisprotsessi peamine tulemus on fosforüülitud valgu aktiivsuse muutus. Erinevates rakutüüpides fosforüülivad erineva funktsionaalse aktiivsusega valgud adenülaattsüklaasi süsteemi aktiveerimise tulemusena. Näiteks võivad need olla ensüümid, tuumavalgud, membraanivalgud. Fosforüülimisreaktsiooni tulemusena võivad valgud muutuda funktsionaalselt aktiivseks või mitteaktiivseks.
Sellised protsessid põhjustavad muutusi sihtrakus toimuvate biokeemiliste protsesside kiiruses.
Adenülaattsüklaasi süsteemi aktiveerimine kestab väga lühikest aega, kuna G-valk hakkab pärast adenülaattsüklaasiga seondumist avaldama GTPaasi aktiivsust. Pärast GTP hüdrolüüsi taastab G-valk oma konformatsiooni ja lakkab adenülaattsüklaasi aktiveerimast. Selle tulemusena cAMP moodustumise reaktsioon peatub.
Lisaks adenülaattsüklaasi süsteemis osalejatele on mõnedel sihtrakkudel G-valkudega seotud retseptorvalgud, mis põhjustavad adenülaattsüklaasi inhibeerimist. Samal ajal inhibeerib GTP-G-valgu kompleks adenülaattsüklaasi.
Kui cAMP moodustumine peatub, ei peatu fosforüülimisreaktsioonid rakus kohe: seni, kuni cAMP molekulid eksisteerivad, jätkub proteiinkinaasi aktiveerimise protsess. cAMP toime peatamiseks on rakkudes spetsiaalne ensüüm – fosfodiesteraas, mis katalüüsib 3,5"-tsüklo-AMP hüdrolüüsireaktsiooni AMP-ks.
Mõned ained, millel on fosfodiesteraasi pärssiv toime (nt alkaloidid kofeiin, teofülliin), aitavad säilitada ja tõsta tsüklo-AMP kontsentratsiooni rakus. Nende ainete mõjul organismis pikeneb adenülaattsüklaasi süsteemi aktiveerimise kestus, st hormooni toime suureneb.
Lisaks adenülaattsüklaasi või guanülaattsüklaasi süsteemidele on sihtraku sees ka mehhanism teabe edastamiseks kaltsiumioonide ja inositooltrifosfaadi osalusel.
Inositooltrifosfaat on aine, mis on kompleksse lipiidi - inositoolfosfatiidi derivaat. See moodustub spetsiaalse ensüümi - fosfolipaasi "C" - toimel, mis aktiveeritakse membraani retseptori valgu intratsellulaarse domeeni konformatsiooniliste muutuste tulemusena.
See ensüüm hüdrolüüsib fosfoestersideme fosfatidüülinositool-4,5-bisfosfaadi molekulis, mille tulemusena moodustuvad diatsüülglütserool ja inositooltrifosfaat.
On teada, et diatsüülglütserooli ja inositooltrifosfaadi moodustumine põhjustab ioniseeritud kaltsiumi kontsentratsiooni suurenemist rakus. See viib paljude kaltsiumist sõltuvate valkude aktiveerimiseni rakus, sealhulgas erinevate proteiinkinaaside aktiveerimiseni. Ja siin, nagu ka adenülaattsüklaasi süsteemi aktiveerimise korral, on rakusiseste signaalide edastamise üheks etapiks valgu fosforüülimine, mis viib raku füsioloogilise reaktsioonini hormooni toimele.
Spetsiaalne kaltsiumi siduv valk kalmoduliin osaleb sihtraku fosfoinositiidi signaaliülekande mehhanismi töös. See on madala molekulmassiga valk (17 kDa), mis koosneb 30% ulatuses negatiivselt laetud aminohapetest (Glu, Asp) ja on seetõttu võimeline aktiivselt siduma Ca +2. Ühel kalmoduliini molekulil on 4 kaltsiumi siduvat kohta. Pärast interaktsiooni Ca +2-ga toimuvad kalmoduliini molekulis konformatsioonilised muutused ja kompleks "Ca +2 -kalmoduliin" muutub võimeliseks reguleerima paljude ensüümide aktiivsust (allosteeriliselt inhibeerima või aktiveerima) - adenülaattsüklaas, fosfodiesteraas, Ca +2, Mg + 2-ATPaas ja mitmesugused proteiinkinaasid.
Erinevates rakkudes, kui kompleks "Ca + 2 -kalmoduliin" puutub kokku sama ensüümi isoensüümidega (näiteks erinevat tüüpi adenülaattsüklaasiga), täheldatakse mõnel juhul aktiveerumist ja cAMP moodustumise reaktsiooni pärssimist. täheldatud teistes. Sellised erinevad mõjud ilmnevad seetõttu, et isoensüümide allosteerilised keskused võivad sisaldada erinevaid aminohapperadikaale ja nende reaktsioon Ca + 2 -kalmoduliini kompleksi toimele on erinev.
Seega võib "teise sõnumitoojate" roll hormoonide signaalide edastamisel sihtrakkudes olla:
1) tsüklilised nukleotiidid (c-AMP ja c-GMP);
2) Ca ioonid;
3) kompleks "Sa-kalmoduliin";
4) diatsüülglütserool;
5) inositooltrifosfaat.
Sihtrakkudes sisalduvate hormoonide teabe edastamise mehhanismidel ülaltoodud vahendajate abil on ühised tunnused:
1) signaali edastamise üheks etapiks on valgu fosforüülimine;
2) aktiveerimise lõpetamine toimub protsessides osalejate endi algatatud spetsiaalsete mehhanismide tulemusena - on negatiivse tagasiside mehhanismid.
Hormoonid on organismi füsioloogiliste funktsioonide peamised humoraalsed regulaatorid ning nende omadused, biosünteesiprotsessid ja toimemehhanismid on nüüdseks hästi teada.
Omadused, mille poolest hormoonid erinevad teistest signaalmolekulidest, on järgmised.
1. Hormoonide süntees toimub endokriinsüsteemi spetsiaalsetes rakkudes. Hormoonide süntees on endokriinsete rakkude põhifunktsioon.
2. Hormoonid erituvad verre, sagedamini veeni, mõnikord lümfi. Teised signaalimolekulid võivad jõuda sihtrakkudeni ilma ringlevatesse vedelikesse eritumata.
3. Telekriinne efekt (või kaugtoime) – hormoonid toimivad sihtrakkudele, mis asuvad sünteesikohast suurel kaugusel.
Hormoonid on sihtrakkude suhtes väga spetsiifilised ained ja neil on väga kõrge bioloogiline aktiivsus.
3. Hormoonide keemiline struktuur Hormoonide struktuur on erinev. Praegu on kirjeldatud ja eraldatud umbes 160 erinevat hormooni erinevatest hulkrakselistest organismidest. Vastavalt keemilisele struktuurile võib hormoonid jagada kolme klassi:
1) valk-peptiidhormoonid;
2) aminohapete derivaadid;
3) steroidhormoonid.
Esimesse klassi kuuluvad hüpotalamuse ja hüpofüüsi hormoonid (nendes näärmetes sünteesitakse peptiide ja mõningaid valke), samuti kõhunäärme ja kõrvalkilpnäärme hormoonid ning üks kilpnäärmehormoonidest.
Teise klassi kuuluvad amiinid, mis sünteesitakse neerupealise medullas ja epifüüsis, samuti joodi sisaldavad kilpnäärmehormoonid.
Kolmas klass on steroidhormoonid, mida sünteesitakse neerupealiste koores ja sugunäärmetes. Süsinikuaatomite arvu järgi erinevad steroidid üksteisest:
C 21 - neerupealiste koore hormoonid ja progesteroon;
C 19 - meessuguhormoonid - androgeenid ja testosteroon;
Alates 18 - naissuguhormoonid - östrogeenid.
Kõigile steroididele on omane steraani tuuma olemasolu.
4. Endokriinsüsteemi toimemehhanismid Endokriinsüsteem - endokriinsete näärmete kogum ja mõned spetsialiseerunud endokriinsed rakud kudedes, mille endokriinne funktsioon ei ole ainus (näiteks kõhunäärmel pole mitte ainult endokriinseid, vaid ka eksokriinseid funktsioone). Iga hormoon on üks selle osalejatest ja kontrollib teatud metaboolseid reaktsioone. Samal ajal on endokriinsüsteemi sees regulatsioonitasemed – mõnel näärmel on võime teisi kontrollida.

Organismis endokriinsete funktsioonide rakendamise üldskeem See skeem hõlmab endokriinsüsteemi kõrgeimat regulatsiooni - hüpotalamust ja hüpofüüsi, mis toodavad hormoone, mis ise mõjutavad teiste endokriinsete rakkude hormoonide sünteesi ja sekretsiooni protsesse.
Sama skeem näitab, et hormoonide sünteesi ja sekretsiooni kiirus võib muutuda ka teistest näärmetest pärinevate hormoonide mõjul või mittehormonaalsete metaboliitide stimuleerimise tulemusena.
Samuti näeme negatiivsete tagasiside (-) olemasolu - sünteesi ja (või) sekretsiooni pärssimist pärast hormoonide tootmise kiirenemist põhjustanud primaarse teguri kõrvaldamist.
Selle tulemusena hoitakse hormooni sisaldus veres teatud tasemel, mis sõltub organismi funktsionaalsest seisundist.
Lisaks loob organism veres tavaliselt väikese üksikute hormoonide reservi (seda pole diagrammil näha). Sellise reservi olemasolu on võimalik, kuna paljud hormoonid veres on olekus, mis on seotud spetsiaalsete transpordivalkudega. Näiteks türoksiini seostatakse türoksiini siduva globuliiniga ja glükokortikosteroide valgu transkortiiniga. Selliste hormoonide kaks vormi – transpordivalkudega seotud ja vabad – on veres dünaamilises tasakaalus.
See tähendab, et kui selliste hormoonide vabad vormid hävivad, siis seotud vorm dissotsieerub ja hormooni kontsentratsioon veres püsib suhteliselt konstantsel tasemel. Seega võib hormooni kompleksi transpordivalguga pidada selle hormooni varuks organismis.

Mõjud, mida märklaudrakkudes täheldatakse hormoonide mõjul On väga oluline, et hormoonid ei põhjustaks sihtrakus uusi metaboolseid reaktsioone. Nad moodustavad kompleksi ainult retseptorvalguga. Hormonaalse signaali edastamise tulemusena sihtrakus lülituvad rakulised reaktsioonid sisse või välja, andes rakulise vastuse.
Sel juhul võib sihtlahus täheldada järgmisi peamisi mõjusid:
1) üksikute valkude (sh ensüümvalkude) biosünteesi kiiruse muutus;
2) juba olemasolevate ensüümide aktiivsuse muutus (näiteks fosforüülimise tulemusena - nagu on juba näidatud adenülaattsüklaasi süsteemi näitel;
3) membraanide läbilaskvuse muutus sihtrakkudes üksikute ainete või ioonide suhtes (näiteks Ca +2 puhul).
Hormooni äratundmise mehhanismide kohta on juba öeldud – hormoon interakteerub sihtrakuga ainult spetsiaalse retseptorvalgu juuresolekul. Hormooni seondumine retseptoriga sõltub söötme füüsikalis-keemilistest parameetritest – pH-st ja erinevate ioonide kontsentratsioonist.
Eriti oluline on retseptorvalgu molekulide arv välismembraanil või sihtraku sees. See muutub sõltuvalt keha füsioloogilisest seisundist, haigustest või ravimite mõjust. Ja see tähendab, et erinevates tingimustes on sihtraku reaktsioon hormooni toimele erinev.
Erinevatel hormoonidel on erinevad füüsikalis-keemilised omadused ja sellest sõltub teatud hormoonide retseptorite asukoht. Tavapärane on eristada kahte hormoonide ja sihtrakkude koostoime mehhanismi:
1) membraanimehhanism – kui hormoon seondub sihtraku välismembraani pinnal oleva retseptoriga;
2) rakusisene mehhanism - kui hormooni retseptor asub raku sees, s.o tsütoplasmas või rakusisestel membraanidel.
Membraani toimemehhanismiga hormoonid:
1) kõik valgu- ja peptiidhormoonid, samuti amiinid (adrenaliin, norepinefriin).
Intratsellulaarne toimemehhanism on:
1) steroidhormoonid ja aminohapete derivaadid - türoksiin ja trijodotüroniin.
Hormonaalse signaali edastamine rakustruktuuridele toimub vastavalt ühele mehhanismidest. Näiteks adenülaattsüklaasi süsteemi kaudu või Ca +2 ja fosfoinositiidide osalusel. See kehtib kõigi membraani toimemehhanismiga hormoonide kohta. Kuid rakusisese toimemehhanismiga steroidhormoonid, mis tavaliselt reguleerivad valkude biosünteesi kiirust ja millel on sihtraku tuuma pinnal retseptor, ei vaja rakus täiendavaid sõnumitoojaid.

Steroidide valguretseptorite struktuuri tunnused Kõige rohkem uuritakse neerupealiste koore hormoonide - glükokortikosteroidide (GCS) - retseptorit. Sellel valgul on kolm funktsionaalset piirkonda:
1 - hormooniga seondumiseks (C-ots);
2 - DNA-ga sidumiseks (keskne);
3 - antigeenne sait, mis on samaaegselt võimeline moduleerima promootori funktsiooni transkriptsiooniprotsessis (N-ots).
Sellise retseptori iga saidi funktsioonid on nende nimedest selged, on ilmne, et steroidi retseptori selline struktuur võimaldab neil mõjutada transkriptsiooni kiirust rakus. Seda kinnitab tõsiasi, et steroidhormoonide toimel stimuleeritakse (või inhibeeritakse) teatud valkude biosüntees rakus. Sel juhul täheldatakse mRNA moodustumise kiirenemist (või aeglustumist). Selle tulemusena muutub teatud valkude (sageli ensüümide) sünteesitud molekulide arv ja muutub ainevahetusprotsesside kiirus.

5. Erinevate struktuuride hormoonide biosüntees ja sekretsioon Valk-peptiidhormoonid. Valgu- ja peptiidhormoonide moodustumise protsessis endokriinsete näärmete rakkudes moodustub polüpeptiid, millel puudub hormonaalne aktiivsus. Kuid sellisel molekulil on oma koostises fragment (id), mis sisaldavad (e) selle hormooni aminohappejärjestust. Sellist valgumolekuli nimetatakse pre-prohormooniks ja sellel on (tavaliselt N-otsas) struktuur, mida nimetatakse liider- või signaaljärjestuseks (pre-). Seda struktuuri esindavad hüdrofoobsed radikaalid ja see on vajalik selle molekuli liikumiseks ribosoomidest läbi membraanide lipiidikihtide endoplasmaatilise retikulumi (ER) tsisternidesse. Samal ajal, molekuli läbimisel läbi membraani, lõhustatakse piiratud proteolüüsi tulemusena liider (eel)järjestus ja ER-i sisse ilmub prohormoon. Seejärel transporditakse EPR-süsteemi kaudu prohormoon Golgi kompleksi ja siin lõpeb hormooni küpsemine. Jällegi, spetsiifiliste proteinaaside toimel toimuva hüdrolüüsi tulemusena lõhustatakse järelejäänud (N-terminaalne) fragment (pro-sait). Moodustunud spetsiifilise bioloogilise aktiivsusega hormoonmolekul siseneb sekretoorsetesse vesiikulitesse ja koguneb kuni sekretsiooni hetkeni.
Glükoproteiinide kompleksvalkude (näiteks hüpofüüsi folliikuleid stimuleerivate (FSH) või kilpnääret stimuleerivate (TSH) hormoonide) sünteesi käigus kaasatakse süsivesikute komponent küpsemise protsessis struktuuri. hormoonist.
Samuti võib toimuda ekstraribosomaalne süntees. Nii sünteesitakse tripeptiid türoliberiin (hüpotalamuse hormoon).
Hormoonid on aminohapete derivaadid. Türosiinist sünteesitakse neerupealise medulla hormoonid adrenaliin ja norepinefriin, samuti joodi sisaldavad kilpnäärmehormoonid. Epinefriini ja norepinefriini sünteesi käigus toimub türosiin hüdroksüülimise, dekarboksüülimise ja metüülimise käigus aminohappe metioniini aktiivse vormi osalusel.
Kilpnääre sünteesib joodi sisaldavad hormoonid trijodotüroniini ja türoksiini (tetrajodotüroniini). Sünteesi käigus toimub türosiini fenoolrühma joodimine. Eriti huvitav on joodi metabolism kilpnäärmes. Glükoproteiini türeoglobuliini (TG) molekuli molekulmass on üle 650 kDa. Samal ajal on TG molekuli koostises umbes 10% massist süsivesikud ja kuni 1% jood. See sõltub joodi kogusest toidus. TG polüpeptiid sisaldab 115 türosiini jääki, mis on jooditud spetsiaalse ensüümi türeperoksidaasi abil oksüdeeritud joodiga. Seda reaktsiooni nimetatakse joodi organiseerumiseks ja see toimub kilpnäärme folliikulites. Selle tulemusena moodustuvad türosiini jääkidest mono- ja dijodotürosiin. Neist ligikaudu 30% jääkidest võib kondenseerumise tulemusena muutuda tri- ja tetrajodotüroniinideks. Kondensatsioon ja jodeerimine toimuvad sama ensüümi, türeperoksidaasi, osalusel. Kilpnäärmehormoonide edasine küpsemine toimub näärmerakkudes – TG imendub rakkudesse endotsütoosi teel ja lüsosoomi sulandumise tulemusena imendunud TG valguga tekib sekundaarne lüsosoom.
Lüsosoomide proteolüütilised ensüümid tagavad TG hüdrolüüsi ning T 3 ja T 4 moodustumise, mis vabanevad rakuvälisesse ruumi. Ja mono- ja dijodotürosiin dejodeeritakse spetsiaalse dejodinaasensüümi abil ja joodi saab ümber korraldada. Kilpnäärmehormoonide sünteesi jaoks on iseloomulik sekretsiooni pärssimise mehhanism negatiivse tagasiside tüübi järgi (T 3 ja T 4 pärsivad TSH vabanemist).

Steroidhormoonid Steroidhormoonid sünteesitakse kolesteroolist (27 süsinikuaatomit) ja kolesterool sünteesitakse atsetüül-CoA-st.
Kolesterool muundatakse steroidhormoonideks järgmiste reaktsioonide tulemusena:
1) kõrvalradikaali kõrvaldamine;
2) täiendavate kõrvalradikaalide moodustumine hüdroksüülimisreaktsiooni tulemusena monooksügenaaside (hüdroksülaaside) spetsiaalsete ensüümide abil - kõige sagedamini 11., 17. ja 21. positsioonis (mõnikord 18.). Steroidhormoonide sünteesi esimeses etapis moodustuvad esmalt prekursorid (pregnenoloon ja progesteroon) ning seejärel teised hormoonid (kortisool, aldosteroon, suguhormoonid). Kortikosteroididest saab moodustada aldosterooni, mineralokortikoide.

Hormoonide sekretsioon Reguleerib kesknärvisüsteem. Sünteesitud hormoonid kogunevad sekretoorsetes graanulites. Närviimpulsside või teiste endokriinsete näärmete (troopiliste hormoonide) signaalide mõjul toimub eksotsütoosi tagajärjel degranulatsioon ja hormoon vabaneb verre.
Reguleerimise mehhanismid tervikuna esitati endokriinse funktsiooni rakendamise mehhanismi skeemis.

6. Hormoonide transport Hormoonide transpordi määrab nende lahustuvus. Hüdrofiilse iseloomuga hormoonid (näiteks valk-peptiidhormoonid) transporditakse veres tavaliselt vabal kujul. Steroidhormoonid, joodi sisaldavad kilpnäärmehormoonid transporditakse komplekside kujul vereplasma valkudega. Need võivad olla spetsiifilised transportvalgud (transpordivad madala molekulmassiga globuliinid, türoksiini siduv valk; transpordivad kortikosteroidid valk transkortiin) ja mittespetsiifiline transport (albumiinid).
On juba öeldud, et hormoonide kontsentratsioon vereringes on väga madal. Ja see võib muutuda vastavalt keha füsioloogilisele seisundile. Üksikute hormoonide sisalduse vähenemisega areneb seisund, mida iseloomustab vastava näärme alatalitlus. Ja vastupidi, hormooni sisalduse suurenemine on hüperfunktsioon.
Hormoonide kontsentratsiooni püsivuse veres tagavad ka hormoonide katabolismi protsessid.
7. Hormoonide katabolism Valk-peptiidhormoonid läbivad proteolüüsi, lagunevad üksikuteks aminohapeteks. Need aminohapped osalevad edasi deamiinimise, dekarboksüülimise, transamiinimise reaktsioonides ja lagunevad lõppsaadusteks: NH 3, CO 2 ja H 2 O.
Hormoonid läbivad oksüdatiivse deaminatsiooni ja edasise oksüdatsiooni CO 2 ja H 2 O-ks. Steroidhormoonid lagunevad erinevalt. Organismis puuduvad ensüümsüsteemid, mis tagaksid nende lagunemise.
Põhimõtteliselt muudetakse külgradikaale. Lisatakse täiendavad hüdroksüülrühmad. Hormoonid muutuvad hüdrofiilsemaks. Moodustuvad molekulid, mis on steraani struktuur, milles ketorühm asub 17. positsioonil. Sellisel kujul erituvad steroidsete suguhormoonide katabolismi produktid uriiniga ja neid nimetatakse 17-ketosteroidideks. Nende koguse määramine uriinis ja veres näitab suguhormoonide sisaldust organismis.

Venemaa tervishoiuministeeriumi föderaalne riigieelarveline kõrgharidusasutus USMU
Biokeemia osakond
Distsipliin: biokeemia
LOENG nr 14
keha regulatsioonisüsteemid.
Endokriinsüsteemi biokeemia
Lektor: Gavrilov I.V.
Teaduskonnad: arst ja ennetus,
pediaatriline
Kursus: 2
Jekaterinburg, 2016

LOENGU KAVA

1. Organismi regulatsioonisüsteemid.
Organisatsiooni tasemed ja põhimõtted.
2. Hormoonid. Mõiste määratlus. Iseärasused
toimingud.
3. Hormoonide klassifikatsioon: sünteesikoha järgi ja
keemiline olemus, omadused.
4. Hormoonide peamised esindajad
5. Hormoonide ainevahetuse etapid.

Elusorganismide põhiomadused
1. Keemilise koostise ühtsus.
2. Ainevahetus ja energia
3. Elussüsteemid on avatud süsteemid: nad kasutavad väliseid
energiaallikad toidu, valguse jms näol.
4. Ärrituvus – elussüsteemide reageerimisvõime
välistele või sisemistele mõjudele (muutustele).
5. Ergutavus – elussüsteemide võime reageerida
stimuleeriv tegevus.
6. Liikumine, liikumisvõime.
7. Paljunemine, elu järjepidevuse tagamine sisse
põlvkonnad
8. Pärilikkus
9. Muutlikkus
10. Elussüsteemid on isejuhtivad,
isereguleeruvad, iseorganiseeruvad süsteemid

Elusorganismid suudavad säilitada
sisekeskkonna püsivus – homöostaas.
Homöostaasi häire viib haiguseni või
surmast.
Homöostaasi indeksid imetajatel
pH reguleerimine
Vee-soola ainevahetuse reguleerimine.
Ainete kontsentratsiooni reguleerimine organismis
Metaboolne regulatsioon
Energia metabolismi kiiruse reguleerimine
Kehatemperatuuri reguleerimine.

Homöostaasi organismis säilitatakse ensümaatiliste reaktsioonide kiiruse reguleerimisega, muutes: I). Substraadi molekulide saadavus

Homöostaasi kehas säilitavad
ensümaatiliste reaktsioonide kiiruse reguleerimine, eest
muuda kontot:
I). Substraadi ja koensüümi molekulide kättesaadavus;
II). Ensüümide molekulide katalüütiline aktiivsus;
III). Ensüümide molekulide arv.
E*
S
S
koensüüm
Vitamiin
Kamber
P
P

Mitmerakulistes organismides säilitamisel
Homöostaas hõlmab kolme süsteemi:
üks). närviline
2). humoraalne
3). immuunne
Regulatiivsed süsteemid toimivad osalusel
signaalimolekulid.
Signaalmolekulid on orgaanilised
ained, mis kannavad teavet.
Signaali edastamiseks:
AGA). KNS kasutab neurotransmittereid (reguleerib füsioloogilisi
endokriinsüsteemi funktsioonid ja talitlus)
B). Humoraalne süsteem kasutab hormoone (reguleerib
metaboolsed ja füsioloogilised protsessid, proliferatsioon,
rakkude ja kudede diferentseerumine
IN). Immuunsüsteem kasutab tsütokiine (keha kaitsmiseks
välised ja sisemised patogeensed tegurid, reguleerib immuunsüsteemi
ja põletikulised reaktsioonid, proliferatsioon, diferentseerumine
rakud, endokriinsüsteemi talitlus)

Signaalmolekulid
Mittespetsiifilised tegurid: pH, t
Spetsiifilised tegurid: signaalimolekulid
Ensüüm
substraat
Toode

Välised ja sisemised tegurid
KNS
Reguleerivad süsteemid moodustuvad
3 hierarhilist taset
ma
neurotransmitterid
Hüpotalamus
vabastavad hormoonid
liberiinid statiinid
Hüpofüüsi
II.
troopilised hormoonid
Endokriinsed näärmed
hormoonid
Sihtkuded
III.
S
E
P
Esimene tase on kesknärvisüsteem. Närvirakud
vastu võtta signaale väliselt ja sisemiselt
keskkond, muutke need närviliseks
hoogu
Ja
edastama
üle
sünapsid,
kasutades
neurotransmitterid,
mis
põhjus
muudatusi
ainevahetus
sisse
efektorrakud.
Teine tase on endokriinsüsteem.
Sisaldab
hüpotalamus,
hüpofüüsi,
perifeersed endokriinnäärmed ja
eraldi
rakud
(APUD
süsteem),
sünteesimine
all
mõju
sobivad stimuleerivad hormoonid, mis
mõjuvad vere kaudu sihtkudedele.
Kolmas tase on rakusisene. peal
metaboolsed protsessid rakus
substraadid ja ainevahetusproduktid, samuti
kudede hormoonid (autokriinsed).

Neuroendokriinsüsteemi organiseerimise põhimõtted
Neuroendokriinsüsteem põhineb
otsese, pöördvõrdelise, positiivse ja negatiivse põhimõte
ühendused.
1. Otsese positiivse ühenduse põhimõte - aktiveerimine
süsteemi praegune link viib järgmise aktiveerimiseni
süsteemi seos, signaali levik sihtrakkude suunas ja metaboolsete või
füsioloogilised muutused.
2. Otsese negatiivse seose põhimõte - aktiveerimine
süsteemi praegune link viib järgmise allasurumiseni
süsteemi link ja signaali levimise lõpetamine
sihtrakkude suunas.
3. Negatiivse tagasiside põhimõte – aktiveerimine
süsteemi praegune link põhjustab eelmise allasurumise
süsteemi seos ja selle stimuleeriva toime lõppemine
praegune süsteem.
Otsese positiivse ja negatiivse tagasiside põhimõtted
on homöostaasi säilitamise aluseks.

10.

4. Positiivse tagasiside põhimõte -
süsteemi praeguse lingi aktiveerimine põhjustab
süsteemi eelmise lüli stimuleerimine. Vundament
tsüklilised protsessid.
HÜPOTALAMUS
Gonadotropiini vabastav hormoon
HÜPIFÜÜS
FSH
FOLLIKUL
Östradiool

11.

Hormoonid
Mõiste hormoon (hormao – erutada, äratada) võeti kasutusele 1905. aastal
Bayliss ja Starling sekretiini aktiivsuse väljendamiseks.
Hormoonid on orgaanilised signaalmolekulid
traadita süsteemi tegevus.
1. Sünteesitakse endokriinsetes näärmetes,
2. transporditakse verega
3. toimib sihtkudedele (kilpnäärmehormoonid
näärmed, neerupealised, kõhunääre jne).
Kokku on teada üle 100 hormooni.

12.

Sihtkude on kude, milles hormoon põhjustab
spetsiifiline biokeemiline või
füsioloogiline reaktsioon.
Sihtkudede rakud suhtlemiseks
spetsiaalseid retseptoreid sünteesib hormoon
mille arv ja tüüp määrab
reaktsiooni intensiivsus ja olemus.
Eristatakse umbes 200 tüüpi
rakke, toodavad ainult mõned neist
hormoonid, kuid kõik on sihtmärgid
hormoonide toime.

13.

Hormoonide toime omadused:
1. Tegutseda väikestes kogustes (10-6-10-12 mmol/l);
2. Selles on absoluutne või kõrge spetsiifilisus
hormoonide toime.
3. Edastatakse ainult teavet. Ei ole kasutatud
energeetika ja ehituseesmärgid;
4. tegutseda kaudselt läbi kaskaadsüsteemide,
(adenülaattsüklaas, inositooltrifosfaat jne)
süsteemid) suhtlemine retseptoritega;
5. Reguleerige
tegevus,
number
valgud
(ensüümid), ainete transport läbi membraani;
6. Olenevad kesknärvisüsteemist;
7. Mitteläve põhimõte. Isegi 1 molekuli hormooni
suudavad mõju avaldada
8. Lõppmõju – komplekti tegevuse tulemus
hormoonid.

14.

Kaskaadsüsteemid
Hormoonid reguleerivad kogust ja katalüütilist
ensüümi aktiivsus mitte otseselt, vaid
kaudselt kaskaadsüsteemide kaudu
Hormoonid
Kaskaadsüsteemid
Ensüümid
x 1000000
Kaskaadisüsteemid:
1. Suurendage korduvalt hormooni signaali (suurendada
ensüümi kogus või katalüütiline aktiivsus) nii
et 1 hormooni molekul võib põhjustada muutusi
ainevahetus rakus
2. Tagage signaali tungimine rakku
(Veslahustuvad hormoonid ei sisene rakku iseenesest
läbistama)

15.

kaskaadisüsteemid koosnevad:
1. retseptorid;
2. reguleerivad valgud (G-valgud, IRS, Shc, STAT jne).
3. sekundaarsed vahendajad (sõnumitooja - sõnumitooja)
(Ca2+, cAMP, cGMP, DAG, ITF);
4. ensüümid (adenülaattsüklaas, fosfolipaas C,
fosfodiesteraas, proteiinkinaasid A, C, G,
fosfoproteiini fosfataas);
Kaskaadsüsteemide tüübid:
1. adenülaattsüklaas,
2. guanülaattsüklaas,
3. inositooltrifosfaat,
4. RAS jne),

16.

Hormoonidel on nii süsteemsed kui ka lokaalsed
tegevus:
1. Hormoonide endokriinne (süsteemne) toime
(endokriinne toime) realiseerub, kui nad
transporditakse verega ja mõjuvad elunditele ja
kudedes kogu kehas. iseloomulik tõele
hormoonid.
2. Hormoonide lokaalne toime realiseerub, kui nad
tegutseda
peal
rakud,
sisse
mis
olid
sünteesitud (autokriinne efekt) või sisse lülitatud
naaber
rakud
(parakriin
mõju).
Iseloomulik tõelistele ja koehormoonidele.

17. Hormoonide klassifikatsioon

A. Keemilise struktuuri järgi:
1.Peptiidhormoonid
hüpotalamuse hormoonide vabastamine
hüpofüüsi hormoonid
Parathormoon
Insuliin
glükagoon
Kaltsitoniin
2. Steroidhormoonid
suguhormoonid
Kortikoidid
kaltsitriool
3. Aminohapete derivaadid (türosiin)
Kilpnäärme hormoonid
Katehhoolamiinid
4. Eikosanoidid – arahhidoonhappe derivaadid
(hormoonitaolised ained)
Leukotrieenid, tromboksaanid, prostaglandiinid, prostatsükliinid

18.

B. Sünteesi kohas:
1. Hüpotalamuse hormoonid
2. Hüpofüüsi hormoonid
3. Pankrease hormoonid
4. Paratüroidhormoonid
5. Kilpnäärmehormoonid
6. Neerupealiste hormoonid
7. Sugunäärmete hormoonid
8. Seedetrakti hormoonid
9. jne

19.

B. Vastavalt bioloogilistele funktsioonidele:
Reguleeritud protsessid
Hormoonid
Süsivesikute, lipiidide, insuliini, glükagooni, adrenaliini metabolism,
aminohapped
türoksiin, somatotropiin
Vee-soola vahetus
kortisool,
Aldosteroon, antidiureetiline hormoon
Kaltsiumi ja fosfaadi metabolism Paratüroidhormoon, kaltsitoniin, kaltsitriool
reproduktiivfunktsioon
Süntees
hormoonid
näärmed
Ja
Östradiool
testosteroon,
gonadotroopsed hormoonid
troopiliste hormoonide sekretsioon hüpofüüsist,
hüpotalamuse endokriinsed statiinid
progesteroon,
liberaalid
Ja
Ainevahetuse muutused eikosanoidideks, histamiiniks, sekretiiniks, gastriiniks,
rakud, mis sünteesivad somatostatiini, vasoaktiivne soole
hormoon
peptiid (VIP), tsütokiinid

20. Hüpotalamuse ja hüpofüüsi hormoonid

Peamised hormoonid
Hüpotalamuse ja hüpofüüsi hormoonid

21. Hüpotalamuse hormoonid

Hormoonide vabastamine - säilitab baastaseme
ja füsioloogilised tipud troopiliste hormoonide tootmises
hüpofüüsi ja normaalset talitlust
perifeersed endokriinsed näärmed
Vabanemistegurid
(hormoonid)
Libeerlased
Sekretsiooni aktiveerimine
troopilised hormoonid
Statiinid
sekretsiooni pärssimine
troopilised hormoonid

22.

Türeotropiini vabastav hormoon (TRH)
Tripeptiid: PYRO-GLU-GIS-PRO-NH2
CO NH CH CO N
CH2
C
O
C
O
N
H
Stimuleerib: kilpnääret stimuleeriva hormooni (TSH) sekretsiooni
Prolaktiin
Somatotropiin
NH2

23.

Gonadotropiini vabastav hormoon (GRH)
Dekapeptiid:
PIRO-GLU-GIS-TRP-SERT-TYR-GLY-LEY-ARG-PRO-GLY-NH2
Stimuleerib sekretsiooni: folliikuleid stimuleeriv hormoon
luteiniseeriv hormoon
Kortikotropiini vabastav hormoon (CRH)
Peptiidi 41 aminohappejääk.
Stimuleerib: vasopressiini sekretsiooni
oksütotsiin
katehhoolamiinid
angiotensiin-2

24.

Somatostaniini vabastav hormoon (SHR)
Peptiid 44 aminohappejääki
pärsib kasvuhormooni sekretsiooni
Somatotropiini inhibeeriv hormoon (SIH)
Tetradekopeptiid (14 aminohappejääki)
ALA-GLY-CIS-LYS-ASN-PHEH-PHEN-TRP-LYS-TRE-PHEH-TRE-SERP-CIS-NH2
S
S
Inhibeerivad: kasvuhormooni, insuliini, glükagooni sekretsiooni.
Melanotropiini vabastav hormoon
Melanotropiini inhibeeriv hormoon
Reguleerib melanostimuleeriva hormooni sekretsiooni

25.

hüpofüüsi hormoonid
Hüpofüüsi eesmine osa
1 somatomammotropiinid:
- kasvuhormoon
- prolaktiin
- koorioni somatotropiin
2 peptiidi:
- ACTH
- lipotropiin
- enkefaliinid
- endorfiinid
- melanostimuleeriv hormoon
POMK
3 Glükoproteiini hormoonid: - türeotropiin
- luteiniseeriv hormoon
- folliikuleid stimuleeriv hormoon
- inimese kooriongonadotropiin

26.

Hüpofüüsi tagumine osa
Vasopressiin
N-CIS-TYR-FEN-GLN-ASN-CIS-PRO-ARG-GLY-CO-NH2
S
S
Sünteesib hüpotalamuse supraoptiline tuum
Kontsentratsioon veres 0-12 pg/ml
Väljumist reguleerib verekaotus
Funktsioonid: 1) Stimuleerib vee tagasiimendumist
2) stimuleerib glükoneogeneesi, glükogenolüüsi
3) ahendab veresooni
4) on stressireaktsiooni komponent

27.

Oksütotsiin
N-CIS-TYR-ILE-GLN-ASN-CIS-PRO-LEU-GLY-CO-NH2
S
S
Sünteesib hüpotalamuse paraventrikulaarne tuum
Funktsioonid: 1) stimuleerib piimaeritust piimanäärmete poolt
2) stimuleerib emaka kokkutõmbeid
3) prolaktiini vabastamise faktor

28. Peamised steroidhormoonid

Perifeersete näärmete hormoonid
Peamised steroidhormoonid
CH2OH
C O
CH3
C O
HO
O
O
Progesteroon
HO
Kortikosteroon
CH2OH
C O
Oh
OCH2OH
HC C O
HO
O
O
Kortisool
Aldosteroon

29.

Testosteroon
Östradiool

30.

munasarjad
munandid
Platsenta
neerupealised

31. Aminohapete derivaadid

Türosiin
Trijodotüroniin
Adrenaliin
türoksiini

32.

Seedetrakti
(soole) hormoonid
4. Muud peptiidid
1. Gastriin-koletsüstokiniini perekond
- somatostatiin
- gastriin
- neurotensiin
- koletsüstokiniin
-motiliin
2. Sekretiin-glükagooni perekond
- aine P
- sekretiin
- pankreostatiin
-glükagoon
- seedetrakti pärssiv pektiid
- vasoaktiivne soolepeptiid
-peptiid histidiin-isoleutsiin
3. RR perekond
- pankrease polüpeptiid
-peptiid YY
-neuropeptiid Y

33. Hormoonide ainevahetuse etapid

1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Süntees
Aktiveerimine
Säilitamine
Sekretsioon
Transport
Tegevus
inaktiveerimine
Hormoonide ainevahetuse rajad sõltuvad nende olemusest.

34. Peptiidhormoonide ainevahetus

35. Peptiidhormoonide süntees, aktiveerimine, säilitamine ja sekretsioon

DNA
Exon
Intron
Exon
Intron
transkriptsioon
Eel-mRNA
töötlemine
mRNA
Ribosoomid
Signaal
peptiid
SER
tsütoplasmaatiline membraan
Tuum
saade
preprohormoon
Kompleksne
golgi
proteolüüs,
glükosüülimine
prohormoon
aktiivne hormoon
Sekretär
mullid
Signaal
molekulid
ATP

36.

37.

Peptiidhormoonide transport viiakse läbi
vabal kujul (vees lahustuv) ja kombinatsioonis
valgud.
Toimemehhanism. Peptiidhormoonid
interakteeruvad membraaniretseptoritega ja
rakusiseste vahendajate süsteem reguleerib
ensüümi aktiivsus, mis mõjutab intensiivsust
ainevahetus sihtkudedes.
Vähemal määral reguleerivad peptiidhormoonid
valkude biosüntees.
Hormoonide toimemehhanism (retseptorid, vahendajad)
arutatakse ensüümide jaotises.
Inaktiveerimine. Hormoonid inaktiveeritakse hüdrolüüsi teel
AA sihtkudedes, maksas, neerudes jne. Aeg
insuliini poolväärtusaeg, glükagoon T½ = 3-5 min, STH-s
T½ = 50 min.

38.

Valguhormoonide toimemehhanism
(adenülaattsüklaasi süsteem)
Valk
hormoon
ATP
proteiinkinaas
AC
laager
Proteiini kinaas (akt)
Fosforüülimine
E (mitteaktiivne)
E (tegu)
substraat
Toode

39. Steroidhormoonide ainevahetus

40.

1. Hormoonide süntees pärineb kolesteroolist
sile ER ja neerupealiste koore mitokondrid,
sugunäärmed, nahk, maks, neerud. Steroidide muundamine
seisneb alifaatse külgahela lõhustamises,
hüdroksüülimine, dehüdrogeenimine, isomeerimine või
ringi aromatiseerimisel.
2. Aktiveerimine. Sageli toodetakse steroidhormoone
juba aktiivne.
3. Ladustamine. Sünteesitud hormoonid kogunevad
tsütoplasmas koos spetsiaalsete valkudega.
4. Steroidhormoonide sekretsioon toimub passiivselt.
Hormoonid liiguvad tsütoplasma valkudest
rakumembraan, kust need transpordiga kaasa võetakse
vere valgud.
5. Transport. Steroidhormoonid, tk. nad
vees lahustumatu, transporditakse peamiselt veres
kompleksis transportvalkudega (albumiinidega).

41. Kortikoidhormoonide süntees

Progesteroon
17ά
oksüprogesteroon
21
deoksükortisool
Pregnenoloon
Kolesterool
17ά
17ά ,21
11
oksüpregnenoloondioksüpregnenoloondeoksükortisool
11β
oksüpregnenoloon
21
oksüpregnenoloon
kortisool
kortisoon
11β
oksüprogesteroon
11β,21
dioksüpregnenoloon
kortikosteroon
deoksükortiko
steroon
18
oksüpregnenoloon
18
oksiidoksükorthy
lõke
18
oksükortikosteroon
aldosteroon

42.

Steroidhormoonide toimemehhanism
DNA
tsütoretseptor
G
R
G R
ioonid
Glükoos
AK
R
I - RNA
Aktiveeritud
hormoon - retseptor
keeruline
valkude süntees

43.

Inaktiveerimine. Steroidhormoonid on inaktiveeritud
Niisiis
sama
kuidas
Ja
ksenobiootikumid
reaktsioonid
hüdroksüülimine ja konjugatsioon maksas ja kudedes
sihtmärgid. Kuvatakse inaktiveeritud tuletised
organismist uriini ja sapiga. Poolväärtusaeg sisse
veri on tavaliselt rohkem peptiidhormoone. Kell
kortisool T½ = 1,5-2 tundi.

44. KATEHOLAMIINIDE AINEVAHETUS Sümpaatiline-neerupealiste telg

1. Süntees. Katehhoolamiinide süntees toimub tsütoplasmas ja graanulites
neerupealiste medulla rakud. Katehhoolamiinid tekivad koheselt
aktiivne vorm. Norepinefriini toodetakse peamiselt elundites
sümpaatiliste närvide poolt innerveeritud (80% koguarvust).
norepinefriin
Oh
Oh
O2 H2O
Oh
Fe2+
CH 2
HC
COOH
Tyr
Oh
OH O2 H2O
HC
Cu2+
CH 2
NH2
COOH
H2C
NH2
dopamiin
Oh
Oh
Oh
Oh
vit. FROM
B6
CH 2
NH2
CO2
3SAM 3SAG
HC
ON TA
HC
H2C
NH2
H2C
norepinefriin
DOPA

ON TA
N+H-CH
(CH3)33
adrenaliin
metüültransferaas

45.

2. Katehhoolamiinide säilitamine toimub sekretoorsetes graanulites.
Katehhoolamiinid sisenevad graanulitesse ATP-st sõltuva transpordi kaudu ja
säilitatakse neis kombinatsioonis ATP-ga vahekorras 4:1 (hormoon-ATP).
3. Hormoonide eritumine graanulitest toimub eksotsütoosi teel. IN
erinevalt sümpaatilistest närvidest, neerupealise medulla rakkudest
puudub vabanenud katehhoolamiinide tagasihaardemehhanism.
4. Transport. Vereplasmas moodustavad katehhoolamiinid ebastabiilse
kompleks albumiiniga. Adrenaliini transporditakse peamiselt
maksa- ja skeletilihased. Norepinefriin ainult väikeses koguses
jõuab perifeersetesse kudedesse.
5. Hormoonide toime. Katehhoolamiinid reguleerivad aktiivsust
ensüümid, toimivad nad tsütoplasmaatiliste retseptorite kaudu.
Adrenaliin α-adrenergiliste ja β-adrenergiliste retseptorite kaudu,
norepinefriin - α-adrenergiliste retseptorite kaudu. β-retseptorite kaudu
adenülaattsüklaasi süsteem aktiveeritakse α2 retseptorite kaudu
on inhibeeritud. α1 retseptorite kaudu aktiveeritakse inositooltrifosfaat
süsteem. Katehhoolamiinide toimed on arvukad ja mõjutavad
peaaegu igat tüüpi vahetust.
7. Inaktiveerimine. Suurem osa katehhoolamiinidest
metaboliseeritakse erinevates kudedes spetsiifiliste osavõtul
ensüümid.

46. ​​Kilpnäärehormoonide metabolism Hüpotalamuse-hüpofüüsi-kilpnäärme telg

Kilpnäärme hormoonide süntees (jodotüroniinid: 3,5,3" trijodotüroniin
(trijodotüroniin,
T3)
Ja
3,5,3", 5" tetrajodotüroniin (T4, türoksiin)) esineb rakkudes ja
kilpnäärme kolloid.
1. Valk sünteesitakse türotsüütides (folliikulites)
türeoglobuliin. (+ TSH) See on glükoproteiin massiga 660 kD,
mis sisaldab 115 türosiinijääki, 8-10% selle massist
kuuluvad süsivesikute hulka.
Esiteks
peal
ribosoomid
EPR
sünteesitud
pretüreoglobuliin, mis EPR-is moodustab sekundaarse ja
tertsiaarne struktuur, glükosüülitud ja muundatud
türeoglobuliin. EPR-st siseneb türeoglobuliin aparaati
Golgi, kus see sisaldub sekretoorsetes graanulites ja
sekreteeritakse rakuvälisesse kolloidi.

47.

2. Joodi transport kilpnäärme kolloidi. Jood sees
orgaaniliste ja anorgaaniliste ühendite kujul siseneb
seedetraktis koos toidu ja joogiveega. päevane vajadus
jood 150-200 mcg. 25-30% sellest jodiidikogusest
mida omastab kilpnääre. I- siseneb rakkudesse
kilpnääre aktiivse transpordiga osalusel
jodiidi kandva valgu sümport koos Na+-ga. Edasi sisenen passiivselt kolloidi mööda gradienti.
3. Joodi oksüdeerimine ja türosiini joodimine. kolloidis
heemi sisaldava türeperoksidaasi ja H2O2 osalusel I oksüdeerub I+-ks, mis joodib türosiini jäägid
türeoglobuliin koos monojodotürosiinide moodustumisega (MIT)
ja dijodotürosiinid (DIT).
4. MIT ja DIT kondenseerumine. Kaks DIT molekuli
kondenseeruvad, moodustades T4 jodotüroniini ning MIT ja
DIT - koos T3 jodotüroniini moodustumisega.

48.

49.

2. Ladustamine. Osana jodotüroglobuliinist, kilpnäärmest
hormoonid akumuleeruvad ja säilitatakse kolloidis.
3. Sekretsioon. Jodüroglobuliin fagotsüteeritakse
kolloid follikulaarsesse rakku ja hüdrolüüsitakse
lüsosoomid koos T3 ja T4 ning türosiini ja teiste AA vabanemisega.
Sarnaselt steroidhormoonidele, vees lahustumatu
tsütoplasmas olevad kilpnäärmehormoonid seonduvad
spetsiaalsed valgud, mis kannavad neid kompositsiooni
rakumembraan. Normaalne kilpnääre
eritab päevas 80-100 mikrogrammi T4 ja 5 mikrogrammi T3.
4. Transport. Põhiosa kilpnäärme hormoonidest
transporditakse veres valkudega seotud kujul.
Jodotüroniinide peamine transpordivalk, samuti
nende ladestumise vorm on türoksiini siduv
globuliin (TSG). Sellel on kõrge afiinsus T3 ja T4 ning
tavatingimustes seob peaaegu kogu koguse
need hormoonid. Veres on ainult 0,03% T4 ja 0,3% T3
vabas vormis.

50.

BIOLOOGILISED MÕJUD
Trijodotüroniin ja türoksiin seonduvad sihtrakkude tuumaretseptoriga
1. Põhivahetuseks. on bioloogilise oksüdatsiooni lahtiühendajad, mis pärsivad ATP moodustumist. ATP tase rakkudes väheneb ja keha
reageerib O2 tarbimise suurenemisega, suureneb põhiainevahetus.
2. Süsivesikute ainevahetuse jaoks:
- suurendab glükoosi imendumist seedetraktis.
- stimuleerib glükolüüsi, pentoosfosfaadi oksüdatsioonirada.
- soodustab glükogeeni lagunemist
- suurendab glükoos-6-fosfataasi ja teiste ensüümide aktiivsust
3. Valguvahetuseks:
- indutseerida sünteesi (nagu steroidid)
- tagavad positiivse lämmastiku tasakaalu
- stimuleerida aminohapete transporti
4. Lipiidide metabolismi jaoks:
- stimuleerida lipolüüsi
- suurendab rasvhapete oksüdatsiooni
- inhibeerivad kolesterooli biosünteesi
_

51.

inaktiveerimine
jodotüroniinid
läbi viidud
sisse
perifeersetes kudedes T4 dejodeerimise tulemusena
"tagurpidi" T3 korda 5, täielik dejodeerimine,
deamineerimine
või
dekarboksüülimine.
Jodotüroniinide jodeeritud katabolismissaadused
konjugeeritud maksas glükurooni või väävelhappega
happed, erituvad koos sapiga, soolestikus uuesti
imendub, dejodeeritakse neerude kaudu ja eritub
uriin. T4 puhul T½ = 7 päeva, T3 puhul T½ = 1-1,5 päeva.

52. LOENG nr 15

Vene Föderatsiooni tervishoiuministeeriumi GBOU VPO USMU
Biokeemia osakond
Distsipliin: biokeemia
LOENG nr 15
Hormoonid ja kohanemine
Lektor: Gavrilov I.V.
Teaduskond: meditsiini- ja ennetustöö,
Kursus: 2
Jekaterinburg, 2016

53. Loengukava

1. Stress – kui üldine adaptiivne
sündroom
2. Stressireaktsioonide etapid: tunnused
metaboolne ja biokeemiline
muudatusi.
3. Hüpofüüsi-neerupealise roll
süsteem, katehhoolamiinid, kasvuhormoon, insuliin,
kilpnäärmehormoonid, seks
hormoonid rakendamisel adaptiivne
protsessid kehas.

54.

Kohanemine (lad. adaptatio) keha kohanemine tingimustega
olemasolu.
Kohanemise eesmärk on kõrvaldada või
kahjulike mõjude leevendamine
keskkonnategurid:
1. bioloogiline,
2. füüsiline,
3. keemiline,
4. sotsiaalne.

55. Kohanemine

MITTEKONKREETSED
Pakub
aktiveerimine
kaitsesüsteemid
organism, eest
kohanemine mis tahes
keskkonnategur.
KONKREETSED
Põhjustab muutusi
keha,
suunatud
nõrgenemine või
tegevuse kõrvaldamine
spetsiifiline
ebasoodne
tegur a.

56. 3 tüüpi adaptiivseid reaktsioone

1. reaktsioon nõrkadele mõjudele -
treeningreaktsioon (Harkavy järgi,
Kvakina, Ukolova)
2. reaktsioon keskmisele mõjule
jõud - aktiveerimisreaktsioon (vastavalt
Garkavi, Kvakina, Ukolova)
3. reaktsioon tugevale, hädaolukorrale
mõju - stressireaktsioon (vastavalt G.
Selye)

57.

Esimene mulje stressist
(inglise keelest stress - pinge)
sõnastatud
kanadalane
teadlane Hans Selye 1936. aastal (1907-1982).
Esiteks
jaoks
tähistused
kasutati stressi
üldine kohanemise sündroom
(OSA).
Tähtaeg
"stress"
muutuda
kasutada hiljem.
Stress
keha eriline seisund
inimesed ja imetajad, tärkav
vastuseks tugevale välisele stiimulile
-

58.

Stressor (sünonüümid: stressifaktor, stressisituatsioon) – seisundit põhjustav tegur
stress.
1. Füsioloogiline (liigne valu, vali müra,
kokkupuude äärmuslike temperatuuridega)
2. Keemiline (mitte ravimite võtmine,
nt kofeiin või amfetamiinid)
3. Psühholoogiline
(teave
ülekoormus,
võistlus,
oht
sotsiaalne
staatus,
enesehinnang, vahetu keskkond jne)
4. Bioloogilised (infektsioonid)

59.

OAS-i klassikaline kolmik:
1. koore kasv
neerupealised;
2. harknääre vähendamine
näärmed (harknääre);
3. maohaavand.

60. Mehhanismid, mis suurendavad keha kohanemisvõimet OSA stressiteguriga:

Energiaressursside mobiliseerimine (suurendada
glükoosi, rasvhapete, aminohapete ja
ketoonkehad)
Välise töö efektiivsuse suurendamine
hingamine.
Verevarustuse tugevdamine ja tsentraliseerimine.
Suurenenud vere hüübimisvõime
Kesknärvisüsteemi aktiveerimine (tähelepanuvõime, mälu paranemine,
reaktsiooniaja vähendamine jne).
Valutunde vähenemine.
Põletikuliste reaktsioonide mahasurumine.
Söömiskäitumise ja seksuaalse soovi vähenemine.

61. OSA negatiivsed ilmingud:

Immuunsuse pärssimine (kortisool).
Reproduktiivfunktsiooni häired.
Seedehäired (kortisool).
LPO (adrenaliini) aktiveerimine.
Kudede lagunemine (kortisool, adrenaliin).
ketoatsidoos, hüperlipideemia,
hüperkolesteroleemia.

62. Keha kohanemisvõime muutumise etapid stressi all

Tase
vastupanu
1 - häirefaas
A - šokk
B - antišokk
2 - takistuse faas
3 - kurnatuse faas
või kohanemine
stressor
2
1
AGA
B
3
Kohanemishaigused, surm
Aeg

63.

Stress, sõltuvalt taseme muutusest
Kohanemisvõime jaguneb järgmisteks osadeks:
eustress
(kohanemine)
ahastus
(kurnatus)
see stress
see stress
kohanemisvõimeline
kohanemisvõimeline
keha võimeid
keha võimeid
tõuseb, toimub
vähenevad. Häda
selle kohanemine
viib arenguni
stressifaktor ja
kohanemishaigused,
stressi kõrvaldamine.
võimalik, et surmani.

64. Üldine kohanemise sündroom

Arendab süsteemide osalusel:
hüpotaalamus-hüpofüüs-neerupealised.
sümpaatiline-neerupealine
hüpotalamuse-hüpofüüsi-kilpnäärme telg
ja hormoonid:
ACTH
kortikosteroidid (glükokortikoidid,
mineralokortikoidid, androgeenid, östrogeenid)
Katehhoolamiinid (adrenaliin, norepinefriin)
TSH ja kilpnäärmehormoonid
STG

65. Hormoonide sekretsiooni reguleerimine stressi ajal

Stress
KNS
SNS: paraganglia
Hüpotalamus
Vasopressiin
Hüpofüüsi
Aju
aine
neerupealised
Adrenaliin
Norepinefriin
ACTH
TSH
Kortikaalne
aine
neerupealised
Kilpnääre
nääre
Kilpnääre
hormoonid
Glükokortikoidid
Mineralokortikoidid
Sihtkuded
STG
Maks
Somatomediinid

66.

Tase
püsivus
Hormoonide kaasamine OSA staadiumisse
II etapp - vastupanu
Hormoonid: kortisool, kasvuhormoon.
eustress
III
ma
II
aega
ahastus
I etapp – ärevus
šokk
vastulöök
Hormoonid:
adrenaliin,
vasopressiin,
oksütotsiin,
kortikoliberiin,
kortisool.
III etapp – kohanemine või
kurnatus
Kohanemisel:
- anaboolsed hormoonid:
(CTH, insuliin, suguhormoonid).
Kui ammendub:
- kohanemishormoonide vähenemine.
Kahjude kogunemine.

67. Sümpaatiline-neerupealiste telg

Sympatoadrenaalne telg

68.

Adrenaliini süntees
Oh
norepinefriin
Oh
O2
Oh
Fe2+
CH 2
HC
COOH
Tyr
Oh
Oh
HC
2+
Cu
CH 2
NH2
COOH
O2
Oh
Oh
H2C
NH2
dopamiin
Oh
Oh
vit. FROM
B6
CH 2
NH2
CO2
SAM SAG
HC
ON TA
HC
H2C
NH2
H2C
norepinefriin
DOPA
DOPATHürosindopamiini monooksügenaas dekarboksülaasi monooksügenaas
ON TA
NHCH 3
adrenaliin
metüültransferaas

69.

mõjusid
Norepinefriin
Adrenaliin
++++
+++
++++
++
++
++
Soojuse tootmine
MMC vähendamine
+++
+++
++++
+ või -
Lipolüüs (rasvade mobiliseerimine
happed)
Ketoonkehade süntees
Glükogenolüüs
+++
++
+
+
+
+++
-
---
Arteriaalne rõhk
Südamerütm
Perifeerne takistus
Glükogenees
Mao ja soolte liikuvus
Higinäärmed (higi)
-
+
-
+

70. Hüpotalamuse-hüpofüüsi-neerupealiste telg

Hüpotalamuse-hüpofüüsi-neerupealiste telg
Neerupealiste koore hormoonid
Kortikosteroidid
Glükokortikoidid (kortisool) + stress, trauma,
hüpoglükeemia
Mineralokortikoidid (aldosteroon) +
hüperkaleemia, hüponatreemia, angiotensiin II,
prostaglandiinid, ACTH
Androgeenid
Östrogeenid

71.

Sünteesi skeem
kortikosteroidid

72.

kortikotropiini vabastav hormoon
kortikotroopsed rakud
hüpofüüsi eesmine osa
dopamiin
melanotroopsed rakud
keskmine ajuripats
Proopiomelanokortiin (POMC)
241AK

73.

ACTH
Maksimaalne ACTH (samuti liberiini ja
glükokortikoidid) täheldatakse hommikul kella 6-8 ajal ja
minimaalselt - 18-23 tundi
ACTH
MC2R (retseptor)
neerupealiste koor
rasvkude
glükokortikoidid
lipolüüs
melanokortiinne
naharakkude retseptorid
melanotsüüdid, rakud
immuunsüsteem jne.
Tõsta
pigmentatsioon

74. Kortikosteroidide sünteesi reaktsioonid

mitokondrid
lipiid
tilk
H2O
õline
hape
Eeter
2
kolesterooli
kolesteroolesteraas HO
ACTH
11
12
1 19
10
5
3
4
17
13
9
14
8
7
6
Kolesterool
24
22
18 21
20
23
25
CH 3
C O
26
27
16
15
kolesterooli desmolaas
P450
HO
Pregnenoloon

75. Kortisooli ja aldosterooni süntees

CH 3
C O
CH 3
C O
hüdroksüsteroid-dg
HO
tsütoplasma
Pregnenoloon
CH 3
C O
ON TA
O
Progesteroon
EPR
17-hüdroksülaas
O
O
Hüdroksüprogesteroon
CH3OH
C O
EPR
21-hüdroksülaas
Desoksükortikosteroon
11-hüdroksülaas
EPR 21-hüdroksülaas (P450)
CH3OH
C O
ON TA
O
O
Deoksükortisool
11-hüdroksülaas (P450)
mitokondrid
4HO
O
HO
CH3OH
C O
CH3OH3
C O
OH 2
Tala
ja võrk
tsooni
1
Kortikosteroon
18-hüdroksülaas
mitokondrid
Kortisool
HO
CH3OH
CHO C O
glomerulaarne
tsooni
O
Aldosteroon

76. Glükokortikoidide (kortisool) toime

maksas on peamiselt anaboolsed
toime (stimuleerib valkude ja nukleiinide sünteesi
happed).
lihastes, lümfoid- ja rasvkoes, nahas ja
luud pärsivad valkude, RNA ja DNA sünteesi ning
stimuleerib RNA, valkude, aminohapete lagunemist.
stimuleerib glükoneogeneesi maksas.
stimuleerida glükogeeni sünteesi maksas.
inhibeerivad insuliinist sõltuvat glükoosi omastamist
koed. Glükoos läheb insuliinist sõltumatutesse kudedesse
- KNS.

77. Mineralokortikoidide toime (peamine esindaja on aldosteroon)

Stimuleerida:
Inhibeerida:
Na+ reabsorptsioon sisse
neerud;
K+, NH4+, H+ sekretsioon
neerudes, higi,
süljenäärmed,
lima. kest
sooled.
Na-transportervalkude süntees;
Na+,K+-ATPaasid;
transportervalkude süntees K+;
süntees
mitokondriaalne
TCA ensüümid.

78. Suguhormoonid

79. Androgeenide ja nende prekursorite süntees neerupealise koores

NEERENALISES
CH 3
C O
Androgeenide süntees ja nende
eelkäijad sisse
neerupealiste koor
CH 3
C O
EPR
HO
Pregnenoloon
isomeraas
O
EPR
hüdroksülaas
Progesteroon
CH 3
C O
ON TA
HO
CH 3
C O
ON TA
O
Hüdroksüpregnenoloon
Hüdroksüprogesteroon
KOHTA
KOHTA
HO
Dehüdroepiandrosteroon
mitokondrid
aktiivne
eelkäija
hüdroksülaas
Androsteendioon
mitteaktiivne
eelkäija
vähe
ON TA
HO
O
Androsteendiool
vähe
ON TA
O
Testosteroon
ON TA
vähe
HO
Östradiool

80. Meessuguhormoonide sünteesi ja sekretsiooni reguleerimine

-
Hüpotalamus
Gonadotropiini vabastav hormoon
+
-
inhibiin
-
Hüpofüüsi eesmine osa
FSH
+
Rakud
Sertoli
LG
+
Rakud
Leydig
testosteroon
+
spermatogenees

81. Naissuguhormoonide sünteesi ja sekretsiooni reguleerimine

+
-
Hüpotalamus
Gonadotropiini vabastav hormoon
+
-
-
Hüpofüüsi eesmine osa
FSH
LG
+
+
Folliikuli
kollaskeha
östradiool
progesteroon

82. Suguhormoonide toime

Androgeenid:
- reguleerida valkude sünteesi embrüos
spermatogoonia, lihased, luud,
neerud ja aju;
- omavad anaboolset toimet;
- stimuleerida rakkude jagunemist jne.

83.

Östrogeenid:
- stimuleerida kaasatud kudede arengut
paljundamine;
-määrata naiste sekundaarsete suguelundite areng
märgid;
- valmistada endomeetrium ette implanteerimiseks;
- anaboolne toime luudele ja kõhredele;
-stimuleerida transportvalkude sünteesi
kilpnääre ja suguhormoonid;
- suurendada HDL-i sünteesi ja pärssida
LDL moodustumine, mis viib kolesterooli taseme languseni
veri jne.
- mõjutab reproduktiivset funktsiooni;
-mõjutab kesknärvisüsteemi jne.

84.

Progesteroon:
1. mõjutab reproduktiivset funktsiooni
organism;
2. tõstab basaaltemperatuuri
pärast
3. ovulatsiooni ja püsib luteaali ajal
menstruaaltsükli faasid;
4. suurtes kontsentratsioonides suhtleb
neeru aldosterooni retseptorid
tuubulid (aldosteroon kaotab oma võime
stimuleerida naatriumi reabsorptsiooni)
5. mõjub kesknärvisüsteemile, põhjustades mõningaid
käitumuslikud tunnused premenstruatsiooni ajal
periood.

85. Somatotroopne hormoon

STG
–
somatotroopne
hormoon
(hormoon
kasv),
üheahelaline
191 AA-st koosnev polüpeptiid sisaldab 2
disulfiidsillad. Sünteesitud aastal
ees
aktsiad
hüpofüüsi
kuidas
klassikaline
valguline
hormoon.
Sekretsiooni pulseeritakse intervallidega
20-30 min.

86.

- somatoliberiin
+ somatostatiin
Hüpotalamus
somatoliberiin
somatostatiin
-
+
-
Hüpofüüsi eesmine osa
STG
Maks
Luud
+ glükoneogenees
+ valkude süntees
+ kõrgus
+ valkude süntees
IGF-1
Adipotsüüdid
lihaseid
+ lipolüüs
- kõrvaldamine
glükoos
+ valkude süntees
- kõrvaldamine
glükoos

87.

STH toimel tekivad kuded
peptiidid - somatomediinid.
Somatomediinid
või insuliinitaoline
tegurid
kasvu
(FMI)
omama
insuliinitaoline toime ja tugev
kasvu soodustav
tegevust.
Somatomediinid
omama
endokriinne,
parakriinne ja autokriinne toime. Nemad on
valitseda
tegevust
Ja
number
ensüümid, valkude biosüntees.

Loeng nr 13 AINEVAHETUSE REGULEERIMINE. HORMOONIDE BIOKEEMIA. 1 HORMOONIDE TOIMEMEHHANISM LÄBI c. AMP ja c. HMF

Eesmärk: Tutvuda hormoonide üldiste omadustega, hormoonide esimeste toimemehhanismidega, hormoonide toime ülekandumise vahendajatega rakus.

Plaan: 1. Hormoonide üldised omadused 2. Esimene mehhanism läbi c. AMP 3. Esimene mehhanism läbi c. HMF

Hormoonid on bioloogiliselt aktiivsed ained, mis tekivad näärmerakkudes, vabanevad verre või lümfi ning reguleerivad ainevahetust.

Organismi kohanemise juhtiv lüli on kesknärvisüsteem ja hüpotalamuse-hüpofüüsi süsteem. Kesknärvisüsteem saadab vastusena ärritusele närviimpulsse hüpotalamusele ja teistele kudedele, sealhulgas endokriinnäärmetele, ioonide ja vahendajate kontsentratsiooni muutumise kujul.

Hüpotalamus eritab spetsiaalseid aineid – neurosekretiine ehk kahte tüüpi vabastavaid faktoreid: 1 Liberiinid, mis kiirendavad troopiliste hüpofüüsi vabanemist 2: Statiinid, mis pärsivad nende vabanemist.

Hüpotalamuse oksütotsiin, vasopressiini adenogipofüsiini STG, TTG, ACTG, FSH, LTG, prolaktiin Epiphiz Melatonin Publishing Naya Iron Paranthomon Heart: Sodium Uretic Factor Kilpnäärme raud T 3, renoksiin, kaltsitoniin Timus Timosin Adrenches, Ristorante-Epiphiz, Adrenches, Epiphiz Melatonin Publishing SEEDETRAKT Gastriin, sekretiin KÕHUNREASE insuliin, glükagoon ÜLDNÄÄRED Östradiool, progesteroon, testosteroon, relaksiin, inhibiin, inimese kooriongonadotropiin Endokriinsüsteem

Hormoonide klassifikatsioon I. Valk-peptiidhormoonid 1) Hormoonid - lihtvalgud (insuliin, kasvuhormoon, LTH, paratüreoidhormoon) 2) Hormoonid - kompleksvalgud (TSH, FSH, LH) 3) Hormoonid - polüpeptiidid (glükagoon, ACTH, MSH) , kaltsitoniin , vasopressiin, oksütotsiin) Mõned neist hormoonidest moodustuvad inaktiivsetest prekursoritest – prohormoonidest (näiteks insuliin ja glükagoon).

II. Steroidhormoonid on kolesterooli derivaadid (kortikosteroidid, suguhormoonid: mees-, naishormoonid). III. Hormoonid - aminohapete derivaadid (türoksiin, trijodotüroniin, adrenaliin, norepinefriin).

Hormoonide üldised omadused - bioloogilise toime range spetsiifilisus; - kõrge bioloogiline aktiivsus; sekretsioon; - distantstegevus; - hormoonid võivad olla veres nii vabas olekus kui ka teatud valkudega seotud olekus; - lühike toimeaeg; Kõik hormoonid toimivad retseptorite kaudu.

Hormooni retseptorid (RC) Oma keemilise olemuse järgi on retseptorid valgud, tõelised glükoproteiinid.Koed, milles on antud hormooni retseptoreid, nimetatakse sihtkudedeks (sihtrakkudeks).

Hormooni bioloogiline toime ei sõltu ainult selle sisaldusest veres, vaid ka retseptorite arvust ja funktsionaalsest seisundist, samuti retseptorijärgse mehhanismi toimimise tasemest.

Kõik teadaolevad hormoonid jagunevad toimemehhanismi järgi 3 rühma: I) Membraan-tsütosoolmehhanismi hormoonid, mis toimivad rakusiseste ensüümide aktiivsust muutes. Need hormoonid seonduvad sihtraku membraani välispinnal olevate retseptoritega, ei sisene rakku sees ja toimivad läbi sekundaarsete sõnumitoojate (mesengers): c-AMP, c-GMP, kaltsiumioonid, inositooltrifosfaat.

2. Hormoonid, mis toimivad muutes valkude ja ensüümide sünteesi kiirust. (Tsütosoolsed.) Need hormoonid seostuvad rakusiseste retseptoritega: tsütosool-, tuuma- või organoidretseptoritega. Nende hormoonide hulka kuuluvad steroid- ja kilpnäärmehormoonid.

3. Hormoonid, mis toimivad muutes plasmamembraani (membraani) läbilaskvust. Nende hormoonide hulka kuuluvad insuliin, kasvuhormoon, LTH, ADH.

1. MEHANISM Adenülaattsüklaasi süsteem koosneb 3 osast: I - äratundmisosa, mida esindab rakumembraani välispinnal paiknev retseptor, . II osa – konjugeeriv valk (G-valk). Inaktiivsel kujul on G-valk seotud selle alaühikuga SKT-ga.

III osa - katalüütiline on ensüüm adenülaattsüklaas adenülaattsüklaas ATP H 4 P 2 O 7 + c. AMP interakteerub proteiinkinaas A-ga, mis koosneb 4 alaühikust: 2 reguleerivast ja 2 katalüütilisest subühikust.

Proteiini kinaas A katalüüsib fosfaatrühma ülekannet ATP-st seriini ja treoniini OH-rühmadesse paljudes sihtrakkudes sisalduvates valkudes ja ensüümides, st see on ATP ADP seriin-treoniini kinaas. Protein protein-P

Valgud, millele proteiinkinaas A osalusel fosforüülimise käigus viiakse üle fosforhappejäägid, võivad olla mõned ensüümid (näiteks fosforülaas, lipaas, glükogeeni süntetaas, metüültransferaasid), ribosoomide, tuumade ja membraanide valgud. Fosforülaasi ja lipaasi inaktiivsete vormide fosforüülimisel täheldatakse nende molekulides konformatsioonilisi muutusi, mis viib nende aktiivsuse suurenemiseni.

Glükogeeni süntetaasi fosforüülimine, vastupidi, pärsib selle aktiivsust. Fosforhappe sidumine ribosoomivalkudega suurendab valgusünteesi.

Kui fosforhape kinnitub tuumavalkudele, nõrgeneb seos valgu (histooni) ja DNA vahel, mis viib transkriptsiooni suurenemiseni ja seega ka valgusünteesi suurenemiseni. Membraanvalkude fosforüülimine suurendab nende läbilaskvust mitmete ainete, eriti ioonide jaoks.

Läbi c. toimivate hormoonide mõjul. AMP, kiirendatud: 1. Glükogenolüüs fosforolüüsi teel, 2. lipolüüs, 3. valgusüntees, 4. ioonide transport läbi membraanide, 5. glükogeneesi pärssimine

Hormoonid toimivad vastavalt sellele mehhanismile guanülaattsüklaasi süsteemi kaudu. Guanülaattsüklaasil on membraaniga seotud ja lahustuvad (tsütosoolsed) vormid Membraaniga seotud vorm koosneb 3 sektsioonist: 1 - äratundmine (plasmamembraani välisküljel)

2. – transmembraanne 3. – katalüütiline Ensüümi membraaniga seotud vorm aktiveeritakse retseptorite kaudu lühikeste peptiidide, näiteks kodade naatriumi ureetilise faktori poolt.

Natriureetiline faktor sünteesitakse aatriumis vastusena tsirkuleeriva vere mahu suurenemisele, siseneb neerudesse, aktiveerib neis guanülaattsüklaasi, mis suurendab naatriumi ja vee eritumist.

Silelihasrakud sisaldavad ka guanülaattsüklaasi süsteemi, mille kaudu nad on lõdvestunud. Selle süsteemi kaudu toimivad vasodilataatorid, nii endogeensed (lämmastikoksiid) kui ka eksogeensed.

Sooleepiteelirakkudes võib guanülaattsüklaasi aktivaator olla bakteriaalne endotoksiin, mis põhjustab vee imendumise aeglustumist ja kõhulahtisust. Guanülaattsüklaasi heemi sisaldava ensüümi tsütosoolne vorm

Selle aktiivsuse reguleerimises osalevad nitrovasodilataatorid, reaktiivsed hapnikuliigid (lämmastikoksiid), lipiidide peroksüdatsiooniproduktid.Guanülaattsüklaasi toimel c. GMP C-GMP toimib kahes subühikus proteiinkinaasile G

c. GMP seondub PK G regulatoorsete saitidega, aktiveerides selle. PKA ja PK G on seriin-treoniini kinaasid ning kiirendades erinevate valkude ja ensüümide seriini ja treoniini fosforüülimist, on neil erinev bioloogiline toime.

1) diurees suureneb natriureetilise faktori toimel (see hormoon-peptiid moodustub kodades) 2) tekib kõhulahtisus bakteriaalsete endotoksiinide toimel

Sama hormoon võib toimida läbi c. GMF ja läbi c. AMF. Toime sõltub sellest, millise retseptoriga hormoon seondub. Näiteks võib adrenaliin seonduda nii alfa- kui beetaretseptoritega.

Adrenaliini kompleksi moodustumine beeta retseptoritega viib c. AMF. Adrenaliini kompleksi moodustumine alfa-retseptoritega viib c. HMF. Adrenaliini mõju on erinev.

PC G suurendab glükogensitaasi aktiivsust, inhibeerib trombotsüütide agregatsiooni, aktiveerib fosfolipaasi C, vabastades oma depoost Ca. See. , oma tegevusega c. GMF on c antagonist. AMF

3) lämmastikoksiidi toimel lõdvestuvad veresoonte silelihasrakud (mida kasutatakse meditsiinis, kuna vasospasmi leevendamiseks kasutatakse mitmeid nitroravimeid, näiteks nitroglütseriini)

Hormoonsignaali eemaldamine, mis toimib läbi c. AMP ja c. HMF ilmneb järgmiselt: 1. hormoon hävib kiiresti ja järelikult hävib hormoon-retseptori kompleks

2. hormonaalse signaali eemaldamiseks rakkudes on spetsiaalne ensüüm fosfodiesteraas, mis muudab tsüklilised nukleotiidid nukleosiidmonofosfaatideks (vastavalt adenüül- ja guanüülhapeteks)

T. Sh. Šarmanov, S. M. Pleškova "Toitumise metaboolsed alused üldbiokeemia kursusega", Almatõ, 1998 S. Tapbergenov "Meditsiiniline biokeemia", Astana, 2001 S. Seitov "Biokeemia", Almatõ, 2001 lk 3,242 -35 369 - 562 VJ Marshall "Kliiniline biokeemia", 2000 NR Ablaev Biokeemia diagrammides ja joonistes, Almatõ 2005 lk 199 -212 Biokeemia. Lühikursus harjutuste ja ülesannetega. Ed. prof. E. S. Severina, A. Ya. Nikolaeva, M., 2002 Severin E. S. "Biokeemia" 2008, Moskva, lk 534-603 Berezov T. T., Korovkin B. F. 2002 "Bioloogiline keemia", lk 248-298.

Kontrollküsimused: 1. Hormoonide üldomadused 2. Hormoonide klassifikatsioon 3. Esimese mehhanismi hormoonide toimevahendajad 4. cAMP ja cGMP roll

Loeng nr 14 Ainevahetuse reguleerimine Hormoonide esimene toimemehhanism kaltsiumioonide, DAG ja ITP kaudu. Teine ja kolmas toimemehhanism.

Tutvuda hormoonide toime iseärasustega vahendajate kaudu: kaltsiumioonid, DAG, ITP, steroidhormoonide toime – teine ​​mehhanism, membraanimehhanism Eesmärk:

Hormoonide toime vahendajateks on kaltsiumioonid, DAG, ITP.Teine toimemehhanism Hormoonide toime tunnused kolmanda mehhanismi järgi. Plaan:

Raku sees on kaltsiumiioonide kontsentratsioon tühine (10¯7 mol/l), samas kui väljaspool rakku ja organellide sees on see kõrgem (10¯3 mol/l).

Kaltsiumi sisenemine väliskeskkonnast rakku toimub membraani kaltsiumikanalite kaudu. Kaltsiumivoogu reguleerib Ca-sõltuv membraani ATPaas; inositooltrifosfaat (IP 3) ja insuliin võivad oma funktsioonide elluviimisel mängida reguleerivat rolli.

Raku sees ladestuvad mitokondriaalses maatriksis ja endoplasmaatilises retikulumis Ca 2+ -ioonid. Väliskeskkonnast või intratsellulaarsetest depoodest tsütoplasmasse sisenev Ca 2+ interakteerub Ca 2+ -sõltuva kalmoduliinkinaasiga.

Kaltsium seondub ensüümi regulatoorse osaga, see on kaltsiumi siduv valk - kalmoduliin ja ensüüm aktiveerub.

Kalmoduliinil on kaltsiumi- või magneesiumiioonidega seondumiseks mitu keskust (kuni 4). Puhkeseisundis on kalmoduliin seotud magneesiumiga, kaltsiumi kontsentratsiooni suurenemisega rakus tõrjub kaltsium välja magneesiumi.

Kaltsiumisisalduse olulise suurenemisega moodustub kompleksne 4 Ca 2 + kalmoduliin, mis aktiveerib guanülaattsüklaasi ja fosfodiesteraasi c. AMF.

Hormoonide toimet kaltsiumiioonide kaudu kombineeritakse sageli fosfatidüülinositooli derivaatide kasutamisega vahendajana. Retseptor on sellistel juhtudel kompleksis G-valguga ja kui retseptor interakteerub hormooniga (nt TSH, prolaktiin, kasvuhormoon)

aktiveeritakse membraaniga seotud ensüüm fosfolipaas C, mis kiirendab fosfatidüülinositool-4,5-difosfaadi lagunemist DAG-i ja inositool-1,4,5-trifosfaadi moodustumisega.

DAG ja inositooltrifosfaat on vastavate hormoonide toimel teiseks sõnumitoojaks. DAG põhjustab proteiinkinaas C aktivatsiooni, mis omakorda põhjustab tuumavalkude fosforüülimist, suurendades seeläbi sihtrakkude proliferatsiooni.

Hormoonid, mis toimivad muutes plasmamembraani (membraani) läbilaskvust. Erinevatele substraatidele (aminohapped, glükoos, glütserool jne)

Need hormoonid seonduvad plasmamembraani retseptoritega ja vahendavad nende toimet türosiinkinaas-fosfataasi süsteemi kaudu.

Sel juhul toimub rakusiseste ensüümide aktiivsuse muutus, millega kaasneb transportervalkude ja ioonikanalite aktiveerumine. Nende hormoonide hulka kuuluvad insuliin, kasvuhormoon, LTH ja ADH.

Hormoonid STH, LDH, moodustades hormooni retseptori kompleksi, aktiveerivad tsütosoolset türosiinkinaasi, mis toimib nagu membraaniga seotud, aktiveerub fosfolipaas C, mis viib Ca +2 mobiliseerumiseni ja proteiinkinaasi C aktiveerumiseni.

ADH toimib läbi c. AMP põhjustab veekanalite liikumist (valk-kvaporiinid), suurendab vee tagasiimendumist neerudes, vähendab uriinieritust, st ADH suurendab sihtrakkude membraanide läbilaskvust vee jaoks.

T. Sh. Šarmanov, S. M. Pleškova "Toitumise metaboolsed alused üldbiokeemia kursusega", Almatõ, 1998 S. Tapbergenov "Meditsiiniline biokeemia", Astana, 2001 S. Seitov "Biokeemia", Almatõ, 2001 lk 3,242 -35 369 - 562 VJ Marshall "Kliiniline biokeemia", 2000 NR Ablaev Biokeemia diagrammides ja joonistes, Almatõ 2005 lk 199 -212 Biokeemia. Lühikursus harjutuste ja ülesannetega. Ed. prof. E. S. Severina, A. Ya. Nikolaeva, M., 2002 Severin E. S. "Biokeemia" 2008, Moskva, lk 534 -603 Berezov T. T., Korovkin B. F. "Biological Chemistry", lk 248298. Viited:

Kontrollküsimused: 1. c roll. GMF hormoonide toimemehhanismis 2. Ca ja ITP roll hormoonide toimemehhanismis 3. Teine mehhanism on valgu-ensüümi sünteesi kiiruse muutus 4. Kolmas mehhanism on mehhanismi muutus rakumembraani läbilaskvusest.