Биохимия гормонов пептидной и белковой природы

5.Глюкагон: биосинтез, клетки-мишени, механизм действия, влияние на метаболизм.

Глюкагон представляет собой полипептид, включающий 29 аминокислот с молекулярной массой 3,5 кДа и периодом полураспада 3-6 мин.

Синтез глюкагон синтезируется в α-клетках островков Лангерганса поджелудочной железы в ответ на снижение концентрации глюкозы в крови и в клетках тонкого кишечника.

Регуляция синтеза и секреции Активируют: гипогликемия, адреналин.

Уменьшают: глюкоза, жирные кислоты.

Механизм действия Аденилатциклазный, мембранно-внутриклеточный

Мишени и эффекты

Основные клетки-мишени глюкагона: печень, жировая ткань, корковое вещество почек. Отсутствуют рецепторы к глюкагону в скелетных мышцах.

Эффекты глюкагона в основном противоположны эффектам инсулина.

Жировая ткань

Повышает активность внутриклеточной гормон-чувствительной ТАГ-липазы и,

соответственно, стимулирует липолиз.

В жировой ткани глюкагон ускоряет мобилизацию триацилглицеролов, что приводит к повышению уровня жирных кислот и глицерола в крови.

Печень

o активация глюконеогенеза и гликогенолиза,

o за счет повышенного поступления жирных кислот из жировой ткани усиливает кетогенез.

11

Впечени гормон ускоряет мобилизацию гликогена, вызывает торможение гликолиза, стимулирует глюконеогенез, активирует синтез кетоновых тел, угнетает синтез белков и облегчает их катаболизм. Образующиеся аминокислоты используются в синтезе глюкозы (глюконеогенез).

Вкорковом веществе почек глюкагон активирует глюконеогенез.

Главный эффект глюкагона– повышение содержания глюкозы в крови – обеспечивают два механизма: быстрый (распад гликогена) и медленный

(глюконеогенез).

Патология Гиперфункция Глюкагонома – редко встречающееся новообразование из группы нейроэндокринных опухолей. У больных отмечается гипергликемия и поражение кожи и слизистых оболочек.

6.Гормоны гипоталамуса: классификация, химическая природа, клетки-мишени,

механизм действия, биологическая роль.

Семейство гипоталамических гормонов – рилизинг-факторов – включает небольшие пептиды, образующиеся в ядрах гипоталамуса. Их функция – регуляция секреции гормонов аденогипофиза: стимулирование – либерины и подавление – статины. Доказано существование семи либеринов и трех статинов.

Тиреолиберин – стимулирует секрецию тиреотропного гормона и пролактина,

является антидепрессантом.

Кортиколиберин – стимулирует секрецию АКТГ и β-эндорфина, широко влияет на деятельность нервной, эндокринной, репродуктивной, кардиоваскулярной,

иммунной систем.

Гонадолиберин (люлиберин) – стимулирует высвобождение лютеинизирующего и фолликулостимулирующего гормонов. Гонадолиберин присутствует также в гипоталамусе, участвуя в центральной регуляции полового поведения.

12

Фоллиберин – стимулирует высвобождение фолликулостимулирующего

гормона.

Пролактолиберин – стимулирует секрецию лактотропного гормона.

Пролактостатин – снижает синтез и секрецию лактотропного гормона.

Соматолиберин повышает синтез и секрецию гормона роста.

Соматостатин – ингибируюет секрецию ТТГ, пролактина, АКТГ и СТГ из гипофиза. Он образуется также в островках поджелудочной железы и контролирует высвобождение глюкагона, инсулина и гормонов желудочно-кишечного тракта.

Меланостимулирующий фактор, пентапептид оказывает стимулирующее действие на меланотропный гормон.

Меланостатин, может быть триили пентапептидом, обладает антиопиоидным эффектом и активностью в поведенческих реакциях.

Кроме рилизинг-гормонов в гипоталамусе синтезируются также антидиуретический гормон (вазопрессин) и окситоцин.

7.Гормоны гипофиза: классификация, химическая природа, клетки-

мишени, механизм действия, биологическая роль.

СЕМЕЙСТВО ПЕПТИДОВ ПРООПИОМЕЛАНОКОРТИНА

13

Проопиомеланокортин представляет собой пептид, включающий 254

аминокислоты. При его гидролизе в клетках переднего и промежуточного гипофиза появляются три основные группы пептидов этого семейства:

1. Адренокортикотропный гормон (АКТГ) из которого может образоваться α-

меланоцитстимулирующий гормон (МСГ) и кортикотропиноподобный промежуточный пептид (КППП).

2. β-Липотропин, служащий предшественником γ-липотропина, β-МСГ и β-

эндорфина.

3. γ-Меланоцитстимулирующий гормон.

Указанные пептиды способны претерпевать дополнительные модификации с образованием новых регуляторных пептидов. Механизмы действия и эффекты большинства производных проопиомеланокортина недостаточно изучены.

ЛИПОТРОПНЫЙ ГОРМОН β-Липотропин представляет собой полипептид.

Мишенью являются жировая ткань, где он стимулирует липолиз и мобилизацию жирных кислот. Основная роль – предшественник эндогенных опиатов α-, β-, γ-

эндорфинов в головном мозге, которые вызывают обезболивание, снятие ощущений страха и т.п.

МЕЛАНОЦИТСТИМУЛИРУЮЩИЙ ГОРМОН Представляет собой группу пептидов α-МСГ, β-МСГ, γ-МСГ. Синтез происходит в средней доле гипофиза.

14

Действует по аденилатциклазному механизму. Мишенью являются меланоциты кожи, радужки, пигментного эпителия сетчатки глаза, в которых стимулирует меланиногенез и пигментацию.

АДРЕНОКОРТИКОТРОПНЫЙ ГОРМОН

Строение Представляет собой пептид, включающий 39 аминокислот.

Регуляция синтеза и секреции Максимальная концентрация в крови достигается в утренние часы, минимальная в полночь.

Активируют: кортиколиберин при стрессе (тревога, страх, боль), вазопрессин,

ангиотензин II, катехоламины Уменьшают: глюкокортикоиды.

Механизм действия Аденилатциклазный.

Мишени и эффекты В жировой ткани стимулирует липолиз. В

надпочечниках стимулирует образование белка и нуклеиновых кислот для роста их ткани, активирует синтез холестерола de novo и его образование из эфиров, синтез прегненолона.

Патология Гиперфункция Проявляется болезнью Иценко-Кушинга – симптомы гиперкортицизма и специфичные симптомы: o активация липолиза, o

увеличение пигментации кожи из-за частичного меланоцитстимулирующего эффекта, благодаря чему появился термин "бронзовая болезнь".

ТИРЕОТРОПНЫЙ ГОРМОН

Строение Представляет собой гликопротеин с молекулярной массой 30 кДа,

состоит из двух субъединиц α и β, α-субъединица схожа с таковой гонадотропных гормонов, β-субъединица специфична для ТТГ.

Синтез Осуществляется в базофильных тиреотрофах гипофиза.

15

Регуляция синтеза и секреции Активируют: тиреолиберин, охлаждение

(закаливание, обливание холодной водой); также усиливается в вечернее время суток.

Уменьшают: соматостатин, тироксин и трийодтиронин (по механизму обратной отрицательной связи).

Механизм действия Аденилатциклазный (связанный с участием G-белка) и

кальций-фосфолипидный механизмы.

Мишени и эффекты

1.Обеспечивает жизнедеятельность щитовидной железы o стимулирует углеводный обмен (гликолиз, ПФП), синтез гетерополисахаридов, o повышает синтез белков, фосфолипидов и нуклеиновых кислот, o усиливает рост и пролиферацию тиреоидных клеток, o стимулирует васкуляризацию щитовидной железы.

2.Стимулирует гормональную активность щитовидной железы o повышает захват йода и его включение в тиреоглобулин, o активирует все стадии образования трийодтиронина и тироксина, в том числе увеличивает экспрессию гена тиреопероксидазы.

Патология При уменьшении выработки ТТГ изменяется масса тела,

повышается утомляемость, возникают симптомы гипотиреоза.

ОКСИТОЦИН

Строение Представляет собой пептид, состоящий из 9 аминокислот и периодом полураспада 5 минут.

Синтез Осуществляется в гипоталамусе. В точку секреции – заднюю долю гипофиза – гормон попадает по аксонам с белком-переносчиком нейрофизином.

Регуляция синтеза и секреции Стимулируют секрецию раздражение грудных сосков (кормление грудью), беременность, увеличение частоты секс-контактов,

стресс, сон, серотонин.

16

Механизм действия Точно не известен. Связан с регуляцией количества простагландинов в клетке и изменением потоков ионов Cа2+ и Na+.

Мишени и эффекты

Матка Изменяя ионные потоки в миометрии матки, вызывает ее сокращение.

С повышением срока беременности чувствительность матки к гормону возрастает.

Молочная железа В миоэпителиальных клетках альвеол стимулирует спазм протоков и выделение молока.

Жировая ткань Увеличивает потребление глюкозы и, следовательно, синтез

триацилглицеролов.

ПРОЛАКТИН (МАММОТРОПИН, ЛАКТОТРОПНЫЙ ГОРМОН, ЛТГ)

Строение Представляет собой пептид из 198 аминокислот с молекулярной

массой 23 кДа.

Синтез Осуществляется в ацидофильных клетках гипофиза – подкласс

лактотрофов

Регуляция синтеза и секреции

Активируют: пролактолиберин и тиреолиберин (имеет значение при первичном гипотиреозе!), эстрогены.

Уменьшают: (подавляет транскрипцию) пролактостатин (является дофамином).

Стимулируют секрецию: раздражение грудных сосков при кормлении грудью,

беременность, увеличение частоты секс-контактов, стресс, сон, серотонин,

эстрогены, ангиотензин II.

Снижает секрецию диоксифенилаланин (ДОФА).

Механизм действия Рецептор с ферментативной тирозинкиназной активностью. Конечным результатом гормон-рецепторного взаимодействия является регуляция транскрипции генов.

17

Мишени и эффекты В почках, наряду с паратгормоном и СТГ, стимулирует гидроксилирование и активацию витамина D.

У женщин

o повышает синтез РНК казеиногена, лактозосинтазы и ДНК,

o стимулирует рост молочной железы и ее лактацию в присутствии достаточного уровня женских половых гормонов, кортикостероидов и инсулина,

o при беременности поддерживает активность желтого тела и секрецию прогестерона,

o принимает участие в поддержании материнского инстинкта.

У мужчин

o в клетках Лейдига увеличивает синтез тестостерона, o стимулирует предстательную железу и ее секрецию,

o потенциирует действие ЛГ и ФСГ на сперматогенез и активность сперматозоидов.

Патология Гипофункция Синдром Шихана – фактором риска является избыточная кровопотеря при родах, что приводит к нарушению кровоснабжения и некрозу гипофиза. Первым признаком является прекращение лактации, далее обнаруживаются другие симптомы гипопитуитаризма.

Гиперфункция Причина. Избыточный синтез возникает при гипотиреозе,

гормонпродуцирующих опухолях, хронической почечной недостаточности.

Клиническая картина. В результате развивается бесплодие у мужчин и женщин, импотенция и гинекомастия мужчин, аменорея и галакторея женщин.

Повышенный уровень гормона при послеродовой лактации оказывает небольшое ановуляторное действие на яичники, что может снизить вероятность новой беременности.

18

ГОНАДОТРОПНЫЕ ГОРМОНЫ К ним относят фолликулостимулирующий

(ФСГ) и лютеинизирующий (ЛГ) гормоны, хориогонин человека.

Строение ФСГ и ЛГ представляют собой гликопротеины с молекулярной

массой 30 кДа.

Хориогонин – гормон плаценты, также является гликопротеином. Все эти гормоны состоят из субъединиц α и β, β-субъединица у каждого гормона индивидуальна, α−субъединица у них одинакова и схожа с α-субъединицей тиреотропного гормона.

Синтез Осуществляется в гонадотрофах гипофиза.

Регуляция синтеза и секреции Гонадолиберин активирует синтез и секрецию волнообразно с циклом около 90'. Уменьшают синтез эндорфины и половые гормоны опосредованно через подавление синтеза гонадолиберина.

Половые гормоны в зависимости от их концентрации напрямую подавляют секрецию этих гормонов. Механизм действия Аденилатциклазный.

Мишени и эффекты

У мужчин

Лютеинизирующий гормон

o в клетках Лейдига увеличивает синтез холестерола и далее тестостерона

Фолликулостимулирующий гормон

o стимулирует рост семенных канальцев, семенников, инициирует сперматогенез,

o действует на клетки Сертоли семенников и повышает синтез андрогенсвязывающего белка, обеспечивающего захват из крови и транспорт

19

тестостерона к семявыносящим канальцам и придатку яичка. Это позволяет повысить концентрацию тестостерона в данном месте и стимулировать сперматогенез.

У женщин

Лютеинизирующий гормон

o в желтом теле увеличивает синтез холестерола, прогестерона и андрогенов,

o в результате эстрадиол-зависимого повышения концентрации вызывает индукцию овуляции.

Фолликулостимулирующий гормон

o активирует рост фолликулов и готовит их к действию ЛГ, o усиливает превращение андрогенов в эстрогены.

Патология Гипофункция

o у детей возникает позднее половое созревание,

o у женщин – олигоменорея, отсутствие овуляции и бесплодие, атрофия молочной железы и гениталий,

o у мужчин – импотенция, азооспермия, атрофия тестикул,

o у обоих полов – снижение либидо, роста волос на теле, истончение кожи и ее морщины.

Гиперфункция У женщин повышение ФСГ приводит к дисфункциональным

маточным кровотечениям.

8.Соматотропный гормон (гормон роста): химическая природа,

клетки-мишени, регуляция секреции, механизм действия, биологическая роль,

нарушение синтеза и секреции.

СОМАТОТРОПНЫЙ ГОРМОН. Строение

Представляет собой полипептид (белок), включающий 191 аминокислоту с

молекулярной массой 22 кДа и периодом полураспада 20-25'.

20