Биохимия гормонов пептидной и белковой природы

Синтез Осуществляется в ацидофильных клетках гипофиза – подкласс соматотрофов с волнообразной секрецией и пиком каждые 20-30'.

Регуляция синтеза и секреции

Активируют:

o гипогликемия (при физической нагрузке и кратком голодании),

o гормоны – андрогены и эстрогены, трийодтиронин (через высвобождение соматолиберина),

o белковая пища, некоторые аминокислоты (например, аргинин), o медленная фаза сна (вскоре после засыпания, особенно у детей)

стресс (боль, тревога, холод)

Уменьшают: гипергликемия, соматомедины, ИФР-1.

ИФР-1 регулирует высвобождение в гипоталамусе соматостатина и соматолиберина по принципу обратной связи.

Основной стимулирующий эффект оказывает соматолиберин, а тормозящий -

гипоталамический соматостатин.

Регуляция синтеза и секреции гормона роста

21

Соматотропин синтезируется в ацидофильных клетках гипофиза из прогормона, не обладающего гормональной активностью. Содержание гормона роста составляет 5-16

мг в 1 г ткани железы, в то время как количество других гормонов гипофиза исчисляется в мкг/г. T1/2 гормона в плазме крови составляет около 50 мин.

Уровень гормона роста в плазме крови не превышает 3

нг/мл. Секреция гормона роста носит пульсирующий характер с интервалами в 20-30 мин.

Один из самых больших пиков отмечается вскоре после засыпания.

Механизм действия Рецептор с каталитической тирозинкиназной активностью. Существенную роль в рост-стимулирующих эффектах гормона играет инсулиноподобный фактор роста-1 (ИФР-1, соматомедин С), вырабатываемый в клетках после воздействия на нее СТГ.

Рецепторы гормона роста находятся в плазматической мембране клеток печени, жировой ткани, яичках, жёлтом теле, скелетных мышцах, хрящевой ткани,

мозге, лёгких, поджелудочной железе, кишечнике, сердце, почках, лимфоцитах.

Механизм действия: мембранно-внутриклеточный.

22

Механизм действия соматотропина

Связывание соматотропина с одной из двух молекул специфического мембранного рецептора вызывает активацию ассоциированной с ней тирозинкиназы,

что ведет к фосфорилированию и активации митогенактивируемой протеинкиназы

(МАПК), вызывающей транскрипцию генов и синтез новых белков

Вторая молекула рецептора после связывания с соматотропином через G-белок активирует мембранную фосфолипазу С с последующим повышением уровня ДАГ и ИФ3 и активацией протеинкиназы С. Последняя вызывает фосфорилирование белков,

активацию ферментов и метаболические эффекты. Протеинкиназа С также вызывает фосфорилирование и активацию МАПК и других индукторов транскрипции генов (например, STAT), способствуя синтезу белка.

Вместе с тем большинство ростовых эффектов гормона опосредуется специальными гуморальными факторами, которые образуются в печени и, получили название соматомедины.

23

Поскольку эффекты соматомединов на обмен веществ во многом сходны с

эффектами инсулина, а их структура имеет сходство с молекулой проинсулина, их еще называют инсулино-подобные факторы роста

(ИФР).

Химическая структура и основные эффекты установлены для двух факторов

(ИФР-1 и ИФР-2). ИФР-1 обладает большим, чем ИФР-2, влиянием на рост, а также является основным фактором, реализующим отрицательную обратную связь в виде угнетения секреции соматолиберина и соматотропина, увеличения продукции соматостатина.

Основное действие СТГ — обеспечить рост и развитие организма.

Гормоном роста соматотропин называют за то, что у детей и подростков, а

также молодых людей с ещё не закрывшимися зонами роста в костях он вызывает выраженное ускорение эпифизарного роста, в основном за счет роста длинных трубчатых костей конечностей.

Под влиянием гормона роста усиливаются транспорт аминокислот в клетки мышц, синтез белка в костях, хрящах, мышцах, печени и других внутренних органах,

увеличивается общее количество РНК, ДНК и общее число клеток. Одновременно тормозится катаболизм белков, что проявляется снижением уровня остаточного азота и мочевины в крови, положительным азотистым балансом.

Инсулиноподобные факторы, действуя на хрящевую ткань, стимулируют включение сульфата в синтезируемые протеогликаны, активируют синтез ДНК, РНК и белка. Эти эффекты выражены у ИФР-1 и ИФР-2 в 100 раз больше, чем у инсулина,

а влияние на обмен глюкозы у них в 50 раз слабее, чем у инсулина.

Мишени и эффекты Мишенью для СТГ и ИФР-1 являются костная, хрящевая,

мышечная, жировая ткани и печень.

24

Белковый обмен: вызывает положительный азотистый баланс, повышает транспорт аминокислот в печень, мышечную, хрящевую и костную ткани, активирует все стадии биосинтеза белка.

Рост-активирующее действие гормона на кости и мышцы наиболее отчетливо проявляется в детском и подростковом возрасте.

Нуклеиновый обмен: активирует синтез РНК и ДНК.

Углеводный обмен:

o снижает чувствительность к инсулину, подавляет переход глюкозы в периферические ткани, стимулирует глюконеогенез в печени, что вызывает гипергликемию.

o в печени повышает запасы гликогена (вместе с глюкокортикоидами и инсулином). o в мышцах подавляет гликолиз и стимулирует синтез гликогена.

o у детей стимулирует образование хондроитинсульфата в костной ткани.

Липидный обмен: активирует липолиз, накопление жирных кислот в крови и, при недостатке инсулина, кетогенез.

В целом СТГ переводит ткани на использование жирных кислот.

Минеральный обмен: Стимулирует гидроксилирование и активацию витамина D по С1 в почках. Формирует положительный баланс Mg, Ca, P, Na, К, Cl, SO4.

Таким образом, основные метаболические эффекты соматотропина:

1)усиление липолиза и уменьшение массы жировой ткани;

2)повышение усвоения аминокислот и синтеза белков, в результате чего масса тела возрастает за счет нежировой ткани.

3)увеличение глюконеогенеза и повышение уровня сахара в крови.

СТГ - это «контринсулярный» гормон (он снижает использование глюкозы жировыми

и мышечными клетками и активирует глюконеогенез в печени).

25

Прямые и опосредованные через ИФР-1 эффекты гормона роста

Патология

Гипосекреция соматотропина (при врожденном недоразвитии гипофиза) –

нанизм или карликовость – пропорциональное недоразвитие всего тела, низкий рост,

отклонений в развитии психической деятельности не наблюдается.

Гипофункция

o при уменьшении выработки и снижении концентрации в крови возникает гипофизарный нанизм (карликовость). Проявляется в раннем детстве (на 1-4 году),

критерием служит снижение скорости роста до 4 см в год и менее.

o при наличии дефектов в клетках печени на рецепторном и пострецепторном уровне

(резистентность к СТГ) развивается синдром Ларона,

26

o при наследственном снижении продукции ИФР-1 в мишеневых клетках отсутствуют рост-стимулирующие эффекты гормона. Примером могут служить пигмеи, племена Центральной Африки.

o при нарушении синтеза у взрослых отмечается снижение мышечной массы и тенденция к гипогликемии.

Гиперфункция. Гиперсекреция соматотропина (при опухолях клеток гипофиза):

•у детей и подростков – гигантизм – пропорциональное увеличение костей,

мягких тканей и органов, высокий рост; так как еще нет зарастания эпифизарных

щелей и возможен ускоренный рост кости.

•у взрослых – акромегалия – диспропорциональное увеличение размеров лица,

черепа, кистей рук, стоп, увеличение размеров внутренних органов; из-за акрального

роста кости происходит увеличение размера носа, стопы, кистей, челюсти.

•соматотропный диабет – в крови повышается концентрация глюкозы

(гипергликемия).

Рекомендуемая литература по дисциплине «Биохимия»

1.Северин Е.С., Биохимия [Электронный ресурс] : учебник / под ред. Е. С. Северина.

-5-е изд., испр. и доп. - М. : ГЭОТАР-Медиа, 2016. - 768 с. - ISBN 978-5-9704-3762-9

-Режим доступа: http://www.studmedlib.ru/book/ISBN9785970437629.html

См. Раздел 11, стр. 1 - 94

2.Губарева А.Е., Биологическая химия. Ситуационные задачи и тесты [Электронный ресурс] : учеб. пособие / А. Е. Губарева [и др.] ; под ред. А. Е. Губаревой. - М. :

ГЭОТАР-Медиа, 2016. - 528 с. - ISBN 978-5-9704-3561-8 - Режим доступа: http://www.studmedlib.ru/book/ISBN9785970435618.html

См. Раздел 27, стр. 1 – 13

3.Авдеева Л.В., Биохимия [Электронный ресурс] / Авдеева Л.В., Алейникова Т.Л., Андрианова Л.Е., Белушкина Н.Н., Волкова Н.П., Воробьева С.А., Голенченко В.А., Губарева А.Е., Корлякова О.В., Лихачева Н.В., Павлова Н.А., Рубцова Г.В., Силаева

27

С.А., Силуянова С.Н., Титова Т.А. - М. : ГЭОТАР-Медиа, 2014. - 752 с. - ISBN 978-5-

9704-3043-9 - Режим доступа:

http://www.studmedlib.ru/book/ISBN9785970430439.html

См. Раздел 13, стр. 1 – 66

Рекомендуемая литература по дисциплине «Биохимия-БПР»

1.Вавилова Т.П., Биологическая химия. Биохимия полости рта [Электронный ресурс] / Т.П. Вавилова, А.Е. Медведев - М. : ГЭОТАР-Медиа, 2014. - 560 с. - ISBN 978-5-9704-3039-2 - Режим доступа: http://www.studmedlib.ru/book/ISBN9785970430392.html

См. Раздел 11, стр. 1 – 12

2.Северин С.Е., Биологическая химия и биохимия полости рта. Ситуационные задачи и задания [Электронный ресурс] : учеб. пособие / под ред. С.Е. Северина. -

М. : ГЭОТАР-Медиа, 2017. - 240 с. - ISBN 978-5-9704-4015-5 - Режим доступа: http://www.studmedlib.ru/book/ISBN9785970440155.html

См. Раздел 13, стр. 1 – 24

3.Северин Е.С., Биохимия [Электронный ресурс] : учебник / под ред. Е. С. Северина.

-5-е изд., испр. и доп. - М. : ГЭОТАР-Медиа, 2016. - 768 с. - ISBN 978-5-9704-3762-9

-Режим доступа: http://www.studmedlib.ru/book/ISBN9785970437629.html

См. Раздел 11, стр. 1 - 94

28