биохим 2 часть
.pdf- 151 -
ленив. На обменные процессы норадреналин действует значительно слабее адреналина.
Тестостерон (вещество стероидной природы) - обеспечивает развитие мужского фенотипа, стимулирует сперматогенез, оказывает значительный анаболический эффект, усиливая синтетичеокие процеосы.
Эстрадиол (стероидное вещество) - ответствен за развитие женской репродуктивной системы, участвует в регуляции женского полового цикла, проявляет некоторый анаболический эффект.
Прогестерон (вещество стероидного характера) - совместно с эстрадиолом и гонадотропными гормонами гипофиза участвует в регуляции женс кого полового цикла, в обеспечении протекания беременности и родового
акта.
Релаксин (белок) - расслабляет связочный аппарат лонного сочлене ния и других суставов таза.
19. К гормоноидам можно отнеоти:
Ацетилхолин - медиатор нервно-мышечных синапсов, а также парасим патической нервной слотемы.
Гистамин (образуется из гистидина) - медиатор нервной оистемы, а также воспалительного процесса и болевого сивдрома, участвует в явлени ях сенсибилизации и десенсибилизации, в секреции HCI в желудке.
Норадреналин (возникает из тирозина) - является медиатором симпа тической нервной системы, а также различных облаотей центральной нерв ной системы.
Дофамин (образуется из тирозина) - медиатор центральной нервной системы.
Серотонин (образуется из триптофана) - медиатор центральной нерв ной сиотемы.
Гамма-аминомасляная кислота (ГАМК, образуется из глутаминовой кис лоты) - тормозной медиатор центральной нервной оиотемы.
Брадикинин (пептид) - регулятор гемодинамики, наиболее сильный оосудорастирающий агент.
Ангиотензин (пептид) - стимулирует секрецию надпочечниками альдостерона и катехоламинов, а гипофизом - вазопрессина.
Цростагландины (производные арахидоновой кислоты) - влияют на об разование в клетках вторичных посредников гормонального дейотвия, био химические и физиологические эффекты их дейотвия веоьма разнообразны.
Тромбоксаны (образуются из арахидоновой кислоты) - суживают оооуды и бронхи, повышают кровяное давление, стимулируют образование тромбов.
Простациклин (образуется из арахидоновой киолоты) - расслабляет со
- 152 -
суды и бронхи, снижает кровяное давление, препятствует образованию тром
бов.
Лейкотриены (возникают из арахидоновой кислоты) - медиаторы воспа лительных и аллергических реакций.
К гормоноидам можно отнести и гормонально активные вещества пище варительного тракта - гастрин, секретин, холецистокинин и другие.
20. Формулы гормонов:
Тироксин
Кортизол |
ОН |
|
Эстрадиол |
Серотонин |
21. Формулы гормонов:
Кортикостерон. |
Мелатонин |
Тестостерон |
ОН
см-он
Адреналин |
Ацетилхолин |
- 153 -
23. Формулы гормонов:
CHfOH
с тО
|
& |
|
fe |
П-Дезокоикортико- |
htrik |
o X J ^ J ' |
СНЛ |
Норадреналин |
Прогеотеров |
ГАМК |
|
отерон |
|
|
|
21. На белковый обмен влияют гормоны:
Соматотропин - стимулирует биосинтез белков и нуклеиновых кислот (анаболический эффект).
Глюкокортикоотероиды (кортизол, кортизон, кортикоотерон) - замед ляют синтез белков в большинстве тканей (в печени белковый синтез уоилвн), усиливают распад аминокислот, что обусловливает отрицательный азотистый баланс.
Кортихотропин - на белковый обмен влияет через глюкокортикоотерои ды, синтез которых в коре надпочечников он стимулирует.
Инсулин - усиливает синтез белков и нуклеиновых кислот. Тестостерон - усиливает синтез белков, обладает значительным ана
болическим эффектом.
Эстрадиол - проявляет анаболический эффект, более слабый, чем у андрогенов.
Тироксин - усиливает синтез белков, влияя на процессы транскрипции и трансляции.
Тиреотропин - на белковый обмен действует, стимулируя продукщио тирокоина щитовидной железой.
25. На углеводный обмен влияют гормоны:
Инсулин - стимулирует поступление глюкозы из крови в клетки и ее интенсивное использование в качеотве источника энергии, усиливает апотомичеокий распад глюкозы, синтез гликогена, тормозит глюконеогенез.
В результате возникает гипогликемия.
Адреналин (и слабее норадреналин) - усиливает раопад гликогена в мышцах, а также глюкогенез и глюконеогенез в печени, что приводит к гипергликемии.
Глюкагон - стимулирует мобилизацию гликогена в печени и глюконеогенез, вызывая гипергликемию.
Глюкокортикостероиды (кортизол, кортизон, кортикостерон) - усили-
- 154 -
веют глюконеогенез и воааывание глюкозы в кишечнике, опособотвуют п - пергликемии.
Кортикотропин - на углеводный обмен влияет черев гджокортикоотероиды, оинтеэ которых в коре надпочечников он усиливает.
Соматотропин - уоиливает катаболизм углеводов. Тирокоин - уоиливает раопад глюкозы.
Тиреотропин - на углеводный обмен влияет, уоиливая продукцию тирокоина щитовидной железой.
26. На лишщный обмен влияют гормоны: Соматотропин - уоидивает мобилизацию жиров.
Липотропины - влияют на жировую ткань, обладают жиромобилизующим дейотвием.
Елюкокортикоотеровды (кортизол, кортизон, кортикоотерон) - коовенно усиливают мобилизацию жиров из жировой ткани, отимулируют синтез жи ров в печени. Они вызывают перераспределение жиров в организме: жиры в избытке накапливаются в облаоти шеи, на лице и туловище (центральное ожирение), в то же время конечности лишаются жировых отложений. Объяс нения этому феномену пока нет.
Кортикотропин - на липидный обмен влияет через глюкокортикостеролды, синтез которых он отимулирует.
Вазопресоин - уоиливает липолиз. Инсулин - усиливает лшгагенез.
Адреналин (и в меньшей отепени норадреналин) - стимулирует липолиэ в жировой ткани и поступление жирных кислот в кровь.
Гшокагон - усиливает гидролиз жиров в печени и жировой ткани. Тироксин - уоиливает распад липидов.
Тиреотропин - на липидный обмен влияет через тирокоин, оинтез ко торого он стимулирует в китовидной железе.
Тестостерон - уоиливает катаболизм жиров.
Эстрадиол - способствует более быстрому обновлению липидов, пре пятствует их накоплению в печени л жировой ткани.
27. На водно-минеральный обмен влияют гормоны: Минералокортикостеровды (альдостерон, П-дезоксикортикостерон,
слабее кортикостерон) - задерживают в организме натрий, хлор, бикарбо наты, воду, но усиливают выделение лз организма калия, кальция, магния» протонов в соотаве ионов аммония.
Ангиотензин - влияет на минеральный обмен, стимулируя оекрецию альдостерона, он также усиливает выделение вазопрессина.
- 155 -
Цроотаглаццины - усиливают оекрецию почками ренина, о помощью ко торого образуется ангиотензин, стимулирующий продукцию альдоотеронв надпочечниками и выделение вазопрессина гипофизам.
Паратирин - повшает в крови концентрацию кальция, но онихает кон центрацию фоофора.
Кальцитонин - онихает в крови уровень как кальция, так и фоофора. Вазопреооин - уоиливает реабоорбцию воды в почечное канальцах,
уменьшает диурез.
Тирокоин - усиливает потоотделение.
Тиреотропин - влияет через уоиление продукции тирокоина щитовид
ной железой.
Натрийуричеокий гормон - уоиливает выделение натрия и воды.
28.Функционирование цепи транспорта электронов регулируется соот ношением концентраций АДФ, H3FO4 и АТФ. Максимальная интенсивность фун кционирования дыхательной цепи достигается при высокой концентрации АДФ и НдРОд и низкой концентрации АТФ, при этом наибольшее влияние на окорооть дыхания оказывает концентрация АДФ. Изменение окорооти дыха ния клеток о изменением концентрации АДФ называется дыхательным контро лем (акцепторным контролем).
29.Окислительное декарбокоилирование пировиноградной киолоты ре гулируется путем ингибирования пируватдегидрогеназного ферментного ком плекса избытком ацетил-КоА, НАДЕ, АТФ (отрицательная обратная овязь).
Цикл трикарбоновых киолот регулируется путем воэдейотвия на его регуляторные ферменты определенных аллоотерических эффекторов. Цитратсинтаза ингибируется молекулами АТФ, НАДЙ, сукцинил-КоА. Изоцитратдегидрогеназа активирувтоя АДФ, ингибируется АТФ и НАДН. Сукцинатдегидрогеназа активируется сукцинатом, ингибируется оксалоацетатом. af-Квтоглу- таратдегидрогеназный ферментный комплеко ингибируется оукцинил-КоА и НАДН.
30.Использование глюкозы клетками зависит от поступления ее из крови. Проникновение глюкозы в клетки мозга и печени определяется ее концентрацией в крови, поступление же в клетки других органов и тканей (особенно мышц и жировой ткани) регулируется иноулином. Иноулин стиму лирует проникновение глюкозы через клеточную мембрану, он также способ ствует задержке глюкозы в клетке путем ее фосфорилирования о помощью гексокиназы (фосфорилированная глюкоза через мембрану не проходит), од новременно иноулин ингибирует глюкозо-6-фоофатазу. Инсулин также спо собствует интенсивному использованию глюкозы в клетках в качеотве ис точника энергии путем ее катаболизма, одновременно он усиливает апото-
-166 -
мичеокий раопад глюкозы я оинтез is глюкозы гликогена, в то же время глюконеогенез инсулином подавляется. Адреналин хе и глюкагон стимули руют раопад гликогена.
Дихотомический раопад глюкозы (через фоофотриозы и пируват) регу лируется о помощью ключевых ферментов этого процеооа: гекоокиназы, фоофофруктокинаэы, глицеральдегвдфоофатдегвдрогенаэы, пируваткинаэы. Дэкоокиназа активируетоя инсулином (усиливается ее оинтез), ингибируется глюкозо-6-фоофатом. Фосфофруктокиназа активируетоя иноулином, АДФ, АМФ, НдРО^, ингибируется хе АТФ, цитратом. Епицеральдегадфоофатдегидрогеназа ингибируется HASH. Шруваткиназа активируетоя иноулином, ингибирует ся АТФ* ацетил-КоА. При усилении дыхания клеток (аэробиоз) интенсив ность дихотомического распада глюкозы окижаетоя вследствие повшения концентрации АТФ (усиление окислительного фоофорилирования) и ингибиро вания благодаря этому фосфофруктокиназы и пируваткинаэы, при этом зату хает гликолитический процесс, продуцирующий лактат. В анаэробных хе ус ловиях концентрация АТФ в клетке снихаетоя, что ведет к растормаживанию ключевых ферментов процесса и резкому усилению дихотомического раопада глюкозы с образованием молочной киолоты.
Апотомический распад глюкозы регулируется через воздействие на ферменты гексокиназу, глюкозо-6-фосфатдегидрогеназу, 6-фосфоглюконатде- гидрогеназу. Лэксокиназа активируется инсулином (усиливается ее синтез), ингибируется глюкозо-6-фосфатом. Елюкозо-6-фосфатдегвдрогеназа отимулируется инсулином, этот же фермент и б-фосфоглюконатдегидрогеназа ин гибируются НАД®.
В целом распад глюкозы, как дихотомический, так и апотомический, стимулируется инсулином.
31. Распад гликогена стимулируется адреналином (слабее норадреналином) и глюкагоном путем активирования ими гликогенфосфорилазы и инги бирования гликогенсинтазы. Цри этом глюкагон действует только на печень и не оказывает влияния на углеводный обмен в мышцах.
Синтез гликогена стимулируется инсулином, поскольку инсулин усили вает проникновение глюкозы из крови в клетки, активирует синтез гексокиназы, ингибирует глюкозо-6-фосфатазу и гликогенфосфорилазу и активиру ет (косвенно) гликогенсинтазу.
Поглощение глюкозы печенью усиливается при повышении концентрации ее в крови, а также благодаря воздействию инсулина, который стимулиру ет синтез глюкокиназы и одновременно ингибирует глюкозо-6-фоофатазу, что обусловливает задержку глюкозы в клетках, фоме того, инсулин стирдулирует усиленную утилизацию глюкозы в печеночных клетках, интенсифи
- 157 -
цируя ее катаболизм и синтез гликогена, одновременно он подавляет глю конеогенез*
Высвобождение глюкозы печенью усиливается адреналином (слабее норадреналином) л глюкагоном, которые отлмулируют процеоо глюкогенеза, мо билизуя гликоген, они также интенсифицируют глюконеогенез.
32.Вщролиз жиров в клетках (липолиз) стимулируетоя многими гор монами: адреналином (слабее норадреналином), глюкагоном, глюкокортико стероидами (их дейотвие коовенное, они усиливают продукцию адреналина надпочечниками), кортикотропином, вазопрессином, соматотропином, лилотропиками, тироксином, тиреотропином, тестостероном. Большинство из этих гормонов (белковые, пептидные и катехоламины) оказывают свое дей отвие через цАЮ, в конечном счете происходит активирование липазы. Иноулин же стимулирует липогенез, т.к. его воздействие на клетки при водит к ингибированию цАМФ-зависимой протеинкияаэы. Цростагландины так же усиливают биосинтез жиров, тормозя липолиз в жировой ткани.
Окислительный распад жирных кислот (/5-окисление) регулируется дос тупностью субстрата, то есть концентрацией жирных кислот в плазме крови. Он зависит также от функционирования системы перенооа жирных кислот из* цитоплазмы в митохондрии о помощью карнитина: при избыточном раощепле нил углеводов из митохондрий в цитоплазму выходит цитрат, он активиру ет ацетил-КоА-карбокоилазу, возникающий малонил-КоА ингибирует карни- тин-ацилтраясфэразу, то еоть происходит торможение перенооа жирных кис лот из цитоплазмы в митохондрии, тле жирные кислоты подвергаются/-оки слению; в результате распад жирных киолот подавляется.
33.Фермент ацетил-КоА-карбоксилаза, участвующий в биосинтезе жир ных киолот, являетоя регуляторным. Он ингибируетоя молекулами ацил-КоА
одлинной цепью, активируется же цитратом, изоцитратом, </-кетоглутара- том, т.е. интенсивность оинтеза жирных кислот зависит от окорооти про текания цикла трикарбоновых киолот. Кроме того, иноулин активирует оинтетазу жирных киолот и ацетил-КоА-карбокоилазу.
Биосинтез жиров усиливается под влиянием инсулина. Этот гормон отимулирует транопорт глюкозы в жировую ткань и усиливает ее раопад (как дихотомичеокий, так и апотомичеокий), что ведет к повышению кон центрации в клетках ацетил-КоА, НАД® и глицерофосфата, необходимых для оинтеза жирных киолот и триацилглицеринов. Биосинтез жиров отимулируетоя ж проотаглаядинами.
34.Биооинтев холеотерина регулируется о помощью механизма ретро
- 158 -
ингибирования: фермент гидроксиметилглутарил-КоА-редуктаза является ре гуляторным (аллоотеричеоким), он ингибируетоя холеотерином, то еоть ко нечным продуктом процеооа.
Интенсивность биосинтеза кетоновых тел (первично ацетоукоуоной ки слоты) определяется концентрацией субстрата, инициирующего данный процесо, т.е. ацетил-КоА. Концентрация же ацетил-КоА в клетках печени, где происходит кетогенез, зависит презде воего от содержания жирных ки слот в плазме крови, которое в свою очередь связано о интенсивностью катаболизма глюкозы, с функционированием цикла трикарбоновых кислот.
В процеоое синтеза ацетоацетата из ацетил-КоА регуляторным ферментов, возможно, являетоя гидрокоиметилглутарил-КоА-оянтаза.
35. Интенсивно глюконеогенез (образование глюкозы из неуглеводных продуктов) протекает лишь в печени, в некоторой отепени он имеет место также в корковом веществе почек и в слизистой кишечника.
Регулируется глюконеогенез с помощью целого ряда механизмов.
1.Глюконеогенез интенсифицируется цри повышении концентрации не обходимых для этого процесоа оубстратов, а именно лактата, аминокиолот, глицерина.
2.Адреналин и глюкагон стимулируют глюконеогенез. Эти гормоны че рез цАМФ активируют протеинкинаэу, фоофорилирующую оообый бифункциона льный фермент, который может проявлять как фосфатазную (отщепление фоофата), так и фоофокиназную (присоединение фоофата) активности в зави симости от его фоофорилированнооти.
Фосфорилированный протеинкиназой бифункциональный фермент дейст вует как фоофетаза на фруктозо-2,6-биофоофат, превращающийся при этом во фруктозо-6-фоофат, то еоть концентрация фруктозо-2,6-биофосфата сни жается.
Поокольку фруктозо-2,6-биофосфат активирует фоофофруктокинаэу (но ингибирует фруктозобиофоофатаэу), он благодаря этому отимулирует гликолитичеокий раопад, ингибируя в то же время глюконеогенез. Но так как под влиянием адреналина я глюкагона концентрация фруктозо-2,6-биофоо- фата в гепатоцитах уменьшается, то ослабляется его тормозящее дейотвие на глюконеогенез, в результате этот процеоо усиливается.
3.Глицерол-3-фоофат также влияет на активность бифункционального фермента (по-видимому как аллоотеричеокжй эффектор), повышая его фоо фатазное дейотвие на $руктозо-2,6-биофоофат, что ведет к уоилению глюконеогенеэа.
4.Гпюкокортикостероиды интенсифицируют глюконеогенва, отимулируя оинтез ключевых ферментов этого процеооа. Влияние на глюконеогенез кор-
- 159 -
тикотропина коовенное, поскольку этот гормон гипофиза уоиливает вырабо тку кортизола корой надпочечников.
5. Ацетил-КоА усиливает процеос глюконеогенеза, т.к. активирует пируваткарбоксилазу, ингибируя в то же время пируватдегвдрогеназу.
6. АТФ стимулирует глюконеогенез, ингибируя фоофофюуктокиназу и печеночную пируваткиназу ((.-форма). В мышцах активность пируваткинаэы (М-форма) под влиянием АТФ не изменяется.
7. Иноулин подавляет глюконеогенез, ингибируя ключевые ферменты этого процесоа - пируваткарбокоилазу, фоофоенолпируваткарбоксикиназу, фруктозобиофоофатаэу, глюкозо-6-фосфатазу.
8. АМФ тормозит глюконеогенез, ингибируя фруктозобисфосфатазу.
36.Биосинтез мочевины регулируется через регуляторный фермент этого процесса карбамоилфосфатсинтетаэу, который аллоотерически активи руется аммиаком, орнитином, //-ацетилглутаматом.
Впроцеоое биосинтеза гема регуляторнши являются ферменты $-ами- нолевулинатоинтаза и порфобилиногенсинтаза, которые ингибируются ко нечным продуктом (гемом).
37.Биосинтез пуриновых нуклеотидов регулируется о помощью регу ляторного фермента амидофосфорибозилтрансферазы, катализирующего обра зование фосфорибозиламина. Этот ключевой фермент процесса ингибируется моно-, ди- и трифоофатами аденозина и гуанозина, активируетоя же 5-фоофорибозо-1-дифосфатом.
Впроцессе биосинтеза пиримидиновых нуклеотидов регуляторной яв ляется карбамоилфоофатсинтетаза, входящая в соотав полифункционального
фермента и иопользуящая для синтеза карбамоилфоофата глутамин. Указан ная карбамоилфоофатоинтетаза активируется аммиаком, У-ацетилглутаматом, ингибируется же уридинтрифоофатом (отрицательная обратная овязь).
Биосинтез дезокоирибонуклеотидов регулируется путем аллоотеричеокого воздействия на регуляторный фермент рибонуклеозиддифоофетредуктазу. Этот фермент ингибируетоя дАТФ, активирование же его различно, оно зави сит от оуботрата: для превращения ЦДФ в дВДФ и УДФ в дУДФ активатором служит АТФ, если происходит превращение АДФ в дАДФ или 1ДФ в д Щ , ак тиваторами являются дГГФ и дТТФ.
38. Вое компоненты живых клеток, включая белки (в том числе и фер менты), постоянно обновляются, т.к. находятоя в динамичеоком соотоянии, которое характеризуется одновременно протекающими процеооами синтеза и распада. Для поддержания необходимой концентрации белков (ферментов)
существуют оообые механизмы регуляции интеноивнооти их синтеза, раэлич-
- 160 -
ные у прокариот и эукариот.
У прокариот биосинтез белков регулируется с помощью индукции или репрессии механизма транскрипции. В том и другом случав в прокариоти ческой клетке образуются кодируемые геном-регулятором молекулы белковрепрессоров (иногда это активаторы), которые в случае присоединения к оператору блокируют работу оперона, выключают из работы его гены, пре пятствуя функционированию FHK-полимеразы. Регуляторные белкд-репреоооры могут быть в активной или неактивной форме в зависимости от соединения
омолекулой индуктора или корепрессора.
Спомощью механизма аддукции обычно регулируется интенсивность синтеза белков-ферментов, участвующих в процеосах катаболизма. В отсут ствии оубстрата таких ферментов активный репреосор блокирует оперон, синтез мРНК (транскрипция) заторможен, ферменты не синтезируются. Моле кулы субстрата, появляющиеся в клетке, инактивируют репрессор, опера тор освобоадается, РНК-полимераза начинает транскрипцию генов, то есть происходит включение механизма синтеза белков.
Механизм репрессии обеспечивает регуляцию синтеза белков-фермен тов, участвующих в синтетических процессах. Необходимые опероны непре рывно функционируют, продуцируя соответствующие мШК для оинтеза нуж ных ферментов. Цри накоплении по какой-либо причине продукта процеооа функционирование ферментов становится нерациональным. В этом случае молекулы продукта начинают вести оебя, как корецреосор, - присоединяясь
кнеактивному репреосору, они активируют его. Активный же рецреооор, взаимодействуя с оператором, выключает оперон из работы (репрессия ге
нов) .
У эукариот биосинтез белков регулируется как на уровне транскрип ции, так и по-видимому на этапах процессинга мРНК и трансляции.
В ядрах клеток эукариот ДНК соединена с большим количеством бел ков - гиотонов и негистоновых, которые учаотвуют в регуляции процеооа транскрипции. Пютоны подавляют транскрипцию, негистоновые же белки об легчают ее.
Инициаторами (индукторами) изменения интеноивнооти процеооа транокрипции в клетках эукариот являются гормоны. 1Ърмоны воздействуют на белки хроматина либо через юиотему вторичны* посредников, либо в соотаве гормон-рецепторного комплекса. Цри этом ящерные белки могут фоофорилироватьоя, ацетилироваться, метиЛироватьоя, АДФ-рибозилироватьоя и, возможно, подвергаться другим превращениям. Модифицированные подобным образом гиотоны переотают блокировать траноцрипцию генов (дерепреооия), а фоофорилированные негиотоновые белки оообенно эффективно инициируют этот цроцеоо.