биохим 2 часть

- 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

- 153 -

23. Формулы гормонов:

CHfOH

с тО

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.