- •Охарактеризуйте наиболее важные биологические функции воды. Как эти функции связаны со строением молекулы воды?
- •Что такое рН растворов? Раскройте значение этого показателя для живых организмов.
- •Механизм действия буферных растворов.
- •Элементы-органогены. Влияние органогенов на свойства биогенных соединений.
- •4.Основные виды атомных группировок в составе биогенных соединений.
- •Биохимические функции минеральных субстратов. Макро- и микроэлементы.
- •Биологические функции и особенности строения аминокислот.
- •Биологические функции и роль пептидов.
- •Уровни организации белковых молекул. Механизм денатурации и ренатурации.
- •Изоэлектрическая точка и изоэлектрическое состояние аминокислот и белков. Физико-химические свойства аминокислот и белков.
- •Денатурация и факторы ее вызывающие.
- •Общие и отличительные свойства неорганического катализатора и фермента.
- •Чем обусловлена специфичность ферментов? Виды специфичности.
- •Методы определения и способы выражения активности ферментов.
- •Клиническое значение определения активности ферментов в биологических жидкостях.
- •Механизм ферментного катализа.
- •Биологические функции активного и аллостерического центров фермента.
- •Активаторы и ингибиторы ферментов, их биологическая роль.
- •Способы регулирования активности ферментов.
- •Мультиферментные комплексы, проферменты, изоферменты и их биохимическое значение.
- •Классификация и номенклатура ферментов.
- •Витамины – как предшественники коферментов.
- •Витамины группы в и их биохимические функции.
- •Строение и биохимические функции витамина а.
- •Строение и биохимические функции витамина д.
- •Строение и биохимические функции витамина е.
- •Строение и биохимические функции витамина к.
- •29. Роль гормонов в регуляции метаболизма. Классификация гормонов по химическому строению и биологическим функциям.
- •30. Строение, механизм синтеза и биологическая роль эйкозаноидов.
- •31. Биохимическая роль вторичных мессенджеров при передаче гормонального сигнала.
- •32. Механизм действия и передачи сигнала гормонов стероидной природы.
- •33. Механизм действия и передачи сигнала гормонов аминокислотной и белковой природы
29. Роль гормонов в регуляции метаболизма. Классификация гормонов по химическому строению и биологическим функциям.
ГОРМОНЫ - это биологически активные вещества, которые синтезируются в малых количествах в специализированнных клетках эндокринной системы и через циркулирующие жидкости (например, кровь) доставляются к клеткам-мишеням, где оказывают свое регулирующее действие. Гормоны, как и другие сигнальные
1. Для нормального функционирования многоклеточного организма необходима взаимосвязь между отдельными клетками, тканями и органами. Эту взаимосвязь осуществляют:
• нервная система (центральная и периферическая) через нервные импульсы и нейромедиаторы;
• эндокринная система через эндокринные железы и гормоны, которые синтезируются специализированными клетками этих желез, выделяются в кровь и транспортируются к различным органам и тканям;
• паракринная и аутокринная системы посредством различных соединений, которые секретируются в межклеточное пространство и взаимодействуют с рецепторами либо близлежащих клеток, либо той же клетки (простагландины, гормоны желудочно-кишечного тракта, гистамин и др.);
• иммунная система через специфические белки (цитокины, антитела).
2. Эндокринная система обеспечивает регуляцию и интеграцию метаболизма в разных тканях в ответ на изменения условий внешней и внутренней среды. Гормоны функционируют как химические посредники, переносящие информацию об этих изменениях в различные органы и ткани. Ответная реакция клетки на действие гормона определяется как химическим строением гормона, так и типом клетки, на которую направлено его действие. Гормоны присутствуют в крови в очень низкой концентрации, и их действие обычно кратковременно.
|
Это обусловлено, во-первых, регуляцией их синтеза и секреции и, во-вторых, высокой скоростью инактивации циркулирующих гормонов. Основные связи между нервной и эндокринной системами регуляции осуществляются с помощью специальных отделов мозга - гипоталамуса и гипофиза. В системе нейрогуморальной регуляции существует своя иерархия, вершиной которой является ЦНС и строгая последовательность протекания процессов.
3. Иерархия регуляторных систем. Системы регуляции обмена веществ и функций организма образуют три иерархических уровня (рис. 11.1).
Первый уровень - центральная нервная система. Нервные клетки получают сигналы, поступающие из внешней и внутренней среды, преобразуют их в форму нервного импульса, который в синапсе вызывает освобождение медиатора. Медиаторы вызывают изменения метаболизма в эффекторных клетках через внутриклеточные механизмы регуляции.
Второй уровень - эндокринная система - включает гипоталамус, гипофиз, периферические эндокринные железы, а также специализированные клетки некоторых органов и тканей (ЖКТ, адипоциты), синтезирующие гормоны и высвобождающие их в кровь при действии соответствующего стимула.
Третий уровень - внутриклеточный - составляют изменения метаболизма в пределах клетки или отдельного метаболического пути, происходящие в результате:
• изменения активности ферментов путем активации или ингибирования;
• изменения количества ферментов по механизму индукции или репрессии синтеза белков или изменения скорости их деградации;
• изменения скорости транспорта веществ через мембраны клеток. Синтез и секреция гормонов стимулируется внешними и внутренними
сигналами, поступающими в ЦНС. Эти сигналы по нервным связям поступают в гипоталамус, где стимулируют синтез пептидных гормонов (так называемых рилизинг-гормонов) - либеринов и статинов. Либерины и статины транспортируются в переднюю долю гипофиза, где стимулируют или тормозят синтез тропных гормонов. Тропные гормоны гипофиза стимулируют синтез и секрецию гормонов периферических эндокринных желез, которые поступают в общий кровоток. Некоторые гипоталамические гормоны сохраняются в задней доле гипофиза, откуда секретируются в кровь (вазопрессин, окситоцин).
В регуляции межклеточных взаимодействий участвуют также низкомолекулярные белковые соединения - цитокины. Влияние цитокинов на различные функции клеток обусловлено их взаимодействием с мембранными рецепторами. Через образование внутриклеточных посредников сигналы передаются в ядро, где происходят активация определённых генов и индукция синтеза белков. Все цитокины объединяются следующими общими свойствами:
-
синтезируются в процессе иммунного ответа организма, служат медиаторами иммунной и воспалительной реакций и обладают в основном аутокринной, в некоторых случаях паракринной и эндокринной активностью;
-
действуют как факторы роста и факторы дифференцировки клеток (при этом вызывают преимущественно медленные клеточные реакции, требующие синтеза новых белков);
-
обладают плейотропной (полифункциональной) активностью.
Классификация гормонов
Гормоны классифицируются по химическому строению, биологическим функциям, месту образования и механизму действия.
Классификация по химическому строению.
По химическому строению гормоны делят на 3 группы (табл. 12.1):
1. пептидные или белковые (Кортикотропин, Соматотропин, Тиреотропин, Пролактин, Лютропин, Вазопрессин, Окситоцин, Инсулин, Глюкагон).
2. производные аминокислот; Адреналин, Норадреналин, Трийодтиронин (Т3), Тироксин (Т4)
3. стероидные; Глюкокортикоиды, Минералокорти-коиды, Андрогены, Эстрогены, Прогестины, Кальцитриол.
4. производные арахидоновой кислоты – эйкозаноиды (оказывают местное действие). Клетки некоторых органов, не относящихся к железам внутренней секреции (клетки ЖКТ, клетки почек, эндотелия и др.), также выделяют гормоноподобные вещества (эйкозаноиды), которые действуют в местах их образования.
Классификация гормонов по биологическим функциям
Таблица 12.2. Классификация гормонов по биологическим функциям.
Регулируемые процессы |
Гормоны |
Обмен углеводов, липидов, аминокислот. |
Инсулин, глюкагон, адреналин, кортизол,тироксин,соматотропин. |
Водно-солевой обмен. |
Альдостерон, вазопрессин. |
Обмен кальция и фосфатов. |
Паратгормон, кальцитонин, кальцитриол. |
Репродуктивная функция. |
Эстрогены, андрогены, гонадотропные гормоны. |
Синтез и секреция гормонов эндокринных желез. |
Тропные гормоны гипофиза, либерины и статины гипоталамуса. |