Влияние гормонов на проницаемость клеточных мембран

1.2. Механизмы действия гормонов

Гормоны, секретируемые железами внутренней секреции, связываются с транспортными белками плазмы или в некоторых случаях адсорбируются на клетках крови и доставляются к органам и тканям, влияя на их функцию и обмен веществ. Некоторые органы и ткани обладают очень высокой чувствительностью к гормонам, поэтому их называют органами-мишенямиилитканямимишенями. Гормоны влияют буквально на все стороны обмена веществ, функции и структуры в организме.

Согласно современным представлениям, действие гормонов основано на стимуляции или угнетении каталитической функции определенных ферментов. Этот эффект достигается посредством активации или ингибирования уже имеющихся ферментов в клетках за счет ускорения их синтеза путём активации генов. Гормоны могут увеличивать или уменьшать проницаемость клеточных и субклеточных мембран для ферментов и других биологически активных веществ, благодаря чему облегчается или тормозится действие фермента.

Различают следующие типы механизма действия гормонов: мембранный, мембранно-внутриклеточный и внутриклеточный (цитозольный).

Мембранный механизм. Гормон связывается с клеточной мембраной и в месте связывания изменяет её проницаемость для глюкозы, аминокислот и некоторых ионов. В этом случае гормон выступает как эффектор транспортных средств мембраны. Такое действие оказывает инсулин, изменяя транспорт глюкозы. Но этот тип транспорта гормонов редко встречается в изолированном виде. Инсулин, например, обладает как мембранным, так и мембранно-внутриклеточным механизмом действия.

Мембранно-внутриклеточный механизм. По мембранно-внутриклеточному типу действуют гормоны, которые не проникают в клетку и поэтому влияют на обмен веществ через внутриклеточного химического посредника. К ним относят белково-пептидные гормоны (гормоны гипоталамуса, гипофиза, поджелудочной и паращитовидной желез, тиреокальцитонин щитовидной железы); производные аминокислот (гормоны мозгового слоя надпочечников – адреналин и норадреналин, щитовидной железы – тироксин, трийодтиронин).

Функции внутриклеточных химических посредников гормонов выполняют циклические нуклеотиды – циклический 3׳,5׳ аденозинмонофосфат (цАМФ) и циклический 3׳,5׳ гуанозинмонофосфат (цГМФ), ионы кальция.

Гормоны влияют на образование циклических нуклеотидов: цАМФ – через аденилатциклазу, цГМФ – через гуанилатциклазу.

Аденилатциклаза встроена в мембрану клетки и состоит из 3-х взаимосвязанных частей: рецепторной (R), представленной набором мембранных рецепторов, находящихся снаружи мембраны, сопрягающей (N), представленной особымN–белком, расположенным в липидном слое мембраны, и каталитической (C), являющейся ферментным белком, то есть собственно аденилатциклазой, которая превращает АТФ (аденозинтрифосфат) в цАМФ.

Аденилатциклаза работает по слудующей схеме. Как только гормон связывается с рецептором (R) и образуется комплекс гормон- рецептор, происходит образовагние комплексаN– белок – ГТФ (гуанозинтрифосфат), который активирует каталитическую (С) часть аденилатцеклазы. Активация аденилатциклазы приводит к образованию цАМФ внутри клетки на внутренней поверхности мембраны из АТФ.

Даже одна молекула гормона, связавшегося с рецептором, заставляет работать аденилатцеклазу. При этом на одну молекулу связавшегося гормона образуется 10-100 молекул цАМФ внутри клетки. В активном состоянии аденилатциклаза находится до тех пор, пока существует комплекс гормон – рецептор. Аналогичным образом работает и гуанилатциклаза.

В цитоплазме клетки находятся неактивные протеинкиназы. Циклические нуклеотиды- цАМФ ицГМФ- активируют пртеинкиназы. Существуют цАМФ- зависимые и цГМФ – зависимые протеинкиназы, которые активируются своим циклическим нуклеотидом. В зависимости от мембранного рецептора, связывающего определенный гормон, включается или аденилатцеклаза, или гуанилатцеклазаи соответственно происходит образование или цАМФ, или цГМФ.

Через цАМФ действует большинство гормонов, а через цГМФ- только окситоцин, тиреокальцитонин, инсулин и адреналин.

При помощи активированных протеинкиназ осуществляется два вида регуляции активности ферментов: активация уже имеющихся ферментов путем ковалентной модификации, то есть фосфолированием; изменение количества ферментного белка за счет изменения скорости его биосинтеза.

Влияние циклических нуклеотидов на биохимические процессы прекращается под влиянием специального фермента- фосфодиэстеразы, разрушающей цАМФ и цГМФ. Другой фермент – фосфопротеидфосфаза – разрушает результат действия протеинкиназы, то есть отщепляет фосфорную кислоту от ферментных белков, в результате чего они становятся неактивными.

Внутри клетки ионов кальция содержится очень мало, вне клетки их больше. Они пступают из внеклеточной среды по кальциевым каналам в мембране. В клетке кальций взаимодействует с кальцийсвязывающим белком калмодулином (КМ). Этот комплекс изменяет активность ферментов, что ведет к изменению физиологический функций клеток. Через ионы кальция действуют гормоны окситоцин, инсулин, простагландин F2α. Таким образом, чувствительность тканей и органов к гормонам зависит от мембранных рецепторов, а специфическое регуляторное влияние их определяется внутриклеточным посредником.

Внутриклеточный (цитозольный) механизм действия. Он характерен для стероидных гармонов (кортикостероидов, половых гормонов – андрогенов, эстрогенов и гестагенов). Стероидгные гормоны взаимодействуют с рецепторами, находящимися в цитоплазме. Образовавшийся гормнон-рецепторный комплекс переносится в ядро и действует непосредственно на геном, стимулируя или угнетая его активность, т.е. действует на синтез ДНК, изменяя скорость транскрипции и количество инфармационной (матричной) РНК (мРНК). Увеличение или уменьшение количества мРНК влияет на синтез белка в процессе трансляции, что приводит к изменению функциональной активности клетки.

источник

Влияние гормонов на проницаемость клеточных мембран

Активность фермента, как уже указывалось, зависит не только от количества и свойств самого ферментного белка, степени насыщения его коферментом, но также от наличия активаторов, ингибиторов, доступности субстратов и других участников ферментативной реакции, что в значительной степени зависит от проницаемости клеточных мембран. Вопрос о проницаемости и ее регуляции выходит далеко за рамки настоящей работы. Поэтому целесообразно рассмотреть лишь отдельные стороны этой крайне важной и интересной проблемы.

Движение воды и других веществ через клеточную оболочку представляет собой динамический процесс, и живая клетка никогда не находится в равновесии с веществами окружающей среды. Существовало предположение, что переход веществ через мембраны клеток определяется только градиентом концентрации, т.е. переходом из среды с высокой концентрацией в среду с меньшей, концентрацией. В ряде случаев это соответствует действительности, но, как правило, происходит движение против градиента концентрации. Примером может служить концентрация калия в животных и растительных клетках, которая внутри клетки во много раз выше, чем в окружающей клетку среде. Перенос против градиента концентрации требует затраты энергии и называется активным транспортом.

Строение мембран клеток и субклеточных частиц во многом определяет свойства этих мембран. Мембраны состоят из двойного слоя молекул липидов, с обеих сторон покрытых белковыми молекулами. Белки мембран обладают особыми свойствами на отдельных участках;

па внешней поверхности клеточных мембран и в толще находятся некоторые ферменты. В целом клеточные мембраны представляют собой сложно организованные структуры, играющие важную роль в физиологии клеток. Наиболее общей функцией мембран является компартментация, т.е. разграничение отдельных частей клеток. Так как ферменты и их субстраты могут находиться в разных отделах, то функции мембран нередко принадлежит решающая роль. Примером компартментации могут служить лизосомы. Эти частицы содержат большое число ферментов, и повреждение или разрушение лизосомных мембран приводит к выходу ферментов в цитоплазму и последующему действию этих ферментов на компоненты клетки.

Ядерная мембрана и мембраны других субклеточных частиц, а также мембраны эндоплазматической сети тоже имеют липопротеидную структуру, а особенности каждой мембраны определяются свойствами и ролью тех частиц, которые эти мембраны отграничивают от клеточного содержимого. Функция этих мембран является очень важным компонентом физиологии клетки; достаточно упомянуть тот факт, что в мембранах внутриклеточных органелл локализован основной процесс обеспечения энергией — дыхание.

Влияние гормонов на проницаемость клеточных мембран установлено давно. Menkin показал, что гормоны коры надпочечников подавляют увеличение проницаемости капилляров, вызываемое воспалительным экссудатом. Существует мнение, что противовоспалительное действие кортикостероидов в значительной степени связано с влиянием этих гормонов на проницаемость путем подавления реакции на воспалительный экссудат. Этот эффект связывают со стабилизирующим действием глюкокортикоидов на мембраны лизосом, в результате чего ферменты лизосом не выходят в клетку. Глюкокортикоиды оказывают защитное действие против воздействия многих факторов, повреждающих мембраны лизосом, например против ультрафиолетового облучения или токсического эффекта избытка витамина А.

Однако кортикостероиды стабилизируют не все мембраны. Введение крысам кортизона или дексаметазона в течение нескольких дней приводит к тому, что клетки печени, в норме не проницаемые для сахарозы, становятся проницаемыми для нее. При инкубации in vitro тимоцитов добавление кортизона в концентрации 10 -5 M резко снижает транспорт аминомасляной кислоты внутрь клеток.

Изменение проницаемости клеток матки вызывает эстрадиол. Интересные данные получены о влиянии ЛKTГ на проницаемость клеток надпочечников к сахарам, не подвергающимся в этих клетках обмену, в частности к D-ксилозе.

Таблица 19 — Объем распределения D-ксилозы-I- 14 C в надпочечниках интактных и гипофизэктомировапных крыс

Перенос D-ксилозы в ткань надпочечника значительно снижается после гипофизэктомии. Это позволяет думать о том, что одним из путей воздействия АКТГ является влияние на проницаемость клеток надпочечников.

Влияние на проницаемость установлено и в отношении других гормонов. СТГ, тироксин и тестостерон повышали скорость образования фосфолипидов в микросомах и митохондриях печени и семенных пузырьков крыс. Поскольку фосфолипиды являются компонентами мембран, такой эффект гормонов имеет важный биологический смысл.

При помощи микроэлектрода, введенного в ткань щитовидной железы кроликов, исследовали влияние ТТГ. Нашли, что введение этого гормона в среду перфузии щитовидной железы in situ повышало проницаемость клеток для ионов, особенно для ионов натрия.

С целью исследования механизма действия гормонов на клеточные мембраны в настоящее время широко применяют опыты на моделях мембранных систем. Инкубация меченых эстрадиола и прогестерона порознь и вместе, в водных растворах и в присутствии фосфатидилхолиповых липосом куриного яйца показала, что гормоны могут образовывать химические комплексы с компонентами мембран, причем характер связывания зависит от наличия одного или более гормонов в среде.

Рис.28 Влияние инсулина и фосфолиназы С на проницаемость клеточных мембран

Влияние гормонов на проницаемость и активный транспорт наиболее подробно исследовано на примере инсулина и альдостерона.

Инсулин. Хорошо известно, что инсулин значительно усиливает транспорт ионов, глюкозы и аминокислот через мембраны клеток. Изучение влияния инсулина на проницаемость мембран в значительной степени осложняется тем, что инсулин существует в нескольких формах, по-разному, вероятно, взаимодействующих с элементами клеток.

Регуляция транспорта глюкозы в клетки является одним из основных механизмов действия инсулина, который ускоряет поступление глюкозы в скелетные и сердечную мышцы. Фосфолипаза С бактериального происхождения и фосфолипаза А змеиного яда влияют на транспорт глюкозы и липолиз весьма сходно с инсулином. Известно также, что многие протеолитические ферменты оказывают инсулиноподобное действие па жировые клетки. На основании анализа этих факторов Rodbell и др. предложили гипотезу о влиянии инсулина на проницаемость клеточных мембран. Согласно этой гипотезе, инсулин вызывает изменение структуры липопротеидной мембраны клетки таким образом, что ламинарная форма переходит в мицеллярную; при этом происходит переориентировка полярных групп липидов. Образование мицеллярной формы высокоочищенных мембран из печени крыс в результате действия фосфолиназы С было показано при помощи электронной микроскопии. Сходное влияние инсулина и трипсина выявлено и в отношении транспорта глюкозы через мембраны клеток скелетных мышц, что позволяет предполагать о сходном изменении структуры клеточных мембран.

По мнению других авторов, взаимодействие инсулина с липонротеидными мембранами клеток вызывает их молекулярную перестройку, в результате чего происходит как бы раскрытие «каналов», по которым глюкоза поступает в клетки. В опытах in vitro установлено, что инсулин обладает высокой поверхностной активностью и легко проникает через мономолекулярные слои белков и липидов, вызывая агрегацию поверхностных молекул, аналогичную образованию мицелл. Другие белки таким действием не обладали. Не ясно, имеет ли физиологическое значение высокая поверхностная активность инсулина, но вполне возможно, что она может влиять на первичное взаимодействие гормона с поверхностью клетки. Возможно, при этом инсулин реагирует со специфическими белками мембраны таким образом, что S—S-группы гормона взаимодействуют с SH-группами белка мембраны.

Альдостерон. В отличие от других стероидных гормонов, обладающих широким спектром действия, альдостерон в физиологических концентрациях действует только на транспорт натрия и калия через эпителиальные структуры почек, слюнных и потовых желез, слизистой оболочки кишечника. Модель активного транспорта натрия через эпителиальные клетки представлена на рис. Согласно этой модели, Na+ пассивно входит со стороны слизистой поверхности клеточной мембраны и активно «выталкивается» из клетки в подслизистое межклеточное пространство. Однако пассивное проникновение натрия в клетку не является простой диффузией. Эта стадия характеризуется насыщающей кинетикой, что свидетельствует о том, что при поступлении Na в клетку он взаимодействует с одним или более компонентами клеточной мембраны. АТФ является донатором энергии, а натриевый насос обладает свойствами Na + + K + активируемой АТФ-азы. Молекула АТФ-азы является липопротеидной глобулой, погруженной в липидный слой клеточной мембраны. Фермент имеет «площадку» для присоединения фосфатной группы и центры для натрия и калия. За счет энергии АТФ молекула АТФ-азы претерпевает конформационные изменения, при которых и происходит транспорт ионов натрия. Считают, что альдостерон может ускорять перенос натрия 3 путями: 1) путем ускорения поступления натрия в клетку; 2) путем повышения активности натриевого насоса; 3) путем увеличения скорости синтеза АТФ и в результате этого увеличения местной концентрации донатора энергии.

Рис.29. Модель активного транспорта ионов натрия через слой эпителиальных клеток

По поводу преимущественного действия альдостерона на какой-либо из этих путей нет единодушного мнения. Sharp и Leaf считают, что альдостерон ускоряет поступление Na+ в клетку, а последующее увеличение активности натриевого насоса является вторичным следствием. Edelman и Fimognari полагают, что действие альдостерона на транспорт Na+ опосредовано через индукцию специфического белка, основная роль которого состоит в увеличении синтеза АТФ, необходимого для энергетического обеспечения транспорта натрия. Адреналэктомия у крыс приводит к постепенному снижению активности АТФ-азы в почках, причем введение альдостерона в физиологических дозах восстанавливает активность фермента. Однако, поскольку все механизмы, обеспечивающие перенос натрия через мембраны клеток, очень тесно связаны друг с другом, вряд ли эти разногласия можно считать принципиальными. Несомненно, что прямо или через посредство других механизмов альдостерон специфично регулирует движение Na+, что вызывает изменение распределения других ионов и воды. Участие цАМФ и аденилциклазы во влиянии гормонов на проницаемость биологических мембран

В связи с тем что многие стороны действия гормонов на процессы обмена веществ могут быть опосредованы через цАМФ, не исключена возможность влияния этого циклического нуклеотида на проницаемость клеточных и внутриклеточных мембран. В последнее время появились работы, свидетельствующие о такой возможности.

Добавление дибутирил-цАМФ к срезам печени крыс значительно повышало скорость транспорта аминокислот в клетки. Сходные данные были получены при исследовании перфузии печени животных и определении мембранных потенциалов при помощи внутриклеточных микроэлектродов. Введение в среду перфузии цАМФ или цГМФ вызывало значительную гиперполяризацию мембран, указывавшую на изменение проницаемости.

На состояние мембран клеток печени оказывал отчетливое влияние не только цАМФ, но цГМФ, а также глюкагон и изопротеренол. Изменение мембранного потенциала в этих опытах сопровождалось ускорением выхода ионов калия из клеток печени; при добавлении в среду перфузии цАМФ повышалось трансмембранное движение ионов натрия. Аналогичные данные были получены и при перфузии печени адреиалэктомировапных крыс: цАМФ, цГМФ в концентрации по 5х10 -4 М, а также глюкагон вызывали изменение трансмембранного потенциала клеток печени. Этот эффект сопровождался изменением транспорта Na+ и К+: сначала наступало снижение, затем повышение. В ответ на введение цАМФ и глюкагона увеличивался выход Ca 2 + из клеток печени. Интересно, что добавление в среду перфузии дексаметазопа не влияло ни на мембранный потенциал, пи на движение ионов.

Таблица 20 — Изменение мембранного потенциала клеток перфузируемой печени крыс при добавлении в среду перфузии цАМФ и гормонов

источник

Основной эффект инсулина – повышение проницаемости клеточных мембран для глюкозы

Инсулин активирует гексокиназную реакцию, синтез глюкокиназы, гликолиз, все фазы аэробного распада, пентозный цикл, синтез гликогена, синтез жира из глюкозы. Инсулин ингибирует: распад гликогена, глюконеогенез.

Инсулин является анаболиком. способствует синтезу гликогена, жира, белка. оказывает белоксберегающий эффект, так как тормозит глюконеогенез из аминокислот.Органы – мишени инсулина и характер метаболического влияния

Глюкагон вырабатывается а-клетками островков Лангерганса, состоит из 29 АМК, молекулярная масса 3500.

Органы-мишени: печень, жировая ткань.

Действует глюкагон через цАМФ.

Рецепторами являются липопротеины мембран.

Биологическая роль глюкагона стимулирует фосфоролиз гликогена печени, стимулирует глюконеогенез, усиливает липолиз в жировой ткани и печени, увеличивает клубочковую фильтрацию, ускоряет ток крови, способствует экскреции соли, мочевой кислоты, стимулирует протеолиз, увеличивает кетогенез, стимулирует транспорт АМК в печени, снижает концентрацию калия в печени.

2.Окислительное фосфорилирование. Значение и механизм процесса. Разобщение дыхания и фосфорилирования. Свободное окисление. Субстратное фосфорилирование.

Окислительное осфорилирование-синтез АТФ из АДФ и Фн за счёт энергии, выделяющейся при тканевом дыхании.

•Идею о наличии сопряжения высказал в 1931году англичанин Энгельгардт.

•Для образования одной макроэргической связи АТФ, затраты на которую составляют не менее 7,3 ккал, требуется перепад редокс-потенциалов между участками цепи 0,2 В на пару перенесённых электронов.

В дыхательной цепи есть 3 участка, в которых перенос электрона сопровождается относительно большим изменением стандартной свободной энергии:

Это пункты фосфорилирования.

Уменьшение энергии на каждом из этих участков достаточно для сопряжённого образования АТФ.

Основные положения хемоосмотической концепции

1) Движущей силой фосфорилирования является протонный

градиент. Перенос электрона сопровождается выкачиванием ионов

водорода из матрикса через внутреннюю мембрану митохондрии.

При транспорте каждой пары электронов в межмембранном пространстве может накапливаться до 6 протонов. Свободная энергия потока электронов используется для перекачивания ионов водорода наружу против градиента концентрации. Перенос электронов создаёт электрохимический градиент ионов Н+ (Dm Н+),включающий 2 ионокомпонента: Dm Н = y + DрН.

2) Окислительное фосфорилирование требует целостностивнутренней митохондриальной мембраны. При разрыве мембраны нет окислительного фосфорилирования, хотя перенос электронов продолжается.

3) Внутренняя митохондриальная мембрана непроницаемадля ионов Н, ОН, К, Сl .Если мембрана при повреждениистановится проницаемой, то окислительного осфорилирования не будет. Ионы Н+ из окружающей среды вновь устремляются внутрь в матрикс митохондрий по электрохимическому градиенту через молекулыFoF1-АТФазы. Этот переход ионов водорода сопровождается выделение свободной энергии , за счёт которой и синтезируется АТФ. Между митохондрией и окружающей её средой совершается непрерывный кругооборот ионов водорода, движущей силой которого является перенос электронов.

1. естественной природы:•прогестерон,•тироксин,•холод, •жирные кислоты.

2. патологические факторы:•дифтерийный токсин,

3. искусственные:•валиномицин,•грамицидин,•2, 4 –динитрофенол.

Ионофоры –жирорастворимые вещества, способные связывать ионы и переносить их чрез мембрану, подавляют окислительное фосфорилирование.

Свободное (нефосфорилирующее) дыхание

•В митохондриях дыхание не всегда сопровождается с фосфорилированием. Такой путь окисления субстратов в дыхательной цепи назван Ленинджером свободным окислением.

•Вся энергия окисляемых веществ превращается при этом в теплоту.

Теплообразующая функция митохондрий была впервые продемонстрирована В.П. Скулачёвым.

Субстратное фосфорилирование–образование АТФ за счёт превращения субстрата, имеющего макроэргическую связь.

3.Почему при переходе на рацион питания с высоким содержанием белка, у человека возрастает потребность в витамине В6.

1.Пути обезвреживания аммиака в организме. Транспорт аммиака. Мочевина как конечный продукт обмена аминокислот. Синтез мочевины. Гипераммониемия.

Токсичность аммиакасвязана с его действием на ЦНС аммиак проходит сквозь мембраны и проникает в клетки мозга, аммиак взаимодействует с α-кетоглутаратом, что приводит к снижению скорости окисления глюкозы, угнетение обмена АМК из-за снижения концентрации α-кетоглутарата, аммиак усиливает синтез глутамина в нервной ткани, повышается осмотическое давление, развивается отёк мозга, снижение концентрации глу приводит к нарушению обмена нейромедиаторов (ГАМК), это нарушает проведение нервного импульса и вызывает судороги, аммиак в крови и цитозоле образует ион NH4+, накопление которого нарушает трансмембранный перенос ионов натрия и калия, что влияет на проведение нервных импульсов. Источники аммиака в организме дезаминирование АМК, амидов АМК, биогенных аминов, пуриновых оснований, распад пиримидиновых оснований, образуется в кишечнике с участием бактерий из пищевого белка.

Пути обезвреживания аммиакасинтез мочевины, образование амидов АМК, восстановительное аминирование, образование аммонийных солей.

Образование амидов АМК у детей раннего возраста это основной путь обезвреживания аммиака.

Глутаминнетоксичен, свободно проходит через клеточную мембрану, форма, в которой транспортируется аммиак, временное хранилище аммиака, используется для синтеза белка, аминосахаров, пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов, фолиевой кислоты, аминокислот (глу, три, гис, аспарагин), донор аммиака.

Образование аммонийных солей глутамин используется почками в качестве источника аммиака, необходимого для нейтрализации кислых продуктов.

Удаление аммиака происходит в виде аммонийных солей с мочой (до 1 г в сутки).

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

источник

Гормоны:

Живая клетка – это открытая система (постоянно обменивающаяся с окружающей средой веществами и энергией). Особенность живых организмов состоит в том. Что они способны поддерживать постоянство внутренней среды (гомеостаз). Таким образом живые организмы способны к саморегуляции. У одноклеточных организмов саморегуляция внутренней среды поддерживается через регуляцию активности ферментов.

Регуляция активности ионами (активация).

Появились аллостерические центры, через которые ферменты активировались или ингибировались.

Ферменты фиксировались строго в определенных структурах клетки. У многоклеточных организмов появилась необходимость получения информации о состоянии обменных процессов между клетками, т.е. на уровне тканей и органов, а так же на уровне целого организма, т.е. появляется централизованный контроль, который осуществляется ЦНС и эндокринной системой. ЦЕС играет главную роль, так как в нее поступают сигналы из внешней и внутренней среды организма и здесь происходит анализ этих сигналов.

В регуляции ЦНС участвует путем выработки медиаторов. Эндокринная систем а участвует в регуляции путем выработки гормонов.

Гормоны: это биологические активные вещества вырабатывающиеся в эндокринных железах и в малых концентрациях влияющие на активность ферментов, генетический аппарат, физиологические функции и биохимические процессы организма.

Они отличаются следующими признаками:

дистантность действия – место выработки гормонов и место регуляции его действия, находится на большом расстоянии.

высокая биологическая активность, т.е. гормоны действуют в очень малых концентрациях.

строгая специфичность биологического действия.

Классификация гормонов:

Существует несколько классификаций.

по железам, где вырабатываются гормоны (гормоны гипофиза, гормоны надпочечников).

по химическому строению: делят на три группы:

гормоны – производные аминокислот (тиреоидные гормоны, катехоламины).

Гормоны пептидной и белковой природы: А) простые белки и пептиды (глюкогон, вазопрессин, окситозин, соматостатин), Б) сложные белки – гликопротеины (тиротропин, фолликулостимулирующий, лютеинизирующий)

по механизму действия: механизм действия гормонов зависит от их физико-химических свойств. Т.е. растворимости в воде (гидрофльности) или растворимости в липидах (гидрофобности) – это означает могут ли гормоны пройти через мембрану клетки.

В зависимости от механизма действия, гормоны делят на 3 группы:

1) гормоны не проникающие в клетку. К ним относятся гормоны белково-пептидной природы и катехоламины. Все они гидрофильные и не могут пройти через мембрану, их рецепторы локализованы на поверхности клеточной мембраны.

2)т гормоны проникающие в клетку. К ним относятся стероидные и тириоидные гормоны, которые липофильные и хорошо проходят через мембрану. Их рецепторы локализованы в цитоплазме или других структурах клетки.

3) гормоны смешанного действия, т.е. они действуют на мембрану, а затем проникают в клетку. Сюда относится только инсулин.

Первым этапом действия гормонов любой группы является их связывание с рецепторами.

Механизм действия непроникающих в клетку гормонов. Так как эти гормоны не проходят в клетку, то их действие в клетке осуществляется через посредники.

Такими посредниками являются: циклические нуклеотиды, ионы кальция, продукты превращения инозитолфосфатов.

Циклические нуклеотиды: в мембранах клеток находится фермент аденилитциклаза, который состоит из трех частей: а) рецепторная, б) сопрягающая, в) каталитическая.

А) рецепторная часть. Состоит из набора рецепторов, который находится на наружной поверхности мембраны. Рецепторы – это обычно ГП. Их признаки:

1. высокая специфичность к гормонам, если клетка является мишенью для действия нескольких гормонов, то для каждого гормона есть свой рецептор.

2. большое сродство к гормонам,

3. рецепторы должны насыщаться малыми концентрациями гормона.

Б) сопрягающая часть: находится между рецепторной и каталитической частями и представлена особымиN-белками, которые могут быть NS (стимулирующими) и Ni (ингибирующими) белки. Они конкурируют друг с другом, поэтому проявляют разные эффекты.

Оба белка связаны с одной каталитической субъединицей. Оба белка состоят из трех типов субъединиц α, β, γ.

β и γ у них одинаковые, а α – разная.

NS может быть связан с ГДФ или ГТФ.

В покое NS белок связан с ГДФ. NS-белок может проявлять ГТФ-азную активность (расщеплять ГТФ → ГДФ + Н3РО4)

С) каталитическая часть. Расположена на внутренней поверхности мембраны и превращает АТФ в ц-3’,5’-АМФ.

ц-3’,5’-АМФ является посредником гормонов, которые действуют в клетке.

Поступление гормонального сигнала в клетку: происходит в 4 этапа:

взаимодействие гормона с рецептором с образованием гормон-рецепторного комплекса, при этом рецептор изменяет свою конформацию.

активация АЦ (аденилатциклазы): гормон-рецепторный комплекс взаимодействует с NS-белком. Его конформация изменяется и отделяются β, γ субъединицы и освобождается α-субъединица. От α-субъединицы отщепляется ГДФ и присоединяется ГТФ. Комплекс α-субъединица + ГТФ является активатором каталитической субъединицы. Она превращает АТФ → ц-3’,5’-АМФ.

фосфорелирование белков протеинкиназами: активные протеинкиназы фосфорелируют в клетке различные белки: ферменты, структурные (белки мембран), ядерные, белки рибосом. Отсюда получаются разные эффекты. Кроме ц-3’,5’-АМФ, есть второй посредник ц-3’,5’-ГМФ. Который образуется гуанилат циклазой. Она может находиться в мембране и цитоплазме клеток. ц-3’,5’-ГМФ действует на ц-ГМФ-зависимые протеинкиназы, которые тоже состоят из С и R субъединиц, но присоединение ц-3’,5’-ГМФ только изменяют свою конформацию. Эффекты ц-3’,5’-АМФ и ц-3’,5’-ГМФ часто противоположны.

источник

Механизм действия гормонов. Методы изучения желез внутренней секреции

Методы изучения желез внутренней секреции

Свойства гормонов

-Дистантный характер действия(гормоны гипофиза влияют на надпочечники)

-Строгая специфичность гормонов(отсутствие гормонов приводит к выпадению этой функции, предупредить можно только введением этого гормона)

-Обладают высокой биологической активностью(Образуются в малых концентрациях в железах. Адреналин влияет на работу сердца — 1-10 в -7)

-гормоны не обладают рядовой специфичностью

-Короткий период полураспада- быстро разрушаются тканями, но у них длительный гормональный эффект.

1.Удаление железы – экстирпация

2. Трансплантация железы, введение вытяжки

3. Химическая блокада функций железы

4. Определение гормонов в жидких средах

5. Метод радиоактивных изотопов

Пептидные (белковые) вырабатываются в форме прогормонов(активация происходит при гидролитическом расщеплении). Водорастворимые гормоны накапливаются в вв клетках в форме гранул, жирорастворимые(стероиды) – выделяются по мере образования. Для гормонов в крови существуют белки-перносчики – транспортные белки, способные связывать гормоны. Не происходит никаких химических реакций. Часть гормонов может переносится в растворенном виде. Гормоны доставляются ко всем тканям, но реагируют на действие гормонов клетки обладающие рецептором на действие гормона. Клетки, которые носят рецепторы – клетки мишени. Клетки-мишени делят на гормонозависимые и гормоночувствительными. Различия между двумя этими группами состоит в том что гормонозависимая может развиваться только в присутствии этого гормона. Половые клетки могут развиваться только при наличии половых горомнов. Но гормоночувствительные клетки могут развиваться без гормона но они способны воспринимать действие этих гормонов. Клетки нервной системы развиваются без половых гормонов. Клетки нервной системы реагируют на клетки. Каждая клетка мишень обладает наличием специфического рецептора к действию гормона и часть рецепторов находится в мембране. Он обладает стереоспецифичностью. У других клеток рецепторы в цитоплазме – цитозольные рецепторы – они реагируют вместе с гормоном, который проникает внутрь. Рецепторы делятся на мембранные и цитозольные. Для того, чтобы клетка отреагировала на действие гормона нужно образование вторичных посредников к действию гормонов. Это характерно для гормонов с мембранным типом рецепции.

Системы вторичных посредников действия гормонов –

1. Аденилатциклаза и циклический АМФ

2. Гуанилатциклаза и циклический ГМФ

4. Ионизированный Ca – кальмодулин

Гетеротримерный белок G-белок. Этот белок образует в мембране петли и имеет 7 сегментов. Их сравнивают с серпантиновыми лентами. Имеет выступающую – наружную часть и внутреннюю часть. К наружной части присоединяется гормон. На внутренней поверхности имеются 3 субединицы – альфа, бета и гамма. В неактивном состоянии этот белок имеет гуанозиндифосфат. Но при активации гуанозиндифосфат меняется на гуанозинтрифосфат. Изменение активности G-белка приводит к изменению ионной проницаемости мембраны, либо в клетке активируется ферментная система(аденилатциклаза, гуанилатциклаза, фосфолипаза С). Вызывают образование специфических белков, активируется протеинкиназа(необходимая для процессов фосфолилирования) G белки могут быть активирующими(Gs) и ингибирующие — тормозящие(Gi). Разрушение циклического АМФ происходит под действием фермента фосфодиэстеразы. Циклический ГМФ оказывает противоположное действие – тормозит(пр.С сердцем) При активации фосфолипазы C образуются вещества, которые способствуют накоплению внутри клетки ионизированного кальция. Кальций активирует протеинциназы, способствует мышечному сокращению. Диацилглицерол способствует превращению фосфолипидов мембраны в арахидоновую кислоту, которая является источником образования простагландинов и лейкотриенов.

Гормонорефепторный комплекс проникает в ядро и действует на ДНК, что меняет процессы транскрипции и образуется мРНК, которая выходит из ядра и идет к рибосомам.

1. Кинетическое или пусковое действие, могут оказывать

2. Метаболическое действие

3.Морфогенетическое(дифференцировка тканей, рост, метаморфоз)

4. Корригирующие(исправляющие, приспосабливающее)

Механизмы действия гормонов в клетках-

-Изменение проницаемости клеточных мембран

-Активация или угнетение ферментных систем

-Влияние на генетическую информацию

Регуляция строится на тесном взаимодействии эндокринной и нервной системы. Процессы возбуждения в нервной системе могут активировать либо тормозить деятельность эндокринных желез. Процесс овуляции у кролика. Овуляция у кролика наступает только после акта спаривания, который стимулирует выделение гонадотропного гормона гипофиза, а последний вызывает процесс овуляции. После перенесения психических травм может возникать тиреотоксикоз. Нервная система контролирует выделение гормонов гипофиза(нейрогормона), а гипофиз влияет на активность других желез. Имеют место механизмы обратной связи. Накопление в организме гормона приводит к торможению выработки этого гормона соответствующей железой, а недостаток будет являться механизмом стимуляции образования гормона. Существует механизм саморегуляции. Содержание глюкозы в крови определяет выработку инсулина если уровень сахара повышается и вырабатывается глюкагон при понижении. Недостаток Na стимулирует выработку альдостерона.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: При сдаче лабораторной работы, студент делает вид, что все знает; преподаватель делает вид, что верит ему. 9505 — | 7341 — или читать все.

85.95.179.227 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)

очень нужно

источник