Молекулярные механизмы действия гормонов

Молекулярные механизмы регуляции секреции гормонов

Молекулярные механизмы действия гормонов

Категория: Эндокринология

Продукция гормонов регулируется, как прави­ло, на каком-либо одном из трех различных этапов.

  1. Синтез гормонов. На нем сказываются изме­нения синтеза самого белка (например, путем уси­ления транскрипции кодирующего гормон гена) или скорости превращения предшественника в гормон (обычно за счет изменений синтеза или активности ферментов, ограничивающих скорость такого превращения).
  2. Секреция гормонов. Гормоны могут накапли­ваться в железе, пока под действием соответствую­щего стимула не будут выделены в кровь. Такой механизм обеспечивает возможность быстрого вы­броса большего количества гормона, чем это мог­ло бы быть при изменении только его синтеза.
  3. Синтетическая и секреторная способность эндокринной железы. Подчас тропные гормоны или ростовые факторы увеличивают (или умень­шают) число и размеры эндокринных клеток, активно продуцирующих гормон.

В силу различной химической природы гормо­нов их продукция обеспечивается разнообразными синтетическими процессами и специфическими регуляторными механизмами.

Пептидные гормоны

Пептидные гормоны являются продуктами оп­ределенных генов. Вначале образуются мРНК, трансляция которых приводит к появлению све­жих пептидов, поступающих через эндоплазмати- ческий ретикулум и аппарат Гольджи в секретор­ные пузырьки.

На данном этапе многие гормоны, включая ГР, ПРЛ и ПТГ, оказываются зрелыми и готовыми к секреции.

Другие гормоны (напри­мер, инсулин, АКТГ, КРГ и глюкагон) присутству­ют на этой стадии в виде предшественников, и для образования зрелого пептидного гормона необхо­димо дальнейшее их расщепление протеазами (в некоторых случаях специфическими).

Продукция пептидных гормонов может регули­роваться на различных уровнях. Например, тирео­идные гормоны ингибируют транскрипцию гена ТТГ, что обеспечивает реализацию механизма об­ратной связи.

Продукция ангиотензина II ршули- руется ренином, который расщепляет ангиотензи- ноген с образованием ангиотензина L Дальнейшее расщепление ангиотензина I приводит к появле­нию ангиотензина II.

Секреция инсулина, запасае­мого в секреторных пузырьках, регулируется глю­козой, которая индуцирует слияние секреторных пузырьков с плазматической мембраной, способст­вуя тем самым выделению гормона в кровь. Глюко­за стимулирует и синтез инсулина. Ионы кальция регулируют как синтез, так и секрецию ПТГ.

Катехоламины

Продукция катехоламинов регулируется на эта­пе их секреции. Катехоламины образуются путем химической модификации молекул аминокислоты фенилаланина.

С помощью специфических транс­портеров катехоламины из цитозоля поступают в секреторные гранулы.

Слияние этих гранул с кле­точной мембраной и выделение катехоламинов происходит под влиянием стимулов, увеличиваю­щих концентрацию свободного Са2+ в клетках.

Тиреоидные гормоны

Тиреоидные гормоны образуются из крупного белка тиреоглобулина, синтезируемого в щитовид­ной железе. Эта железа избирательно захватывает йод и использует его для йодирования остатков тирозина в молекуле тиреоглобулина.

Затем про­исходит «конденсация» йодированных тирозиль- ных остатков с потерей одним из них аминопро- пионовой боковой цепи и соединением двух аро­матических колец (через кислородный атом) в двухкольцевой тиронин, составляющий скелет тиреоидных гормонов.

Йодированный тиреоглобу- лин секретируется в просвет фолликулов, где запа­сается в форме, называемой коллоидом.

ТТГ сти­мулирует эндоцитоз йодированного тиреоглобу­лина через люминальную мембрану тиреоцитов, в которых под действием протеаз тиреоглобулин расщепляется с образованием свободных тиреоид­ных гормонов. Последние покидают клетку, прохо­дя через базолатеральную мембрану в кровь.

Главной формой секретируемых тиреоидных гормонов является молекула с четырьмя атомами йода, называемая 3,5,3’,5’-тетрайод-Г.-тиронином, или тироксином (Т4).

Однако секретируются так­же молекулы тиронина, лишенные одной или более атомов йода.

К ним относится и наиболее активная форма гормона — 3,5,3’-трийод-Ь-тиронин (три- йодтиронин, ТЗ), обладающий высоким сродством к ядерным рецепторам тиреоидных гормонов (ТР).

Стероиды

Стероидные гормоны вырабатываются главным образом в надпочечниках, половых железах, пла­центе и нервной системе, хотя небольшое их коли­чество продуцируется и другими тканями, в том числе жировой. Стероиды практически не запаса­ются в эндокринных железах, и поэтому их продук­ция регулируется на этапе синтеза.

Стероидные гормоны образуются из холестери­на под действием ряда оксидаз (ферментов цито­хрома Р450). Скорость синтеза всех стероидных гормонов ограничивается первой реакцией, и именно она регулируется гормональными воз­действиями.

Эта реакция заключается в отщепле­нии боковой цепи холестерина с образованием пре- гненолона, катализируется гидроксилирующим ферментом P450scc и протекает в митохондриях.

Первичным объектом регуляции является доступ­ность субстрата (холестерина) для фермента, зави­сящая от стимулирующего действия тропных гор­монов на транскрипцию гена, кодирующего так на­зываемый «острый регулятор стероидогенеза» (StAR). Этот белок ускоряет транспорт холестери­на через митохондриальную мембрану.

Вслед за образованием прегненолона происхо­дят его различные ферментативные модификации, в результате которых появляются отдельные сте­роидные гормоны. Экспрессия конкретных фер­ментов, участвующих в этих превращениях, регулируется на уровне транскрипции тканеспеци­фичным образом. Тем самым обеспечивается про­дукция разных стероидов разными клетками.

Витамин D3

Витамин D3, как и стероиды, образуется из холе­стерина. При воздействии ультрафиолетовых лу­чей присутствующий в коже холестерин превраща­ется в 7-дегидрохолестерин, а затем в холекальци- ферол (витамин D3).

Последний под влиянием двух митохондриальных ферментов Р450 (25-гид- роксилазы в печени и 1-гидроксилазы в почках) превращается в активную форму витамина — 1,25-(ОН)2-холекальциферол (см. далее).

Этапом, лимитирующим скорость синтеза активного вита­мина, является 1-гидроксилирование, и именно этот этап регулируется ПТГ и концентрацией фос­фатных ионов. Витамин D3 может поступать в орга­низм и с пищевыми продуктами животного проис­хождения (см. далее).

В растениях содержится эр­гокальциферол (витамин D2), который несколько отличается от витамина D3; в результате его мета­болизма образуется соединение, по своей активно­сти практически не уступающее 1,25-(ОН)2-холе- кальциферолу.

Эйкозаноиды

Эйкозаноиды образуются в основном из арахи- доновой кислоты, которая, в свою очередь, синте­зируется из таких предшественников, как линоле- вая кислота (незаменимая жирная кислота, запа­саемая в клеточных мембранах).

Арахидоновая кислота может превращаться в различные сигналь­ные молекулы — лейкотриены, гидроксиэйкозатет- раеновую кислоту (НЕТЕ) или простагландин Н2. Последний является предшественником других сигнальных молекул, включая простагландины, простациклины и тромбоксаны.

Преобладание того или иного из этих соединений зависит от ли­пидного состава мембран разных клеток и от актив­ности отдельных ферментов, на которую влияют разнообразные стимулы.

Поделитесь ссылкой:

Источник: http://med-slovar.ru/endokrinologiya/endo/840-molekulyarnye-mekhanizmy-regulyatsii-sekretsii-gormonov

Молекулярные механизмы действия гормонов на клетки-мишени

Молекулярные механизмы действия гормонов

Тема занятия № 12. Гормоны щитовидной железы. Стероидные гормоны. Механизм действия стероидных гормонов. Эйкозаноиды.

Лабораторная работа: Качественные реакции на гормоны.

Цель занятия:

1. Анализировать механизмы действия, особенности синтеза и секреции

стероидных и тиреоидных гормонов.

2. Трактовать влияние этих гормонов на обменные процессы в организме.

3. Разобрать особенности биосинтеза эйкозаноидов и их влияние на метаболические процессы.

Рекомендации по самоподготовке:

1. Гормоны щитовидной железы. Биосинтез, секрецияю Влияние на метаболические процессы: обмен углеводов, липидов и белков. Гипер- и гипотиреоз.

2. Гормоны стероидной природы. Привести примеры из группы кортикостероидов и половых гормонов.

3. Общая схема действия гормонов стероидной природы (действие на уровне регуляции транскрипции).

4. Эйкозаноиды – гормоны местного действия. Схема синтеза и роль в организме.

Вопросы для самоконтроля:

1. Гормоны щитовидной железы (Т3 и Т4). Почему при гиперпродукции этих гормонов повышается температура тела?

2. Гормоны коры надпочечников. Минералокортикоиды – их роль в водно-солевом обмене.

3. Глюкокортикоиды и их роль в поддержании уровня сахара в крови при недостатке углеводов в пище.

4. Половые гормоны ( прогестеронБ эстрогены, андрогены). Синтез, пути инактивации, роль в организме.

6. Гормоны местного действия – производные арахидоновой кислоты –

простагландины, простациклины, тромбоксаны, лейкотриены

Литература:

1. Березов Т. Т., Коровкин Б. Ф. Биологическая химия, 1982.

3. Николаев А. Я. Биологическая химия, 1989, с. 351–395.

4.Каминская Г. А., Ефетов К. А.. Руководство к лабораторным занятиям, 2005. Работа 21, с. 69-73.

Модуль 3. Молекулярная биология. Биохимия межклеточных коммуникаций. Биохимия тканей и физиологических функций.

Смысловой модуль 12. Биохимия и патобиохимия крови.

Тема занятия № 13. Биохимия крови. Состав крови. Буферные системы крови. Регуляторные системы крови.

Цель занятия:

1. Усвоить основные функции крови.

2. Понять механизм поддержания кислотно-основного состояния.

3. Изучить регуляторные системы организма.

Рекомендации по самоподготовке:

1. Изучить основные буферные системы крови, которые дожны обеспечить постоянство рН: бикарбонатную, гемоглобиновую и белковую.

2. Кровь обеспечивает постоянство осмотического давления, белки крови определяют ее онкотическое давление. Нужно знать роль онкотического давления крови в обмене воды.

3. Кровь обеспечивает транспорт различных веществ в организме:

а) вещества, извлекаемые из депо в организме (углеводы, липиды, аминокислоты);

б) вещества, образующиеся в ЖКТ при распаде белков, жиров, углеводов;

в) транспорт липидов и их транспортные формы;

г) гемоглобин (транспорт кислорода и углекислого газа), строение и особенности функционирования; кооперативный эффект связывания кислорода гемоглобином;

д) транспорт гормонов, витаминов и других биологически активных веществ;

е) транспорт метаболитов;

4. Необходимо знать,что защитная функция определяется: белками-иммуноглобулинами, лизоцимом и клетками крови.

5. Регуляторная функция заключается в образовании в крови и

транспорте кровью различных биологически активных веществ: гормонов, кининов, ангиотензина и др.

Вопросы для самоконтроля:

1. Функции крови.

2. Характеристика плазмы крови.

3. Небелковые азотистые компоненты крови. Азотемия.

4. Безазотичные органические компоненты крови (углеводы, липиды, органические кислоты).

5. Электролитный состав плазмы крови.

6. Буферные системы крови.

8. Нарушения кислотно-основного состояния.

Литература:

1. Березов Т. Т., Коровкин Б. Ф. Биологическая химия, 1982, с. 569–598, с. 610–637.

2. Николаев А. Я. Биологическая химия, 1989, с. 428–439.

Модуль 3. Молекулярная биология. Биохимия межклеточных коммуникаций. Биохимия тканей и физиологических функций.

Смысловой модуль 12. Биохимия и патобиохимия крови.

Тема занятия № 14.Белки крови.

Лабораторная работа:Методы изучения и разделения белков крови.

Цель занятия:

1. Изучение белкового состава сыворотки крови.

2. Усвоить основные функции белков крови.

3. Изучить принципы разделения белков крови.

Рекомендации по самоподготовке:

1. Необходимо знать на какие фракции можно разделить белки сыворотки крови электромиграционными методами.

2. Нужно знать особенности структуры альбумина и его транспортные функции, а также характеристику альфа- и бета- глобулинов, иммуноглобулинов. Классификация, структура, роль.

Вопросы для самоконтроля:

1. Электрофоретические методы (электрофорез, изоэлектрическое фокусирование).

2. Методы хроматографии.

3. Альбумин. Его характеристика и роль.

4. Альфа-глобулины (альфа1-кислый гликопротеин, ингибиторы протеиназ, церулоплазмин, гаптоглобин).

5. Бета-глобулины (трансферрин, гемопексин).

6. Липопротеиды.

7. Ферменты плазмы крови.

8. Иммуноглобулины. Характеристика классов. Роль. Концентрация в крови.

9. Структура иммуноглобулинов G.

Литература:

1. Березов Т. Т., Коровкин Б. Ф. Биологическая химия, 1982, с. 598–609; 1990, с. 439–447.

2. Каминская Г. А., Ефетов К. А.. Руководство к лабораторным занятиям, 2005. Работа 22, с. 74-78.

Модуль 3. Молекулярная биология. Биохимия межклеточных коммуникаций. Биохимия тканей и физиологических функций.

:

Источник: http://dnatree.ru/molekuljarnye-mehanizmy-dejstvija-gormonov-na/

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.