Поджелудочная железа и ее гормоны реферат
L/O/G/O
ГОРМОНЫ ПОДЖЕЛУДОЧНОЙ ЖЕЛЕЗЫ
Инсулин
Инсули́н (от лат. insula — остров) — гормон
пептидной природы. Молекула инсулина
образована двумя полипептидными цепями,
содержащими 51 аминокислотный остаток:
A-цепь состоит из 21 аминокислотного остатка,
B-цепь образована 30 аминокислотными остатками.
Полипептидные цепи соединяются двумя
дисульфидными мостиками через остатки
цистеина, третья дисульфидная связь расположена
в A-цепи. Первичная структура инсулина
у разных биологических видов несколько
различается, как различается и его важность
в регуляции обмена углеводов. Наиболее
близким к человеческому является инсулин
свиньи, который различается с ним всего
одним аминокислотным остатком: в 30 положении
B-цепи свиного инсулина расположен аланин,
а в инсулине человека — треонин; бычий
инсулин отличается тремя аминокислотными
остатками.
Синтез инсулина в клетке
Синтез и выделение инсулина представляют
собой сложный процесс, включающий несколько
этапов. Первоначально образуется неактивный
предшественник гормона, который после
ряда химических превращений в процессе
созревания превращается в активную форму.
Ген, кодирующий первичную структуру предшественника
инсулина, локализуется в коротком плече
11 хромосомы. На рибосомах шероховатой
эндоплазматической сети синтезируется
пептид-предшественник — т.н. препроинсулин.
Он представляет собой полипептидную
цепь, построенную из 110 аминокислотных
остатков и включает в себя расположенные
последовательно: L-пептид, B-пептид, C-пептид
и A-пептид. Почти сразу после синтеза в
ЭПР от этой молекулы отщепляется сигнальный
(L) пептид — последовательность из 24 аминокислот,
которые необходимы для прохождения синтезируемой
молекулы через гидрофобную липидную
мембрану Эндоплазматический ретикулум
(ЭПР). Образуется проинсулин, который
транспортируется в комплекс Гольджи,
далее в цистернах которого происходит
так называемое созревание инсулина. Созревание
является наиболее длительным этапом
образования инсулина. В процессе созревания
из молекулы проинсулина с помощью специфических
эндопептидаз вырезается C-пептид — фрагмент
из 31 аминокислоты, соединяющий B-цепь
и A-цепь. То есть молекула проинсулина
разделяется на инсулин и биологически
инертный пептидный остаток. В секреторных
гранулах инсулин, соединяясь с ионами
цинка, образует кристаллические гексамерные
агрегаты.
Структурная формула
На схеме показана последовательность
аминокислот в молекуле инсулина: А-цепь
содержит 21 аминокислотный остаток, Б-цепь
– 30.
Для сравнения показана структурная
формула инсулина в виде объемной шаростержневой
модели.
Секреция инсулина
Бета-клетки островков Лангерганса поджелудочной
железы чувствительны к изменению уровня
глюкозы в крови; выделение ими инсулина
в ответ на повышение концентрации глюкозы
реализуется по следующему механизму:
- Глюкоза свободно транспортируется в бета-клетки специальным белком-переносчиком GluT 2
- В клетке глюкоза подвергается гликолизу
и далее окисляется в дыхательном цикле
с образованием АТФ; интенсивность синтеза
АТФ зависит от уровня глюкозы в крови. - АТФ регулирует закрытие ионных калиевых
каналов, приводя к деполяризации мембраны. - Деполяризация вызывает открытие потенциал-зависимых кальциевых каналов, это приводит к току кальция в клетку.
- Повышение уровня кальция в клетке активирует фосфолипазу C, которая расщепляет один из мембранных фосфолипидов — фосфатидилинозитол-4,5-бифосфат — на инозитол-1,4,5-трифосфат и диацилглицерат.
- Инозитолтрифосфат связывается с рецепторными белками ЭПР. Это приводит к высвобождению связанного внутриклеточного кальция и резкому повышению его концентрации.
- Значительное увеличение концентрации
в клетке ионов
кальция приводит к высвобождению заранее
синтезированного
инсулина, хранящегося в секреторных
гранулах. В зрелых
секреторных гранулах кроме инсулина
и C-пептида находятся
ионы цинка и небольшие количества проинсулина
и промежуточных
форм. Выделение инсулина из клетки происходит
путём
экзоцитоза — зрелая секреторная гранула
приближается
к плазматической мембране и сливается
с ней, и содержимое
гранулы выдавливается из клетки. Изменение
физических свойств
среды приводит к отщеплению
цинка и распаду кристаллического
неактивного инсулина на
отдельные молекулы, которые и
обладают
биологической активностью.
Регуляция образования и секреции инсулина
Главным стимулятором освобождения инсулина
является повышение уровня глюкозы в крови.
Дополнительно образование инсулина и
его выделение стимулируется во время
приёма пищи, причём не только глюкозы
или углеводов. Секрецию инсулина усиливают
аминокислоты, особенно лейцин и аргинин,
некоторые гормоны гастроэнтеропанкреатической
системы: холецистокинин, ГИП, ГПП-1, а также
такие гормоны, как глюкагон, АКТГ, СТГ,
эстрогены и др., препараты сульфонилмочевины.
Также секрецию инсулина усиливает повышение
уровня калия или кальция, свободных жирных
кислот в плазме крови. Понижается секреция
инсулина под влиянием соматостатина.
Бета-клетки также находятся под влиянием
автономной нервной системы.
Парасимпатическая часть (холинергические
окончания блуждающего нерва) стимулирует
выделение инсулина
Симпатическая часть (активация α2-адренорецепторов)
подавляет выделение инсулина. Причём
синтез инсулина заново стимулируется
глюкозой и холинергическими нервными
сигналами.
Механизм действия инсулина
Так или иначе, инсулин затрагивает все
виды обмена веществ во всём организме.
Однако в первую очередь действие инсулина
касается именно обмена углеводов. Основное
влияние инсулина на углеводный обмен
связано с усилением транспорта глюкозы
через клеточные мембраны. Активация инсулинового
рецептора запускает внутриклеточный
механизм, который напрямую влияет на
поступление глюкозы в клетку путём регуляции
количества и работы мембранных белков,
переносящих глюкозу в клетку. В наибольшей
степени от инсулина зависит транспорт
глюкозы в двух типах тканей: мышечная
ткань (миоциты) и жировая ткань (адипоциты)
— это т.н. инсулинозависимые ткани. Составляя
вместе почти 2/3 всей клеточной массы человеческого
тела, они выполняют в организме такие
важные функции как движение, дыхание,
кровообращение и т. п., осуществляют запасание
выделенной из пищи энергии.
Подобно другим гормонам своё действие
инсулин осуществляет через белок-рецептор.
Инсулиновый рецептор представляет собой
сложный интегральный белок клеточной
мембраны, построенный из 2 субъединиц
(a и b), причём каждая из них образована
двумя полипептидными цепочками. Инсулин
с высокой специфичностью связывается
и распознаётся а-субъединицей рецептора,
которая при присоединении гормона изменяет
свою конформацию. Это приводит к появлению
тирозинкиназной активности у субъединицы
b, что запускает разветвлённую цепь реакций
по активации ферментов, которая начинается
с самофосфорилирования рецептора.
Весь комплекс биохимических последствий
взаимодействия инсулина и рецептора
ещё до конца не вполне ясен, однако известно,
что на промежуточном этапе происходит
образование вторичных посредников: диацилглицеролов
и инозитолтрифосфата, одним из эффектов
которых является активация фермента
— протеинкиназы С, с фосфорилирующим (и
активирующим) действием которой на ферменты
и связаны изменения во внутриклеточном
обмене веществ. Усиление поступления
глюкозы в клетку связано с активирующим
действием посредников инсулина на включение
в клеточную мембрану цитоплазматических
везикул, содержащих белок-переносчик
глюкозы GluT 4. Комплекс инсулин-рецептор
после образования погружается в цитозоль
и в дальнейшем разрушается в лизосомах.
Причём деградации подвергается лишь
остаток инсулина, а освобождённый рецептор
транспортируется обратно к мембране
и снова встраивается в неё.
Эффекты вызываемые инсулином
Физиологические
эффекты инсулина Инсулин оказывает
на обмен веществ и энергии сложное и многогранное
действие. Многие из эффектов инсулина
реализуются через его способность действовать
на активность ряда ферментов. Инсулин
— единственный гормон, снижающий содержание
глюкозы в крови, это реализуется через:
- усиление поглощения клетками глюкозы
и других веществ; - активацию ключевых ферментов гликолиза;
- увеличение интенсивности синтеза гликогена
— инсулин форсирует запасание глюкозы
клетками печени и мышц путём полимеризации
её в гликоген; - уменьшение интенсивности глюконеогенеза — снижается образование в печени глюкозы из различных веществ
Анаболические
эффекты инсулина
- усиливает поглощение клетками аминокислот
(особенно лейцина и валина); - усиливает транспорт в клетку ионов калия,
а также магния и фосфата; - усиливает репликацию ДНК и биосинтез
белка; - усиливает синтез жирных кислот и последующую
их этерификацию — в жировой ткани и в печени
инсулин способствует превращению глюкозы
в триглицериды; при недостатке инсулина происходит обратное — мобилизация жиров.
Антикатаболические
эффекты инсулина
- подавляет гидролиз белков — уменьшает
деградацию белков; - уменьшает липолиз — снижает поступление жирных кислот в кровь.
Регуляция уровня глюкозы в крови
Поддержание оптимальной концентрации
глюкозы в крови — результат действия множества
факторов, сочетание слаженной работы
почти всех систем организма. Однако главная
роль в поддержании динамического равновесия
между процессами образования и утилизации
глюкозы принадлежит гормональной регуляции.
В среднем уровень глюкозы в крови здорового
человека колеблется от 2,7 до 8,3 ммоль/л,
однако сразу после приёма пищи концентрация
резко возрастает на короткое время. Две
группы гормонов противоположно влияют
на концентрацию глюкозы в крови:
- единственный гипогликемический гормон
— инсулин - и гипергликемические гормоны (такие
как глюкагон, гормон роста и адреналин),
которые повышают содержание глюкозы
в крови
Когда уровень глюкозы опускается ниже
нормального физиологического значения,
высвобождение инсулина из B-клеток замедляется
(но в норме никогда не останавливается).
Если же уровень глюкозы падает до опасного
уровня, высвобождаются так называемые
контринсулярные (гипергликемические)
гормоны (наиболее известный — глюкагон
α-клеток панкреатических островков),
которые вызывают высвобождение глюкозы
из клеточных запасов в кровь.
Адреналин и другие гормоны стресса сильно
подавляют выделение инсулина в кровь.
Точность и эффективность работы этого
сложного механизма является непременным
условием нормальной работы всего организма,
здоровья. Длительное повышенное содержание
глюкозы в крови (гипергликемия) является
главным симптомом и повреждающим фактором
сахарного диабета. Гипогликемия — понижение
содержания глюкозы в крови — часто имеет
ещё более серьёзные последствия. Так,
экстремальное падение уровня глюкозы
может быть чревато развитием гипогликемической
комы и смертью.
Заболевания, связанные с действием инсулина
Гипергликемия — увеличение уровня сахара
в крови. В состоянии гипергликемии увеличивается
поступление глюкозы как в печень, так
и в периферические ткани. Как только уровень
глюкозы зашкаливает, поджелудочная железа
начинает вырабатывать инсулин.
Гипогликемия — патологическое состояние,
характеризующееся снижением уровня глюкозы
периферической крови ниже нормы (обычно,
3,3 ммоль/л). Развивается вследствие передозировки
сахароснижающих препаратов, избыточной
секреции инсулина в организме. Гипогликемия
может привести к развитию гипогликемической
комы и привести к гибели человека.
Инсулинома — доброкачественная опухоль
из бета-клеток поджелудочной железы,
вырабатывающая избыточное количество
инсулина. Клиническая картина характеризуется
эпизодически возникающими гипогликемическими
состояниями.
Инсулиновый шок — симптомокомплекс
развивающийся при однократно введенной
избыточной дозе инсулина. Наиболее полное
описание можно встретить в учебниках
по психиатрии, так как инсулиновые шоки
применяли для лечения шизофрении.
Синдром хронической передозировки инсулина
(синдром Сомоджи) — симптомокомплекс,
развивающийся при длительном избыточном
введении препаратов инсулина.
Источник
Ãîðìîíû — ôèçèîëîãè÷åñêè àêòèâíûå âåùåñòâà, âûðàáàòûâàåìûå æåëåçàìè âíóòðåííåé ñåêðåöèè. Ãîðìîíàëüíàÿ ñòèìóëÿöèÿ èëè óãíåòåíèå êàòàëèòè÷åñêîé ôóíêöèè ïîäæåëóäî÷íîé æåëåçû â êëåòêàõ îðãàíîâ-ìèøåíåé. Ìåõàíèçì äåéñòâèÿ áåëêîâûõ è ïîëèïåïòèäíûõ ãîðìîíîâ.
Ñòóäåíòû, àñïèðàíòû, ìîëîäûå ó÷åíûå, èñïîëüçóþùèå áàçó çíàíèé â ñâîåé ó÷åáå è ðàáîòå, áóäóò âàì î÷åíü áëàãîäàðíû.
Ðàçìåùåíî íà https://www.allbest.ru/
Ìèíèñòåðñòâî ñåëüñêîãî õîçÿéñòâà ÐÔ
Äåïàðòàìåíò íàó÷íî-òåõíîëîãè÷åñêîé ïîëèòèêè è îáðàçîâàíèÿ
ÔÃÎÓ ÂÏÎ «Ñàíêò-Ïåòåðáóðãñêàÿ ãîñóäàðñòâåííàÿ àêàäåìèÿ âåòåðèíàðíîé ìåäèöèíû»
Êàôåäðà áèîõèìè÷åñêîé è îðãàíè÷åñêîé õèìèè
Ðåôåðàò íà òåìó:
«Ñâîéñòâà ãîðìîíîâ íà ïðèìåðå ãîðìîíîâ ïîäæåëóäî÷íîé æåëåçû»
Âûïîëíèëà Ôèëèíà Âàëåðèÿ Âàëåðüåâíà
Ïðîâåðèëà äîöåíò Âîëîíò Ëþäìèëà Àíòîíîâíà
Ñàíêò-Ïåòåðáóðã 2013
Ãîðìîíû — ñïåöèôè÷åñêèå, ôèçèîëîãè÷åñêè àêòèâíûå âåùåñòâà, âûðàáàòûâàåìûå æåëåçàìè âíóòðåííåé ñåêðåöèè. Ãîðìîíû îáëàäàþò âûñîêîé áèîëîãè÷åñêîé àêòèâíîñòüþ. Ðàçìåð ìîëåêóë ãîðìîíîâ ñðàâíèòåëüíî íåáîëüøîé ýòî îáåñïå÷èâàåò èõ ïðîíèêíîâåíèå ÷åðåç ñòåíêè êàïèëëÿðîâ èç êðîâÿíîãî ðóñëà â òêàíè. Ìàëûå ðàçìåðû ìîëåêóë îáëåã÷àþò ãîðìîíàì âûõîä èç êëåòîê ÷åðåç êëåòî÷íûå ìåìáðàíû. Ãîðìîíû ñðàâíèòåëüíî áûñòðî ðàçðóøàþòñÿ òêàíÿìè, ïîýòîìó äëÿ îáåñïå÷åíèÿ äëèòåëüíîãî äåéñòâèÿ íåîáõîäèìî èõ ïîñòîÿííîå âûäåëåíèå â êðîâü. Òîëüêî â ýòîì ñëó÷àå âîçìîæíî ïîääåðæàíèå ïîñòîÿííîé êîíöåíòðàöèè ãîðìîíîâ â êðîâè.  íàñòîÿùåå âðåìÿ óäàëîñü íå òîëüêî âûäåëèòü ìíîãèå ãîðìîíû, íî äàæå ïîëó÷èòü íåêîòîðûå èç íèõ ñèíòåòè÷åñêèì ïóòåì. Ïî õèìè÷åñêîìó ñòðîåíèþ íåêîòîðûå ãîðìîíû îòíîñÿòñÿ ê ïîëèïåïòèäàì (èíñóëèí è áîëüøèíñòâî ãîðìîíîâ ãèïîôèçà). Ãîðìîíû ùèòîâèäíîé æåëåçû — òèðîêñèí è òðèéîäòèðîíèí, à òàêæå àäðåíàëèí è íîðàäðåíàëèí, âûðàáàòûâàåìûå â ìîçãîâîì ñëîå íàäïî÷å÷íèêîâ, ÿâëÿþòñÿ ïðîèçâîäíûìè àìèíîêèñëîò. Ãîðìîíû êîðû íàäïî÷å÷íèêîâ è ïîëîâûõ æåëåç ïî ñâîåé ïðèðîäå ÿâëÿþòñÿ ñòåðîèäàìè. ãîðìîí ñåêðåöèÿ ïîëèïåïòèäíûé ïîäæåëóäî÷íûé
Ãîðìîíû äåéñòâóþò íå îáìåí âåùåñòâ, ðåãóëèðóþò êëåòî÷íóþ àêòèâíîñòü, ñïîñîáñòâóþò ïðîíèêíîâåíèþ ïðîäóêòîâ îáìåíà âåùåñòâ ÷åðåç êëåòî÷íûå ìåìáðàíû. Ãîðìîíû âëèÿþò íà äûõàíèå, êðîâîîáðàùåíèå, ïèùåâàðåíèå, âûäåëåíèå; ñ ãîðìîíàìè ñâÿçàíà ôóíêöèÿ ðàçìíîæåíèÿ. Ðîñò è ðàçâèòèå îðãàíèçìà, ñìåíà ðàçëè÷íûõ âîçðàñòíûõ ïåðèîäîâ ñâÿçàíû ñ äåÿòåëüíîñòüþ æåëåç âíóòðåííåé ñåêðåöèè. Ãîðìîíû âëèÿþò íà ðîñò è äèôôåðåíöèðîâêó òêàíåé. Òàê, ïðè ñíèæåíèè ôóíêöèè ïåðåäíåé äîëè ãèïîôèçà ðåçêî ñíèæàåòñÿ àêòèâíîñòü ñèíòåçà áåëêà â îðãàíèçìå âñëåäñòâèå ýòîãî íàñòóïàåò çàäåðæêà ðîñòà. Ïðè íåäîñòàòêå ãîðìîíîâ ùèòîâèäíîé æåëåçû íàðóøàåòñÿ äèôôåðåíöèðîâêà òêàíåé.  ýòîì ìîæíî ëåãêî óáåäèòüñÿ, åñëè ó ãîëîâàñòèêà óäàëèòü ùèòîâèäíóþ æåëåçó: ãîëîâàñòèê ðàñòåò, íî åãî ìåòàìîðôîç â çðåëóþ ëÿãóøêó íå ïðîèñõîäèò. Ïðè çàäåðæêå ðàçâèòèÿ ïîëîâûõ æåëåç çàïàçäûâàþò èëè ñëàáî ðàçâèâàþòñÿ âòîðè÷íûå ïîëîâûå ïðèçíàêè, à ïðè íåäîñòàòî÷íîé âûðàáîòêå ãîíàäîòðîïíûõ ãîðìîíîâ ãèïîôèçà íàðóøàåòñÿ ñîçðåâàíèå ïîëîâûõ æåëåç è îáðàçîâàíèå ñïåöèôè÷åñêèõ ïîëîâûõ êëåòîê. Éîäñîäåðæàùèå ãîðìîíû ùèòîâèäíîé æåëåçû îêàçûâàþò ñòèìóëèðóþùåå âëèÿíèå íà ïðîöåññ ðåãåíåðàöèè. Ïîä èõ âëèÿíèåì óñêîðÿåòñÿ çàæèâëåíèå êîæíûõ è ìûøå÷íûõ ðàí, êîñòíûõ ïåðåëîìîâ.
Êëàññèôèêàöèÿ
Ãîðìîíû êëàññèôèöèðóþò â çàâèñèìîñòè îò ìåñòà èõ ïðèðîäíîãî ñèíòåçà, â ñîîòâåòñòâèè ñ êîòîðûì ðàçëè÷àþò ãîðìîíû ãèïîòàëàìóñà, ãèïîôèçà, ùèòîâèäíîé æåëåçû, íàäïî÷å÷íèêîâ, ïîäæåëóäî÷íîé æåëåçû, ïîëîâûõ æåëåç, çîáíîé æåëåçû è äð. Îäíàêî ïîäîáíàÿ àíàòîìè÷åñêàÿ êëàññèôèêàöèÿ íåäîñòàòî÷íî ñîâåðøåííà, ïîñêîëüêó íåêîòîðûå ãîðìîíû èëè ñèíòåçèðóþòñÿ íå â òåõ æåëåçàõ âíóòðåííåé ñåêðåöèè, èç êîòîðûõ îíè ñåêðåòèðóþòñÿ â êðîâü (íàïðèìåð, ãîðìîíû çàäíåé äîëè ãèïîôèçà, âàçîïðåññèí è îêñèòîöèí ñèíòåçèðóþòñÿ â ãèïîòàëàìóñå, îòêóäà ïåðåíîñÿòñÿ â çàäíþþ äîëþ ãèïîôèçà), èëè ñèíòåçèðóþòñÿ è â äðóãèõ æåëåçàõ (íàïðèìåð, ÷àñòè÷íûé ñèíòåç ïîëîâûõ ãîðìîíîâ îñóùåñòâëÿåòñÿ â êîðå íàäïî÷å÷íèêîâ, ñèíòåç ïðîñòàãëàíäèíîâ ïðîèñõîäèò íå òîëüêî â ïðåäñòàòåëüíîé æåëåçå, íî è â äðóãèõ îðãàíàõ) è ò.ä. Ñ ó÷åòîì ýòèõ îáñòîÿòåëüñòâ áûëè ïðåäïðèíÿòû ïîïûòêè ñîçäàíèÿ ñîâðåìåííîé êëàññèôèêàöèè ãîðìîíîâ, îñíîâàííîé íà èõ õèìè÷åñêîé ïðèðîäå.  ñîîòâåòñòâèè ñ ýòîé êëàññèôèêàöèåé ðàçëè÷àþò òðè ãðóïïû èñòèííûõ ãîðìîíîâ: 1) ïåïòèäíûå è áåëêîâûå ãîðìîíû, 2) ãîðìîíû — ïðîèçâîäíûå àìèíîêèñëîò è 3) ãîðìîíû ñòåðîèäíîé ïðèðîäû. ×åòâåðòóþ ãðóïïó ñîñòàâëÿþò ýéêîçàíîèäû — ãîðìîíîïîäîáíûå âåùåñòâà, îêàçûâàþùèå ìåñòíîå äåéñòâèå.
Ïåïòèäíûå è áåëêîâûå ãîðìîíû âêëþ÷àþò îò 3 äî 250 è áîëåå àìèíîêèñëîòíûõ îñòàòêîâ. Ýòî ãîðìîíû ãèïîòàëàìóñà è ãèïîôèçà (òèðîëè-áåðèí, ñîìàòîëèáåðèí, ñîìàòîñòàòèí, ãîðìîí ðîñòà, êîðòèêîòðîïèí, òèðå-îòðîïèí è äð. — ñì. äàëåå), à òàêæå ãîðìîíû ïîäæåëóäî÷íîé æåëåçû(èíñóëèí, ãëþêàãîí). Ãîðìîíû — ïðîèçâîäíûå àìèíîêèñëîò â îñíîâíîì ïðåäñòàâëåíû ïðîèçâîäíûìè àìèíîêèñëîòû òèðîçèíà. Ýòî íèçêîìîëåêóëÿðíûå ñîåäèíåíèÿ àäðåíàëèí è íîðàäðåíàëèí, ñèíòåçèðóþùèåñÿ â ìîçãîâîì âåùåñòâå íàäïî÷å÷íèêîâ, è ãîðìîíû ùèòîâèäíîé æåëåçû (òèðîêñèí è åãî ïðîèçâîäíûå). Ãîðìîíû 1-é è 2-é ãðóïï õîðîøî ðàñòâîðèìû â âîäå.
Ãîðìîíû ñòåðîèäíîé ïðèðîäû ïðåäñòàâëåíû æèðîðàñòâîðèìûìè ãîðìîíàìè êîðêîâîãî âåùåñòâà íàäïî÷å÷íèêîâ (êîðòèêîñòåðîèäû), ïîëîâûìè ãîðìîíàìè (ýñòðîãåíû è àíäðîãåíû), à òàêæå ãîðìîíàëüíîé ôîðìîé âèòàìèíà D.
Ýéêîçàíîèäû, ÿâëÿþùèåñÿ ïðîèçâîäíûìè ïîëèíåíàñûùåííîé æèðíîé êèñëîòû (àðàõèäîíîâîé), ïðåäñòàâëåíû òðåìÿ ïîäêëàññàìè ñîåäèíåíèé: ïðîñòàãëàíäèíû, òðîìáîêñàíû è ëåéêîòðèåíû. Ýòè íåðàñòâîðèìûå â âîäå è íåñòàáèëüíûå ñîåäèíåíèÿ îêàçûâàþò ñâîå äåéñòâèå íà êëåòêè, íàõîäÿùèåñÿ âáëèçè èõ ìåñòà ñèíòåçà.
Ìåõàíèçì äåéñòâèÿ ãîðìîíîâ
Äåéñòâèå ãîðìîíîâ îñíîâàíî íà ñòèìóëÿöèè èëè óãíåòåíèè êàòàëèòè÷åñêîé ôóíêöèè íåêîòîðûõ ôåðìåíòîâ â êëåòêàõ îðãàíîâ-ìèøåíåé. Ýòî äåéñòâèå ìîæåò äîñòèãàòüñÿ ïóòåì àêòèâàöèè èëè èíãèáèðîâàíèÿ óæå èìåþùèõñÿ ôåðìåíòîâ. Ïðè÷åì âàæíàÿ ðîëü ïðèíàäëåæèò öèêëè÷åñêîìó àäåíîçèíìîíîôîñôàòó (öÀÌÔ), êîòîðûé ÿâëÿåòñÿ çäåñü âòîðûì ïîñðåäíèêîì (ðîëü ïåðâîãî ïîñðåäíèêà âûïîëíÿåò ñàì ãîðìîí). Âîçìîæíî òàêæå óâåëè÷åíèå êîíöåíòðàöèè ôåðìåíòîâ çà ñ÷åò óñêîðåíèÿ èõ áèîñèíòåçà ïóòåì àêòèâàöèè ãåíîâ.
Ìåõàíèçì äåéñòâèÿ ãîðìîíîâ ïåïòèäíîé è ñòåðîèäíîé ïðèðîäû ðàçëè÷åí. Àìèíû è ïåïòèäíûå ãîðìîíû íå ïðîíèêàþò âíóòðü êëåòêè, à ïðèñîåäèíÿþòñÿ íà åå ïîâåðõíîñòè ê ñïåöèôè÷åñêèì ðåöåïòîðàì â êëåòî÷íîé ìåìáðàíå. Ðåöåïòîð ñâÿçàí ñ ôåðìåíòîì àäåíèëàòöèêëàçîé. Êîìïëåêñ ãîðìîíà ñ ðåöåïòîðîì àêòèâèðóåò àäåíèëàòöèêëàçó, êîòîðàÿ ðàñùåïëÿåò àäåíîçèíòðèôîñôàò (ÀÒÔ) ñ îáðàçîâàíèåì öÀÌÔ. Äåéñòâèå öÀÌÔ ðåàëèçóåòñÿ ÷åðåç ñëîæíóþ öåïü ðåàêöèé, âåäóùóþ ê àêòèâàöèè îïðåäåëåííûõ ôåðìåíòîâ ïóòåì èõ ôîñôîðèëèðîâàíèÿ, êîòîðûå è îñóùåñòâëÿþò êîíå÷íûé ýôôåêò ãîðìîíà (ðèñ. 1).
Ðèñ. 1 Ìåõàíèçì äåéñòâèÿ áåëêîâûõ è ïîëèïåïòèäíûõ ãîðìîíîâ
Ñòåðîèäíûå ãîðìîíû, à òàêæå Ò4 è T4 (òèðîêñèí è òðèèîäòèðîíèí íå ÿâëÿþòñÿ ñòåðîèäàìè) — îòíîñèòåëüíî íåáîëüøèå ãîðìîíû, ïðîíèêàþùèå ÷åðåç êëåòî÷íóþ ìåìáðàíó. Ãîðìîí ñâÿçûâàåòñÿ ñ ðåöåïòîðîì â öèòîïëàçìå. Îáðàçîâàâøèéñÿ ãîðìîí-ðåöåïòîðíûé êîìïëåêñ òðàíñïîðòèðóåòñÿ â ÿäðî êëåòêè, ãäå âñòóïàåò â îáðàòèìîå âçàèìîäåéñòâèå ñ ÄÍÊ è èíäóöèðóåò ñèíòåç áåëêà (ôåðìåíòà) èëè íåñêîëüêèõ áåëêîâ. Ïóòåì âêëþ÷åíèÿ ñïåöèôè÷åñêèõ ãåíîâ íà îïðåäåëåííîì ó÷àñòêå ÄÍÊ îäíîé èç õðîìîñîì ñèíòåçèðóåòñÿ ìàòðè÷íàÿ (èíôîðìàöèîííàÿ) ÐÍÊ (ìÐÍÊ), êîòîðàÿ ïåðåõîäèò èç ÿäðà â öèòîïëàçìó, ïðèñîåäèíÿåòñÿ ê ðèáîñîìàì è èíäóöèðóåò çäåñü ñèíòåç áåëêà (ðèñ. 2).
 îòëè÷èå îò ïåïòèäîâ, àêòèâèðóþùèõ ôåðìåíòû, ñòåðîèäíûå ãîðìîíû âûçûâàþò ñèíòåç íîâûõ ôåðìåíòíûõ ìîëåêóë.  ñâÿçè ñ ýòèì ýôôåêòû ñòåðîèäíûõ ãîðìîíîâ ïðîÿâëÿþòñÿ íàìíîãî ìåäëåííåå, ÷åì äåéñòâèå ïåïòèäíûõ ãîðìîíîâ, íî äëÿòñÿ îáû÷íî äîëüøå.
Ðèñ. 2 Ìåõàíèçì äåéñòâèÿ ñòåðîèäíûõ ãîðìîíîâ: I — ãîðìîí ïðîíèêàåò â êëåòêó è ñâÿçûâàåòñÿ ñ ðåöåïòîðîì â öèòîïëàçìå; II — ðåöåïòîð òðàíñïîðòèðóåò ãîðìîí â ÿäðî; III — ãîðìîí îáðàòèìî âçàèìîäåéñòâóåò ñ ÄÍÊ õðîìîñîì; IV — ãîðìîí àêòèâèðóåò ãåí, íà êîòîðîì îáðàçóåòñÿ ìàòðè÷íàÿ (èíôîðìàöèîííàÿ) ÐÍÊ (ìÐÍÊ); V — ìÐÍÊ âûõîäèò èç ÿäðà è èíèöèèðóåò ñèíòåç áåëêà (îáû÷íî ôåðìåíòà) íà ðèáîñîìàõ; ôåðìåíò ðåàëèçóåò êîíå÷íûé ãîðìîíàëüíûé ýôôåêò; 1 — êëåòî÷íàÿ ìåìáðàíà, 2 — ãîðìîí, 3 — ðåöåïòîð, 4 — ÿäåðíàÿ ìåìáðàíà, 5 — ÄÍÊ, 6 — ìÐÍÊ, 7 — ðèáîñîìà, 8 — ñèíòåç áåëêà (ôåðìåíòà)
Ïîäæåëóäî÷íàÿ æåëåçà è åå ãîðìîíû
Ïîäæåëóäî÷íàÿ æåëåçà ñîñòîèò èç ýêçîêðèííîé è ýíäîêðèííîé ÷àñòåé (îñòðîâêè Ëàíãåðãàíñà), êîòîðûå ðàçâèâàþòñÿ èç îäíîãî èñòî÷íèêà — ýíòîäåðìû ïåðâè÷íîé êèøêè.  ýêçîêðèííîé ÷àñòè, ñîñòàâëÿþùåé 98 % âñåé ìàññû æåëåçû, âûðàáàòûâàåòñÿ ïèùåâàðèòåëüíûé ñîê, êîòîðûé ïîñòóïàåò â äâåíàäöàòèïåðñòíóþ êèøêó è ñîäåðæèò ôåðìåíòû, íåîáõîäèìûå äëÿ ðàñùåïëåíèÿ áåëêîâ, æèðîâ è óãëåâîäîâ.  îñòðîâêàõ Ëàíãåðãàíñà ñèíòåçèðóþòñÿ ãîðìîíû, ðåãóëèðóþùèå ìåòàáîëè÷åñêèå ïðîöåññû, â îñîáåííîñòè óãëåâîäíûé îáìåí.
 ïðîöåññå ýâîëþöèè ýíäîêðèííàÿ ÷àñòü âîçíèêëà ðàíüøå ýêçîêðèííîé, òàê ÷òî âíà÷àëå ïîäæåëóäî÷íàÿ æåëåçà íå èìåëà êîìïàêòíîãî ñòðîåíèÿ. Ó ëàíöåòíèêà â ýïèòåëèè ñëèçèñòîé îáîëî÷êè êèøêè åñòü êëåòêè, ãîìîëîãè÷íûå ýêçîêðèííîé è ýíäîêðèííîé ÷àñòÿì ïîäæåëóäî÷íîé æåëåçû. Ýòè êëåòêè ðàçîáùåíû. Ó êðóãëîðîòûõ (ìèíîãè) îáðàçóþòñÿ îñòðîâêè æåëåçèñòîé òêàíè, îòäåëÿþùèåñÿ îò ýïèòåëèÿ êèøå÷íèêà. Ó êîñòèñòûõ ðûá ýíäîêðèííàÿ òêàíü ïðåäñòàâëåíà îñòðîâêàìè (òåëüöà Áðîêìàíà), îáîñîáëåííûìè îò ýêçîêðèííîé òêàíè ïîäæåëóäî÷íîé æåëåçû. Ó äðóãèõ ïîçâîíî÷íûõ æèâîòíûõ ýíäîêðèííàÿ òêàíü â âèäå ìåëêèõ âêëþ÷åíèé ðàñïîëîæåíà ñðåäè ýêçîêðèííîé òêàíè ïîäæåëóäî÷íîé æåëåçû è ñîñòàâëÿåò òîëüêî 1?3 % îò åå ìàññû.
Ãîðìîíû, âûðàáàòûâàåìûå ýíäîêðèííîé ÷àñòüþ.
 îñòðîâêàõ Ëàíãåðãàíñà áîëüøèíñòâà ïîçâîíî÷íûõ âûÿâëÿþò äâà îñíîâíûõ òèïà æåëåçèñòûõ êëåòîê, âûðàáàòûâàþùèõ ðàçíûå ãîðìîíû: èíñóëèí è ãëþêàãîí. Êëåòêè, ñèíòåçèðóþùèå èíñóëèí, íàçûâàþò áåòà- (èëè Â-) êëåòêàìè; êëåòêè, âûðàáàòûâàþùèå ãëþêàãîí, — àëüôà- (èëè À-) êëåòêàìè. Êðîìå íèõ îïðåäåëåí òðåòèé òèï êëåòîê — äåëüòà-êëåòêè, â êîòîðûõ ñèíòåçèðóåòñÿ ñîìàòîñòàòèí (ðèñ 3).
Áåòà-êëåòêè, ñèíòåçèðóþùèå èíñóëèí, îáíàðóæåíû ó âñåõ ïîçâîíî÷íûõ. Ó íèçøèõ ïîçâîíî÷íûõ (êðóãëîðîòûå, õðÿùåâûå ðûáû) àëüôà-êëåòêè è ãëþêàãîí íå âûÿâëåíû. Ó âñåõ îñòàëüíûõ ïîçâîíî÷íûõ â îñòðîâêàõ Ëàíãåðãàíñà ñèíòåçèðóþòñÿ èíñóëèí è ãëþêàãîí, îñíîâíàÿ ôóíêöèÿ êîòîðûõ ñîñòîèò â ðåãóëÿöèè ìåòàáîëè÷åñêèõ ïðîöåññîâ; îò ýòèõ ãîðìîíîâ â çíà÷èòåëüíîé ñòåïåíè çàâèñèò óðîâåíü ãëþêîçû â êðîâè, íåîáõîäèìûé äëÿ íîðìàëüíîé æèçíåäåÿòåëüíîñòè îðãàíèçìà.
Èíñóëèí ïðåäñòàâëÿåò ñîáîþ áåëêîâûé ãîðìîí ñ ìîëåêóëÿðíîé ìàññîé îêîëî 6000. Îí ñîñòîèò èç äâóõ ïîëèïåïòèäíûõ öåïåé, ñîåäèíåííûõ äâóìÿ äèñóëüôèäíûìè ìîñòèêàìè. Èíñóëèí îáðàçóåòñÿ èç ïðåäøåñòâåííèêà — ïðîèíñóëèíà — ïîä âëèÿíèåì ïðîòåàç. Àêòèâíîñòü ïðîèíñóëèíà íåâåëèêà (5 % àêòèâíîñòè èíñóëèíà). Ïðåâðàùåíèå ïðîèíñóëèíà â èíñóëèí ïðîèñõîäèò â áåòà-êëåòêàõ. Èíñóëèí áûë ïåðâûì áåëêîâûì ãîðìîíîì, ñèíòåçèðîâàííûì èñêóññòâåííî.
 íàñòîÿùåå âðåìÿ èíñóëèí (èëè èíñóëèíîïîäîáíûé ãîðìîí) îáíàðóæåí ó ìíîãèõ áåñïîçâîíî÷íûõ æèâîòíûõ, ÷òî ñâèäåòåëüñòâóåò, ïî-âèäèìîìó, íå òîëüêî î åãî äðåâíîñòè, íî è âàæíîé ðîëè â ðåãóëÿöèè ìåòàáîëè÷åñêèõ ïðîöåññîâ.
Ãëþêàãîí — ïîëèïåïòèä, ïîñòðîåííûé èç îäíîé öåïè ñ ìîëåêóëÿðíîé ìàññîé îêîëî 3500. Êðîìå àëüôà-êëåòîê îñòðîâêîâ Ëàíãåðãàíñà ãëþêàãîí âûðàáàòûâàåòñÿ òàêæå â ñëèçèñòîé îáîëî÷êå êèøå÷íèêà (ýíòåðîãëþêàãîí). Ôóíêöèÿ ýíòåðîãëþêàãîíà íåñêîëüêî îòëè÷àåòñÿ îò ðîëè ïàíêðåàòè÷åñêîãî ãëþêàãîíà.
Ðèñ. 3 Ãîðìîíû ïîäæåëóäî÷íîé æåëåçû è èõ ôóíêöèè á — àëüôà-êëåòêè ïðîäóöèðóþò ãëþêàãîí, â — áåòà-êëåòêè ïðîäóöèðóþò èíñóëèí
Ãîðìîíû îñòðîâêîâûõ êëåòîê îêàçûâàþò çíà÷èòåëüíîå âîçäåéñòâèå íà ìåòàáîëè÷åñêèå ïðîöåññû. Èíñóëèí ÿâëÿåòñÿ àíàáîëè÷åñêèì ãîðìîíîì ñ øèðîêèì ñïåêòðîì äåéñòâèÿ. Åãî ðîëü ñîñòîèò â ïîâûøåíèè ñèíòåçà óãëåâîäîâ, æèðîâ è áåëêîâ. Îí ñòèìóëèðóåò ìåòàáîëèçì ãëþêîçû. Ïîä âëèÿíèåì èíñóëèíà óâåëè÷èâàåòñÿ ïðîíèöàåìîñòü äëÿ ãëþêîçû êëåòîê ìèîêàðäà, ñêåëåòíûõ ìûøö, ÷òî óñèëèâàåò òîê ãëþêîçû âíóòðü êëåòîê è åå îáìåí. Èíñóëèí ñòèìóëèðóåò ñèíòåç ãëèêîãåíà â ïå÷åíè, ñíèæàåò ãëþêîíåîãåíåç (îáðàçîâàíèå ãëþêîçû èç àìèíîêèñëîò), âëèÿåò íà îáìåí æèðà, óñèëèâàÿ ñïîñîáíîñòü æèðîâîé òêàíè è ïå÷åíè ê íàêîïëåíèþ ðåçåðâîâ æèðîâ â ôîðìå òðèãëèöåðèäîâ.
Äåéñòâèå ãëþêàãîíà íà ìåòàáîëè÷åñêèå ïðîöåññû îñóùåñòâëÿåòñÿ â ïå÷åíè è ðåàëèçóåòñÿ ÷åðåç àäåíèëàòöèêëàçó è öÀÌÔ. Öèêëè÷åñêèé ÀÌÔ, â ñâîþ î÷åðåäü, àêòèâèçèðóåò ôåðìåíòû, êîíòðîëèðóþùèå ñêîðîñòü ãëèêîãåíîëèçà, ãëþêîíåîãåíåçà è ëèïîëèçà. Îñíîâíîé ýôôåêò ãîðìîíà ñîñòîèò â óñèëåíèè ãëèêîãåíîëèçà â ïå÷åíè; ãëþêàãîí ÿâëÿåòñÿ ñèíýðãèñòîì àäðåíàëèíà.
Êîíöåíòðàöèÿ ãîðìîíîâ ïîäæåëóäî÷íîé æåëåçû â ïëàçìå êðîâè çàâèñèò îò ïîñòóïëåíèÿ ãëþêîçû ñ ïèùåé, ñêîðîñòè åå îêèñëåíèÿ è îò óðîâíÿ äðóãèõ ãîðìîíîâ, ó÷àñòâóþùèõ â ðåãóëÿöèè ñîäåðæàíèÿ ãëþêîçû. Ïðè ïîâûøåíèè ñîäåðæàíèÿ ãëþêîçû â êðîâè óñèëèâàåòñÿ ñåêðåöèÿ èíñóëèíà, ïðè åå ñíèæåíèè âûäåëÿåòñÿ áîëüøå ãëþêàãîíà.
Ðåãóëÿöèÿ ýíäîêðèííîé ÷àñòè ïîäæåëóäî÷íîé æåëåçû îñóùåñòâëÿåòñÿ ñèìïàòè÷åñêîé è ïàðàñèìïàòè÷åñêîé íåðâíîé ñèñòåìîé. Ïîìèìî òîãî, óðîâåíü ãëþêîçû, î÷åâèäíî, èçìåíÿåòñÿ è â ñàìîé ïîäæåëóäî÷íîé æåëåçå, ÷òî èñïîëüçóåòñÿ äëÿ ðåãóëÿöèè ñåêðåòîðíîé àêòèâíîñòè êëåòîê. Ðåãóëÿöèÿ ñåêðåöèè èíñóëèíà ïðîèñõîäèò è ïîä âëèÿíèåì ðÿäà ïîëèïåïòèäîâ, âûðàáàòûâàåìûõ â æåëóäî÷íî-êèøå÷íîì òðàêòå. Ïðèñóòñòâèå â íåì ãëþêîçû âûçûâàåò âûáðîñ ýíòåðîãëþêàãîíà. Ýòîò ãîðìîí ïîñòóïàåò ñ êðîâüþ ê êëåòêàì ïîäæåëóäî÷íîé æåëåçû è ñòèìóëèðóåò ñåêðåöèþ èíñóëèíà.
Ðåãóëÿöèÿ ñåêðåöèè ãëþêàãîíà îñóùåñòâëÿåòñÿ ïîñðåäñòâîì ðåöåïòîðîâ ãëþêîçû â ïåðåäíåì ãèïîòàëàìóñå, êîòîðûå âûÿâëÿþò ñíèæåíèå ãëþêîçû â êðîâè. Âîçìîæíî, â ýòó öåïü âçàèìîäåéñòâèé âêëþ÷àåòñÿ ãîðìîí ðîñòà ãèïîôèçà. Ñîìàòîñòàòèí, âûðàáàòûâàåìûé äåëüòà-êëåòêàìè, îêàçûâàåò èíãèáèðóþùåå âëèÿíèå íà âûäåëåíèå ãëþêàãîíà. Ýíòåðîãëþêàãîí ìîæåò ïîäàâëÿòü ñåêðåöèþ ïàíêðåàòè÷åñêîãî ãëþêàãîíà. Ñèìïàòè÷åñêàÿ ñòèìóëÿöèÿ óñèëèâàåò ñåêðåöèþ ãëþêàãîíà. Òàêèì îáðàçîì, ñèñòåìà ðåãóëÿöèè ñåêðåöèè èíñóëèíà è ãëþêàãîíà è ñâÿçàííîãî ñ ôóíêöèåé ýòèõ ãîðìîíîâ óðîâíÿ ãëþêîçû â êðîâè âåñüìà ñëîæíà.
Ó ìëåêîïèòàþùèõ ãëàâíûì èñòî÷íèêîì ýíåðãèè ÿâëÿþòñÿ óãëåâîäû, è èíñóëèí èãðàåò âåñüìà çíà÷èòåëüíóþ ðîëü â ïðîöåññàõ ðåãóëÿöèè èõ ìåòàáîëèçìà. Ó ïòèö â 10?20 ðàç áîëåå âûñîêèì ÿâëÿåòñÿ ñîäåðæàíèå ãëþêàãîíà — ëèïîëèòè÷åñêîãî àãåíòà, òàê êàê îñíîâíûì èñòî÷íèêîì ýíåðãèè ó ýòîé ãðóïïû ïîçâîíî÷íûõ ÿâëÿþòñÿ æèðû. Ïðè îòêëîíåíèÿõ óðîâíÿ ãëþêîçû â êðîâè îò íîðìû íàáëþäàþòñÿ ÿâëåíèÿ ãèïî- èëè ãèïåðãëèêåìèè.
Ïðè ãèïîãëèêåìèè, ò.å. ðåçêîì ñíèæåíèè óðîâíÿ ãëþêîçû, íàáëþäàþòñÿ òàõèêàðäèÿ, ãîëîä, âîçáóæäåíèå.  ðåçóëüòàòå ãèïîãëèêåìè÷åñêîé êîìû ìîæåò íàñòóïèòü ñìåðòü. Ïðåäîòâðàùåíèå ýòèõ ÿâëåíèé âîçìîæíî ïðè âëèâàíèÿõ ãëþêîçû è ââåäåíèè ãëþêàãîíà. Ïðè óðîâíå ãëþêîçû âûøå 180 ìã/100 ìë ãëþêîçà âûâîäèòñÿ ñ ìî÷îé, ÷òî ïðîèñõîäèò ïðè îñëàáëåííîé ôóíêöèè èíñóëèíà è ÿâëÿåòñÿ îäíèì èç ïðîÿâëåíèé ñàõàðíîãî äèàáåòà. Ýòî çàáîëåâàíèå âîçíèêàåò â ðåçóëüòàòå íåäîñòàòî÷íîé âûðàáîòêè èíñóëèíà áåòà-êëåòêàìè ïîäæåëóäî÷íîé æåëåçû. Òå æå ÿâëåíèÿ ìîãóò íàáëþäàòüñÿ â ðåçóëüòàòå íàðóøåíèÿ ðåàêöèè ïåðèôåðè÷åñêèõ òêàíåé íà èíñóëèí.  îòñóòñòâèå èíñóëèíà ãëþêîçà ìåäëåííî ïðîíèêàåò â êëåòêè ìûøö è ïå÷åíè, çàïàñû ãëèêîãåíà áûñòðî èñòîùàþòñÿ.
Ðàçìåùåíî íà Allbest.ru
Источник
