Роль гормонів у регуляції кальцію та фосфатів (парагормон, кальцитріол, кальцитонін) - реферат,
Повну версію цього документаз таблицями, графіками та малюнкамиможназавантажити з нашого сайту безкоштовно! Посилання для завантаження файлу знаходиться внизу сторінки.
Замовити оригінальну роботу
| Посиланнядля вставки в сайти та блоги: |
Московська державна академія
тонкої хімічної технології ім. M.В. Ломоносова
за курсом: Регуляція клітинної активності
Тема: Роль гормонів у регуляції кальцію та фосфатів (парагормон, кальцитріол, кальцитонін)
- - Вступ -
- Парагормон та кальцитонін
- Кальцитріол
- Інші гормони, що впливають на обмін кальцію в організмі
- - З а к л ю ч е н ня -
- Література
- - Вступ -
В організмі дорослої людини в кістковій тканині міститься понад 1 кг кальцію. Найбільш важливою мінеральною складовою кісткової тканини є нерозчинний фосфат кальцію у вигляді гідроксилапатиту або карбонатапатиту (Ca10(PO4)6(OH)2 та Ca10(PO4)6СО3 відповідно). У кістках присутні також карбонати інших лужноземельних елементів. Зарахунок активності костеобразующих клітин, остеобластів, і клітин, що руйнують кісткову тканину, остеокластів, кальцій постійно відкладається і знову вимивається з кістки. Кальцієвий обмін контролюється гормонами: кальцитонін підвищує відкладення кальцію в кістковому матриксі, парагормон стимулює мобілізацію кальцію, а кальцитріол покращує процес мінералізації.
Нестача кальцитріолу у дітей призводить до захворювання на рахіт, а у дорослих може викликати порушення обміну речовин у кістковій тканині. Негативний баланс між процесами відкладення та вимивання кальцію, особливо у літньому віці, викликає захворювання на остеопороз (рис.1).
Рисунок 1. Гормони, які контролюють кальцієвий обмін
Парагормон та кальцитонін
Гормони секретуються клітинами паращитовидної залози. Місцем синтезу кальцитоніну є також щитовидна залоза.
Парагормон був отриманий у частково очищеному стані в 1925 з паращитовидної залози бика. Він являє собою просту поліептидну ланцюг, що складається з 84 амінокислотних залишків з молекулярною масою 9500 Так; період напіврозпаду близько 2 хв. Ген, що кодує біосинтез парагормону, локалізується на 11 хромосомі (11р15).
Парагормон утворюється на рибосомах як препропарагормона - полипттида, що з 115 амінокислотних залишків. В результаті локального протеолізу відщеплюється 31 амінокислотний залишок з N-кінця та утворюється активний гормон, який запасається в секреторних гранулах.
Регулювання секреції парагормону здійснюється кількома механізмами. Протягом короткого часу біосинтез парагормону регулюється іонізованим кальцієм, а протягом тривалого часу – 1,25(ОН)2D3 – спільно з кальцієм. Швидкість секреції обернено пропорційна концентрації в плазмі крові.
Метаболізм і деградація парагормона здійснюється в основному в долі (близько 62-70%), а також у нирках (30-38%).
Парагормон має різноманітну дію залежно від тканини-мішені. Все це дозволило L. Mallette (1991) висловити думку, що парагормон є прогормоном, а його фрагменти мають біологічну дію. Вважається, що його амінотермінальний домен (амінокислотні залишки 1-34) відповідальний за регуляцію мінерального обміну за допомогою взаємодії з відповідними рецепторами в кістках та нирках; карбокситермінальний домен (амінокислотні залишки 53-84) – за регуляцію функції остеокластів, а середній домен (амінокислотні залишки 28-48), можливо, за транспорт кальцію та фосфору
Парагормон взаємодіє з плазматичними рецепторами, які є глікопротеїнами з молекулярною масою близько 800 кДа та складаються з 585-594 амінокислотних залишків. Рецептор парагормона, як і всі інші рецептори, що відносяться до сімейства рецепторів, що визначають через G-білок, має 3 ланцюги позаклітинного фрагмента, 7 трансмембранних фрагментів і внутрішньоклітинну частину рецептора, також представлену 3 волокнами поліцептичної ланцюга.
Така взаємодія призводить до активації аденілатциклази та підвищення синтезу цАМФ, який активує протеїнкіназу, фосфоліпазу С, діацилгліцерин, інозитолтрифосфат та бере участь у регуляції транспорту іонів кальцію, натрію та калію через клітинні мембрани.
Парагормон має множинну дію на кісткову тканину. Він опосередковано активує ферменти колагенозу та глюкуронідазу, що викликає деструкцію органічних компонентів кістки, зокрема колагену та глікозамінгліканів. У мінеральних компонентах кісткової тканини під дією парагормону відбувається солюбілізація гідроксіапатиту та вивільнення у кров.кальцію та фосфору.
Було встановлено, що парагормон активує процеси транскрипції в остеокластах – клітинах, що резорбують кістки. Вплив парагормону на резорбцію кісткової тканини на пострецепторному рівні здійснюється в основному через інозитолтрифосфат та діацилгліцерин, але не через цАМФ, які утворюються за допомогою активації фосфоліпази С та іонів Са.
Поруч із парагормон впливає обмін фосфору і магнію. Обмін кальцію, фосфору та магнію в організмі показаний на рис.2.
Малюнок 2 . Добовий баланс та обмін кальцію, фосфору та магнію в організмі.
Свій вплив парагормон на натрій-фосфатний котранспорт надає шляхом підвищення утворення цАМФ та шляхом активізації фосфоліпази С та утворення діацилгліцерину та інозитолтрифосфату.
Біологічний ефект кальцитоніну проявляється зниженням рівня кальцію та фосфору в крові, що є наслідком впливу кальцитоніну на кісткову тканину та нирки. У кістки кальцитонін пригнічує процеси резорбції кальцію. Це проявляється зниженням екскреції гідроксипроліну та вмісту кальцію в крові. Одночасне зменшення фосфору в сироватці крові є результатом зниження мобілізації фосфору з кістки та безпосередньої стимуляції поглинання фосфору кістковою тканиною. Кальцитонін інгібує активність та кількість остеокластів. Вже через 1 годину після введення кальцитоніну зменшується утворення остеокластів із клітин-попередників. Механізм дії кальцитоніну опосередковується цАМФ та активацією протеїнкіназ, що супроводжується зміною активності лужної фосфатази, пірофосфатазної активності та активності ферментів.
Поряд з парагормоном і кальцитоніном у підтримці фосфорно-кальцієвого гомеостазу велику участь бере вітамін D (D-гормон, холекальциферол або вітамін D3),який при гидроксилировании в крові і нирках утворює гормон кальцитріол (1б,25-дигидроксихолекальциферол)
Малюнок 3. Утворення кальцитріолу з 7-дегідрохолестерину.
Інші гормони, що впливають на обмін кальцію в організмі
Крім парагормону, кальцитоніну та вітаміну D, на гомеостаз кальцію в організмі впливають і інші гормони:
1. Глюкокортикоїди збільшують глюконеогенез, використовуючи матрикс кісткової тканини та підвищуючи резорбцію кістки, знижують активність остеобластів та швидкість утворення нової кісткової тканини, підвищують екскрецію кальцію та знижують абсорбцію кальцію у шлунково-кишковому тракті.
2. Гормон росту підвищує екскрецію кальцію нирками, активність остеобластів і процеси мінералізації в кістковій тканині, що знову утворилася, і збільшує активність остеокластів і демінералізацію в кістці, що раніше утворилася.
3. Тифоїдні гормони (надлишок Т3 і Т4), підвищують екскрецію кальцію із сечею, збільшують процеси резорбції кістки. Нестача тифоїдних гормонів затримує утворення та дозрівання кісткової тканини;
4. Глюкагон сприяє розвитку гіпокальціємії за допомогою прямого впливу на кістки (знижуючи процеси резорбції) та опосередковано – через стимуляцію вивільнення кальцитоніну.
5. Статеві гормони знижують екскрецію кальцію із сечею та калом, стимулюють активність остеобластів.
- Заключення -
Для нормального функціонування клітин окрім обміну речовин та енергії необхідна інтеграція функцій, що здійснюється, зокрема, гормонами – речовинами, здатними контролювати різні сторони клітинного метаболізму. Недолік чи надлишок гормону незворотно веде до порушення функціонування клітин та виникнення різних захворювань.
У разі порушення фосфорно-кальцієвого обміну в організмі можуть виникати такі захворювання як:
- гіпопаратироз - синдром, розвиток якого пов'язаний з недостатністю секреції парагормону навколощитовидними залозами, зниженням реабсорбції кальцію в канальцях нирок, зменшенням абсорбції кальцію в кишечнику, що призводить до гіпокальціємії;
- Гіперпаратироз - захворювання, розвиток якого пов'язано з надмірною секрецією парагормону і підвищенням внаслідок цього вмісту кальцію в сироватці крові. Гіперкальціємія, яка є одним з провідних симптомів гіперпаратирозу, зустрічається і при інших захворюваннях.
Для лікування подібних захворювань в медицині застосовують синтетичний кальцитонін, або отриманий з лосося (кальцитрин). При дефіциті парагормону і, як наслідок, вмісту кальцію та фосфору, для лікування застосовують параткогмон, лікарська форма якого називається паратиреоїдин.
1. Комов В.П., Шведова В.М. Біохімія, М: Дрофа, 2004, 638 стор.
2. Кольман Я., Рем К.-Г. Наочна біохімія, М: Світ, 2000, 469 стор.
3. Балаболкін М.І. Ендокринологія, М: Універсум Паблішинг, 1998.
4. Сінгер М., Берг П. Гени та геноми. У 2 т., М: Світ, 1998.
Завантажити роботу: Роль гормонів у регуляції кальцію та фосфатів (парагормон, кальцитріол, кальцитонін)
Перейти до списку рефератів, курсових, контрольних та дипломів з дисципліни Біологія, природознавство, КСЄ