Структура ц-АМФ, біологічна роль
ц-АМФ має здатність активувати спеціальні ферменти - протеїнкінази, які каталізують реакції фосфорилювання різних білків за участю АТФ. При цьому до складу білкових молекул включаються залишки фосфорної кислоти. Головним результатом цього процесу фосфорилювання є зміна активності фосфорильованого білка. У різних типах клітин фосфорилування внаслідок активації аденілат-циклазної системи піддаються білки з різною функціональною активністю. Наприклад, це можуть бути ферменти, ядерні білки, мембранні білки. В результаті реакції фосфорилювання білки можуть стати функціонально активними або неактивними.
Такі процеси призводитимуть до змін швидкості біохімічних процесів у клітині-мішені.
Активація аденілатциклазної системи триває дуже короткий час, тому що G-білок після зв'язування з аденілатциклазою починає проявляти ГТФ-азну активність. Після гідролізу ГТФ G-білок відновлює свою конформацію та перестає активувати аденілатциклазу. В результаті припиняється реакція утворення цАМФ.
Коли зупиняється утворення цАМФ, реакції фосфорилювання в клітині припиняються не відразу: поки продовжують існувати молекули цАМФ - продовжуватиметься і процес активації протеїнкіназ. Для того, щоб припинити дію цАМФ, у клітинах існує спеціальний фермент - фосфодіестераза, який каталізує реакцію гідролізу 3',5'-цикло-АМФ до АМФ.
Деякі речовини, що мають інгібуючу дію на фосфодіестеразу, (наприклад, алкалоїди кофеїн, теофілін), сприяють збереженню та збільшенню концентрації цикло-АМФ у клітині. Під дією цих речовин в організмітривалість активації аденілатциклазної системи стає більшою, тобто посилюється дія гормону.
Стероїдні гормони. Структура, біологічна роль, механізм дії.
Стероїдні гормони- один із головних класів гормональних сполук усіх видів хребетних та багатьох видів безхребетних тварин. Вони є регуляторами фундаментальних процесів життєдіяльності багатоклітинного організму – координованого зростання, диференціювання, розмноження, адаптації, поведінки. Стероїдні гормони мають антиоксидантну активність.
Дія стероїдних гормонів на клітини-мішені здійснюється, головним чином, на рівні регуляції транскрипції генів. Воно опосередковується утворенням комплексу гормону зі специфічним регуляторним білком-рецептором, який дізнається про певні ділянки ДНК у генах, регульованих цим гормоном. Таким чином, рецептори всіх стероїдних гормонів-ліганд-залежні фактори транскрипції. Для них характерна значна схожість амінокислотних послідовностей, ідентична доменна структура та подібний механізм дії.
Стероїдні гормони синтезуються з холестерину, в основному, в корі надниркових залоз, тестикулах, яєчниках та плаценті; однак, кожна тканина, що продукує стероїди, має свій характерний профіль продуктів секреції.
Структурно стероїди відрізняються один від одного кількістю та розташуванням функціональних груп, ступенем насиченості вуглеводних зв'язків, довжиною бічного ланцюга, прикріпленого до стероїдного ядра, та іншими хімічними характеристиками.
Механізм дії стероїдних гормонів
IПроникнення стероїду (С) у клітину
II. Утворення комплексу СР
Всі Р стероїдних гормонів являють собою глобулярнібілки приблизно однакового розміру, з дуже високою спорідненістю, що зв'язують гормони
Трансформація СР у форму, здатну зв'язуватися ядерними акцепторами [СР]
Будь-яка клітина містить всю генетичну інформацію. Однак при спеціалізації клітини більшість ДНК позбавляється можливості бути матрицею для синтезу іРНК. Це досягається шляхом згортання навколо гістонів білків, що веде до перешкоди транскрипції. У зв'язку з цим генетичний матеріал клітини можна поділити на ДНК 3-х видів:
Транскрипційно неактивна
Постійно експресована
Індукована гормонами або іншими сигнальними молекулами.
IV. Зв'язування [СР] з хроматиновим акцептором
50. Будова, біологічна роль, механізм дії тиреоїдних гормонів.
Тиреоїдні гормони - йодовані похідні амінокислоти тирозину, що мають загальні фізіологічні властивості і виробляються в щитовидній залозі.
Щитовидна залоза виробляє два тиреоїдні гормони, що відрізняються наявністю або відсутністю додаткового атома йоду в молекулі - тироксин (T4) і трийодтиронін (T3). Від 60 до 80 відсотків загальної кількості тиреоїдних гормонів, що виробляються щитовидною залозою, надходить у кров у формі тироксину, який є відносно малоактивним тиреоїдним гормоном, фактично прогормоном, і слабо зв'язується безпосередньо з рецепторами тиреоїдних гормонів у тканинах.
Тиреоїдні гормони підвищують рівень глюкози в крові, посилюють глюконеогенез у печінці, гальмують синтез глікогену в печінці та скелетних м'язах. Також вони підвищують захоплення та утилізацію глюкози клітинами, підвищуючи активність ключових ферментів гліколізу. Тиреоїдні гормони посилюють ліполіз (розпад жиру) та гальмують утворення та відкладення жиру.
Дія тиреоїдних гормонів на обмін білків залежить від концентрації гормонів. У малих концентраціях вони виявляють анаболічний (Анаболізм - сукупність хімічних процесів, що становлять одну зі сторін обміну речовин в організмі, спрямованих на утворення клітин та тканин). вплив на обмін білків, підвищують синтез білків і гальмують їхній розпад, викликаючи позитивний азотистий баланс. У великих концентраціях тиреоїдні гормони надають сильне катаболическое (Катаболізм — процес метаболічного розпаду, розкладання більш прості речовини (диференціація) чи окислення будь-якої речовини). Дія на білковий обмін, викликаючи посилений розпад білків та гальмування їх синтезу, і як наслідок – негативний азотистий баланс.
Тиреоїдні гормони циркулюють у крові переважно у вигляді комплексів з білками сироватки крові. Вільний тироксин знаходиться в крові в стані рухомої рівноваги із пов'язаним з білками тироксином і може проникати у клітини. Для Т. р. не встановлені специфічні органи-мішені і досі немає загальноприйнятої теорії, що пояснює їхній вплив на обмін речовин на молекулярному рівні. Припускають, що тироксин є регулятором обміну речовин у всіх чутливих до нього тканинах і, ймовірно, ця дія здійснюється шляхом приєднання гормону до клітинного ядра з початковим впливом на активність ДНК-залежної РНК-полімерази та подальшим підвищенням інтенсивності синтезу білка.
51. Інсулін, будова, біологічна роль, механізм дії.
Інсулін - гормон білкової природи, утворюється в бета - клітинах (Бета - клітини (β-Клітки) - один з різновидів виділених з культури клітин острівців підшлункової залози) острівців Лангерганса (Острівці Лангерганса - скупчення гормонів - продукуючих (ендокринних) ) клітин,переважно у хвості підшлункової залози) підшлункової залози. Чинить багатогранний вплив на обмін практично у всіх тканинах. Основна дія інсуліну полягає у зниженні концентрації глюкози у крові.
Будова
Молекула інсуліну утворена двома поліпептидними ланцюгами, що містять 51 амінокислотний залишок: A-ланцюг складається з 21 амінокислотного залишку, B-ланцюг утворена 30 амінокислотними залишками. Поліпептидні ланцюги з'єднуються двома дисульфідними містками через залишки цистеїну, третій дисульфідний зв'язок розташований в A-ланцюзі.
Первинна структура інсуліну в різних біологічних видів дещо відрізняється, як і його важливість у регуляції обміну вуглеводів. Найбільш близьким до людського є інсулін свині, який відрізняється з ним лише одним амінокислотним залишком: у 30 положенні B-ланцюга свинячого інсуліну розташований аланін, а в інсуліні людини - треонін; бичачий інсулін відрізняється трьома амінокислотними залишками.
Дія інсуліну
Так чи інакше, інсулін зачіпає всі види обміну речовин у всьому організмі. Однак насамперед дія інсуліну стосується саме обміну вуглеводів. Основний вплив інсуліну на вуглеводний обмін пов'язаний із посиленням транспорту глюкози через клітинні мембрани. Активація рецептора інсуліну запускає внутрішньоклітинний механізм, який безпосередньо впливає на надходження глюкози в клітину шляхом регуляції кількості і роботи мембранних білків, що переносять глюкозу в клітину.
Найбільшою мірою від інсуліну залежить транспорт глюкози у двох типах тканин: м'язова тканина (міоцити) та жирова тканина (адипоцити) – це т.з. інсулінозалежні тканини. Складаючи разом майже 2/3 усієї клітинної маси людського тіла, вони виконують в організмі такі важливі функціїяк рух, дихання, кровообіг і т. п. здійснюють запасання виділеної з їжі енергії.
Інсулін збільшує проникність плазматичних мембран для глюкози, активує ключові ферменти гліколізу, стимулює утворення в печінці та м'язах з глюкози глікогену, посилює синтез жирів та білків. Крім того, інсулін пригнічує активність ферментів, що розщеплюють глікоген та жири. Тобто, крім анаболічної дії, інсулін має також і антикатаболічний ефект.
52.Гормони мозкового шару надниркових залоз, будова, біологічна роль, механізм дії (на прикладі адреналіну).
Якщо людина занадто нервова, постійно відчуває фізичний або психологічний стрес, то її організм перебуває в активному стані через посилену секрецію адреналіну та норадреналіну. Внаслідок цього виникає біль у шлунку, головний біль, підвищується кров'яний тиск.
Співвідношення вироблення гормонів мозковою речовиною надниркових залоз становить: 80% - адреналіну та 20% - норадреналіну.
Функції гормонів мозкового шару надниркових залоз
Органами-мішенями цих гормонів є всі органи та тканини організму людини, оскільки основним завданням адреналіну та норадреналіну є пристосування організму людини до різноманітних стресових ситуацій.
Адреналін і норадреналін мобілізують можливості організму, коли потрібна велика фізична або розумова напруга.
Мобілізація можливостей організму під впливом адреналіну та норадреналіну є:
-Збільшення частоти серцевих скорочень і кількості вдихів за хвилину;
-Підвищення артеріального тиску і тим самим сприяння поліпшенню постачання органів і тканин киснем.
-гальмування процесів травлення для того, щоб передатиенергію системи кровообігу.
Для пристосування до стресової ситуації організму потрібна енергія, тому адреналін і норадреналін вивільняють додаткову енергію, стимулюючи розпад глікогену (глікоген – полісахарид), що запасається печінкою.
Для покриття енергетичних витрат адреналін та норадреналін додатково викликають розпад жирів.
Крім того, під час стресу адреналін і норадреналін стимулюють функції мозку.
Вивільнений адреналін поширюється всюди зі струмом крові та адсорбується на певних рецепторах на поверхні клітин у різних тканинах тіла, викликаючи реакцію, яку порівнюють із відчуттям "боротьби та польоту".