Читайте также:
|
1.Схема центр.метаб путей.их роль
В этих реакциях преимущественно участвуют соединения, которые мы ранее назвали узловыми метаболитами или узловыми пунктами метаболизма.(соед.связ 2 или более метаболич процесса) Набор этих реакций или система взаимных превращений узловых метаболитов известна под названием центральных метаболических путей:
Эта группа метаболических путей составляет как бы стержень или остов метаболизма, на который надстраиваются все остальные обменные процессы. Важность центральных метаболических путей подчеркивает и то обстоятельство, что они с незначительными вариациями едины для большинства живых организмов. Наличие центральных метаболических путей в совокупности с конвергентным принципом организации катаболических процессов обеспечивает легкость перехода организма с одного типа питания на другой, увеличивая тем самым адаптационные возможности организма к изменяющимся условиям существования.
В центральные метаболические пути включены три необратимых по термодинамическим причинам реакции: переход ФЭП в пируват, превращение пирувата в ацетилКоА и переход 2оксоглутарата в сукцинилКоА. Эта необратимость перечисленных реакций поддерживает систему в состоянии, далеком от равновесия, что и позволяет живой системе в конечном итоге извлекать энергию из поступающих в нее экзогенных питательных веществ.
2.исп.глюкозы для синтеза нейтр жиров – триглицеридов.гормоны?регуляторн эффект
Способность углеводов в ходе их переработки в метаболической сети превращаться в жиры общеизвестна, Менее известно участие углеродного скелета глюкозы или других моносахаридов в синтезе фосфолипидов или сфинголипидов. Узловыми метаболитами, обеспечивающими взаимодействие процессов окислительного расщепления глюкозы и процессов синтеза липидов являются 3фосфоглицериновый альдегид и фосфодигидроксиацетон, 3фосфоглицериновая кислота, пируват и ацетилКоА.
Для синтеза серина, конечно, необходим источник аминного азота, а для синтеза различных сфинголипидов необходим ряд других соединений, тем не менее, в качестве основного пластического материала в этих биосинтезах может выступать углеродный скелет глюкозы.
Гормон-инсулин повыш,адреналин-пониж,глюкагон-повыш
3.исп промежут продуктов метаболизма глюкозы для синтеза заменим ак. роль этого процесса.
Атомы углерода глюкозы и других моносахаридов могут быть использованы для синтеза большинства заменимых аминокислот. Возможность подобного использования глюкозы в клетках однозначно доказана с помощью метода меченых атомов
Из приведенных схем следуют, что узловыми соединениями, связывающими метаболические пути обмена углеводов и обмена аминокислот являются 3фосфоглицериновая кислота, фосфоенолпируват, пируват и соединения цикла Кребса.
Углеродный скелет заменимых ак образ из глюкозы. Альфа-аминогруппа вводится в соответствующие альфа-ктокислоты в результате реакций транаминирования. Универсальным донором альфа-аминогруппы служит глутамат.
4. ак для глюконеогенеза. Гормоны.эффект
время в условиях дефицита углеводов в пище углеродные скелеты аминокислот могут широко использоваться для глюконеогенеза:
Из приведенных схем следуют, что узловыми соединениями, связывающими метаболические пути обмена углеводов и обмена аминокислот являются 3фосфоглицериновая кислота, фосфоенолпируват, пируват и соединения цикла Кребса.
Гормон-глюкагон пов,инсулин пониж,адреналин повыш
5.глюкозо-лактатный и глюкозо-аланиновый цикл. Физиологической значение этих циклов
Метаболизм отдельных органов и тканей в рамках целостного организма также представляет собой высокоинтегрированную систему. Примеры межорганных метаболических взаимосвязей достаточно хорошо известны; в качестве таковых можно привести следующие:
в). При интенсивной мышечной работе в миоцитах идет распад гликогена и поступающей в миоциты из крови глюкозы с образованием лактата. Лактат из миоцитов выходит в кровь и с током крови поступает в печень. В гепатоцитах часть лактата окисляется до конечных продуктов (СО2 и Н2О), остальной лактат используется для глюконеогенеза. Энергия, необходимая для глюконеогенеза, постав ляется за счет окисления лактата. Синтезированная в гепатоцитах глюкоза поступает в кровь, переносится с током крови в мышцы, где расщепляется с выделением энергии, используемой для мышечного сокращения. Возниркает своебразный цикл взаимопревращения глюкозы и лактата, известный под названием цикла Кори. В ходе функционирования этого цикла, вопервых, происходит утилизация наработанного в мышцах лактата, вовторых, в энергообеспечении мышечной деятельности принимает участие печень, поскольку энергия, затраченная гепатоцитами на синтез глюкозы из лактата затем выделяется при расщеплении глюкозы в миоциотах.
На схеме представлены глюкозолактатный и глюкозоаланиновый (см.ниже) циклы в качестве примеров межорганной метаболической связи:
Регуляция внутриклеточного метаболизма
1.аллостерический механизм регуляции ферментов.отриц обр связь путем активации предшественником
). Аллостерическая модуляция
При аллостерической модуляции регуляторный фермент имеет в
своей структуре один или несколько аллостерических центров, спо-
собных высоко избирательно взаимодействовать с низкомолекулярными
соединениями - аллостерическими модуляторами. В результате этого
взаимодействия изменяется конформация белка-фермента, в том числе
несколько изменяется и структура активного центра, что сопровож-
дается изменением эффективности катализа. Если каталитическая ак-
тивность фермента при этом возрастает, мы имеем дело с аллостери-
ческой активацией; если же активность фермента падает, то речь
идет об аллостерическом ингибировании. Связывание аллостерическо-
го модулятора с аллостерическим центром фермента идет за счет
слабых взаимодействий, поэтому оно легко обратимо: при снижении
концентрации модулятора комплекс фермент-модулятор диссоциирует и фермент восстанавливает свою исходную конформацию, а следовательно, и каталитическую активность.
В качестве аллостерических модуляторов в клетке выступают
обычно промежуточные метаболиты или конечные продукты того или
иного метаболического пути. Наиболее часто встречается вариант
аллостерической регуляции, известный под названием ретроингибиро-
вания или ингибирования по принципу отрицательной обратной связи.
В этом случае конечный продукт метаболического пути ингибирует по
аллостерическому механизму активность регуляторного фермента, ка-
тализирующего одну из начальных реакций того же метаболического
пути:
А ————> В ————> С —————> Д —— — — —————> Р
E1 E2 E3 Ei і
D і
А——————————————————————————————————————Щ
*синтез изолейцина и ЦТФ,изолейцин подавляет дейтсвие треониндегидратазы
В качестве второго варианта аллостерической регуляции можно
привести механизм активации предшественников. В этом случае один
из промежуточных метаболитов, образующихся в начале метаболичес-
кого пути, выступает в качестве аллостерического активатора того
или иного фермента, катализирующего одну из конечных реакции того
же самого метаболического пути:
А ————> В ————> С —————> Д —— ————> O —————> Р
E1 і E2 E3 Ei
і D
А—————————————————————————————————Щ
* активир влияние глюкозо-6-фосфата,явл предшественником гликогена,на гликогенсинтазу
2.ковалентная модификация
Ковалентная модификация - это механизм регуляции активности
ферментов за счет присоединения с помощью ковалентной связи в ре-
гуляторном центре фермента атомной группировки или отщепления
этой группировки. Присоединение к ферменту ковалентной связью до-
полнительной группировки приводит к изменению конформации бел-
ка-фермента, что сопровождается изменением структуры активного
центра и изменением эффективности катализа. Отщепление этой груп-
пировки обеспечивает восстановление исходной конформации фермен-
та, а следовательно, и возвращение к исходному уровню его катали-
тической активности. В качестве таких модифицирующих группировок
могут выступать остатки адениловой кислоты, гликозильные остатки,
но чаще всего встречается фосфорилирование - присоединение остат-
ков фосфорной кислоты.
Поскольку в ходе ковалентной модификации происходит образо-
вание или расщепление ковалентной связи между ферментом и группи-
ровкой модулятором, для эффективной работы этого механизма требу-
ется два дополнительных фермента: один фермент обеспечивает при-
соединение группировки-модулятора к регуляторному ферменту, вто-
рой фермент обеспечивает удаление этой группировки.
Примерами работы таких регуляторных механизмов могут служить:
- активация гликогенфосфорилазы путем ее фосфорилирования,
- активация глутаматдегидрогеназы путем ее аденилирования,
- снижение активности пируватдегидрогеназного комплекса в
результате его фосфорилирования,
- снижение активности гликогенсинтетазы путем ее фосфори-
лирования.
3.белок-белковое взаимодейтсвие
В клетках и во внеклеточной жидкости присутствуют белки, ко-
торые могут взаимодействовать с белками-ферментами, регулируя их
активность. Эти белки получили название белков-модуляторов.
Так, в состав липопротеидов плазмы крови входят апобелки
апо-С-II и апо-С-I, которые взаимодействуя с ферментами липопро-
теидлипазой и лецитинхолестеролацилтрансферазой соответственно,
увеличивают их активность
.
Примером внутриклеточного белка-модулятора может служить
кальмодулин. Он присутствует в свободном неактивном состоянии в
цитозоле клеток различных органов и тканей. При увеличении кон-
центрации в цитозоле ионов Са2+ образуется Са-кальмодулиновый
комплекс, конформация кальмодулина изменяется и Са-кальмодулино-
вый комплекс приобретает способность взаимодействовать с различ-
ными внутриклеточными ферментами.
При этом взаимодействии конфор-
мация белка-фермента изменяется и, следовательно, изменяется его
каталитическая активность.
При снижении концентрации Са2+ в цито-
золе Са-кальмодулиновый комплекс распадается, свободный кальмоду-
лин из-за изменения конформации молекулы теряет сродство к фер-
менту. В результате фермент высвобождается из комплекса и его ка-
талитическая активность возвращается к исходному уровню. Этим
способом регулируется каталитическая активность таких ферментов
как гуанилатциклаза, фосфодиэстераза циклических нуклеотидов, пируваткарбоксилаза, НАД-киназа и др.
4.конкурентное и неконкурентное ингибир ферментов. Примеры.лекарства-ингибиторы ферментов
Конкурентное-вещества имеют структуру похож на субстрат но неск отлич
Неконкур-не похож
Примером конкурентного ингибирования, используемого в клетке для регуляции собственного метаболизма, принято считать угнетение активности сукцинатдегидрогеназы - фермента цикла трикарбоновых кислот - высокими концентра-
ции щавелевоуксусной кислоты или малата, являющимися промежуточ-
ными продуктами того же самого метаболического пути. Снижение их
концентрации в матриксе митохондрий, где работает этот метаболи-
ческий путь, снимает ингибирование, т.е. регуляторный эффект об-
ратим.
Необходимо иметь в виду, что лекарственные препараты часто
являются конкурентными или неконкурентными ингибиторами различных
ферментов. Так, лекарственный препарат алллопуринол, используемый
при лечении подагры, является типичным конкурентным ингибитором
фермента ксантиноксидазы, работающей в клетке на завершающем эта-
пе метаболического пути синтеза мочевой кислоты. Снижение актив-
ности этого фермента приводит к падению концентрации мочевой кис-
лоты в крови и тканях и предотвращает характерное для подагры
повторное выпадение кристаллов мочевой кислоты в тканях.
5.транспорт веществ через мембрану. Механизм трансмембранного переноса.
Клетка для регуляции своего метаболизма может использовать
изменение проницаемости мембран, в том числе как проницаемость
как наружной мембраны, так и мембран, разделяющих ее отдельные
компартменты. Тем самым может регулироваться как концентрация
субстратов для того или иного метаболического пути (например,
концентрация ацетил-КоА в цитозоле для синтеза высших жирных кис-
лот, поступающего из матрикса митохондрий
Перенос веществ через клеточные мембраны может осуществлять-
ся за счет процессов трех основных типов:
а) простой диффузии,
б) облегченной диффузии,
в) активного транспорта.
Интенсивность простой диффузии, т.е. переноса веществ через
мембрану по градиенту концентрации через липидный бислой или че-
рез каналы в липидном бислое, регулируется, во-первых, за счет
изменения конформационного состояния мембраны или ее микровязкос-
ти, во-вторых, за счет изменения концентрации переносимого мета-
болита по разные стороны мембраны. Состояние мембраны может изме-
няться за счет изменения ее состава, например, за счет изменения
содержания холестерола в мембранах, а изменение градиента кон-
центрации метаболита относительно мембраны может изменяться путем
его наработки или использования в одном из компартментов клетки.
Регуляция облеченной диффузии, т.е. переноса веществ через
мембрану по градиенту концентрацию с участием переносчика, осу-
ществляется как за счет действия ранее указанных факторов, так и
за счет двух новых механизмов: изменения содержания переносчика в
мембране или же за счет изменения функционального состояния сос-
тояния имеющихся переносчиков. Так, при воздействии инсулина на
клетки, имеющие рецепторы к этому гормону, в их наружных мембра-
нах увеличивается количество белков-переносчиков глюкозы.
Изменение интенсивности активного транспорта, т.е. переноса
веществ через мембраны с участием переносчика против градиента
концентрации, идущего с затратами энергии, происходит, во-пер-
вых, за счет работы механизмов, регулирующих процессы облегченной
диффузии, а, во-вторых, за счет изменения количества доступной
энергии. В свою очередь, поступление энергии осуществляется или
за счет обеспечения механизмов транспорта энергией АТФ, или же за
счет создаваемых клеткой трансмембранных электрохимических гради-
ентов, например, градиентов Н+ или градиентов ионов Na+.
Общее про гормоны
1.классификация по хим.природе
По химической природе гормоны делятся на 4
класса:
1. Гормоны белковой природы, причем в этом классе можно
выделить два подкласса:
а) гормоны - простые белки (инсулин, соматотропин);
б) гормоны - сложные белки (тиреотропный гормон, гонадот-
ропные гормоны), по химической природе они представляют собой
гликопротеиды).
2. Гормоны полипептиды (либерины и статины гипоталамуса,
вазопрессин и окситоцин, глюкагон, кортикотропин).
3. Гормоны - производные аминокислот (мелатонин, адрена-
лин, иодированые тиронины).
4. Гормоны стероидной природы (кортизол, альдостерон,
прогестерон, эстрадиол, тестостерон).
2.клетки-мишение,рецепторы гормонов, их хим природа и где находятся
Клетки, способные тем или иным образом отве-
чать на воздействие какого-либо гормона, получили название клеток
-мишеней для данного гормона. В свою очередь, органы или ткани, в
которых воздействие гормона вызывает специфическую биохимическую
или физиологическую реакцию, получили название органы- мишени или
ткани-мишени для данного гормона.
Для того, чтобы клетка реагировала на появление в окружающий
ее среде гормона или другой сигнальной молекулы, она должна иметь
в своем составе специализированные структуры, способные распозна-
вать эти сигнальные молекулы. Такими специализированными структу-
рами являются клеточные рецепторы. По химической природе клеточ-
ные рецепторы представляют собой сложные белки - гликопротеиды,
имеющие в своей структуре специализированные функциональные цент-
ры, способные к избирательному взаимодействию с той или иной сиг-
нальной молекулой.
Избирательность взаимодействия рецептора с гормоном (или
другой сигнальной молекулой) базируется на комплементарности по-
верхности центра связывания гормона и поверхности гормона или от-
дельного его участка. Это связывание осуществляется за счет сла-
бых взаимодействий: электростатического или гидрофобного и поэто-
му обратимо.
Для рецепторов характерны три общих свойства: во-первых, вы-
сокая специфичность взаимодействия рецепторов с "своими" сигналь-
ными молекулами
во-вторых, высокая чувствительность, позволяющая улав-
ливать в окружающей среде "свои" сигнальные молекулы
в третьих, насыщаемость связывания сигнальных молекул, обусловленная ограниченным количеством молекул-рецепторов в составе клетки.
Все рецепторы являются полидоменными белками. На одном из
доменов располагается центр связывания сигнальной молекулы - это
так называемый домен узнавания. Кроме домена узнавания в составе
рецепторов всегда имеется домен, отвечающий за запуск внутрикле-
точных механизмов, обеспечивающих ответ клетки на внешний регуля-
торный сигнал - это так называемый домен сопряжения. Взаимодейс-
твие центра связывания рецептора с своей сигнальной молекулой,
например с гормоном, изменяет конформацию домена узнавания, волна
конформационных изменений захватывает и домен сопряжения, что
приводит к "активации" рецептора и включению внутриклеточных ме-
ханизмов реализации внешнего регуляторного сигнала.
Рецепторы гормонов белково и пептидной природы (инсулин,соматотропин; окситоцин,вазопрессин) расположены на наружной поверхности клетки на плазматической мембра,а стероидных гормонов (тестостерно,кортизол) локализованы в цитоплазме и ядре.
3. роль либеринов,статинов,тропных гормонов.
гормоны гипоталамуса делятся на группы.
Первую группу составляют гормоны, стимулирующие выделение гормонов гипофиза в кровяное русло, они получили название рилизинг-гормонов или либеринов.
Вторая группа гормонов гипоталамуса
ингибирует выделение гормонов гипофиза в кровь, их обычно именуют
статинами. К настоящему времени выделены следующие гормоны гипо-
таламуса, относящиеся к двум указанным группам:
а). Рилизинг-гормоны (либерины)
1. Тиролиберин (ТРГ) - стимулирует выделение тиреотропного
гормона (ТТГ) гипофиза.
2. Кортиколиберин (КРГ) - стимулирует выделение адренокортикот-
ропного гормона (АКТГ) гипофиза.
3. Гонадолиберин (ГнРГ) - стимулирует выделение лютеинизирующе-
го (ЛГ) и фолликулстимулирующего (ФСГ) гормонов гипофиза.
4. Соматолиберин (СТГ-РГ) - стимулирует выделение соматотропно-
го гормона (СТГ) гипофиза.
б). Статины
1. Соматостатин (СС), ингибирующий выделение СТГ из гипофиза;
кроме того, он ингибирует выделение ТТГ.
2. Гонадолиберин-ассоциированный пептид (ГАП), ингибирующий вы-
деление пролактина (ПРЛ) из гипофиза; кроме того, выделение ПРЛ
сильно ингибируется дофамином. Иногда ГАП и дофамин объединяют под
названием пролактин-ингибирующие гормоны (ПИГ).
Вторым уровнем системы гормональной регуляции является гипо-
физ.гормоны передней доли гипофиза, стимулирующие
деятельность периферических желез внутренней секреции. К ним от-
носятся:
1. ТТГ, стимулирующий синтез тетраиодтиронина (Т4) и три-
иодтиронина (Т3) в щитовидной железе.
2. АКТГ, стимулирующий синтез глюкокортикоидов корой над-
почечников.
3. ЛГ и ФСГ, стимулирующих синтез половых гормонов в се-
менниках и яичниках.
4.механизм действия гормонв «второго весника»
Гормон или иная сигнальная молекула, соединяясь с рецептором, активирует фермент, генерирующий образование в клетке множества молекул, выполняющих роль второго вестника. В свою очередь второй вестник также активирует фермент, способный быстро изменять функциональную активность большого числа различных белковых молекул, непосредственно отвечающих за формирование метаболического ответа клеток.
Гормоны белковой природы, гормоны-пептиды, гормоны-производные аминокислот за исключением иодированных тиронинов,, обладая гидрофильными свойствами, не способны проникать через наружные мембраны клеток. Рецепторы этих биорегуляторов локализованы на внешней стороне наружной клеточной мембраны, поэтому требуется специальный механизм, обеспечивающий трансформацию внеклеточного регуляторного сигнала в сигнал внутриклеточный. Как правило, это связано с синтезом в клетке соединений, выступающих в качестве внутриклеточных мессенджеров или "вторых вестников", обеспечивающих формирование метаболического ответа клеток на внешний регуляторный сигнал.
Через цАМФ-глюкагон, вазопрессин,паратгормон,адреналин
цГМФ-
инозитолфосфатиды,Са- сосеротонин, тиролиберин,гонадолиберин
5.действие стероидных гормонов
Гормоны стероидной природы и иодированные тиронины, имеющие
гидрофобные свойства, могут проникать через наружную мембрану
внутрь клеток и, связываясь со своими рецепторами в цитозоле или
ядре, сами участвуют в формировании метаболического ответа клеток
на внешний регуляторный сигнал, в связи с чем эти биорегуляторы
не нуждаются в посредниках типа "вторых вестников".
в основе регуляторных эффектов гормо-
нов-стероидов и иодированных тиронинов в первую очередь лежит из-
менение эффективности экспрессии генов и на этой основе изменение
количества белков в клетке.
3 домена-С-концевой-связываение конкретного стероидного гормона
Центр домен-связ рецептора со специфич участком ДНК в регуляторной зоне гена
N-концевой домен – активация или торможение соответств гена
Т3 и Т4,кортизон,альдостерон
Отдельные гормоны
1.инсулин
Инсулин относится к гормонам белковой природы. Он синтезируется bклетками поджелудочной железы.
Синтез инсулина в bклетках поджелудочной железы начинается в шероховатом эндоплазматическом ретикулууме, причем на рибосомах образуется молекула предшественника препроинсулина, Затем в цистернах этой органеллы с Nконца отщепляется членная лидерная последовательность и образуется проинсулин с молекулярной массой 9 000, содержащий 81 аминокислотных остатков. В составе проинсулина происходит формирование всех дисульфидных мостиков будущей молекулы инсулина. Проинсулин поступает в аппарат Гольджи, в котором под действием двух различных протеиназ из средней части молекулы проинсулина отщепляется Спептид и 4 дополнительных аминокислотных остатка (три Арг и один Лиз), участвующих в соединении А и Вцепей инсулина с Спептидом:
Рецепторы для инсулина локализованы в наружной клеточной мембране.
Влияние инсулина на обмен углеводов можно охарактеризовать следующими эффектами:
1.Инсулин увеличивает проницаемость клеточных мембран для глюкозы в так называемых инсулинзависимых тканях за счет увеличения количества белкапереносчика в мембранах клеток. В печени а это инсулиннезависимый орган скорость поглощения глюкозы гепатоцитами под действием инсулина также возрастает: инсулин увеличивает количество глюкокиназы в клетках, ускоряя фосфорилирование глюкозы, тем самым поддерживается высокий концентрационный градиент глюкозы между кровью и цитозолем гепатоцитов, облегчающий поступление глюкозы в клетки.
2.Инсулин активирует окислительный распад глюкозы в клетках за счет повышения активности ряда ферментов, таких как глюкокиназа, фосфофруктокиназа, пируваткиназа и др.
3.Инсулин ингибирует распад гликогена и активирует его синтез в гепатоцитах.
4.Инсулин стимулирует превращение глюкозы в резервные триглицериды.
5.Инсулин ингибирует глюконеогенез, снижая активность некоторых ферментов
Влияние инсулина на обмен липидо в складывается из ингибирования липолиза в липоцитах за счет дефосфорилирования триацилглицероллипазы и стимуляции липогенеза. В основе стимуляции липогенеза лежит ускорение поступления глюкозы в липоциты и ее расщепления с образование ацетилКоА и фосфодигидроксиацетона субстратов для синтеза высших жирных кислот и триглицеридов; кроме того, инсулин стимулирует синтез фермента ацетилКоАкарбоксилазы, ключевого фермента синтеза высших жирных кислот.
Инсулин оказывает анаболическое действие на обмен белков: он стимулирует поступление аминокислот в клетки, стимулирует транскрипцию многих генов и стимулирует, соответственно, синтез многих белков, как внутриклеточных, так и внеклеточных.
2.Тироксин
Синтез иодированных тиронинов идет в клетках щитовидной железы тироцитах в составе белка иодтиреоглобулина. Синтез тиреоглобулина происходит на рибосомах тироцита в базальной части клетки, далее в цистернах шероховатого эндоплазматического ретикулума, а затем в аппарате Гольджи,в фолликулярном пространстве
Инактивация тиреоидных гормонов осуществляется различными путями: они могут подвергаться деиодированию, дезаминированию, декарбоксилированию. Во всех этих случаях гормоны теряют свою биологическую активность. В печени продукты деградации тиреоидных гормонов могут подвергаться коньюгации с последующим их выделением с желчью.
Синтез и выделение иодированных тиронинов стимулируется тиреотропным гормоном (ТТГ) передней доли гипофиза
Рецепторы для тиреоидных гормонов имеются в клетках различных органов и тканей
Введение тироксина экспериментальным животным сопровождается развитием положительного азотистого баланса, увеличивает теплопродукцию и приводит к увеличению активности многих ферментных систем. К настоящему времени показано, что введение гормона приводит к повышению активности более 100 ферментов. Это увеличение активности большого числа ферментов скорее всего отражает резко выраженное стимулирующее действие гормона на синтез белка во многих органах и тканях.
Введение тиреоидных гормонов действительно приводит к увеличению теплопродукции, но это увеличение теплобразования обусловлено не разобщением окисления и фосфорилирования в митохондриях, а увеличением расходования АТФ в клетках в энергозависимых процессах. Распад АТФ приводит к нарастанию концентрации АДФ в клетках, что в соответствии с механизмом дыхательного контроля активирует процессы биологического окисления, а следовательно, и поглощение кислорода клетками различных тканей. Примерами таких энергозависимых процессов могут быть процессы синтеза белка или же процессы, связанные с поддержанием ионных градиентов между клетками и окружающей их межклеточной фазой.
3.адреналин
Хромафинные клетки мозгового вещества надпочечников продуцируют группу биологически активных веществ катехоламинов, к числу которых относятся адреналин, норадреналин и дофамин, играющие важную роль в адаптации организма к острым и хроническим стрессам, в особенности в формировании реакции организма типа «борьба или бегство». В ходе развития этой реакции в организме происходит экстренная мобилизация энергетических ресурсов: ускоряется липолиз в жировой ткани, активируется гликогенез в печени, стимулируется гликогенолиз в мышцах.
Адреналин оказывает свое действие на клетки различных органов и тканей через 4 варианта рецепторов: вопервых, это a1 и a2 адренэргические рецепторы, вовторых, b1 и b2адренэргические рецепторы. Адреналин может взаимодействовать с любыми из этих рецепторов, поэтому его действие на ткань, содержащую различные варианты рецепторов, будет зависеть от относительного сродства этих рецепторов к гормону.
Адреналину приписывают в основном метаболические эффекты, тогда как норадреналину регуляцию сосудистого тонуса, хотя адреналин также может сильно влиять на состояние тонуса гладкомышечных элементов, причем может наблюдаться как расслабление так и сокращение в зависимости от типа рецепторов, через которые действует в конкретном случае гормон.
4.глюкагон
Глюкагон представляет собой гормон полипептидной природы, выделяемый aклетками поджелудочной железы. Основной функцией этого гормона является поддержание энергетического гомеостаза организма за счет мобилизации эндогенных энергетических рессурсов, этим объясняется его суммарный катаболический эффект.
Основным местом синтеза глюкагона являются aклетки поджелудочной железы, однако довольно большие количества этого гормона образуются и в других органах желудочнокишечного тракта.
Механизм действия глюкагона достаточно хорошо изучен. Рецепторы для гормона локализованы в наружной клеточной мембране. Образование гормонрецепторных комплексов сопровождается активацией аденилатциклазы и увеличением в клетках концентрации цАМФ, сопровождающимся активацией протеинкиназы и фосфорилированием белков с изменением функциональной активности последних.
Под действием глюкагона в гепатоцитах ускоряется мобилизация гликогена с выходом глюкозы в кровь. Этот эффект гормона обусловлен активацией гликогенфосфорилазы и ингибированием гликогенсинтетазы в результате их фосфорилирования.
Глюкагон активирует процесс глюконеогенеза в гепатоцитах:
вопервых, он ускоряет расщепление белков в печени, а образующиеся аминокислоты используются как субстраты глюконеогенеза; вовторых, увеличивается активность ряда ферментов, таких как фруктозо1,6бисфосфатаза, фосфоенолпируваткарбоксикиназа, глюкозо6фосфатаза, принимающих участие в глюконеогенезе как за счет активации имеющихся ферментов, так и индукции их синтеза. За счет активации глюконеогенеза также происходит увеличение поступления глюкозы в кровь. Ускорение использования аминокислот для глюконеогенеза сопровождается увеличением объема синтеза мочевины и увеличением количества мочевины, выводимого с мочой.
Глюкагон стимулирует липолиз в липоцитах, увеличивая тем самым поступление в кровь глицерола и высших жирных кислот. В печени гормон тормозит синтез жирных кислот и холестерола из ацетилКоА, а накапливающийся ацетилКоА используется для синтеза ацетоновых тел. Таким образом, глюкагон стимулирует кетогенез.
В почках глюкагон увеличивает клубочковую фильтрацию, повидимому, этим объясняется наблюдаемое после введения глюкагона повышение экскреции ионов натрия, хлора, калия, фосфора и мочевой кислоты.
5.кортизол
Синтез кортизола идет в клетках пучковой и сетчатой зон коры надпочечников. Исходным соединением для синтеза кортизола является холестерол, он поступает в клетки коры надпочечников из крови, лишь незначительная его часть образуется в клетках путем синтеза из ацетилКоА.
Рецепторы кортизола локализованы в цитозоле клеток различных органов и тканей. Кортизол проникает в цитозоль, вероятно, при посредничестве мембранного белка, напоминающего по своим свойствам транскортин. При взаимодействии с рецептором происходит его «активация» и активированный рецептор, проникая через ядерную мембрану, связывается в ядре с гормончувствительными сайтами ДНК, изменяя эффективность экспрессии отдельных генов. Метаболический ответ клетки формируется за счет изменения потока мРНК из ядра в цитоплазму и изменения количества различных белков в клетке вследствие изменения эффективности трансляции поступивших из ядра на рибосомы мРНК.
Кортизол оказывает на метаболизм двойственный эффект: в клетках печени это влияние носит явный анаболический характер, тогда как в периферических органах и тканях преобладает катаболический эффект. При введении кортизола в печени уже через несколько часов наблюдается увеличение скорости глюконеогенеза, что сопровождается увеличением выхода глюкозы из гепатоцитов в кровь, и нарастание содержания гликогена в печени. Активация глюконеогенеза в гепатоцитах базируется на увеличении количества целого ряда ферментов, отвечающих как за дезаминирование аминокислот (аланинаминотрансфераза, тирозинаминотрансфераза, триптофаноксигеназа), так и за использование углеродных скелетов аминокислот для синтеза глюкозы (пируваткарбоксилаза, фосфоенолпируваткарбоксикиназа, глюкозо6фосфатаза). Одновременно кортизол стимулирует расщепление белков в периферических органах и тканях и выход аминокислот из клеток в кровь, механизм этого эффекта до настоящего времени не известен. Эти аминокислоты и служат основными субстратами глюконеогенеза в печени. Кортизол увеличивает поступление глюкозы из гепатоцитов в кровь, но в то же время он также тормозит поступление глюкозы из крови в клетки различных органов и тканей, сберегая таким образом глюкозу для ее использования клетками центральной нервной системы.
Введение кортизола приводит к увеличению содержания высших жирных кислот в плазме крови. Частично это может быть результатом стимуляции липолиза в клетках жировой ткани.
Усиление катаболизма белков в периферических тканях под влияние избытка кортизола и ускорение расщепления аминокислот в печени приводит к развитию отрицательного азотистого баланса. Высокие концентрации кортизола тормозят рост и деление фибробластов соединительной ткани, а также тормозят продукцию фибробластами коллагена, фибронектина, тормозят синтез гликозаминопротеогликанов. Все эти эффекты неблагоприятно сказываются на состоянии соединительной ткани; в частности, именно этим объясняют истончение кожи, ее легкую повреждаемость, плохое заживление ран при избытки глюкокортикоидов.
Дата добавления: 2015-04-20; просмотров: 61 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |