Биохимия_человека_Лекция_2814_Интеграция_и_регуляция_метаболизма

1.

КАФЕДРА МЕДИЦИНСКОЙ БИОХИМИИ
И БИОФИЗИКИ
БИОХИМИЯ ЧЕЛОВЕКА
Лекция 28(14)
РЕГУЛЯЦИЯ И ИНТЕГРАЦИЯ
МЕТАБОЛИЗМА.
БИОХИМИЯ ГОРМОНОВ
лектор - Емельянов Виктор Владимирович, к.м.н., доцент,
зав. кафедрой медицинской биохимии и биофизики
11 мая 2026 г.

2. МЕТАБОЛИЗМ процесс взаимопревращения химических веществ в живых системах

КАТАБОЛИЗМ
АНАБОЛИЗМ
ЭНЕРГИЯ
РАСПАД БОЛЕЕ СЛОЖНЫХ
ВЕЩЕСТВ ДО БОЛЕЕ
ПРОСТЫХ
С ВЫДЕЛЕНИЕМ ЭНЕРГИИ
ВЕЩЕСТВО
СИНТЕЗ БОЛЕЕ
СЛОЖНЫХ ВЕЩЕСТВ
ИЗ БОЛЕЕ ПРОСТЫХ
С ЗАТРАТОЙ ЭНЕРГИИ
Динамическая биохимия –
изучение метаболизма

3. Свойства метаболизма

• Единый (обмен всех классов веществ
взаимосвязан)
• Экономичный (максимальный результат –
минимальными средствами, нет пустого
расхода энергии и вещества)
• Быстрый (ферментативный катализ)
• Организован в пространстве
(компартментализован)
• Организован во времени (регулируется)

4. ИНТЕГРАЦИЯ МЕТАБОЛИЗМА

МЕТАБОЛИЗМ –
ЕДИНЫЙ ПРОЦЕСС:
• Общие субстраты
• Общие коферменты
и макроэргические
соединения
• Общие механизмы
регуляции

5. Общие субстраты:

Субстрат
Ацетилкоэнзим А
Оксалоацетат
Цитрат
α-кетоглутарат
Сукцинилкоэнзим А
Сукцинат
Фумарат
Малат
Пируват
Фосфоглицериновый альдегид
Глюкозо-6-фосфат
Пропионилкоэнзим А
Метилмалонилкоэнзим А
β-гидроксиметилглутарилкоэнзим А
Образуется
Расходуется
…
…

6. Общие коферменты:

Кофермент
НАДН2
Образуется
Расходуется
…
…
НАДФН2
ФАДН2
ТГФК + одноуглеродные фрагменты
Метилкобаламин
Общие макроэргические
соединения:
универсальное – АТФ,
дополнительные – ГТФ, УТФ, ЦТФ, креатинфосфат

7. ИНТЕГРАЦИЯ МЕТАБОЛИЗМА

БЕЛКИ
УГЛЕВОДЫ
АМИНОКИСЛОТЫ
ГЛЮКОЗА
РИБ-5-Ф
НУКЛЕИНОВЫЕ
КИСЛОТЫ
ЛИПИДЫ
ГЛИЦЕРИН
ЖИРНЫЕ К-ТЫ
ХОЛЕСТЕРИН
ГЛ-6-Ф
ФГА
ЛАКТАТ
- NH3
ПВК
Ацетилкоэнзим А
ЦТК
МОЧЕВАЯ К-ТА
КЕТОНОВЫЕ ТЕЛА
МОЧЕВИНА
H+, ē
СО2
Малонилкоэнзим А
ДЫХАТЕЛЬНАЯ ЦЕПЬ
Н2О

8. РЕГУЛЯЦИЯ МЕТАБОЛИЗМА

3 уровня регуляции:
• Внутриклеточный (саморегуляция метаболизма
внутри клетки на основе свойств ферментов)
• Межклеточный (-тканевой, -органный)
(взаимодействие различных клеток, тканей,
органов при осуществлении общего
метаболического процесса )
• Центральный (деятельность нервной, эндокринной
и иммунной систем, координирующая 1 и 2 уровни)

9. Уровни регуляции метаболизма

НЕРВНАЯ
III уровень
ИММУННАЯ
ЭНДОКРИННАЯ
I уровень
клетка
А
В
В
II уровень
С

10.

ВНУТРИКЛЕТОЧНАЯ РЕГУЛЯЦИЯ
ЖИРЫ
УГЛЕВОДЫ
БЕЛКИ
ЖК + глицерин
глюкоза
аминокислоты
- NH3
пируват
(ПВК)
ацетилкоэнзим А
НАДН2, АТФ
ЦТК
НАД+, АДФ и АМФ
СО2
+ О2
Н+
Н2О
дыхательная цепь
и АТФ-синтетаза
АДФ + Ф
АТФ

11. МЕЖОРГАННАЯ РЕГУЛЯЦИЯ (ЦИКЛ КОРИ)

печень
кровь
гликоген
мышцы
гликоген
глюкоза
глюкоза
ПВК аланин
аланин
лактат
лактат
глюкоза
аланин
ПВК
лактат

12. ЦЕНТРАЛЬНАЯ РЕГУЛЯЦИЯ

НЕРВНЫЕ
ИМПУЛЬСЫ И
НЕЙРОМЕДИАТОРЫ
НЕРВНАЯ
ЭНДОКРИННАЯ
ГОРМОНЫ
ИММУННАЯ
АНТИТЕЛА И ЦИТОКИНЫ

13.

Эндокринная система
(от греч. ενδον (endo) – внутрь, κρίνω (krino) – выделяю)
– система желез внутренней секреции
• Понятие об органе
(железе) внутренней
секреции дал в 1830 г.
И.П. Мюллер.
• В 1909 г. итальянский
врач Н. Пенде впервые
применил
термин
«эндокринология».

14. РЕГУЛЯЦИЯ БЕЛКОВОГО ОБМЕНА

Эндокринология - наука о строении и функции желёз внутренней
секреции, вырабатываемых ими гормонах, путях их образования и
действия на организм животных и человека.
Название данной науки дословно в переводе с греческого означает
«учение о выделении внутрь», от endo - внутри, krino - выделять, logos –
учение.
ГНЦ РФ ФГБУ
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ
ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ЦЕНТР
ЭНДОКРИНОЛОГИИ ИМЕНИ
АКАДЕМИКА И.И. ДЕДОВА»
Министерства здравоохранения
Российской Федерации
https://www.endocrincentr.ru/history/istoriya-endokrinologii

15. КОНЕЧНЫЕ ПРОДУКТЫ АЗОТИСТОГО ОБМЕНА

ГОРМОНЫ
от греч.χορμειω – побуждаю, пришпориваю
В 1902 году Эрнест Старлинг и Уильям Бейлисс открыли секретин,
после чего Э. Старлинг ввёл в науку понятие «гормон» (1905)
биологически активные вещества,
вырабатываемые
специализированными
эндокринными клетками,
секретируемые в кровь или лимфу и
оказывающие действие на строение
и функции организма вне места
своего образования

16. Эндокринная система (от греч. ενδον (endo) – внутрь, κρίνω (krino) – выделяю) – система желез внутренней секреции

КЛАССИФИКАЦИЯ
ГОРМОНОВ ПО
ХИМИЧЕСКОЙ ПРИРОДЕ
ГОРМОНЫ
ЩИТОВИДНОЙ ЖЕЛЕЗЫ,
ЭПИФИЗА И МОЗГОВОГО
ВЕЩЕСТВА
НАДПОЧЕЧНИКОВ
ГОРМОНЫ КОРЫ
НАДПОЧЕЧНИКОВ И
ПОЛОВЫХ ЖЕЛЕЗ
ГОРМОНЫ ГИПОТАЛАМУСА,
ГИПОФИЗА,
ПОДЖЕЛУДОЧНОЙ И
ПАРАЩИТОВИДНЫХ ЖЕЛЕЗ
БЕЛКОВЫЕ
И ПЕПТИДНЫЕ
ПРОИЗВОДНЫЕ
АМИНОКИСЛОТ
СТЕРОИДНЫЕ
ПРОИЗВОДНЫЕ ЖИРНЫХ КИСЛОТ
ЭЙКОЗАНОИДЫ

17. Эндокринология - наука о строении и функции желёз внутренней секреции, вырабатываемых ими гормонах, путях их образования и

СВОЙСТВА
ГОРМОНОВ
ЭНДОКРИННАЯ
КЛЕТКА
СИНТЕЗ И СЕКРЕЦИЯ
ЭНДОКРИННЫМИ КЛЕТКАМИ.
ТРАНСПОРТ КРОВЬЮ.
ДИСТАНТНОСТЬ ДЕЙСТВИЯ.
СПЕЦИФИЧНОСТЬ ДЕЙСТВИЯ.
ВЫСОЧАЙШАЯ БИОЛОГИЧЕСКАЯ
АКТИВНОСТЬ.
КРОВЬ
гормон
гормон
1. РЕГУЛЯЦИЯ
ОБМЕНА ВЕЩЕСТВ.
2. РЕГУЛЯЦИЯ РОСТА
И РАЗВИТИЯ
ОРГАНИЗМА.
3. РЕГУЛЯЦИЯ
ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ
ПРОЦЕССОВ.
гормон
Биологический
эффект
КЛЕТКАМИШЕНЬ

18. ГОРМОНЫ от греч.χορμειω – побуждаю, пришпориваю

Виды действия гормонов
Эндокринное действие - перенос гормона от места синтеза до клетокмишеней кровотоком (инсулин).
Паракринное действие - клетки-мишени расположены рядом с местом
синтеза гормона (тканевые гормоны, гормоны ЖКТ).
Аутокринное действие - сигнальные вещества продуцируются и
утилизируются в самих клетках (простагландины).
Смешанное действие – гормон оказывает 2 – 3 действия
(инсулин - эндокринное и паракринное).

19.

Основной механизм регуляции секреции гормонов
-
ГИПОТАЛАМУС
Отрицательная
обратная связь
Рилизинг-факторы
+
ГИПОФИЗ
-
Тропные гормоны гипофиза
Положительная
прямая связь
+
ЭНДОКРИННЫЕ
ЖЕЛЕЗЫ
ГОРМОНЫ

20. СВОЙСТВА ГОРМОНОВ

ЭТАПЫ ДЕЙСТВИЯ ГОРМОНОВ
1. Биосинтез и хранение.
2. Активация и секреция.
3. Транспорт.
4. Рецепция и биологическое
действие.
5. Инактивация и выведение.

21.

Общая схема синтеза полипептидных гормонов
ДНК
Экзон
Интрон
Экзон
Интрон
транскрипция
Пре м-РНК
процессинг
м-РНК
Рибосомы
Код адресного
пептида
Ядро
трансляция
препрогормон
Протеолиз,
гликозилирование
ШЭР
прогормон
Комплекс
Гольджи
Активный гормон
Секреторные пузырьки
Цитоплазматическая мембрана

22.

4 ОСНОВНЫХ ТИПА РЕЦЕПТОРОВ
Параметр
Рецепторы,
связанные
с ионными
каналами
Рецепторы, связанные
с G-белком
Локализация
Мембрана
Эффектор
Аденилатциклазная
система
Инозитолфосфатная
система
Пример
Ионный
канал
Н-холинорецептор
М-холинорецептор,
адренорецепторы
Рецепторы с
каталитической
активностью
Внутриклеточные
рецепторы
Цитоплазма,
ядро
Аутофосфорилирование (тирозинкиназа)
или
Мембранная
гуанилатциклаза
Ген
Рецепторы инсулина,
факторов роста,
цитокинов
Рецепторы
стероидных
и
тиреоидных
гормонов

23. ЭТАПЫ ДЕЙСТВИЯ ГОРМОНОВ

Адаптивные изменения метаболизма
при приеме пищи и голодании
Различают 3 периода:
1. Абсорбтивный,
2. Постабсорбтивный,
3. Голодание,
Отличающиеся
различной
направленностью
метаболизма глюкозы и гликогена, ЖК и ТГ,
аминокислот и белка в различных органах и тканях,
а также изменением уровня регулирующих гормонов
(инсулин, глюкагон, кортизол).

24. Общая схема синтеза полипептидных гормонов

Абсорбтивным
(до 3 часов)
называют
период
пищеварения
Происходит поступление с пищей глюкозы, аминокислот и ТГ. Под
действием инсулина активен синтез ЖК из глюкозы, липогенез в печени
и жировой ткани.
мышца
белки АТФ гликоген
мозг
АТФ
АК глюкоза
глюкоза
АК
печень
гликоген
глюкоза
глюкоза
АБСОРБТИВНЫЙ ПЕРИОД
инсулин
инсулиннезависимый путь
ПИЩА
белки
углеводы
ТГ
кишечник
АТФ
ТГ
глюкоза
глицерин
ТГ
ЖК
ЛПОНП
ТГ
ХМ
ЖК
ТГ
Жировая ткань

25. 4 ОСНОВНЫХ ТИПА РЕЦЕПТОРОВ

Постабсорбтивным называют период после завершения
пищеварения до следующего приёма пищи.
Глюкагон стимулирует липолиз ТГ, окисление ЖК
+ кортизол

26. Адаптивные изменения метаболизма при приеме пищи и голодании

Голодание - это состояние, когда пища не
принимается в течение суток и более.
1. В отсутствие пищи в крови снижается уровень глюкозы, АК и ТГ.
2. При низкой концентрации инсулина и высокой глюкагона,
повышается концентрация кортизола.
3. Активен глюконеогенез, липолиз.
I фаза голодания (сутки)
Липолиз. НЭЖК становятся основными источниками энергии. Начинается
синтез КТ. Для глюконеогенеза используется глицерин, начинается катаболизм
мышечных белков.
II фаза голодания (неделя)
Липолиз. Концентрация НЭЖК в крови ↑ в 3-4 раза по сравнению с
постабсорбтивным периодом. Синтеза ↑↑↑ КТ (в крови 20—30 мг/дл, в норме 1-3
мг/дл), они используются, в основном, мышцами и немного головным мозгом.
III фаза голодания (несколько недель)
↑↑↑Потребление мозгом КТ, а скорость окисления КТ в мышцах снижается.
При голодании более 3 недель скорость катаболизма белков стабилизируется
до 20 г/сутки, скорость глюконеогенеза снижается. При голодании более 4
недель развиваются атрофические процессы, при которых происходит
значительная потеря белков. При потере 1/2-1/3 белков наступает смерть.

27.

Голодание
+ Кортизол

28.

БЛАГОДАРЮ
ЗА ВНИМАНИЕ !