Гормоны. Классификация гормонов по химическому строению

1. КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ КАФЕДРА ФУНДАМЕНТАЛЬНОЙ И КЛИНИЧЕСКОЙ БИОХИМИИ

ЛЕКЦИЯ
ГОРМОНЫ
КРАСНОДАР
2017

2. КЛАССИФИКАЦИЯ ГОРМОНОВ ПО ХИМИЧЕСКОМУ СТРОЕНИЮ

1. ГОРМОНЫ ПЕПТИДНОЙ ПРИРОДЫ
пептиды
вазопрессин, окситоцин,
кортикотропин
простые белки
инсулин, соматотропин
сложные белки
тиреотропин, гонадотропины
йодтиронины, адреналин
2. ГОРМОНЫ ПРОИЗВОДНЫЕ
АМИНОКИСЛОТ
3. ГОРМОНЫ ЛИПОИДНОЙ ПРИРОДЫ
стероиды
кортикоиды, половые
гормоны
эйкозаноиды
простагландины

3.

КЛАССИФИКАЦИЯ ГОРМОНОВ
ПО СПОСОБУ РЕЦЕПЦИИ
ГОРМОНЫ МЕМБРАННОГО СПОСОБА
РЕЦЕПЦИИ (ОПОСРЕДОВАННОГО
МЕХАНИЗМА ДЕЙСТВИЯ)
ГОРМОНЫ ВНУТРИКЛЕТОЧНОГО
СПОСОБА РЕЦЕПЦИИ
(ПРЯМОГО МЕХАНИЗМА ДЕЙСТВИЯ)

4. СТРОЕНИЕ РЕЦЕПТОРА ГОРМОНА

5.

Механизм
действия
гормонов
мембранного
способа
рецепции
+
Протеинкиназа
неактивная
Протеинкиназа
активная

6. Основные вторичные посредники

цАМФ
цГМФ
Са2+-кальмодулин
Инозитолфосфатид
NO (оксид азота)
цАМФ

7.

Механизм действия гормонов внутриклеточного способа рецепции

8.

ГОРМОН
рецептор в
мембране
рецептор
внутри клетки
G-белок
комплекс
гормон-рецептор
фермент
(аденилатциклаза,
фосфорилаза С)
ВТОРИЧНЫЙ
ПОСРЕДНИК
(цАМФ, Са2+, ИФ-3)
транспорт комплекса
гормон-рецептор в
ядро
протеинкиназы
взаимодействие
с ДНК (энхансер,
селенсер)
фосфорилирование
белков
индукция или
репрессия генов
изменение
функциональной
активости белков
изменение
количества белков
(ферментов)
Прямой механизм действия
(стероидные гормоны, тироксин)
Опосредованный механизм
действия (пептидные
гормоны, адреналин)
ГОРМОН

9. Инактивация гормонов

• Гидролиз (для гормонов пептидной
природы)
• Отщепление функциональных групп
(дезаминирование, укорочение
радикалов – йодтиронины,
кортикостероиды)
• Присоединение атомов и групп
(метилирование, взаимодействие с
ФАФС – адреналин, стероиды)
• Окислительно-восстановительные
реакции (стероиды)

10. Нарушения функции эндокринных желез

гипофункция
гиперфункция

11. Рилизинг-факторы –

регуляторные
факторы
пептидной
природы, вырабатываемые в гипоталамической области и контролирующие выработку и высвобождение
гормонов передней доли гипофиза.
Подразделяются на:
1. либерины
2. статины

12. Функции гормонов гипоталамуса

Структура
Функция
Пептид,
3 а.к.
Стимулирует секрецию
тиреотропина и
пролактина
Кортикотропин-рилизинггормон
(кортиколиберин, КРФ)
Полипептид,
41 а.к.
Стимулирует секрецию
кортикотропина
Гонадотропин-рилизинггормон
(гонадолиберин, ГРФ)
Полипептид,
10 а.к.
Стимулирует секрецию
ЛГ и ФСГ
Соматотропин-рилизинггормон
(соматолиберин, СРФ)
Полипептид,
40 или 44 а.к.
Стимулирует секрецию
соматотропина
Гипоталамический гормон
Тиреотропин-рилизинг-гормон
(тиреолиберин, ТРФ)
Стимулирует секрецию
пролактина
Пролактолиберин
Пролактостатин
Полипептид,
56 а.к.
Ингибирует секрецию
пролактина
Соматостатин (соматотропин-
Полипептид,
14 или 28 а.к.
Ингибирует секрецию
соматотропина
ингибирующий гормон)

13. Гормоны передней доли гипофиза

Простые белки –
соматотропин, пролактин
Сложные белки –
тиреотропин, гонадотропины
Пептиды – производные
проопиомеланокортина

14. Строение и биологические функции гормонов передней доли гипофиза

громон
строение
биологичесая функция
Гормон роста (ГР)
соматотропный
гормон (СТГ)
Белок, 191 ак
Клеткимишени –
все
клетки
Посредни
к – 3,5цАМФ
Стимулирует постнатальный
рост скелета и мягких тканей.
Участвует в регуляции
энергетического и
минерального обмена
Пролактин (ПРЛ)
Белок, 197 ак
Клеткимишени –
клетки
молочных
желез
Посредни
к – 3,5цАМФ
Стимулирует лактацию

15. Гормон роста человека

NH2-СООН

16. Биологическое действие гормона роста

гипоталамус
соматолиберин
соматостатин
гипофиз
+ соматотропин
гликонеогенез
синтез белка
рост
синтез белка
синтез белка
утилизация глюкозы
липолиз
утилизация глюкозы

17. Гиперфункция соматотропина

гипофизарный
гигантизм
акромегалия

18. Гипофункция соматотропина

гипофизарный
нанизм

19.

Тиреотропин
тиреотропный гормон
(ТТГ)
Гликопротеин
Клетки-мишени –
клетки щитовидной
железы
Посредник – 3,5цАМФ
Стимулирует синтез
йодтиронинов
Лютеинизирующий
гормон (ЛГ)
Гликопротеин
Клетки-мишени –
клетки половых
желез
Посредник – 3,5цАМФ
У женщин
индуцирует
овуляцию
У мужчин
индуцирует синтез
андрогенов в
клетках Лейдига
Фолликулостимулирующи
й
гормон (ФСГ)
Гликопротеин
Клетки-мишени –
клетки половых
желез
Посредник – 3,5цАМФ
У женщин
стимулирует рост
фолликулов
У мужчин
стимулирует
сперматогенез

20. Производные проопиомеланокортина

проопиомеланокортин

21.

Функции пептидов ПОМК
АКТГ
Пептид 39 ак
Клетки-мишени –
клетки коры
надпочечников
Посредник –
3,5цАМФ, Са2+кальмодулин
Стимуляция роста надпочечников и
продукции стероидов
α-МСГ,
β-МСГ
Пептиды 13 и 18 ак
Клетки-мишени –
меланоциты
Посредник –
3,5цАМФ
Усиливают меланиногенез и
количество пигментных клеток,
способствуют распределению
меланина

22.

α-эндорфин
β-эндорфин
β-ЛПГ,
γ-ЛПГ
Пептиды 13 и 30 ак
Клеткимишени –
клетки
нервной
системы
Посредник –
3,5цАМФ
Обезболивание; влияние на
поведение (питание,
эмоции, обучение);
регуляция (на центральном
уровне) температуры тела
и кровяного
давления
Пептиды 17
и 60 ак
Клеткимишени –
клетки
жировой
ткани
Посредник –
3,5цАМФ
Активируют
триглицеридлипазу,
усиливают мобилизацию
жира

23. Эйкозаноиды

СООН
СН3
Арахидоновая кислота
циклооксигеназа
липооксигеназа
простаноиды
простагландины
тромбоксаны
простациклины
лейкотриены

24. Функции эйкозаноидов

1.Регулируют тонус гладкомышечной
мускулатуры
2.Участвуют в работе систем гемостаза
3.Участвуют в воспалительных реакциях
4.Являются медиаторами боли
5.Принимают участие в передаче
гормонального сигнала
6.Влияют на секрецию экзокринных и
эндокринных желёз

25. Строение гормонов щитовидной железы

3, 5, 3', 5'-тетрайодтиронин (Т4)
3, 5, 3'-трийодтиронин (Т3)

26. Синтез йодтиронинов

Тиреоглобулин с
остатками тирозина
Тиреоглобулин
с ДИТ
Тиреоглобулин с
Т4
гидролиз
Т3
и Т4

27.

гипофиз
печень
щитовидная железа

28. Гиперфункция щитовидной железы

29. Гипофункция щитовидной железы

микседема

30. Гипофункция щитовидной железы

кретинизм

31. Эндемический зоб

32. Обмен кальция и фосфатов

Паратгормон (синтезируется в
паращитовидных железах):
• повышает концентрацию кальция и
фосфора в крови,
• вымывает кальций и фосфор из
костной ткани,
• усиливает реабсорбцию кальция и
выведения фосфатов в почках,
• активирует витамин Д3
(образование кальцитриола)

33. Обмен кальция и фосфатов

Кальцитриол (активная форма
витамина Д3):
• повышает концентрацию кальция и
фосфора в крови,
• усиливает реабсорбцию кальция и
фосфатов в почках,
• вымывает кальций и фосфор из
костной ткани.

34. Обмен кальция и фосфатов

Кальцитонин (синтезируется в
C-клетках (парафолликулярных),
щитовидной железы):
• понижает концентрацию кальция
и фосфора в крови,
• минерализует костную ткань.

35. Строение парагормона

NH2
последовательность с полной
биологической активностью
С-фрагмент
-СООН

36. Биологическая роль паратирина

37. КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ КАФЕДРА ФУНДАМЕНТАЛЬНОЙ И КЛИНИЧЕСКОЙ БИОХИМИИ

Лекция по теме:
ВВЕДЕНИЕ В ОБМЕН
ВЕЩЕСТВ.
ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ОБМЕН
Краснодар
2017

38. Стадии обмена веществ

1. Переваривание – ферментативный
гидролиз в желудочно-кишечном тракте
2. Транспорт веществ:
● всасывание (резорбция)
● физический транспорт кровью и лимфой
● трансмембранный перенос в клетку
3. Метаболизм (анаболизм + катаболизм)
4. Выведение конечных продуктов обмена
из организма

39. Химический состав тела человека

Вес 70 кг
• Вода 42 кг
• Неорганические вещества 3 кг
• Органические вещества 25 кг
● белки ≈15 кг
● липиды ≈ 10 кг
● углеводы ≈ 0,7 кг

40. Пищевые вещества (нутриенты)

• Основные пищевые вещества
(макронутриенты)
белки ( 100 г/сут)
липиды ( 100 г/сут)
углеводы ( 450 г/сут)
• Минорные пищевые вещества
(микронутриенты)
витамины
минеральные вещества

41. Метаболизм

Катаболизм –
Анаболизм –
совокупность
совокупность
поэтапных
поэтапных
ферментативных
ферментативных
процессов
процессов
построения сложных
расщепления
сложных молекул до веществ из более
простых
простых.
предшественников.
Идёт с
Идёт с затратой
высвобождением
энергии,
энергии –
эндэргонический
экзэргонический
процесс
процесс

42. Значение метаболизма

1. Снабдить клетку энергией
2. Обеспечить строительными блоками
3. Собрать макромолекулы для
построения клеточных структур
4. Обеспечить распад функционально
активных молекул (ферментов,
гормонов, медиаторов и др.)

43. Общая энергия вещества

Свободная
Связанная
Полезная
Бесполезная
(макроэргические
связи)
(тепло)

44. Превращения полезной энергии

45. Макроэргическая связь

• Богатая энергией связь (> 5
ккал или 21 кДж/моль);
• Энергия макроэргической
связи превращается в работу,
минуя стадию тепла.

46.

Тиоэфирные
макроэргические
соединения
R
С
O
~
SKoA

47. Макроэргические соединения Производные фосфорной кислоты

Карбоксилфосфатные
OH
O
R
С
O
~P
OH
O

48.

Енолфосфатные
OH
R
С
O
CH2
~P
OH
O

49.

Аминофосфатные
OH
R
NH
~P
OH
O

50. Пирофосфатные

51. Адениловая система

Аденозин
Аденозинмонофосфат (АМФ)
Аденозиндифосфат (АДФ)
Аденозинтрифосфат (АТФ)

52. Фосфорилирование АДФ

АДФ + НР
Q 7,1ккал
АТФ
Энергия для фосфорилирования может
1. содержаться в субстрате (субстратное
фосфорилирование) или
2. выделяться при окислении (окислительное
фосфорилирование)

53. Субстратное фосфорилирование

S~P + АДФ → АТФ + S

54. Стадии катаболизма по Кребсу

переваривание
образование
ключевых
продуктов

55. Строение митохондрии

Внутренняя мембрана
Наружная мембрана
Кристы
Матрикс

56. Дыхательная цепь (цепь тканевого дыхания, цепь переноса электронов – ЦПЭ) –

комплекс ферментов, локализованных во
внутренней мембране митохондрий,
катализирующий реакции переноса
водорода (протонов и электронов) от
окисляемого субстрата на кислород. При
переносе водорода на кислород
образуется вода и энергия.

57. Субстраты окисления (дегидрирования)

1. Предельные углеводороды

58.

Субстраты окисления
(дегидрирования)
2. Первичные спирты
спирт
альдегид

59.

Субстраты окисления
(дегидрирования)
3. Вторичные спирты
спирт
кетон

60.

Субстраты окисления
4. Альдегиды
альдегид
кислота

61. Компоненты дыхательной цепи

• НАД-зависимые дегидрогеназы
• ФАД-зависимые дегидрогеназы
• Коэнзим Q (КоQ, убихинон)
• Система цитохромов

62. НАД-зависимые дегидрогеназы (первичные акцепторы водорода)

63. ФАД-зависимые дегидрогеназы

64. Убихинон (КоQ)

65. Переносчики электронов (цитохромы)

2
3+
Fe
+ 2 e- 2 e-
2
2+
Fe

66. Цитохромная система

b
c1
c
a1 a3
Цитохромоксидаза

67. Дыхательная цепь

Sокисл

68. Хемиосмотическая теория Митчелла

69. Коэффициент фосфорилирования – количество фосфатных групп, утилизированных при восстановлении одного атома кислорода

Р
= 3 или 2
О

70.

Действие
разобщителей

71. Регуляция дыхательной цепи

• Состояние депо энергии:
АДФ + НР активатор
АТФ ингибитор
Целостность мембран
митохондрий, их проницаемость
Состояние коферментов:
Ко окисл активатор
КоН2 восст ингибитор
Наличие разобщителей

72. Нарушения дыхательной цепи

• Голодание – нет субстратов
окисления
• Авитаминозы – отсутствие
коферментов
• Гипоксии – недостаток
кислорода, нет акцептора
электронов

73. Стадии катаболизма по Кребсу

74.

Окислительное
декарбоксилирование
пирувата
Е 1 Е2 Е 3
CH3
С
O
ТПФ, ЛК, НАД,
ФАД, КоА
пируватCOOH дегидрогеназный
комплекс
пируват
O
+
СО2 + НАДН + Н + H3C
С
~SКоА
ацетил-КоА

75. Источники ацетил-КоА

ГЛЮКОЗА

76. Цикл трикарбоновых кислот (цикл Кребса)

77.

78.

79. Схема превращений в ЦТК

АДФ + НР
АТФ

80. Энергетика ЦТК

3 НАДН+Н+ = 3х3 АТФ = 9 АТФ
1 ФАДН2
= 2 АТФ
11 АФТ за счёт
окислительного
фосфорилирования
1 АТФ за счёт субстратного
фосфорилирования
Суммарно 12 АТФ

81. Регуляция ЦТК

Аллостерическая регуляция
(изоцитратдегидрогеназа, цитратсинтетаза)
Состояние депо энергии:
АДФ + НР активатор
АТФ ингибитор
Состояние коферментов:
Ко окисл активатор
КоН2 восст ингибитор
Проницаемость мембран
митохондрий

82. Биологическая роль ЦТК

1. Источник полезной энергии – 12 АТФ
2. Источник строительного материала:
- сукцинил-КоА: гем;
- α-кетоглутарат: аминокислоты – пролин,
глутаминовая кислота, глутамин;
- оксалоацетат: глюкоза, аспарагиновая
кислота, аспарагин, пиримидиновые
нуклеотиды.

83. Причины нарушений ЦТК

• Голодание
• Авитаминозы
• Гипоксия
• Поступление ингибиторов
ферментов