Структура на c-AMP, биологична роля
cAMP има способността да активира специални ензими - протеин кинази, които катализират реакциите на фосфорилиране на различни протеини с участието на АТФ. В същото време остатъците от фосфорна киселина са включени в състава на протеиновите молекули. Основният резултат от този процес на фосфорилиране е промяна в активността на фосфорилирания протеин. В различни видове клетки, протеини с различна функционална активност претърпяват фосфорилиране в резултат на активиране на аденилатциклазната система. Например, това могат да бъдат ензими, ядрени протеини, мембранни протеини. В резултат на реакцията на фосфорилиране, протеините могат да станат функционално активни или неактивни.
Такива процеси ще доведат до промени в скоростта на биохимичните процеси в целевата клетка.
Активирането на аденилатциклазната система продължава много кратко време, тъй като G-протеинът, след като се свърже с аденилатциклазата, започва да проявява GTPase активност. След хидролиза на GTP, G-протеинът възстановява своята конформация и престава да активира аденилатциклазата. В резултат на това реакцията на образуване на cAMP спира.
Когато образуването на cAMP спре, реакциите на фосфорилиране в клетката не спират веднага: докато cAMP молекулите продължават да съществуват, процесът на активиране на протеин киназа ще продължи. За да спре действието на цАМФ, в клетките има специален ензим - фосфодиестераза, който катализира реакцията на хидролиза на 3',5'-цикло-АМФ до АМФ.
Някои вещества, които имат инхибиторен ефект върху фосфодиестераза (например алкалоиди кофеин, теофилин) спомагат за поддържане и увеличаване на концентрацията на цикло-АМР в клетката. Под въздействието на тези вещества в организмапродължителността на активиране на аденилатциклазната система се удължава, т.е. действието на хормона се увеличава.
Стероидни хормони. Структура, биологична роля, механизъм на действие.
Стероидните хормониса един от основните класове хормонални съединения във всички видове гръбначни и много видове безгръбначни. Те са регулатори на основните процеси на живота на многоклетъчния организъм - координиран растеж, диференциация, размножаване, адаптация, поведение. Стероидните хормони имат антиоксидантна активност.
Действието на стероидните хормони върху целевите клетки се осъществява главно на нивото на регулиране на генната транскрипция. Той се медиира от образуването на хормонален комплекс със специфичен регулаторен рецепторен протеин, който разпознава определени ДНК региони в гените, регулирани от този хормон. По този начин, рецепторите на всички стероидни хормони са лиганд-зависими транскрипционни фактори. Те се характеризират със значително сходство в аминокиселинните последователности, идентична домейн структура и подобен механизъм на действие.
Стероидните хормони се синтезират от холестерол, главно в надбъбречната кора, тестисите, яйчниците и плацентата; обаче, всяка тъкан, произвеждаща стероиди, има свой собствен характерен профил на секреционния продукт.
Структурно стероидите се различават един от друг по броя и разположението на функционалните групи, степента на насищане на въглехидратните връзки, дължината на страничната верига, прикрепена към стероидното ядро, и други химични характеристики.
Механизъм на действие на стероидните хормони
Проникване на стероида (C) в клетката
II. Образуване на SR комплекса
Всички P стероидни хормони са глобуларнипротеини с приблизително еднакъв размер, свързващи хормони с много висок афинитет
Трансформация на SR във форма, способна да се свързва с ядрени акцептори [SR]
Всяка клетка съдържа цялата генетична информация. Със специализацията на клетката обаче по-голямата част от ДНК е лишена от възможността да бъде матрица за синтеза на иРНК. Това се постига чрез нагъване на хистони около протеини, което води до инхибиране на транскрипцията. В тази връзка генетичният материал на клетката може да бъде разделен на 3 вида ДНК:
Транскрипционно неактивен
Постоянно изразен
Индуцирани от хормони или други сигнални молекули.
IV. [CP] свързване с акцептор на хроматин
50. Структура, биологична роля, механизъм на действие на тиреоидните хормони.
Тироидните хормони са йодирани производни на аминокиселината тирозин, които имат общи физиологични свойства и се произвеждат в щитовидната жлеза.
Щитовидната жлеза произвежда два тиреоидни хормона, които се отличават с наличието или отсъствието на допълнителен йоден атом в молекулата - тироксин (Т4) и трийодтиронин (Т3). Между 60 и 80 процента от общия хормон на щитовидната жлеза, произведен от щитовидната жлеза, навлиза в кръвния поток под формата на тироксин, който е сравнително неактивен хормон на щитовидната жлеза, всъщност прохормон, и се свързва слабо директно с рецепторите на хормоните на щитовидната жлеза в тъканите.
Тироидните хормони повишават нивата на кръвната захар, увеличават глюконеогенезата в черния дроб и инхибират синтеза на гликоген в черния дроб и скелетните мускули. Те също така увеличават усвояването и използването на глюкоза от клетките чрез повишаване на активността на ключовите ензими на гликолизата. Хормоните на щитовидната жлеза повишават липолизата (разграждането на мазнините) и инхибират образуването и отлагането на мазнини.
Ефектът на тиреоидните хормони върху протеиновия метаболизъм зависи от концентрацията на хормоните. В малки концентрации те имат анаболен ефект (Анаболизмът е набор от химични процеси, които съставляват една от страните на метаболизма в организма, насочени към образуването на клетки и тъкани). ефект върху протеиновия метаболизъм, повишава протеиновия синтез и инхибира разграждането им, причинявайки положителен азотен баланс. Във високи концентрации хормоните на щитовидната жлеза имат силен катаболитен ефект (Катаболизмът е процес на метаболитен разпад, разлагане на по-прости вещества (диференциация) или окисляване на вещество). Действие върху протеиновия метаболизъм, което води до повишено разграждане на протеини и инхибиране на техния синтез и в резултат на това отрицателен азотен баланс.
Тиреоидните хормони циркулират в кръвта главно под формата на комплекси с кръвни серумни протеини. Свободният тироксин е в кръвта в състояние на подвижно равновесие със свързания с протеини тироксин и може да проникне в клетките. За T. не са установени специфични целеви органи и все още няма общоприета теория, обясняваща ефекта им върху метаболизма на молекулярно ниво. Предполага се, че тироксинът е метаболитен регулатор във всички чувствителни към него тъкани и вероятно това действие се осъществява чрез прикрепване на хормона към клетъчното ядро с първоначален ефект върху активността на ДНК-зависимата РНК полимераза и последващо увеличаване на интензивността на протеиновия синтез.
51. Инсулин, структура, биологична роля, механизъм на действие.
Инсулинът е хормон с протеиново естество, образува се в бета-клетките (Бета-клетките (β-клетки) са една от разновидностите на панкреатичните острови, изолирани от клетъчна култура) островите на Лангерханс (Островите на Лангерханс са натрупвания на произвеждащи хормони (ендокринни) клетки,предимно в опашката на панкреаса) на панкреаса. Има многостранен ефект върху метаболизма в почти всички тъкани. Основното действие на инсулина е да понижи концентрацията на глюкоза в кръвта.
Сграда
Молекулата на инсулина се образува от две полипептидни вериги, съдържащи 51 аминокиселинни остатъка: А веригата се състои от 21 аминокиселинни остатъка, В веригата се образува от 30 аминокиселинни остатъка. Полипептидните вериги са свързани с два дисулфидни моста чрез цистеинови остатъци, третата дисулфидна връзка е разположена в А-веригата.
Първичната структура на инсулина в различните биологични видове варира до известна степен, както и значението му в регулирането на въглехидратния метаболизъм. Най-близък до човешкия е свинският инсулин, който се различава от него само с един аминокиселинен остатък: аланинът се намира в 30 позиция на В-веригата на свинския инсулин, а треонинът е в човешкия инсулин; Говеждият инсулин се отличава с три аминокиселинни остатъка.
Действие на инсулин
По един или друг начин инсулинът засяга всички видове метаболизъм в тялото. Въпреки това, на първо място, действието на инсулина се отнася до метаболизма на въглехидратите. Основният ефект на инсулина върху въглехидратния метаболизъм е свързан с повишен транспорт на глюкоза през клетъчните мембрани. Активирането на инсулиновия рецептор задейства вътреклетъчен механизъм, който директно влияе върху навлизането на глюкоза в клетката чрез регулиране на количеството и функцията на мембранните протеини, които транспортират глюкозата в клетката.
В най-голяма степен транспортът на глюкоза в два вида тъкани зависи от инсулина: мускулна тъкан (миоцити) и мастна тъкан (адипоцити) – това е т.нар. инсулинозависими тъкани. Съставлявайки заедно почти 2/3 от цялата клетъчна маса на човешкото тяло, те изпълняват толкова важни функции в тялото.как движението, дишането, кръвообращението и т.н. съхраняват енергията, освободена от храната.
Инсулинът повишава пропускливостта на плазмените мембрани за глюкоза, активира ключовите ензими на гликолизата, стимулира образуването на гликоген от глюкоза в черния дроб и мускулите и засилва синтеза на мазнини и протеини. В допълнение, инсулинът инхибира активността на ензимите, които разграждат гликогена и мазнините. Тоест, освен анаболното действие, инсулинът има и антикатаболен ефект.
52. Хормони на надбъбречната медула, структура, биологична роля, механизъм на действие (на примера на адреналина).
Ако човек е твърде нервен, постоянно изпитва физически или психологически стрес, тогава тялото му е в активно състояние поради повишената секреция на адреналин и норепинефрин. В резултат на това има болка в стомаха, главоболие, повишено кръвно налягане.
Съотношението на производството на хормони от надбъбречната медула е: 80% - адреналин и 20% - норепинефрин.
Функции на хормоните на надбъбречната медула
Целевите органи на тези хормони са всички органи и тъкани на човешкото тяло, тъй като основната задача на адреналина и норепинефрина е да адаптират човешкото тяло към всякакви стресови ситуации.
Адреналинът и норепинефринът мобилизират възможностите на организма при необходимост от голямо физическо или психическо натоварване.
Мобилизирането на възможностите на организма под въздействието на адреналин и норепинефрин е:
- увеличаване на сърдечната честота и броя на вдишванията в минута;
-повишава кръвното налягане и по този начин допринася за подобряване на снабдяването на органите и тъканите с кислород.
-инхибиране на храносмилателните процеси с цел прехвърлянеенергия към кръвоносната система.
За да се адаптира към стресова ситуация, тялото се нуждае от енергия, така че адреналинът и норепинефринът освобождават допълнителна енергия, стимулирайки разграждането на гликогена (гликогенът е полизахарид), складиран от черния дроб.
За покриване на енергийните разходи адреналинът и норадреналинът допълнително предизвикват разграждането на мазнините.
Освен това по време на стрес адреналинът и норепинефринът стимулират мозъчната функция.
Освободеният адреналин преминава през кръвния поток и се адсорбира към специфични рецептори на повърхността на клетките в различни тъкани на тялото, предизвиквайки реакция, която е сравнявана с усещане за "борба и бягство".