Файл: 1. Современные представления о строении и функции мембран.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.04.2024
Просмотров: 282
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Эйкозаноиды. В эту группу входят простагландины, тромбоксаны и лейкотриены. Эйкозаноиды называют гормоноподобными веществами, так как они могут оказывать только местное действие, сохраняясь в крови в течение нескольких секунд. Образуются во всех органах и тканях практически всеми типами клеток.
Биосинтез большинства эйкозаноидов начинается с отщепления арахидоновой кислоты от мембранного фосфолипида или диацил-глицерина в плазматической мембране. Синтетазный комплекс представляет собой полиферментную систему, функционирующую преимущественно на мембранах эндоплазматической сети. Образующиеся эйкозаноиды легко проникают через плазматическую мембрану клетки, а затем через межклеточное пространство переносятся на соседние клетки или выходят в кровь и лимфу. Скорость синтеза эйкозаноидов увеличивается под влиянием гормонов и нейромедиаторов, активирующих аденилатциклазу или повышающих концентрацию ионов Са2+ в клетке. Наиболее интенсивно образование простагландинов происходит в семенниках и яичниках.
Простагландины могут активировать аденилатциклазу, тромбоксаны увеличивают активность фосфоинозитидного обмена, а лейкотриены повышают проницаемость мембран для ионов Са2+. Поскольку цАМФ и ионы Са2+ стимулируют синтез эйкозаноидов, замыкается положительная обратная связь в синтезе этих специфических регуляторов.
Во многих тканях кортизол тормозит освобождение арахидоновой кислоты, что приводит к подавлению образования эйкозаноидов, и тем самым оказывает противовоспалительное действие. Простагландин E1 является мощным пирогеном. Подавлением синтеза этого простагландина объясняют терапевтическое действие аспирина.
Период полураспада эйкозаноидов составляет 1—20 с. Ферменты, инактивирующие их, имеются практически во всех тканях, но наибольшее их количество содержится в легких.
Жизненный цикл гормонов. Основные свойства гормонов.
Включение секреции гормона в ответ на стимуляцию и продолжительность секреции различных гормонов. Некоторые гормоны, такие как адреналин и норадреналин, секретируются в течение нескольких секунд после стимуляции желез и могут продемонстрировать полную активность в течение следующих нескольких секунд или минут. Для полного проявления активности других гормонов, таких как тироксин или гормон роста, могут потребоваться месяцы. Таким образом, каждый гормон имеет собственные характеристики начала и продолжительности активности и приспособлен для обеспечения своей специфической регуляторной функции. Концентрация гормонов в циркулирующей крови и скорость секреции гормонов. Концентрации гормонов, необходимые для большинства обменных процессов и эндокринной функции, чрезвычайно малы. Концентрации гормонов в крови варьируют от I пикограмма (КГ12 г) до нескольких микрограммов (IО-3 г) в I мл крови. Скорость секреции чрезвычайно мала, обычно она исчисляется несколькими микрограммами в сутки. Как мы увидим в следующих главах, в тканях-мишенях представлены высокоспециализированные механизмы, позволяющие даже такому ничтожному количеству гормона осуществлять мощный контроль физиологических функций. Обратная связь — способ регуляции гормональной секреции.
Отрицательная обратная связь предотвращает чрезмерную активность гормональных систем. Концентрации многих гормонов в плазме колеблются в течение суток, но продукция всех изученных к настоящему моменту гормонов тщательно контролируется. В большинстве случаев эта регуляция обеспечивается благодаря механизму отрицательной обратной связи, что гарантирует должный уровень гормональной активности в тканях-мишенях. После того как стимул вызвал высвобождение гормона, ответная реакция или продукты реакции, возникшей в результате действия гормона, создают тенденцию к подавлению дальнейшего высвобождения гормона. Иными словами, гормон (или один из продуктов его активности) оказывает ингибирующее влияние по принципу отрицательной обратной связи, предотвращая гиперсекрецию или гиперактивность тканей-мишеней.
Часто контролируется не вариабельность скорости секреции самого гормона, а степень активности ткани-мишени, поэтому только в случае, когда активность ткани-мишени достигает соответствующего уровня, появляется ответный сигнал к эндокринной железе, становящийся достаточно мощным для снижения дальнейшей продукции гормона. Регуляция продукции гормона по принципу отрицательной обратной связи может быть на любых уровнях, включая генетический аппарат, опосредованный уровнями трансляции и транскрипции гормонального синтеза, а также на этапах транспортировки и высвобождения гормона из хранилищ. Всплеск продукции гормонов может обеспечиваться положительной обратной связью. В редких случаях осуществляется положительная обратная связь, когда биологическое действие гормона вызывает его дополнительную секрецию. Примером может быть всплеск продукции лютеинизирующего гормона, который возникает в результате стимулирующего влияния эстрогенов на переднюю долю гипофиза перед овуляцией. Секретируемый ЛГ действует на яичники, стимулируя дополнительную продукцию эстрогенов, которые, в свою очередь, вызывают увеличение секреции ЛГ. Co временем, когда ЛГ достигнет соответствующей концентрации, установится обычный контроль по принципу отрицательной обратной связи.
Существуют циклические колебания концентрации гормона. Сезонные и возрастные изменения, стадии развития, суточные циклы и сон приводят к преобладанию положительной или отрицательной обратной связи, регулирующей продукцию гормона и колебания его высвобождения. Например, продукция гормона роста заметно увеличивается во время ранних периодов сна и снижается на поздних стадиях. Во многих случаях циклические колебания гормональной секреции являются следствием изменения активности нейрональных систем, контролирующих высвобождение гормона.
Транспорт гормонов кровью
Водорастворимые гормоны (пептиды и катехоламины) растворимы в плазме и транспортируются от мест их синтеза к тканям-мишеням, где гормоны диффундируют из капилляров в интерстициальную жидкость и направляются к клеткам-мишеням.
Стероидные и тиреоидные гормоны, напротив, циркулируют в крови, будучи связанными с белками плазмы (например, более 99% тироксина). Обычно не более 10% стероидных и тиреоидных гормонов присутствуют в плазме в свободном виде. Конъюгированные с белками гормоны не могут диффундировать через стенки капилляров и не образуют, таким образом, активной формы до тех пор, пока не состоится их разобщение, что предупреждает гиперстимуляцию клеток-мишеней. Относительно большое количество гормонов в связанной форме являются резервом, из которого восстанавливается концентрация свободных гормонов, когда они связываются с рецепторами или покидают кровеносное русло.
Очищение крови от гормонов. Увеличивать или уменьшать концентрацию гормона в крови могут два фактора: (I) скорость секреции гормона; (2) скорость извлечения гормона из крови, которую называют скоростью метаболического очищения. Она обычно равна количеству миллилитров плазмы крови, освобождающейся от гормона за минуту. Для определения этого показателя необходимо знать: (I) скорость извлечения гормона из плазмы за минуту; (2) концентрацию гормона в миллилитре плазмы крови. Скорость метаболического очищения определяют по следующей формуле:
Скорость метаболического очищения == Скорость извлечения гормона из плазмы /
Концентрация гормона в миллилитре плазмы.Обычно процедура определения скорости метаболического очищения следующая. Гормон снабжают радиоактивной меткой, затем вводят с постоянной скоростью в кровоток до тех пор, пока его концентрация не установится на постоянном уровне. С момента установления постоянного уровня концентрации наступает равновесие между скоростью введения гормона в кровь со скоростью его извлечения из плазмы. В это время концентрацию гормона определяют с помощью стандартных методов измерения концентрации радиоактивных веществ. Затем, используя приведенную формулу, можно рассчитать скорость метаболического очищения плазмы от гормона.
Плазма очищается от гормона различными путями, включая: (I) метаболическое разрушение гормона в тканях; (2) связывание гормона в тканях; (3) экскрецию гормона печенью с желчью; (4) экскрецию почками с мочой. Снижение скорости метаболического очищения от данного гормона может стать причиной чрезмерного повышения его концентрации в жидких средах организма. Например, болезни печени могут стать причиной подобных состояний применительно к стероидным гормонам, т.к. они экскретируются с желчью именно печенью. Иногда гормоны разрушаются клетками мишенями. Они поглощаются клетками путем эндоцитоза в виде гормон-рецепторного комплекса, затем гормон метаболизируется клеткой, а рецепторы обычно встраиваются обратно в ее мембрану.
Большинство гормонов-пептидов и катехоламинов водорастворимы и свободно циркулируют в крови. Обычно они разрушаются ферментами крови и тканей и быстро экскретируются почками и печенью, поэтому присутствуют в крови в течение короткого промежутка времени. Например, период полувыведения ангиотензина II, циркулирующего в крови, составляет менее I мин.
Гормоны, связанные с белками плазмы, покидают кровоток существенно медленнее и могут сохраняться в нем на протяжении нескольких часов и даже дней. Так, период полувыведения кортикостероидов составляет от 20 до 100 мин, в то время как связанные с белками крови гормоны щитовидной железы имеют период полувыведения от I до б сут.
85.Механизм дейчтвия стероидных и тиреоидных гормонов.
Стероидные гормоныувеличивают синтез белков.
Другим способом действия гормонов, особенно стероидных, секретируемых корой надпочечников, яичниками и семенниками, является изменение синтеза белков в клетках-мишенях. Затем эти белки функционируют как ферменты, транспортные или структурные белки, что в целом обеспечивает изменение функций клеток.
Последовательность событий, обеспечиваемая стероидными гормонами, следующая.
1. Стероидный гормон диффундирует через мембрану клетки и попадает в цитоплазму,
где связывается с белком-рецептором.
2. Комплекс гормона с белком-рецептором транспортируется или диффундирует в ядро.
3. Комплекс присоединяется к специфическим
участкам ДНК хромосомы, активируя процессы транскрипции путем образования мРНК.
4. мРНК диффундирует в цитоплазму, где обеспечивает процессы трансляции на рибосомах,
формирующих новые белки.
Например, альдостерон (один из гормонов, секретируемых корой надпочечников) попадает в цитоплазму клеток почечных канальцев, содержащих специфический белок-рецептор альдостерона. Таким образом, в этих клетках мы наблюдаем уже изложенную последовательность событий. Приблизительно через 45 мин в клетках тубулярного аппарата начинают появляться белки, обеспечивающие реабсорбцию натрия и секрецию калия в канальцах. Максимальная активность стероидных гормонов задерживается на срок от 45 мин до нескольких часов и даже дней. Это заметно отличается от почти немедленного действия некоторых гормонов-пептидов или производных аминокислот, таких как вазопрессин или норадреналин.
Гормоны щитовидной железы стимулируют процессы транскрипции в ядре клетки
Тиреоидные гормоны тироксин и трийодтиронин обусловливают стимуляцию процессов
транскрипции специфических генов в ядре. Осуществляя эту задачу, гормоны связываются с белком-рецептором, локализованным в ядре. Эти рецепторы — преимущественно протеины, расположенные на хромосомах; они одинаково контролируют функцию как промоутеров, так и операторов генов (см. главу 3).