Кировская государственная медицинская академия Кафедра химии Лекция БЕЛКОВО-ПЕПТИДНЫЕ

Кировская государственная медицинская академия Кафедра химии Лекция: БЕЛКОВО-ПЕПТИДНЫЕ ГОРМОНЫ. БИОХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ САХАРНОГО ДИАБЕТА. Заведующий кафедрой: доктор медицинских наук, профессор Цапок Петр Иванович

Гормоны производные тирозина ГОРМОНЫ МОЗГОВОГО В-ВА НП Экстракты из надпочечников повышают КД (Х 1 Х в. ) 1901 Дж. Такамине из мозгового слоя НП гормон, повышающий КД – адреналин В 1946 г. выделен норадреналин Все напоминают АК - тирозин

Биосинтез катехоламинов Тирозин подвергается гидроксилированию ДОФА декарбоксилируется ДОФамин окисляется Норадреналин трансметилируется АДРЕНАЛИН

В МВ НП человека массой 10 г около 5 мг А и 0, 5 мг НА сод-е в крови соответственно – 1, 9 и 5, 2 нмоль/л.

В плазме крови как в свободном так и в связанном состоянии с альбуминами.

ФЕОХРОМОЦИТОМА Опухоль мозг. в-ва НП, избыт. к-во катехоламинов, пароксизмы, чувства страха, гипертонии, тахикардии. Гипергликемия, повыш. конц. в крови ЖК. Катехоламины повышены в сотни раз, в моче 3 метокси, 4 -гидрокси-миндальная кислота.

Белково-пептидные гормоны

ГОРМОНЫ ПОДЖЕЛУДОЧНОЙ ЖЕЛЕЗЫ P. Langerhans (1869) E. Laguess (1873) Mering et Minkowsky (1889) Л. В. Соболев (1903) Banting et Best (1924) Senger (1953)

Биосинтез инсулина в β-клетках островков Лангерганса поджелудочной железы. Предшественник гормона (препроинсулин) содержит сигнальный пептид, после отщепления которого и замыкания дисульфидных мостиков образуется проинсулин.

Отщепление С-пептида Проинсулин депонируется βгранулах, где путем отщепления Спептида образуется зрелый инсулин, в форме цинксодержащего гексамера сохраняется до секреции.

Инсулин

Рецепторы первого типа имеют одну трансмембранную полипептидную цепь. . Многие из них являются тирозиновыми протеинкиназами. К этому типу принадлежат рецепторы инсулина, ростовых факторов и цитокинов.

Роль инсулина в транспорте глюкозы в клетку

Глюкозные транспортеры Белки-переносчики глюкозы (ГЛЮТ), сходные по структуре, но различающиеся по участию в транспорте глюкозы (пять изоформ собственных транспортеров глюкозы). Они локализованы в плазматических мембранах всех клеток и ускоряют транспорт глюкозы по градиенту её концентрации. Инсулин стимулирует поступление глюкозы в адипоциты, миоциты и кардиомиоциты, увеличивая количество ГЛЮТ 4 в плазматических

Последствия дефицита инсулина Воздействие инсулина на обмен углеводов сводится к усилению утилизации глюкозы и подавлению ее синтеза de novo. Транспорт глюкозы из крови в большинство тканей также является инсулинзависимым процессом (исключения составляют печень, центральная нервная система и эритроциты).

Инсулин влияет на липидный обмен: в жировой ткани стимулирует синтез ЖК из глюкозы, что связано с активацией ацетил. Ко. А-карбоксилазы, и усиливает генерацию НАДФН + Н+ в ГМП. Другая функция инсулина — торможение расщепления жиров и деградации белков в мышцах.

БИОХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ САХАРНОГО ДИАБЕТА Сахарный диабет (Diabetes mellitus) —заболевание, при абсолютном или относительном дефиците инсулина. Нехватка гормона отражается на обмене углеводов и липидов. Сахарный диабет встречается в двух формах.

Сахарный диабет: ИЗСД и ИНСД При диабете I типа (инсулинзависимом сахарном диабете) уже в раннем возрасте происходит гибель инсулинсинтезирующих клеток в результате аутоиммунной реакции. Диабет II типа (инсулиннезависимая форма) обычно проявляется в более пожилом возрасте. Причины: пониженная секреция инсулина, нарушены рецепторные функции.

Характерный симптом заболевания — повышение концентрации глюкозы в крови с 5 м. М (90 мг/дл) до 9 м. М (160 мг/дл) и выше (гипергликемия). В мышцах и жировой ткани, двух наиболее важных потребителях глюкозы, нарушаются усвоение и утилизация глюкозы.

Причины гипергликемии Печень утрачивает способность использовать глюкозу крови. Одновременно повышается глюконеогенез и усиливается протеолиз в мышцах. Это еще более увеличивает уровень глюкозы в крови.

Глюкозурия Нарушение реабсорбции глюкозы в почках (при концентрации в плазме 9 м. М и выше), приводит к ее выведению с мочой (глюкозурия).

Нарушения липидного обмена Повышенная деградация жиров. Накапливающиеся в больших количествах ЖК частично используются в печени в синтезе липопротеинов (гиперлипидемия), остальные распадаются до ацетил. Ко. А.

Избыточные количества ацетил-Ко. А, возникающие в результате неспособности цитратного цикла полностью его утилизировать, превращаются в кетоновые тела.

Кетоновые тела — ацетоуксусная и 3 -гидроксимасляная кислоты — повышают конц. протонов и влияют на физиологическую величину р. Н. Может возникать тяжелый метаболический ацидоз (диабетическая кома). Образующийся ацетон придает дыханию больных характерный запах. В моче увеличивается содержание анионов кетоновых тел (кетонурия).

Повышен уровень липопротеинов ЛПОНП. Снижена скорость синтеза белков и усилен распад белков Азотемия и азотурия Полидипсия Полифагия

При неадекватном лечении СД может приводить к осложнениям: изменению состояния кровеносных сосудов (диабетические ангиопатии), повреждению почек (нефропатии), нервной системы (нейропатии) и хрусталика (катаракта).

ДРУГИЕ БЕЛКОВОПЕПТИДНЫЕ ГОРМОНЫ

КАЛЬЦИТОНИН - гормон ЩЖ Копп(1962) - полипептид из 32 АК, регул. Конц. Са в крови, подавляет в костной ткани резорбтивные процессы – гипокальциемия и гипофосфатемия, т. е. совместно с паращитовидными железами (паратгормон) и ЩЖ (кальцитонин).

Первичная структура кальцитонина человека

Кальцитонин участвует в регуляции обмена Са и Р. Действует на скелет, где тормозит резорбцию Са костной тканью. Является антагонистом паратгормона. Физиологическая роль кальцитонина - поддержание структуры скелета во время роста, беременности и лактации, когда потребность тканей в Са резко

Примеры пептидных и белковых гормонов Эта самая большая группа сигнальных веществ образуется в организме по обычному механизму белкового синтеза. Высокомолекулярные белковые гормоны могут иметь молекулярную массу более 20 к. Да.

Метаболизм пептидных гормонов Биосинтез Пептидные и белковые гормоны являются первичными продуктами биосинтеза. Соответствующая информация считывается с ДНК на стадии транскрипции , а синтезированная м. РНК кодирует последовательность пептида, который чаще всего существенно превышает по молекулярной массе зрелый гормон. Исходная аминокислотная цепь включает сигнальный пептид и пропептид — предшественник гормона.

Прогормоны Трансляция м. РНК происходит на рибосомах, вначале синтезируется сигнальный пептид. Затем синтезируется предшественник гормона - прогормоном. Созревание гормона происходит путем ограниченного протеолиза и последующей (посттрансляционной) модификации ( образования дисульфидных мостиков, гликозилирования и фосфорилирования).

Инактивация и деградация Деградация пептидных гормонов часто начинается уже в крови. Интенсивно этот процесс идет в почках. Некоторые пептиды, содержащие дисульфидные мостики (инсулин), могут инактивироваться за счет восстановления остатков цистина. Другие белково-пептидные гормоны гидролизуются протеиназами (экзо- и эндопептидазами). Протеолиз приводит к образованию множества фрагментов, некоторые из них могут проявлять биологическую активность.

Стероидные гормоны Наиболее важными представителями стероидных гормонов являются прогестерон, кортизол, альдостерон, тестостерон и эстрадиол. Сегодня к этой группе относят также кальцитриол (холекальциферол, витамин D 3.

Синтез стероидных гормонов Общим предшественником стероидных гормонов - холестерин. С-скелет холестерина включает 27 атомов С и состоит из 4 конденсированных колец. Четвертое кольцо имеет длинную боковую цепь. Холестерин поступает в гормонсинтезирующие клетки желез в составе липопротеинов низкой плотности или синтезируется в клетках из ацетил. Со. А.

Ферментативные реакции подразделяются на следующие подтипы: — гидроксилирование — дегидрирование — изомеризация — гидрирование — расщепление — ароматизация

Инактивация стероидных гормонов Процесс ферментативной инактивации стероидных гормонов происходит в печени. Молекулы стероидных гормонов подвергаются восстановлению или гидроксилированию, а затем переводятся в конъюгаты. Восстановление идет по оксогруппе и двойной связи кольца А. Биосинтез конъюгатов заключается в образовании сернокислых эфиров или гликозилировании глюкуроновой кислотой и приводит к водорастворимым соединениям.

При инактивации стероидных гормонов образуются производные с более низкой гормональной активностью. Организм млекопитающих лишен способности разрушать углеродный скелет молекул стероидов. Стероиды выводятся из организма с мочой и частично с желчью. Содержание стероидов в моче используется в качестве критерия при изучении метаболизма стероидов.

БЛАГОДАРЮ ЗА ВНИМАНИЕ!