Внутриклеточная сигнализация Белково-пептидные гормоны Лекция 31
План • • Внутриклеточная сигнализация Белково-пептидные гормоны. Характеристика отдельных представителей: СТГ, глюкагон. Инсулин, химическая природа, место синтеза, активация, регуляция секреции, механизм действия. Влияние инсулина на обмен веществ.
Механизм действия гормонов через рецепторы клеточной мембраны • Гормоны, нейромедиаторы и другие агонисты (лиганды) способны быстро активировать внутриклеточные процессы. • Агонисты (лиганды) взаимодействуют с рецепторами на наружной стороне клеточной мембраны, далее сигнал передается в клетку путем активации синтеза вторичных посредников.
ГОРМОНЫ Мембранные рецепторы G-белок Аутофосфорилирование белков Фермент (аденилатциклаза, гуанилатциклаза, фосфолипаза С Каскад фосфорилирования белков Вторичный посредник (ц. АМФ, ц. ГМФ, Са 2+ , И 3 Ф, ДАГ, NO Активация ферментов и факторв транскрипции Протеинкиназы Изменение количества белков Фосфорилирование белков Изменение функциональной активности Изменение скорости метаболизма
Вторичные мессенджеры • • с. АМР (циклический гуанозин-3', 5'-монофосфат) с. GMP (циклический гуанозин-3', 5'-монофосфат) Фосфоинозитиды Са 2+ и H+ Метаболиты ретиноевой и арахидоновой кислот Закись азота (NO) Некоторые другие химические соединения биогенного происхождения.
Аденилатциклазная мессенджерная система Глюкагон, АДГ, КА (β-адренорецепторы), гистамин (Н 2 -рецепторы), простациклин, ТТГ, АКТГ и др. + АХ (М-холинорецепторы), опиаты, соматостатин, КА (α 2 -адренорецепторы), ангиотензин-II и др. _ G – G-белок АЦ – аденилатциклаза Рец - рецептор Регулирует: - проницаемость мембран, деление клетки - синтез макромолекул, активность ферментов - иммунные реакции - дезагрегацию тромбоцитов - возбуждение (нейроны), секрецию (желудок) - стимуляция (сердце), расслабление (гладкая мускулатура)
Са 2+, как вторичный мессенджер Гормон Рецептор Открытие Са 2+-каналов Увеличение Са 2+ Кальмодулин-Са 2+ Активация протеинкиназ Фосфорилирование белков Биологический эффект
Механизмы поддержания концентрация цитозольного кальция
Белково-пептидные гормоны • Либерины, статины, АДГ, окситоцин (гипоталамус) • Тропины (соматотропин, ТТГ, АКТГ, фолликулостимулирующий, лютеинизирующий, пролактин) (гипофиз) • Тиреокальцитонин (щитовидная железа) • Паратгормон (паращитовидная железа) • Тимозин (тимус) • Инсулин (β-клетки островков Лангерганса) • Глюкагон (α -клетки островков Лангерганса) • Гастрин, секретин, холецистокинин, энтерогастрин (ЖКТ) • Гормоны предсердий • Факторы роста клеток, нервов, сосудов • Ангиотензин-II, кинины (кровь)
Соматотропный гормон (гормон роста, СТГ) • Стимулирует синтез белка на уровне транскрипции и трансляции • Активирует триацилглигеридлипазу, окисление жирных кислот • Стимулирует секрецию глюкогона Секреция СТГ усиливается под влиянием соматолибеина, подавляется – под влиянием соматостатина СТГ - простой белок с м. м. 21 к. Да
АКРОМЕГАЛИЯ – избыточная секреция СТГ у взрослого человека • Акромегалия – это заболевание, при котором происходит избыточная продукция гормона роста, производимого передней долей гипофиза. • Характеризуется разрастанием хрящевой ткани. • Чаще всего причиной акромегалии выступает эозинофильная аденома гипофиза. Это доброкачественная опухоль, которая усиленно продуцирует соматотропин – гормон роста. Морис Тилле
Гипофизарная карликовость (нанизм) • Гипосекреция СТГ в детском возрасте. • Рост взрослого человека 110 -130 см • Нет деформации скелета. • Нет умственного отставания в развитии
Гигантизм • Развивается при гиперсекреции СТГ в детском возрасте (до завершения окостенивания)
Глюкагон состоит из 29 аминокислот, м. м. 3, 5 к. Да. Образуется из проглюкагона отщеплением 8 аминокислот. Секреция усиливается увеличением к крови Са 2+, аргинина, тормозится глюкозой и соматостатином. • Усиливает распад гликогена • Усиливает глюконеогенез • Усиливает липолиз • Усиливает окисление жирных кислот, образование ацетил-ко. А и кетоновых тел • Усиливает катаболизм белков и использование аминокислот в глюконеогенезе. • Усиливает синтез мочевины
Инсулин (м. м. 5, 7 к. Да) образован двумя полипептидными цепями, содержащими 51 аминокислотный остаток: A-цепь состоит из 21 аминокислоты, B-цепь образована 30 аминокислотами. Полипептидные цепи соединяются двумя дисульфидными мостиками через цистеин, третья дисульфидная связь расположена в A-цепи. Образуется из проинсулина путем удаления внутреннего пептидного сегмента. • Инсули н (от лат. insula — остров) — гормон пептидной природы, образуется в бетаклетках островков Лангерганса поджелудочной железы. • Основные мишени – мышцы, печень, жировая ткань, фибробласты, лимфоциты • Секрецию инсулина усиливают: – Повышение содержания глюкозы в крови – Глюкагон, секретин, холецистокинин, СТГ – Пища, богатая белками
Механизм действия инсулина
Биологические эффекты инсулина • Все эффекты инсулина по скорости их реализации подразделяют на 4 группы: – очень быстрые (через несколько секунд) — гиперполяризация мембран клеток (за исключением гепатоцитов), повышение проницаемости для глюкозы, активация Na-K-АТФазы, входа К+ и откачивания Na+, подавление Са-насоса и задержка Са 2+; – быстрые эффекты (в течение нес кольких минут) — активация и торможение различных ферментов, подавляющих катаболизм и усиливающих анаболические процессы; – медленные процессы (в течение нескольких часов) — повышенное поглощение аминокислот, изменение синтеза РНК и белковферментов; – очень медленные эффекты (от часов до суток) — активация митогенеза и размножения клеток.
Важнейший эффект инсулина • Увеличение в 20— 50 раз транспорта глюкозы через мембраны мышечных и жировых клеток путем облегченной диффузии по градиенту концентрации с помощью чувствительных к гормону мембранных белковых переносчиков (ГЛЮТ). • В мембранах разных видов клеток выявлены 6 типов ГЛЮТ, но только один из них — ГЛЮТ-4 является инсулинозависимым и находится в мембранах клеток скелетных мышц, миокарда, жировой ткани.
Действие инсулина на белковый и углеводный обмены • Белковый обмен: – повышение проницаемости мембран для аминокислот; – усиление синтеза и. РНК; – активация в печени синтеза аминокислот; – повышение синтеза и подавление распада белка. • Углеводный обмен: – активация утилизации глюкозы клетками, – усиление процессов фосфорилирования; – подавление распада и стимуляция синтеза гликогена; – угнетение глюконеогенеза; – активация процессов гликолиза; – гипогликемия
Действие инсулина на липидный обмен • Стимуляция синтеза свободных жирных кислот из глюкозы • Стимуляция синтеза липопротеиновой липазы в клетках эндотелия сосудов и благодаря этому активация гидролиза связанных с липопротеинами крови триглицеридов и поступления жирных кислот в клетки жировой ткани • Стимуляция синтеза триглицеридов • Подавление распада жира • Активация окисления кетоновых тел в печени.
Скачать презентацию Внутриклеточная сигнализация Белково-пептидные гормоны Лекция 31 План
Лекция 31.ppt