Биологический каталог




Основы биохимии. Том 3

Автор А.Уайт, Ф.Хендлер, Э.Смит, Р.Хилл, И.Леман

о синтезироваться и секретироваться, действовать быстро и в то же время быстро инактивироваться.

1530

V. БИОХИМИЯ ЭНДОКРИННЫХ ЖЕЛЕЗ

Система циркуляции, по которой гормоны доставляются к тканям-мишеням, и нервная система служат в организме животных двумя главными путями передачи информации. Эти два коммуникационных пути обеспечивают функционирование в каждом органе-механизмов интеграции большого числа реакций; в результате вместо изолированных, несогласованных (или даже «противодействующих») реакций наблюдается совокупность процессов, которые вписываются в гармоничный баланс нормально функционирующего организма. Нарушения этого баланса либо в условиях эксперимента, либо при патологии вызывают различные отклонения в метаболизме, изучение которых имеет важное значение для понимания процессов, протекающих в здоровом и больном организмах. Анатомической и биохимической основой интеграции обоих путей потока информации служит гипоталамус (см. ниже).

Помимо хорошо изученных гормонов в биологических жидкостях и тканях обнаружено большое число различных соединений, которые также влияют на скорости реакций, протекающих в клетках. К их числу относятся полипептиды, которые тормозят пролиферацию клеток; они оказались специфичными для данного органа-мишени (например, соответствующие полипептиды нз кожи тормозят пролиферацию клеток кожи), но не обладающими видовой специфичностью. Ингибиторы этого типа получили название халоны (от греческого слова, имеющего смысл «ослаблять», «замедлять») . Халоны сильно влияют на скорость клеточных процессов; подобно кининам (разд. 35.4) и простагландинам (гл. 19) они могут продуцироваться клетками, не относящимися к эндокринной системе. Следует отметить, что некоторые гормоны также синтезируются в клетках, которые не принято рассматривать как эндокринные (например, в клетках слизистой оболочки желудка и кишечника, гл. 34).

Эндокринология изучает структуру и функцию эндокринных желез, продукты их секреции и другие соединения, выполняющие функции химических «посредников», а также последствия избыточного или недостаточного образования гормонов. При изучении гормона биохимик стремится установить его химическое строение, механизм синтеза и секреции, его метаболизм, а также механизм действия на клеточном и молекулярном уровнях.

41.1. Общие сведения о структуре гормонов, регуляции их секреции и механизме действия

41.1.1. Структура гормонов

Гормоны млекопитающих по химической природе можно разделить на три большие группы. Одну группу образуют белки и полипептиды (табл. 41.1); вторую группу — стероиды (табл. 41.2);

41. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

1531

третью группу составляют небольшие молекулы, образующиеся в ходе метаболизма из аминокислот; эти соединения приведены в табл. 41.1.

Предшественниками ряда приведенных в табл. 41.1 полипептидных гормонов являются синтезируемые в соответствующих эндокринных железах более крупные молекулы, называемые прогормо-нами. В некоторых случаях продуктами рибосомального синтеза являются еще более крупные белки, называемые препрогормонами.

Следует напомнить, что в эукариотических клетках экстрацел-люларные белки синтезируются на связанных с мембранами рибосомах (гл. 26). Было показано, что информационные РНК, полученные из связанных с мембранами рибосом клеток ряда эндокринных желез, имеют, по-видимому, общую структурную черту, а именно несколько дополнительных кодонов в области 5'-конца. При трансляции мРНК ряда прогормонов образуются полипептиды, имеющие на ?-конце сходный дополнительный сегмент из 15—20 аминокислот, богатый гидрофобными аминокислотами. Эта последовательность, вероятно, распознается при ассоциации рибосом с эндоплазматический ретикулумом. При добавлении микро-сом in vitro к транслирующей системе происходит отщепление дополнительного пептидного сегмента, занимающего ?-концевое положение. У исследованных прогормонов расщепление полипептидной цепи происходит по связям Lys—Arg или Arg—Arg. Оно осуществляется в комплексе Гольджи, куда (после синтеза в шероховатом эидоплазматической ретикулуме) предшественник транспортируется за счет поставляющих энергию процессов при участии клеточных микрофиламентов и микротрубочек.

Образование прогормонов и препрогормонов в ряде эндокринных желез было продемонстрировано путем инкубации срезов желез в среде с изотопно меченными аминокислотами. Изучение процесса внедрения меченых аминокислот в экстрагируемые тканевые белки (разделенные с помошью гель-хроматографии; см. гл. 5) показало, что вначале метка появляется в относительно крупных белках, а при продолжении инкубации она оказывается в молекулах, идентичных по размерам секретируемым гормонам.

В некоторых случаях предшественники гормонов, а также продукты, образующиеся наряду с гормонами при действии протеиназ на предшественники гормонов, могут появляться в системе циркуляции. Наличие предшественников установлено в настоящее время для ряда гормонов, например для инсулина и паратгормона. Взаимоотношения предшественник — гормон будут рассматриваться в последующих главах. Целесообразно, однако, прокомментировать некоторые аспекты этого феномена.

Образование предшественников биологически активных белков было давно установлено в случае протеолитических ферментов желудочно-кишечного тракта; превращение неактивных зимогенов

Таблица 41.1

Главные эндокринные железы, образующие белковые и полипептидные гормоны и гормоны, являющиеся

производными аминокислот

ю

Эндокринная железа

Гормон

Основное место действия

Основные процессы, подвергающиеся влиянию

Щитовидная железа Тироксин и трииодтиро-нин

Кальцитонин

Паращитовидная же- Паратгормон леза

Желтое тело Плацента

Кальцитонин

Релаксин

Гонадотропин

Релаксин

Мозговой слой надпо- Адреналин чечников

Норадреналин

Поджелудочная желе- Инсулин за

Глкжагон Соматостатщ

Общее Скелет

Лонное сочленение

То же, что и для адено-гипофизарных гонадотро-пинов (LH и FSH) То же, что и для гормона желтого тела

Мышца сердца, гладкие мышцы, артериолы Печень и мышцы Жировая ткань Артериолы

Жировая ткань

Общее

Жировая ткань Печень

Ж»ровая ткань

Скорость метаболизма и потребление Oj тканями

Метаболизм Са2+ и фосфата

Скелет, почкн, желудоч- То же

но-кишечный тракт

Скелет »

Тонус мышц

Сходные (но не идентичные) с теми, на которые действуют аденогнпофизарные гормоны

Те же, что и для гормона желтого тела

Частота пульса н кровяное давление, сокращение большинства гладких мышц Гликогенолиз Освобождение липидов Сокращение, увеличение сопротивления периферических сосудов Освобождение лнпидов

Утилизация углеводов, синтеза белка Липогенез Гликогенолиз Освобождение липидов

стимулирование

В!

S

%

S

СУ

я » о

S

к к

V

У-

я

и

?

?

Аденогипофиз

Нейрогипофиз

Панкреатический полипептид

Лютеотропин (пролак-тин)а

Адренокортикотропин

(кортикотропин;

АСТН)

Тнреотропин (TSH)

(гормон

Соматотропин роста)

Поджелудочная железа,

аденогипофиз

Печень

Молочная железа

Желтое тело

Кора надпочечников

Жировая ткань Щитовидная железа

Жировая ткань

Общее

Лготеиннзиругощий (или Яичники стимулирующий интер-стициальные клетки) гор- Семенники моны (LH или ICSH) Фолликулостимулирую- Яичники щий гормон (FSH)

Семенники

а- и ?-Лппотроплны Окситоцин

Вазопрессин (антидиуретический гормон) Когерин

Клетки жировой ткани

Гладкие мышцы, особенно в матке

Молочная железа (в послеродовом периоде) Артериолы Почечные канальцы Мышцы кишечника

Торможение секреции глюкагона и сома-тотропнна

Усиление гликогенолиза

Пролиферация и инициация секреции молока

Пролиферация желтого тела; стимуляция секреции прогестерона Образование и (или) секреция кортико-стероидов

Освобождение липидов Образование и секреция гормонов щитовидной железы Освобождение липидов

Рост костей и мышц; анаболическое действие на метаболизм Саг+, фосфата и азота, на метаболизм углеводов и липидов; увеличение содержания гликогена в мышцах и сердце Лютеннизация; секреция прогестерона (см. FSH)

Развитие интерстициальной ткани; секреция андрогенов

Развитие фолликулов; секреция эстрогенов и овуляция (совместно с LH) Развитие семявыводящих протоков, сперматогенез

Освобождение липидов

Сокращение мышц, роды

Выделение молока

Кровяное давление Реабсорбция воды

Регуляция ритма перистальтики кишечника

о и

В я

m

о и м Ja и X Я а

сл w W

Продолжение 5

Эндокринная железа

Гормон

Основное место действия]

Основные процессы, подвергающиеся влиянию

Промежуточная доля Меланоцитстимулирую-гипофиза щий гормон (MSH)

Меланофорные клетки

Рассредоточение пигмента, сопровождающееся потемнением кожи

Шишковидная железа Мелатонин, 5-окситри-птофол

Тимус

Тимозин6

Желудочно-кишечный Гастрины тракт0 Соматостатин

Секретин Холецистокинин

Половые железы

Лимфоидные клетки

Желудок

Агрегация пигмента, сопровождающаяся просветлением кожи

Функция половых желез

Стимуляция лимфоцитопоэза, ускорение созревания иммунологически компетентных лимфоцитов; клеточный иммунитет

Секреция кислоты

Поджелудочная железа, Торможение секреции глюкагона и сома-

аденогипофиз Поджелудочная железа

Желчный пузырь

тотропина

Секреция панкреатического сока Секреция ферментов поджелудочной железы

Сокращение и опорожнение

и я

X

Я ??

? я S о

я я я в*

X

m

m ?

» Имеется также в плаценте. Гормон плаценты называется плацентарным лактогеном. б Один из нескольких активных гормонов (гл. 47). » См. гл. 34,

Таблица Hi

Главные эндокринные железы, продуцирующие стероидные гормоны

Эндокринная железа

Гормон

Основное место действия

Основные процессы, подвергающиеся влиянию

Семенники Семенные пузырьки

Яичники

Желтое тело Плацента

Кора надпочечников

Тестостерон Простагландиныа

Эстрон и эстрадиол

Прогестерон

Эстрогены Прогестерон

Кортикостероиды Альдостерон Кортикостерон, корти-зол

Наружные половые органы

Общее

Гладкие мышцы, жировая ткань, тромбоциты, мозг, желудочно-кишечный тракт

Наружные половые органы

Моло

страница 81
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161

Скачать книгу "Основы биохимии. Том 3" (10.5Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [обратная связь]

п»ї
Rambler's Top100 Химический каталог

Copyright © 2009
(16.09.2019)