Раздел 2. Сведения о биохимии регуляций

Глава 9. Биохимия регуляций

Раздел 1. Значение изучаемой темы

Регуляция и регулируемость являются фундаментальным свойством всего живого. Организм человека – это нечто бесконечно более сложное, чем совокупность различного типа клеток. Клетки, дифференцированные для осущест-вления специфических физиологических функций, взаимодействуют друг с другом, образуя ткани, которые в свою очередь структурно организованы в виде органов. Такая организация обеспечивает рациональное разделение функциональной активности, но требует участия контролирующих систем, согласующих и координирующих работу различных органов и тканей, с тем, чтобы она гармонично соответствовала потребностям организма как целого.

Сообщение между клетками обеспечивают сигнальные молекулы (межклеточные регуляторы). Они выделяются из одних клеток и переносятся к другим, доставляя сигналы к тем из них, которые снабжены рецепторами, способными воспринимать эти сигналы. Связывание сигнальной молекулы со своим рецептором приводит к биохимическому ответу клетки, а впоследствии - к ответу органа или ткани.

Биохимическая регуляция может быть срочной и долговременной. Срочная регуляция связана с быстрой перестройкой обмена веществ. Эти изменения в обмене веществ обусловлены включением срочных механизмов регуляции клеточного метаболизма, а именно действием регуляторов на проницаемость клеточных мембран и активность ферментов. Долговременная регуляция выражена в стойкой перестройке обмена веществ, развивающейся вследствие длительного действия межклеточных регуляторов. При этом включаются долговременные механизмы регуляции, направленные на синтез ферментов и других функциональных белков. Если по каким-то причинам не формируется требуемый биохимический ответ на действие межклеточных регуляторов, то ткани, да и организм в целом, не могут приспособиться к сложившимся условиям среды, что проявляется в виде болезней.

В данной теме будет рассмотрена эндокринная регуляция организма, а именно, ее биохимическая сторона. Материал данной темы закладывает биохимическую основу для изучения курса эндокринологии.

Раздел 2. Сведения о биохимии регуляций

Введение в биохимию регуляций

Задача регуляторных систем – сохранение гомеостаза. Обязательным для регуляции является наличие прямых и обратных связей между регулятором и регулируемым объектом. С помощью этих связей осуществляется интеграция и координация. Интеграция – это объединение элементов системы в единое целое.

Координация (соподчинение) – это подчинение менее важных элементов системы более важным элементам. Интеграция и координация – это две стороны процесса регуляции.

Различают:

1. Внутриклеточную регуляцию (ауторегуляцию).

2. Дистантную регуляцию (межклеточную).

Механизмы клеточной ауторегуляции

1. Компартментализация (мембранный механизм).

Роль мембран состоит в следующем:

а) мембраны делят клетки на отсеки и в каждом из них осуществляются свои процессы;

б) мембраны обеспечивают активный транспорт и регулируют потоки молекул в клетке и из клетки;

в) в мембраны встроены ферменты;

г) мембраны защищают клетку от внешних воздействий.

Воздействием на функции мембран клетка может регулировать тот или иной процесс.

2. Изменение активности ферментов.

3. Изменение количества ферментов.

Классификация межклеточных регуляторов

1. Анатомо-физиологическая:

а) Гормоны – межклеточные регуляторы, доставляемые к клеткам-мишеням током крови. Вырабатываются в эндокринных железах или рассеянных железистых клетках.

б) Нейрогормоны вырабатываются нервными клетками и выделяются в синаптическую щель, то есть в непосредственной близости от клетки-мишени. Нейрогормоны делятся на медиаторы и модуляторы. Медиаторы обладают непосредственным пусковым эффектом. Модуляторы изменяют эффект медиаторов. Примерами медиаторов являются ацетилхолин и норадреналин; модуляторов – g-ааминомасляная кислота, дофамин.

в) Локальные гормоны – это межклеточные регуляторы, действующие на близлежащие к месту их синтеза клетки. Пример: гормоны, производные жирных кислот.

2. Классификация по широте действия:

а) Гормоны универсального действия действуют на все ткани организма (например, катехоламины, глюкокортикостероиды).

б) Гормоны направленного действия действуют на определенные органы-мишени (например, АКТГ действует на кору надпочечников).

3. Классификация по химическому строению:

а)Белково-пептидные гормоны:

– Олигопептиды (кинины, АДГ).

– Полипептиды (АКТГ, глюкагон).

– Белки (СТГ, ТТГ, ГТГ).

б)Производные аминокислот:

– Катехоламины и йодтиронины - образуются из тирозина;

– Ацетилхолин - образуется из серина.

– Серотонин, триптамин, мелатонин - образуются из триптофана.

в)Липидные гормоны:

– стероидные гормоны (гормоны коры надпочечников и половые гормоны);

– производные полиненасыщенных жирных кислот (простагландины, тромбоксаны, лейкотриены).

Механизмы действия межклеточных регуляторов.

Все межклеточные регуляторы (в дальнейшем, гормоны) управляют только путем вмешательства в ауторегуляцию клетки. Обязательным участником гормонального влияния является рецептор.

Рецепторы – это белковые молекулы, специфически связывающие данный гормон, в результате чего возникает какой-либо эффект.

Гормон начинает свое действие с соединения с рецептором, образуя гормон-рецепторный комплекс.

Гормон и рецептор имеют одинаковое значение. Эффект зависит от каждого из них в равной степени.

Рецепторы могут находиться внутри клетки, а также на клеточной мембране.

Механизм действия гормонов через внутриклеточные рецепторы.

Гормон проникает в клетку, связывается с рецептором. Образованный таким образом гормон-рецепторный комплекс перемещается в ядро и действует на генетический аппарат клетки. В результате меняется процесс транскрипции, а в дальнейшем, синтез белков. Таким образом, данные гормоны влияют на количество ферментов в клетке.

Поиск по сайту: