Химическая природа глюкагона 2

Химическая природа глюкагона 2

Химическая природа глюкагона

160-161

Регуляция углеводного обмена

А. Регуляция углеводного обмена

У высших организмов обмен углеводов подвержен сложным механизмам регуляции, в которых участвуют гормоны, метаболиты и коферменты . Представленная здесь схема относится к печени , которая занимает в углеводном метаболизме центральное место (см. с. 302). Некоторые из представленных механизмов не действуют в других тканях.

Одной из важнейших функций клеток печени является накопление избыточной глюкозы в виде гликогена и ее быстрое высвобождение по мере метаболической необходимости (буферная функция) . После полной мобилизации запасов гликогена печень может поставлять глюкозу за счет синтеза de novo ( глюконеогенез , см. сс. 156, 232). Кроме того, как и все ткани, она потребляет глюкозу путем гликолиза. Функции накопления (синтеза) глюкозы в виде гликогена и его распада должны быть взаимосогласованы. Таким образом, совершенно невозможно одновременное протекание гликолиза и глюконеогенеза, как и синтеза и деградации гликогена. Согласование процессов обеспечивается тем, что синтез (анаболизм) и распад (катаболизм) катализируются двумя различными ферментами и контролируются независимо. На схеме показаны только эти ключевые ферменты .

Гормоны. К гормонам, которые влияют на углеводный обмен, принадлежат пептиды инсулин и глюкагон , глюкокортикоид кортизол и катехоламин адреналин (см. сс. 362, 368). Инсулин индуцирует (см. с. 120) синтез de novo гликоген-синтазы [ 1 ], а также некоторых ферментов гликолиза [ 3, 5, 7 ]. Одновременно инсулин подавляет синтез ключевых ферментов глюконеогенеза ( репрессия, [ 4, 6, 8, 9 ]). Глюкагон как антагонист инсулина действует в противоположном направлении: индуцирует ферменты глюконеогенеза [ 4, 6, 8, 9 ] и репрессирует пируваткиназу [ 7 ], ключевой фермент гликолиза. Другие аффекты глюкагона основаны на взаимопревращении ферментов и опосредованы вторичным мессенджером цАМФ (сАМР, см. с. 114). По этому механизму тормозится синтез гликогена [ 1 ] и активируется расщепление гликогена [ 2 ]. Подобным образом действует и адреналин. Торможение пируваткиназы [ 7 ] глюкагоном также обусловлено взаимопревращением ферментов.

Глюкокортикоиды, прежде всего кортизол (см. с. 362), индуцируют все ключевые ферменты глюконеогенеза [ 4, 6, 8, 9 ]. Одновременно они индуцируют ферменты деградации аминокислот и обеспечивают тем самым глюконеогенез исходными соединениями.

Метаболиты. Высокие концентрации АТФ (АТР) и цитрата тормозят гликолиз путем аллостерической регуляции фосфо фруктокиназы. Кроме того, АТФ тормозит пируваткиназу . Ингибитором пируваткиназы является ацетил-КоА. Все эти метаболиты образуются при распаде глюкозы ( торможение конечным продуктом ). АМФ (AMP), сигнал дефицита АТФ, активирует расщепление гликогена и тормозит глюконеогенез.

Важную роль в обмене веществ в печени играет фруктозо-2,6-дифосфат . Это сигнальное вещество образуется в незначительных количествах из фруктозо-6-фосфата и выполняет чисто регуляторную функцию: стимулирует гликолиз путем активации фосфофруктокиназы и подавляет глюконеогенез с помощью торможения фруктозо-1,5-дифосфатазы.

Образование и распад фруктозо-2,6-дифосфата катализируются одним и тем же белком [ 10а и б ]. В нефосфорилированной форме этот белок вызывает образование фруктозо-2,6-дифосфата [ 10а ]. После фосфорилирования цАМФ-зависимой киназой он действует как фосфатаза [ 10б ] и катализирует превращение фруктозо-2,6-дифосфата в фруктозо-6-фосфат. В присутствии адреналина и глюкагона в клетках печени повышается уровень цАМФ (см. с. 122), т.е. оба гормона воздействуют как на гликолиз, так и на глюконеогенез. Суммарным результатом является быстрое повышение уровня глюкозы в крови.

Глюкагон: химическая природа, регуляция секреции, механизм действия, роль в обмене

Глюкагон, секретируемый А-клетками панкреотических островков и верхних отделов ЖКТ, был назван гипергликемическим фактором, поскольку первоначально было обнаружено его свойство повышать содержание глюкозы в крови за счёт ускорения гликогенолиза в печени. Впервые был обнаружен в коммерческих препаратах инсулина ещё в 1923г., однако только в 1953г. венгерский биохимик Ф. Штрауб получил его в гомогенном состоянии его М=3485 Да. Глюкагон содержит 29 аминокислот.

Ген глюкагона кодирует молекулу препроглюкагона, состоящую из 180 аминокислот, которая, помимо глюкагона, содержит несколько других пептидов, включая ГПП-1 и ГПП-2. Ген глюкагона экспрессируется в a-клетках островков поджелудочной железы и в L-клетках кишечника, где процессинг проглюкагона различен. В результате протеолитического процессинга проглюкагона потенциально могут образовываться следующие 6 пептидов: глюкагон (29 аминокислотных остатков), аминотерминальный или глюкагонотносящийся пептид (GRPP, включающий 30 аминокислотных остатков), вставочный пептид 1 (состоит из 6 аминокислотных остатков) и вставочный пептид 2 (состоит из 13 аминокислотных остатков), ГПП-1 (состоит из 37 аминокислотных остатков) и ГПП-2 (состоит из 35 аминокислотных остатков). Молекула проглюкагона кодируется одним (общим) геном, и мРНК проглюкагона, идентифицированная из поджелудочной железы, кишечника и мозга идентична. Однако протеолитический процессинг проглюкагона в перечисленных тканях различен. Так, в a-клетках поджелудочной железы в основном образуется глюкагон, а остальные пептиды практически не определяются, тогда как в L-клетках кишечника глюкагон не образуется. В результате протеолитического процессинга в этих клетках выявляется определенное количество неполноценных пептидов (глицентин и оксинтомодулин), физиологическая функция которых пока остается неясной. Основное количество высвобождаемых из L-клеток пептидов приходится на ГПП-1 (и его амидную форму 7-36), ГПП-2 и амидную форму вставочного пептида 2. В клетках гипоталамуса процессинг проглюкагона происходит подобно тому, что наблюдается в L-клетках кишечника, хотя в клетках гипоталамуса выявляется и небольшое количество глюкагона.

В регуляции экспрессии гена глюкагона принимают участие многие физиологические факторы, такие как компоненты пищи — глюкоза и аминокислоты, а также различные гормоны — адреналин, инсулин и соматостатин. Регуляция процессинга проглюкагона в a-клетках островка поджелудочной железы и в L-клетках кишечника различна, о чем свидетельствует тот факт, что глюкоза угнетает секрецию глюкагона в островках поджелудочной железы, тогда как высвобождение глицентина из кишечника при этих условиях не изменяется или даже стимулируется. Исследования in vitro на культурах различных типов a-клеток (RIN 56A, InR I G9r) показали, что эфиры форбола и аналога диацилглицерина увеличивают биосинтез глюкагона и их влияние опосредуется на уровне трансляции. Специфичность их действия подтверждается тем, что эти вещества не оказывают никакого влияния на другие гены гормонов (инсулин и соматостатин), также локализованные в островке поджелудочной железы. Не исключено, что в регуляции гена глюкагона принимает значительное участие протеинкиназа С. Глюкокортикоиды in vivo не влияют на экспрессию гена глюкагона, тогда как in vitro под влиянием дексаметазона четко отмечается снижение количества мРНК глюкагона, но только при его концентрации 7-10 M и периода инкубации в течение 24-36 ч.

Кроме того, на регуляцию секреции глюкагона дополнительно влияют многие вещества. Так, стимулирующим влиянием на высвобождение глюкагона обладают следующие вещества: адреналин, норадреналин, ацетилхолин, дофамин, ВИП, нейротензин, вещество Р, простагландины, b-эндорфины, гастрин, холецистокинин, ГИП, СТГ, фуросемид, L-дофа, клофелин, оксиметазолин, а также стресс, голодание, большие физические нагрузки, гипогликемия или цитогликопения (прием 2-деоксиглюкозы), снижение уровня СЖК или повышение концентрации аминокислот в крови. Стимуляция адренергической и парасимпатической нервной систем, а также период адаптации новорожденного к внешним условиям в постнатальный период также сопровождаются повышением концентрации глюкагона в периферическом кровообращении.

Глюкагон, секретируемый a-клетками островков Лангерганса, вначале попадает в межклеточное пространство и интерстициальную жидкость, а затем с током крови через портальную вену — в печень, где он увеличивает гликогенолиз, снижает утилизацию глюкозы и синтез гликогена, повышает глюконеогенез и образование кетоновых тел. Суммарным эффектом этих воздействий является увеличение образования и выхода глюкозы из печени. В периферических тканях глюкагон оказывает липолитическое действие, повышая липолиз, снижая дипогенез и белковый синтез. Липолиз активируется гормон-чувствительной липазой.

Не исключено, что в организме транспорт глюкагона осуществляется в связанном с глобулинами состоянии. Этим, в частности, объясняются данные, показывающие, что полупериод исчезновения глюкагона плазмы крови составляет от 3 до 16 мин. Свободные формы глюкагона метаболизируют и удаляются из крови быстро, тогда как глюкагон, связанный с белками плазмы, метаболизируется более медленно. Концентрация глюкагона в портальной вене составляет от 300 до 4 500 пг/мл, тогда как в периферической крови — до 90 пг/мл (в среднем 24 ± 6 пг/мл) и в ответ на введение аргинина или холецистокинина увеличивается до 1 200 пг/мл.

Читайте также:  Боли в животе после приема антибиотиков причины, способы избавления и профилактика

Глюкагон оказывает свое специфическое действие через рецепторы. Установлено, что рецептор к глюкагону является гликопротеином, содержащим 4 N-связанные олигосахаридные цепи и внутримолекулярные дисульфидные мостики. Мол. м. рецептора составляет 62 000. Глюкагонсвязывающие места располагаются на СООН-терминальном домене рецептора. Способность рецепторов к глюкагону взаимодействовать с соответствующим гормоном непостоянна и зависит от нескольких факторов. Связывание глюкагона с рецепторами уменьшается при гиперглюкагонемии, вызванной длительным голоданием, инсулиновой недостаточностью или экзогенным введением глюкагона. Однако несмотря на такую обратную регуляцию, процесс активирования аденилатциклазы под влиянием глюкагона не изменяется. Это состояние достигается тем, что оставшиеся рецепторы приобретают повышенную способность к комплексированию с гормоном.

Основное гликогенолитическое действие глюкагона осуществляется в печени, где он связывается с рецепторами гепатоцитов и активирует аденилатциклазу, которая переводит АТФ в цАМФ. Далее активизируется цАМФ-зависимая протеинкиназа, стимулирующая фосфорилазу киназы. Последняя конвертирует неактивную фосфорилазу в активную ее форму (фосфорилазу А), под влиянием которой ускоряются гликогенолиз и глюконеогенез, что сопровождается повышением образования глюкозы печенью. Наряду с этим протеинкиназа инактивирует гликогенсинтазу, вследствие чего замедляется синтез гликогена. Действие глюкагона на активность фосфорилазы и гликогенсинтазы развивается в течение 1-2 мин после введения гормона. Установлено также, что взаимодействие глюкагона с рецептором и активирование пострецепторных механизмов его действия протекают с обязательным участием ГТФ, дивалентных катионов (кальций и магний) и аденозина. После связывания глюкагона с рецептором мембраны происходят «погружение» глюкагонорецепторного комплекса в липидные слои мембраны и взаимодействие с гуаниннуклеотидсвязывающим белком. В результате этого белок освобождается от связи с гуанозиндифосфатом (ГДФ) и соединяется с гуанозинтрифосфатом (ГТФ). ГТФ-связанный белок после этого взаимодействует с каталитической субъединицей аденилатциклазы с образованием активного комплекса, переводящего АТФ в цАМФ с участием цАМФ-зависимой протеинкиназы. Таким образом, эффекты действия глюкагона опосредуются в основном цАМФ. Однако не исключается, что его гликогенолитическое влияние может осуществляться и другими (не цАМФ) механизмами. Секреция глюкагона, так же как и инсулина, осуществляется пульсирующим образом.

Помимо влияния на углеводный обмен, глюкагон стимулирует кетогенез в печени, скорость которого зависит от поступления свободных жирных кислот в печень. Скорость кетогенеза печени определяется соотношением глюкагон/инсулин в крови, поступающей в печень. J. D. McGarry и D. W. Foster установили, что высокое соотношение глюкагон/инсулин повышает внутриклеточный уровень цАМФ, уменьшает гликогенолиз и активность ацетил-СоА карбоксилазы. Это снижает внутриклеточное содержание малонил-СоА, что сопровождается в свою очередь почти полной блокадой синтеза жирных кислот, вызывает угнетение карнитинацилтрансферазы и последующую стимуляцию липолиза с избыточным образованием кетоновых тел (ацетоацетата и 3-гидроксимасляной кислоты). G. Paolisso и соавт. в исследованиях на человеке показали, что пульсирующее введение глюкагона (а не его введение с постоянной скоростью) оказывает более выраженное гипергликемическое, липолитическое действие и влияние на скорость кетогенеза. Кроме того, это действие более выраженно проявляется в условиях инсулиновой недостаточности, вызванной соматостатином. У пожилых лиц четко выявляется уменьшение липолитического и кетогенного действия глюкагона, тогда как гипергликемический эффект глюкагона у них остается интактным. Недавние исследования М. G. Carlson, выполненные на добровольцах, четко подтвердили, что умеренная гиперглюкагонемия стимулирует скорость повышения в плазме крови СЖК и глицерина. В эксперименте при условии блокады или угнетения образования глюкагона скорость образования глюкозы и кетоновых тел печенью остается в норме или близкой к норме, несмотря на тотальное отсутствие инсулина. Эти наблюдения позволяют считать, что при сахарном диабете типа 1 необходимо хотя бы временно перевести инсулинзависимое состояние в инсулиннезависимое.

Таким образом, глюкагон в организме выполняет в первую очередь функцию обеспечения источниками энергии, защищая, таким образом, организм от гипогликемии. Эту функцию он осуществляет путем влияния на углеводный, белковый и жировой обмен. В печени он стимулирует образование глюкозы как из гликогена (гликогенолиз), так и из аминокислот (глюконеогенез), что сопровождается увеличением продукции глюкозы печенью. Увеличивая липолиз жира, он способствует увеличению поступления СЖК в печень и повышению образования кетоновых тел. Среди всех контринсулиновых гормонов глюкагону принадлежит первое место. Помимо защитной функции от возможной гипогликемии, глюкагон также восстанавливает нормогликемию при уже развившейся гипогликемии.

Помимо поддержания энергетического гомеостаза, глюкагон умеренно снижает уровень холестерина и триглицеридов в сыворотке крови, а также стимулирует высвобождение инсулина. Вместе с инсулином он участвует в процессах регенерации печени. Вот почему предложенное в свое время оперативное лечение сахарного диабета в виде проведения хирургического вмешательства, направленного на изменение оттока венозной крови от поджелудочной железы, при котором панкреатическая вена, в нормальных условиях впадающая в портальную систему печени, трансплантировалась в нижнюю полую вену (операция депортализация), не может считаться физиологическим и вызывает значительные изменения функции печени, практически не приводя к улучшению течения диабета и не позволяя отказаться от заместительной терапии инсулином. Операция депортализация была предложена для лечения сахарного диабета 1 типа, исходя из бигормональной теории сахарного диабета, в соответствии с которой развитие сахарного диабета 1 типа считалось следствием относительной гиперглюкагонемии. Для ликвидации гиперглюкагонемии, которая почти постоянно встречается при сахарном диабете и лишь отражает степень декомпенсации углеводного обмена, и была предложена депортализация, при которой глюкагон, избыточно образующийся в этом случае, поступает в большой круг кровообращения и отводится от печени в целях предотвращения его гипергликемического действия. В результате такой операции уровень глюкагона в крови почти не изменяется. Это связано с тем, что, как показал J. Bringer, после панкреатэктомии, проведенной по поводу различных заболеваний поджелудочной железы, уровень глюкагона в сыворотке крови больных изменяется незначительно в связи с активированием вне-панкреатической секреции глюкагона. В условиях депортализации ослабляется или прерывается гепатотропное действие глюкагона, имеющее большое значение для сохранения нормальной функции печени.

Соматостатин: химическая природа, регуляция секреции, механизм действия, роль в обмене

Соматостатин (GHIF — growth hormone inhibiting factor, SRIF — somatotropin-release inhibiting factor). Полипептид, состоящий из 14 аминокислот. Своеобразие распределения d-клеток, а именно их разбросанность среди других эндокринных клеток желудочно-кишечного тракта и поджелудочной железы представляет морфологическую основу для высвобождения и местного действия гормона на соседние клетки-мишени. В этом отношении соматостатин может рассматриваться как аналог других местных гормонов, к которым относятся, в частности, гистамин и серотонин.Кроме того, соматостатин, выявляющийся не только в клетках, где он секретируется, но и в нервных волокнах, в том числе желудочно-кишечного тракта, осуществляет свое действие и через нейрокринные механизмы, т.е. путем высвобождения из нервных окончаний.

Концентрация соматостатина в островках Лангерганса поджелудочной железы превышают уровень его в тканях гипоталамической зоны головного мозга, из которых он впервые был экстрагирован (1973). Много соматостатина также в антральной слизистой оболочке желудка, существенно меньше — в кишечной слизистой оболочке. В целом 3/4 всего иммунореактивного соматостатина вырабатывается расположенными в органах пищеварения D-клетками, остальное количество вырабатывается в головном мозгу. В отличие от других полипептидных гормонов, молекула-предшественник соматостатина обладает определенной биологической активностью, которая в то же время во много раз менее выражена, чем у молекулы гормона. Срок «полужизни» гормона в крови измеряется 3-4 минутами.

Читайте также:  В одной из школ Междуреченска ребенка заставили ходить в носках

Можно выделить следующие стороны действия соматостатина:

Торможение базальной и стимулированной инкреции соматотропного гормона.

Торможение инкреции пролактина и АКТГ.

Торможение базальной и стимулированной инкреции инсулина, глюкагона и панкреатического полипептида путем прямого влияния на образующие их клетки поджелудочной железы.

Торможение инкреции всех изученных желудочно-кишечных гормонов: гастрина, секретина, ХКП, ГИП, ВИП, мотилина и энтероглюкагона.

Торможение инкреции кальцитонина.

Торможение выделения почками ренина.

Торможение желудочной секреции соляной кислоты и пепсина, секреции панкреатических бикарбонатов и ферментов.

Торможение гастродуоденальной и билиарной моторики.

Гормоны поджелудочной железы: инсулин, глюкагон. Их химическая природа и влияние на обменные процессы.

Глюкагон представляет собой гормон полипептидной природы, выделяемый a-клетками поджелудочной железы

В состав полипептидной цепи глюкагона входит 29 аминокислотных остатков.Основным местом синтеза глюкагона являются a-клетки поджелудочной железы, однако довольно большие количества этого гормона образуются и в других органах желудочнокишечного тракта.

Синтезируется глюкагон на рибосомах aклеток в виде более длинного предшественника. В ходе процессинга происходит существенное укорочение полипептидной цепи,после чего глюкагон секретируется в кровь. В крови он находится в свободной форме. Период его полужизни равняется примерно 5 минутам. Основная часть глюкагона инактивируется в печени путем гидролитического отщепления 2 аминокислотных остатков с Nконца молекулы.

Рецепторы для гормона локализованы в наружной клеточной мембране. Образование гормонрецепторных комплексов сопровождается активацией аденилатциклазы и увеличением в клетках концентрации цАМФ, сопровождающимся активацией протеинкиназы и фосфорилированием белков с изменением функциональной активности последних.

Под действием глюкагона в гепатоцитах ускоряется мобилизация гликогена с выходом глюкозы в кровь. Следует заметить, что глюкагон, в отличие от адреналина, не оказывает влияния на скорость гликогенолиза в мышцах.Глюкагон активирует процесс глюконеогенеза в гепатоцитах. Глюкагон стимулирует липолиз в липоцитах, увеличивая тем самым поступление в кровь глицерола и высших жирных кислот. В печени гормон тормозит синтез жирных кислот и холестерола из ацетилКоА. Таким образом, глюкагон стимулирует кетогенез. В почках глюкагон увеличивает клубочковую фильтрацию.

Инсулин относится к гормонам белковой природы. Он синтезируется b-клетками поджелудочной железы. Инсулин является одним из важнейших анаболических гормонов. Связывание инсулина с клетками-мишенями приводит к процессам, которые увеличивают скорость синтеза белка, а также накопление в клетках гликогена и липидов, являющихся резервом пластического и энергетического материала.

Молекула инсулина состоит из двух полипептидных цепей А-цепи и В-цепи. В состав А-цепи входит 21 аминокислотный остаток, в состав В-цепи 30. Эти цепи связаны между собой двумя дисульфидными мостиками: один между А7 и В7, второй между А20 и В19. Третий дисульфидный мостик находится в цепи А, связывая А6 и А11..

Синтез инсулина в b-клетках поджелудочной железы начинается в шероховатом эндоплазматическом ретикулууме, причем на рибосомах образуется молекула предшественника препроинсулина, имеющего в своем составе 104 аминокислотных остатка. Затем в цистернах этой органеллы с Nконца отщепляется членная лидерная последовательность и образуется проинсулин с молекулярной массой 9 000, содержащий 81 аминокислотных остатков. В составе проинсулина происходит формирование всех дисульфидных мостиков будущей молекулы инсулина. Проинсулин поступает в аппарат Гольджи, в котором под действием двух различных протеиназ из средней части молекулы проинсулина отщепляется С-пептид и 4 дополнительных аминокислотных.

Сформированные молекулы инсулина вместе со свободными молекулами Спептида упаковываются в гранулы. В составе гранул молекулы инсулина образуют кристаллические структуры, в которых на каждые 6 молекул инсулина приходится 2 атома цинка

Инсулин переносится кровью в свободном виде, причем биологической активностью обладает только мономер. Спептид, также оказывающийся в русле крови, биологической активностью не обладает. Продолжительность периода «полужизни» молекул инсулина составляет 35 минут, его концентрация в сывортке 0,0290,18 нМ/л

Влияние инсулина на обмен углеводов можно охарактеризовать следующими эффектами:

1.Инсулин увеличивает проницаемость клеточных мембран для глюкозы в так называемых инсулинзависимых тканях за счет увеличения количества белкапереносчика в мембранах клеток. В 2.Инсулин активирует окислительный распад глюкозы в клетках за счет повышения активности ряда ферментов, таких как глюкокиназа, фосфофруктокиназа, пируваткиназа и др.

3.Инсулин ингибирует распад гликогена и активирует его синтез в гепатоцитах.

4.Инсулин стимулирует превращение глюкозы в резервные триглицериды.

5.Инсулин ингибирует глюконеогенез.

Инсулин оказывает анаболическое действие на обмен белков. Инсулин стимулирует пролиферацию и рост многих клеток, однако биохимические механизмы, лежащие в основе этих эффектов, не выяснены, возможно, этот эффект связан с анаболическим действием гормона.

68. Адреналин, норадреналин. Из образование и влияние на обмен веществ.

Хромафинные клетки мозгового вещества надпочечников продуцируют группу биологически активных веществ катехоламинов, к числу которых относятся адреналин, норадреналин и дофамин, играющие важную роль в адаптации организма к острым и хроническим стрессам. В ходе развития этой реакции в организме происходит экстренная мобилизация энергетических ресурсов: ускоряется липолиз в жировой ткани, активируется гликогенез в печени, стимулируется гликогенолиз в мышцах.

Все катехоламины синтезируются из аминокислоты тирозина. Синтез начинается с превращения тирозина в дигидроксифенилаланин (ДОФА), реакция катализируется ферментом тирозингидроксилазой. Простетической группой фермента является тетрагидробиоптерин.

Фермент тирозингидроксилаза играет важную роль в синтезе катехоламинов, поскольку, вопервых, именно этот фермент лимитирует скорость синтеза в целом, вовторых, он является регуляторным ферментом. Активность тирозингидроксилазы угнетается по конкурентному механизму высокими концентрациями катехоламинов (катехоламины способны связываться с тетрагидроптеридином с образованием неактивного производного ); кроме того, активность фермента может регулироваться путем его ковалентной модификации фосфорилирование увеличивает активность фермента.

В ходе следующей реакции ДОФА подвергается декарбоксилированию при участии фермента ДОФАдекарбоксилазы, простетической группой этого фермента служит пиридоксальфосфат. Далее при участии фермента ДОФамин-b-гидроксилазы ДОФамин превращается в норадреналин.

В ходе окисления в качестве донора электронов ( косубстрат реакции) используется аскорбиновая кислота.

В заключительной реакции идет метилирование норадреналина по аминогруппе с превращением его в адреналин, в качестве донора метильной группы используется Sаденозилметионин. Реакция катализируется ферментом фенилэтаноламинNметилтрансферазой (ФNMT):

При синтезе адреналина гидроксилирование тирозина и превращение ДОФА в ДОФамин происходят в цитозоле клеток мозгового вещества надпочечников. Затем ДОФамин поступает в гранулы, где он превращается в норадреналин. Большая часть норадреналина покидает гранулы и метилируется в цитозоле в адреналин, последний затем поступает в другую группу гранул, где и сохраняется до высвобождения.

Продолжительность существования адреналина в русле крови измеряется временем порядка 10 30 секунд; его концентрация в плазме крови в норме не превышает 0,1 мкг/л ( менее 0,55 нМ/л ). Инактивация адреналина, как и других катехоламинов, может идти путем их окислительного дезаминирования. Основными конечными продуктами инактивации адреналина, выделяющимися с мочой, являются метанефрин и ванилинминдальная кислота. .

Адреналин оказывает свое действие на клетки различных органов и тканей через 4 варианта рецепторов: вопервых, это a1 и a2 адренэргические рецепторы, вовторых, b1 и b2адренэргические рецепторы. Адреналин может взаимодействовать с любыми из этих рецепторов, поэтому его действие на ткань, содержащую различные варианты рецепторов, будет зависеть от относительного сродства этих рецепторов к гормону. Норадреналин может взаимодействовать только с a-рецепторами.

В случае действия адреналина через b2рецепторы идет стимуляция расщепления гликогена в печени с выходом глюкозы в кровяное русло, одновременно идет небольшая стимуляция глюконеогенеза в гепатоцитах. В мышцах через b2рецепторы адреналин стимулирует гликогенолиз. Через этот тип рецепторов адреналин повышает секрецию инсулина и глюкагона в поджелудочной железе или секрецию ренина в почках. В тоже время стимуляция липолиза в липоцитах осуществляется адреналином через b1рецепторы. В свою очередь, через взаимодействие с a2рецепторами катехоламины могут ингибировать липолиз, выделение инсулина и выделение ренина.

Читайте также:  Диагностика и Лечение Рака, Обследование, Анализы на Рак Московская городская онкологическая больниц

Адреналину приписывают в основном метаболические эффекты, тогда как норадреналину регуляцию сосудистого тонуса, хотя адреналин также может сильно влиять на состояние тонуса гладкомышечных элементов, причем может наблюдаться как расслабление так и сокращение в зависимости от типа рецепторов, через которые действует в конкретном случае гормон.

БИОХИМИЯ ПОЛОСТИ РТА

Функции и обмен кальция в организме человека. Содержание кальция в крови, гипо- и гиперфосфатемии.

Функции кальция: структурная (кости, зубы); сигнальная (внутриклеточный вторичный мессенджер-посредник); ферментативная (кофермент факторов свертывания крови); нейромышечная (контроль возбудимости, инициация мышечного сокращения). Главная роль в метаболизме кальция в организме человека принадлежит костной ткани. В костях кальций представлен фосфатами — Са3(РО4)2, карбонатами — СаСО3, солями органических кислот — лимонной и молочной. Вне скелета кальций содержится во внеклеточной жидкости и практически отсутствует в клетках. В состав плотного матрикса кости, наряду с коллагеном, входит фосфат кальция — кристаллическое минеральное соединение, близкое к гидроксилапатиту. Часть ионов Са 2+ замещена ионами Mg 2+ , незначительная часть ионов ОН – — ионами фтора, которые повышают прочность кости. Минеральные компоненты костной ткани находятся в состоянии химического равновесия с ионами кальция и фосфата сыворотки крови. В крови уровень кальция — 9-11 мг/100 мл, во внеклеточной жидкости — около 20 мг/100 мл. Регуляция обмена кальция между вне- и внутриклеточной жидкостью осуществляется паратгормоном, кальцитонином. При уменьшении концентрации ионов кальция возрастает секреция паратиреотропного гормона (ПТГ), и остеокласты увеличивают растворение содержащихся в костях минеральных соединений. ПТГ увеличивает одновременно реабсорбцию ионов Са 2+ в почечных канальцах. В итоге повышается уровень кальция в сыворотке крови. При увеличении содержания ионов кальция секретируется кальцитонин, который снижает концентрацию ионов Са 2+ за счет отложения кальция в результате деятельности остеобластов. В процессе регуляции участвует витамин D, он требуется для синтеза кальцийсвязывающих белков, необходимых для всасывания ионов Са 2+ в кишечнике, реабсорбции его в почках. Постоянное поступление витамина D необходимо для нормального течения процессов кальцификации. Изменение уровня кальция в крови могут вызывать тироксин, андрогены, которые повышают содержание ионов Са 2+ , и глюкокортикоиды, снижающие его. Ионы Са 2+ связывают многие белки, в том числе некоторые белки системы свертывания крови. В белках системы свертывания содержатся кальций-связывающие участки, образование которых зависит от витамина К. Ионы кальция важны для течения многих процессов: нервно-мышечного возбуждения; мышечного сокращения; свертывания крови; проницаемости клеточных мембран; активности многих ферментов и перекисного окисления липидов.

Гиперкальциемия — результат повышенного поступления кальция во внеклеточную жидкость из резорбируемой костной ткани или из пищи в условиях снижения почечной реабсорбции. Наиболее частой причиной гиперкальциемии (90% случаев) являются первичный гиперпаратиреоз, злокачественные новообразования. К клиническим симптомам гиперкальциемии относятся: отсутствие аппетита, тошнота, слабость, утомляемость, снижение массы тела, мышечная слабость, ухудшение концентрации внимания. Наиболее частой причиной снижения общей концентрации кальция в сыворотке является гипоальбуминемия. Обмен кальция в организме не нарушается, если содержание свободного кальция находится в пределах нормы. Концентрация свободного кальция в сыворотке снижается при гипопаратиреозе, резистентности к паратиреоидному гормону (псевдогипопаратиреозе), авитаминозе D, почечной недостаточности, остром панкреатите, некрозе скелетных мышц (рабдомиолизе). К клиническим проявлениям гипокальциемии относятся: парестезии, чувство онемения, судороги мышц, спазм гортани, отклонения в поведении, удлинение интервала Q-T на ЭКГ, катаракта. Умеренная гипокальциемия может быть бессимптомной. Гиперкальциурия развивается при повышенном потреблении кальция с пищей, передозировке витамина D (усиливается резорбция в кишечнике), канальцевых расстройствах (идиопатическая гиперкальциурия, почечные тубулярные ацидозы), при повышенном распаде костной ткани (миеломная болезнь, опухоли костной ткани, фосфатный диабет, остеопороз, гиперпаратиреоз).

Гипокальциурия наблюдается при гипопаратиреозе, гиповитаминозе D, гипокальциемии, снижении клубочковой фильтрации.

Функции и обмен фосфора в организме. Содержание фосфора в крови, гипо- и гиперфосфатемии.

В организме взрослого человека содержится около 670 г фосфора (1% массы тела), который необходим для образования костей и клеточного энергетического обмена. 90% фосфора, подобно кальцию, находится в скелете — костях и зубах. Вместе с кальцием они составляют основу твердого вещества кости. В костях фосфор представлен трудно растворимым фосфатом кальция (2/3) и растворимыми соединениями (1/3). Большая часть остального количества фосфора находится внутри клеток, 1% — во внеклеточной жидкости.

Фосфаты являются структурными элементами костной ткани, участвуют в переносе энергии в виде макроэргических связей (АТФ, АДФ, креатинфосфат, гуанинфосфат и других). Фосфор и сера — два элемента в организме человека, которые входят в состав различных макроэргических соединений. С участием фосфорной кислоты осуществляется гликолиз, гликогенез, обмен жиров. Фосфор входит в структуру ДНК, РНК, обеспечивающих синтез белка. Он участвует в окислительном фосфорилировании, в результате которого образуется АТФ, фосфорилировании некоторых витаминов (тиамина, пиридоксина и других). Фосфор важен также для функционирования мышечной ткани (скелетной мускулатуры и сердечной мышцы). Неорганические фосфаты входят в состав буферных систем плазмы и тканевой жидкости. Фосфор активирует всасывание ионов кальция в кишечнике. Суточная потребность в фосфоре составляет 30 ммоль (900 мг), у беременных она возрастает на 30-40%, в период лактации — в два раза. Потребность в фосфоре у взрослых — 1600 мг в сутки, у детей — 1500-1800 мг в сутки.

Всосавшийся фосфор поступает в печень, участвует в процессах фосфорилирования, частично откладывается в виде минеральных солей, которые затем переходят в кровь и используются костной и мышечной тканью (синтезируется креатинфосфат). От обмена фосфатов между кровью и костной тканью зависит нормальное течение процессов окостенения, поддержания нормальной костной структуры.

В крови фосфор находится в виде четырех соединений: неорганического фосфата, органических фосфорных эфиров, фосфолипидов и свободных нуклеотидов. Содержание неорганического фосфора в плазме крови взрослых людей — 3,5-4 мг фосфора/100 мл, несколько выше оно у детей (4-5 мг/100мл) и у женщин после менопаузы.

Паратиреоидный гормон снижает уровень фосфора в сыворотке крови, угнетая реабсорбцию его в проксимальных и дистальных канальцах, усиливая выведение с мочой. Кальцитонин оказывает гипофосфатемическое действие, уменьшая реабсорцию и усиливая экскрецию. Инсулин стимулирует поступление фосфата в клетки и тем самым снижает его содержание в сыворотке крови. Гормон роста увеличивает реабсорбцию фосфатов, вазопрессин — экскрецию.

Гиперфосфатемия часто наблюдается при почечной недостаточности, встречается при гипопаратиреозе, псевдогипопаратиреозе, рабдомиолизе, распаде опухолей, метаболическом и респираторном ацидозе. Гиперфосфатемия подавляет гидроксилирование 25-гидроксикальциферола в почках. Тяжелая гипофосфатемия сопровождается нарушением функции эритроцитов, лейкоцитов, мышечной слабостью. Хроническая гипофосфатемия приводит к рахиту и остеомаляции.

Гипофосфатемия проявляется потерей аппетита, недомоганием, слабостью, парестезиями в конечностях, болью в костях. Гипофосфатурия наблюдается при остеопорозе, гипофосфатемическом почечном рахите, инфекционных заболеваниях, острой желтой атрофии печени, снижении клубочковой фильтрации, повышенной реабсорбции фосфора (при гипосекреции ПТГ).

Последнее изменение этой страницы: 2016-06-19; Нарушение авторского права страницы

Ссылка на основную публикацию
Хеликобактер пилори мифы и реальность
Лечение хеликобактер пилори антибиотиками и таблетками Лечение хеликобактер пилори ведётся антибиотиками. Схема лечения хеликобактер пилори антибиотиками с Де-нолом традиционна. Первооткрыватель...
ФУРАМАГ инструкция по применению, описание лекарственного препарата FURAMAG противопоказания, побочн
Фурамаг (Furamag) Фурамаг (Furamag) — антибиотик широкого спектра действия из группы нитрофуранов, оказывающий противомикробное, бактерицидное или бактериостатическое действие. Описание и...
Фурацилин (Нитрофурал), инструкция по применению
Статьи 29.01.2015 02:42 Дерматит у собак Дерматит является острым воспалительным поражением кожи, не сопровождающимся образованием сыпи. Дерматиты по типу протекания...
Хеликобатер пилори бактерия в желудке лечение, симптомы у взрослых на лице (фото), что такое Helicob
Как расшифровать результаты анализов на хеликобактер пилори Диагностика Нelicobacter руlori очень важна, она достоверно устанавливает наличие или отсутствие бактерии в...
Adblock detector