Федеральное агентство по образованию
Главное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Петрозаводский Государственный Университет
Кольский Филиал
Контрольная работа
Дисциплина: Биохимия
Тема: Гормоны – производные аминокислот. Механизм действия клетки. Катехоламины.
Группа: М/2004-5
Заочная форма обучения
Факультет: Общеуниверситетская кафедра
Специальность: 060109 2 группа
«Сестринское дело»
Ревво Ольга Николаевна
г. Апатиты 2005г.
Содержание
Введение
1. Гормоны – производные аминокислот
2. Синтез гормонов. Механизм действия клетки
3. Физиологическая роль катехоламинов. Влияние на секрецию
Вывод
Список использованной литературы
Введение
Основной чертой многоклеточных организмов является распределение функций между различными типами клеток. В ходе эволюции это распределение становилось всё более и более существенным, пока не достигло наивысшего уровня у млекопитающих, включая человека. Основные функции всех организмов – размножение, обмен веществ и производство энергии – общие, как у многоклеточных, так и у одноклеточных. Но есть ряд определённых функций, присущие только многоклеточным организмам. В первую очередь, это функции, обеспечивающие координацию организмов в целом. Главной регуляторной системой является система эндокринных желёз. Основными эндокринными железами позвоночных являются поджелудочная железа, гипофиз, щитовидная железа, надпочечники, яичники и семенники. Эти железы вырабатывают специальные химические вещества, называемые гормонами, которые играют роль сигналов, посылаемых в определённых физиологических состояниях организма к соответствующим органам-мишеням, и переносятся кровью. Гормоны обладают высокой биологической активностью и ярко выраженным органотропным действием по отношению к определённым органам и тканям.
В поддержании упорядоченности, согласованности физиологических и метаболических процессов в организме участвует более 100 гормонов и нейромедиаторов. Их химическая природа различна – белки, полипептиды, пептиды, аминокислоты и их производные, стероиды, производные жирных кислот, некоторые нуклеотиды, эфиры и др. [4), стр.204] С химической точки зрения все гормоны можно подразделить на: производные аминокислот, белково-пептидные гормоны и тереоидные гормоны. Гормоны, имеют активные центры, комплиментарные рецепторам, с которыми происходит их связывание.
1. Гормоны – производные аминокислот
Катехоламины – производные пирокатехина, они участвуют в обмене веществ и приспособительных реакциях организма, обеспечивая гомеостаз. К природным гормонам, производным аминокислот, относятся адреналин и норадреналин, синтезирующиеся в мозговом веществе надпочечников.
Мозговое вещество образовано крупными клетками, окрашивающимися солями хрома в желтовато-бурый цвет (хромаффинной ткани). Различают две разновидности этих клеток: эпинефроциты составляют основную массу клеток и вырабатывают адреналин, норэпинефроциты, рассеянные в мозговом веществе в виде небольших групп, вырабатывают норадреналин. [1), стр178] Значительная часть его в надпочечниках подвергается метилированию (по месту расположения боковой цепи), в адреналин. Примерно 80% гормональной секреции приходится на адреналин и 20% - норадреналин. [4), стр.223] Другим источником норадреналина является симпатическая нервная ткань. С ней связана функция норадреналина как медиатора симпатического отдела вегетативной нервной системы.
Катехоламины включают так же дофамин. Дофамин – предшественник норадреналина в процессе его биосинтеза. Как и норадреналин, он – медиатор симпатического звена вегетативной нервной системы. Основноё количество дофамина локализуется в полосатом теле мозговой ткани и базальных ганглиях подбугорья (в гипоталамической области). В центральной нервной системе дофамин играет роль двигательного медиатора. Большое количество его содержится в лёгких, кишечнике, печени – органах, имеющих слабую симпатическую иннервацию. [3), стр. 85]
В норме концентрация адреналина в крови составляет1,9 ± 0,2 нмоль/л, норадреналина 5,2 ± 0,5 нмоль/л, допамина – < 40 нг/л.
2. Синтез гормонов. Механизм действия клетки
Главный путь образования катехоламинов в организме следующий: фенилаланин ® тирозин ® диоксифенилаланин (ДОФА) ® дофамин ® норадреналин ® адреналин. В некоторых клетках синтез катехоламинов заканчивается образованием дофамина, а адреналин и норадреналин образуется в меньшем количестве. Такие клетки есть в составе гипоталамуса. Адреналин является преимущественно гормоном, норадреналин – медиатором. Эти биогенные амины нередко называют гормоны-медиаторы. С помощью них происходит передача сигналов при гуморальном пути регуляции.
Синтез катехоламинов в мозговом веществе надпочечников стимулируется нервными импульсами, поступающими по чревному симпатическому нерву. Выделяющийся в синапсах ацетилхолин взаимодействует с холинергическими рецепторами никотинового типа и возбуждает нейросекреторную клетку надпочечника. Благодаря существованию нервно-рефлекторных связей, надпочечники отвечают усилением синтеза и выделения катехоламинов в ответ на болевые и эмоциональные раздражители, гипоксию, мышечную нагрузку, охлаждение и др. Подобный тип регуляции эндокринной железы, являющийся исключением из обычного правила, можно объяснить тем, что мозговой слой надпочечника в эмбриогенезе образуется из нервной ткани. Мозговое вещество надпочечников развивается из эмбриональных клеток – симпатобластов, которые вытесняются из закладки узлов симпатического ствола и превращаются в хромаффинобласты, а последние – в хромаффинные клетки мозгового вещества. [1), стр.179] Таким образом, здесь сохраняется типичный нейрональный тип регуляции.
Существуют и гуморальные пути регуляции активности клеток мозгового вещества надпочечников: синтез и выделение катехоламинов могут возрастать под действием инсулина, глюкокортикоидов при гипогликемии. Катехоламины подавляют как собственный синтез, так и выделение. В адренергических синапсах на пресинаптической мембране есть a-адренергические рецепторы. При выбросе катехоламинов в синапс эти рецепторы активируются и оказывают ингибирующее влияние на секрецию катехоламинов.
Катехоламины – гидрофильные вещества, которые не могут диффундировать через клеточную мембрану. Для секреции катехоламинов необходимы ионы Ca. Принято считать, что для выведения гормонов важна не собственно деполяризация мембраны, а происходящий в ней вход Ca в цитоплазму клетки.
Поступив в кровь, гормоны связываются с транспортными белками, что защищает их от разрушения и экскреции. В связанной форме гормон током крови переносится с места секреции к клеткам мишеням. В этих клетках есть рецепторы, которые имеют большее сродство к гормону, чем белки крови. В каждой клетке функционирует обычно несколько типов рецепторов к одному и тому же гормону (например, как a-, так и b-адренорецепторы). Кроме того, клетка чувствительна обычно к нескольким эндокринным регуляторам – нейромедиаторам, гормонам, простогландинам, факторам роста и др. Каждый из этих регуляторов имеет характерную только для него программу проведения гормонального сигнала в клетке. Обычно 5 – 10% молекул гормона находится в крови в свободном состоянии, и только свободные молекулы могут взаимодействовать с рецептором. При связывании молекул с рецепторами равновесие между гормоном и транспортным белком сдвигается в сторону распада комплекса, и концентрация свободных молекул остаётся практически неизменной. [4), стр.210]
Гематоэнцефалический барьер не пропускает катехоламины из крови в мозг. В то же время их предшественник, диоксифенилаланин (ДОФА), легко проникает через этот барьер и может усилить образование катехоламинов в мозге.
Инактивируются катехоламины в тканях-мишенях, печени и почках. Решающее значение в этом процессе имеют два фермента – моноаминоксидаза, расположенная на внутренней мембране митохондрий и катехол-0-метилтрансфераза, цитозольный фермент.
3. Физиологическая роль катехоламинов. Влияние на секрецию
Продукция этих гормонов резко усиливается при возбуждении симпатической части автономной нервной системы. В свою очередь выделение этих гормонов в кровь приводит к развитию эффектов, аналогичных действию стимуляции симпатических нервов. Разница состоит лишь в том, что гормональный эффект является более длительным. К наиболее важным эффектам катехоламинов относятся стимуляция деятельности сердца, вазоконстрикция, торможение перестальтики и секреции кишечника, расширение зрачка, уменьшение потоотделения, усиление процессов катаболизма и образования энергии.
Адреналин имеет большое сродство к b-адренорецепторам, локализующимся в миокарде, вследствие чего вызывает положительные инотропный и хронотропный эффекты в сердце. С другой стороны, норадреналин имеет более высокое сродство к сосудистым a-адренорецепторам. Поэтому, вызываемые катехоламинами вазоконстрикция и увеличение периферического сосудистого сопротивления, в большей степени обусловлены действием норадреналина.
При стрессе содержание катехоламинов повышается в 4 – 8 раз. Развивается тахикардия, обильное потоотделение, тремор, головная боль, повышенное чувство тревоги. При опухоли мозгового слоя надпочечников ко всем этим симптомам присоединяется артериальная гипертензия. Поскольку адреналин подавляет секрецию инсулина, активирует гликогенолиз и липолиз, у таких больных наблюдается гипергликемия, глюкозурия, а так же быстрое снижение массы тела.
Содержание адреналина в крови возрастает не только при стрессе, но и при хирургических вмешательствах, в острой фазе инфаркта миокарда, при гипертензии, длительной гиподинамии, тяжёлой физической нагрузке, недостаточности коры надпочечников и почек, при курении и хроническом алкоголизме.
Снижение уровня адреналина наблюдается при недоразвитии мозгового вещества надпочечников, олигофрении, депрессии, миопатиях и мигрени.
Основными конечными продуктами обмена катехоламинов являются ванилил-миндальная кислота и адренохром. Суточное выделение ванилил-миндальной кислоты в норме составляет от 2,5 до 38 мкмоль/сут., или 0,5 – 7 мг/сут. Экскреция с мочой адреналина, норадреналина, дофамина и основных продуктов разрушения катехоламинов при различных патологиях может изменяться в сторону уменьшения или увеличения. Так выделение их с мочой увеличивается при феохромацитоме (опухоли мозгового вещества надпочечников). Это происходит по причине того, что опухоль усиленно продуцирует адреналин, норадреналин, ванилил-миндальную кислоту. Симпатоганглиобластома так же активно вырабатывает норадреналин, дофамин, гомованилиновую кислоту. Кроме того, усиленная выработка и выведение этих веществ происходит вследствие реакции симпатоадреналовой системы на боль и коллапс в острый период инфаркта миокарда, при приступах стенокардии, обострении язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки. В результате нарушения катаболизма катехоламинов усиливается их экскреция с мочой при гепатитах и циррозе печени. Из-за нарушения в звене управления активностью симпатоадреналовой системы повышается уровень катехоламинов при гипоталамическом или дианцефальном синдроме, гипертонической болезни в период кризов. Курение, физические нагрузки и эмоциональный стресс так же стимулируют высвобождение катехоламинов в кровь из мозгового вещества надпочечников.
При некоторых заболеваниях уровень экскреции катехоламинов с мочой снижается в результате того, что деятельность хромаффинных клеток мозгового вещества надпочечников подавляется под действием интоксикации. Это происходит при аддисоновой болезни, коллагенозах, остром лейкозе, а так же остро протекающих инфекционных заболеваниях (различной этиологии токсических диспепсиях и др.)
Вывод
Таким образом, функции катехоламинов разнообразны. Они вызывают мобилизацию защитных сил организма в условиях стрессового воздействия посредством активации системы гипоталамус – гипофиз – кора надпочечников; улучшают кровоснабжение сердечной и скелетной мышц, повышают их работоспособность. Кроме того, катехоламины содействуют утилизации запасов углеводов за счёт стимуляции процессов распада гликогена, активируют липолиз, усиливают окисление метаболитов, участвуют в механизмах осуществления нервной проводимости, стимулируют функциональную деятельность органов и систем. Катехоламины имеют неоценимое значение в регуляции деятельности организма, процессах метаболизма и обеспечении гемостаза. В настоящее время в кардиологической практике широко используются и их синтетические аналоги: допексамина гидрохлорид, структурно близкий к допамину и изопротеренол, избирательно активирующий b-адренорецепторы миокарда и сосудов.
Список использованной литературы
1. Анатомия человека. В двух томах. Т.2/Авт.: М.Р.Сапин, В.Я. Бочаров, Д.Б. Никитюк и др. /Под ред.М.Р. Сапина. – Изд 5-е, перераб. И доп. – М.: Медицина. – 2001. – 64 с.: ил.
2. Биологическая химия. Учеб. для хим., биол. и мед. спец. вузов / Д.Г. Кнорре, С.Д. Мызина, 3-е изд., испр. М: Высш. шк. 2002. – 479 с.: ил. .
3. Камышников В.С. О чём говорят медицинские анализы: Справ. пособие. – Мн.: Беларусская навука, 1998. – 189 с.
4. Физиология человека: Учебник/ Под ред. В.М. Покровского, Г.Ф. Коротько. – 2-е изд. перераб и доп. – М.: Медицина, 2003. – 656 с: ил. – (Учеб. лит. для студ. мед. вузов).