Роль гормонов в регуляции кальция и фосфатов (парагормон, кальцитриол, кальцитонин) - Биология и естествознание реферат
Главная
Биология и естествознание
Роль гормонов в регуляции кальция и фосфатов (парагормон, кальцитриол, кальцитонин)
Роль гормонов в нормальном функционировании клеток организма. Заболевания, возникающие в результате нарушения фосфорно-кальциевого обмена в организме. Описание действия препаратов параткогмона и кальцитонина для лечения подобных заболеваний в медицине.
посмотреть текст работы
скачать работу можно здесь
полная информация о работе
весь список подобных работ
Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Московская Государственная академия
тонкой химической технологии им. M.В. Ломоносова
по курсу: Регуляция клеточной активности
В организме взрослого человека в костной ткани содержится более 1 кг кальция. Наиболее важной минеральной составляющей костной ткани является нерастворимый фосфат кальция в виде гидроксилапатита или карбонатапатита (Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 и Ca 10 (PO 4 ) 6 СО 3 соответственно). В костях присутствуют также карбонаты других щелочноземельных элементов. За счет активности костеобразующих клеток, остеобластов, и клеток, разрушающих костную ткань, остеокластов, кальций постоянно откладывается и вновь вымывается из кости. Кальциевый обмен контролируется гормонами: кальцитонин повышает отложение кальция в костном матриксе, парагормон стимулирует мобилизацию кальция, а кальцитриол улучшает процесс минерализации.
Недостаток кальцитриола у детей приводит к заболеванию рахитом, а у взрослых может вызвать нарушение обмена веществ в костной ткани. Отрицательный баланс между процессами отложения и вымывания кальция, особенно в пожилом возрасте, вызывает заболевание остеопорозом (рис.1).
Рисунок 1. Гормоны, контролирующие кальциевый обмен
Гормоны секретируются клетками паращитовидной железы. Местом синтеза кальцитонина является также щитовидная железа.
Парагормон был получен в частично очищенном состоянии в 1925 году из паращитовидной железы быка. Он представляет собой простую полипептидную цепь, состоящую из 84 аминокислотных остатков с молекулярной массой 9500 Да; период полураспада около 2 мин. Ген, кодирующий биосинтез парагормона, локализуется на 11-й хромосоме (11р15).
Парагормон образуется на рибосомах в виде препропарагормона - полипептида, состоящего из 115 аминокислотных остатков. В результате локального протеолиза отщепляется 31 аминокислотный остаток с N-конца и образуется активный гормон, который запасается в секреторных гранулах.
Регуляция секреции парагормона осуществляется несколькими механизмами. В течение короткого времени биосинтез парагормона регулируется ионизированным кальцием, а в течение длительного времени - 1,25(ОН) 2 D 3 - совместно с кальцием. Скорость секреции обратно пропорциональна концентрации в плазме крови.
Метаболизм и деградация парагормона осуществляется в основном в печени (около 62-70%), а также в почках (30-38%).
Парагормон оказывает многообразное действие в зависимости от ткани-мишени. Все это позволило L. Mallette (1991) высказать мнение, что парагормон является прогормоном, а его фрагменты обладают биологическим действием. Считается, что его аминотерминальный домен (аминокислотные остатки 1-34) ответствен за регуляцию минерального обмена посредством взаимодействия с соответствующими рецепторами в костях и почках; карбокситерминальный домен (аминокислотные остатки 53-84) - за регуляцию функции остеокластов, а средний домен (аминокислотные остатки 28-48), возможно, за транспорт кальция и фосфора
Парагормон взаимодействует с плазматическими рецепторами, которые являются гликопротеинами с молекулярной массой около 800 кДа и состоят из 585-594 аминокислотных остатков. Рецептор парагормона, как и все другие рецепторы, относящиеся к семейству рецепторов, оперирующих через G-белок, имеет 3 цепи внеклеточного фрагмента, 7 трансмембранных фрагментов и внутриклеточную часть рецептора, также представленную 3 петлями полипептидной цепочки.
Такое взаимодействие приводит к активации аденилатциклазы и повышению синтеза цАМФ, который активирует протеинкиназу, фосфолипазу С, диацилглицерин, инозитолтрифосфат и участвует в регуляции транспорта ионов кальция, натрия и калия через клеточные мембраны.
Парагормон оказывает множественное действие на костную ткань. Он опосредованно активирует ферменты коллагенозу и глюкуронидазу, что вызывает деструкцию органических компонентов кости, в частности коллагена и гликозамингликанов. В минеральных компонентах костной ткани под действием парагормона происходит солюбилизация гидроксиапатита и высвобождение в кровь кальция и фосфора.
Было установлено, что парагормон активирует процессы транскрипции в остеокластах - клетках, резорбирующих кости. Влияние парагормона на резорбцию костной ткани на пострецепторном уровне осуществляется в основном через инозитолтрифосфат и диацилглицерин, но не через цАМФ, которые образуются посредством активации фосфолипазы С и ионов Са.
Наряду с этим парагормон оказывает влияние на обмен фосфора и магния. Обмен кальция, фосфора и магния в организме показан на рис.2.
Рисунок 2. Суточный баланс и обмен кальция, фосфора и магния в организме.
Кальций всасывается в верхнем отделе тонкого кишечника. Это активный процесс, осуществляемый транспортным кальцийсвязывающим белком, который активизируется 1,25-дигидроксивитамином D. Всасывание кальция в кишечнике усиливается при увеличении поступления кислот с пищей, диете с высоким содержанием белка, саркоидозе, беременности, тогда как щелочи, глюкокортикоиды, избыток фосфатов и оксалатов снижают его всасывание в кишечнике.
Свое влияние парагормон на натрий-фосфатный котранспорт оказывает путем повышения образования цАМФ и путем активизации фосфолипазы С и образования диацилглицерина и инозитолтрифосфата.
Кальцитонин был впервые получен С. Н. Коопом и соавторами в 1962 году. Кальцитонин человека представляет собой полипептид, состоящий из 32 аминокислот с мол. м. 3000 Да с периодом полураспада около 5 мин. Гормон может образовывать путем ковалентной связи димерные и, не исключено, полимерные формы, однако биологически активной является только мономерная форма гормона. Было показано, что в процессе трансляции образуется препрокальцитонин и прокальцитонин с мол. м. около 13 кДа.
Специфическим стимулятором секреции кальцитонина является повышение концентрации кальция в крови более 2,25 ммоль/л (9 мг/100 мл). Кроме того, стимуляторами секреции кальцитонина являются катехоламины, осуществляющие свое действие через в-адренергические рецепторы, холецистокинин, глюкагон, гастрин. Глюкагон и катехоламины, взаимодействуя с рецепторами, увеличивают содержание цАМФ, который стимулирует секрецию кальцитонина, так же как и парагормона, т.е. цАМФ является внутриклеточным медиатором секреции кальцитонина. Кальцитонин метаболизируется в почках, печени и, возможно, в костной ткани.
Биологический эффект кальцитонина проявляется снижением уровня кальция и фосфора в крови, что является следствием влияния кальцитонина на костную ткань и почки. В кости кальцитонин угнетает процессы резорбции кальция. Это проявляется снижением экскреции гидроксипролина и содержания кальция в крови. Одновременное уменьшение фосфора в сыворотке крови является результатом снижения мобилизации фосфора из кости и непосредственной стимуляции поглощения фосфора костной тканью. Кальцитонин ингибирует активность и количество остеокластов. Уже через 1 ч после введения кальцитонина уменьшается образование остеокластов из клеток-предшественников. Механизм действия кальцитонина опосредуется цАМФ и активацией протеинкиназ, что сопровождается изменением активности щелочной фосфатазы, пирофосфатазной активности и активности ферментов.
Наряду с парагормоном и кальцитонином в поддержании фосфорно-кальциевого гомеостаза большое участие принимает витамин D (D-гормон, холекальциферол или витамин D3), который при гидроксилировании в печени и почках образует гормон кальцитриол (1б,25-дигидроксихолекальциферол)
Витамин D 3 образуется в коже из 7-дегидрохолестерина под влиянием ультрафиолетового облучения (рис.3). Однако витамин D 3 является неактивным. Некоторые авторы рассматривают его как прогормон, который путем гидроксилирования (25-гидроксилаза) сначала в печени превращается в 25-гидроксихолекальциферол (25-ОНD 2 ), а затем в почках, также путем гидроксилирования (1-гидроксилаза), в 1,25-дигидроксихолекальциферол (1,25-(ОН) 2 D 3 . Гидроксилирование в почках может осуществляться и другим путем (24-гидроксилаза) с образованием 24-25-(ОН) 2 D 3 . Гидроксилирование витамина D происходит в митохондриях. Необходимо отметить, что витамин D2 (эргокальциферол), содержащийся в растениях, в организме гидроксилируется тем же путем с образованием 1,25-(ОН) 2 D 2 , который по биологической активности эквивалентен 1,25-(ОН) 2 D 3 .
Рисунок 3. Образование кальцитриола из 7-дегидрохолестерина.
Помимо парагормона, кальцитонина и витамина D, на гомеостаз кальция в организме влияют и другие гормоны:
1. Глюкокортикоиды увеличивают глюконеогенез, используя матрикс костной ткани и повышая резорбцию кости, снижают активность остеобластов и скорость образования новой костной ткани, повышают экскрецию кальция и снижают абсорбцию кальция в желудочно-кишечном тракте.
2. Гормон роста повышает экскрецию кальция почками, активность остеобластов и процессы минерализации во вновь образовавшейся костной ткани и увеличивает активность остеокластов и деминерализацию в ранее образовавшейся кости.
3. Тифоидные гормоны (избыток Т3 и Т4), повышают экскрецию кальция с мочой, увеличивают процессы резорбции кости. Недостаток тифоидных гормонов задерживает образование и созревание костной ткани;
4. Глюкагон способствует развитию гипокальциемии посредством прямого влияния на кости (снижая процессы резорбции) и опосредованно - через стимуляцию высвобождения кальцитонина.
5. Половые гормоны снижают экскрецию кальция с мочой и калом, стимулируют активность остеобластов.
3. Балаболкин М.И. Эндокринология, М.: Универсум Паблишинг, 1998.
4. Сингер М., Берг П. Гены и геномы. В 2 т., М.: Мир, 1998.
Характеристика гормонов, особенности их образования, роль в регулировании работы организма. Функциональные группы гормонов. Гипоталамо-гипофизарная система. Эффекторные гормоны ГГС. Рилизинг-факторы гипоталамуса. Описание тропных гормонов аденогипофиза. презентация [8,1 M], добавлен 21.03.2014
Химическая природа и классификация гормонов. Биороль простагландинов и тромбоксанов. Регуляция секреции гормонов. Гормональная регуляция углеводного, липидного, белкового и водно-солевого обмена. Роль циклазной системы в механизме действия гормонов. курсовая работа [769,0 K], добавлен 18.02.2010
Основные системы регуляции метаболизма. Функции эндокринной системы по регуляции обмена веществ посредством гормонов. Организация нервно-гормональной регуляции. Белково-пептидные гормоны. Гормоны - производные аминокислот. Гормоны щитовидной железы. презентация [5,3 M], добавлен 03.12.2013
Система гормональной регуляции. Номенклатура и классификация гормонов. Принципы передачи гормонального сигнала клеткам-мишеням. Строение гидрофильных гормонов, механизм их действия. Метаболизм пептидных гормонов. Представители гидрофильных гормонов. реферат [676,8 K], добавлен 12.11.2013
Роль минералов в организме. Характеристика важнейших минеральных элементов. Последствия хронического недостатка, симптомы избытка кальция как нарушение обмена. Роль натрия в обмене веществ, участие ряда элементов в функционировании всех систем организма. презентация [9,0 M], добавлен 26.11.2010
Анализ роли кальция в обмене веществ, формировании костей, зубов, в процессах деления клеток и синтеза белка. Обзор регуляторов образования костной ткани, работы желез внутренней секреции, продуцирующих гормон, участвующий в регуляции кальциевого обмена. реферат [33,1 K], добавлен 14.12.2011
Определение понятия "гормон". Ознакомление с историей изучения эндокринных желез и гормонов, составлением их общей классификации. Рассмотрение специфических особенностей биологического действия гормонов. Описание роли рецепторов в данном процессе. презентация [144,7 K], добавлен 23.11.2015
Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Рекомендуем скачать работу .
© 2000 — 2021
Роль гормонов в регуляции кальция и фосфатов (парагормон, кальцитриол, кальцитонин) реферат. Биология и естествознание.
Реферат: Effects Of Racism On Black Characters Role
Реферат по теме Созвездие Большой Пес
Современное Российское Общество Эссе
Курсовая работа по теме Удосконалення системи управління ризиками зовнішньоекономічної діяльності підприємств з урахуванням впливу невизначеності середовища
Реферат На Тему Энергоресурсы Стран Африки В Контексте Запросов Украины
Реферат По Геометрии 7 Класс
Реферат: Кредитоспособность ссудозаемщика и методы ее определения. Скачать бесплатно и без регистрации
Реферат: Субъективное гражданское право на жилое помещение: нормативные основания и некоторые проблемы правовой охраны
Контрольная работа: Присоединение к Московскому государству Вятской земли
Реферат по теме Бизнес и наука - пути содействия
Реферат: Основные направления исследования среднего класса в социологии
Курсовая работа по теме Канализационные очистные сооружения
Русский Контрольная Работа 2 Класс Ответы
Менің Болашақ Үйім Эссе
Сочинение 2 Декабря 2022
Дипломная работа по теме Оплата труда работников как институт трудового права
Реферат: Win Again Essay Research Paper WIN AGAINI
Реферат: Biblical Prophesy Essay Research Paper Subj Biblical
Этические Ошибки В Сочинении
Реферат по теме О проблемах отношений в семьях, имеющих детей с отклонениями в развитии
Биохимия микроорганизмов - Биология и естествознание реферат
Краткие сведения по морфологии растений - Биология и естествознание реферат
Біотопічний розподіл, чисельність та біологія розмноження риб р. Случ - Биология и естествознание курсовая работа