Гормоны задней доли гипофиза

1.Окатоцин-нонапептид, образуется в ядрах гипоталамуса, мигрирует по аксонам гипоталамо-гипофизарного тракта в заднюю долю гипофиза и накапливается там, Секреция контролируется меланолиберином и меланостатином. Органы-мишени – гладкая мускулатура кишечника, желчного пузыря и мочеточников, а также миометрий .Вызывает отделение молока . Действует через АЦС (аденилат-циклазную систему).

2. вазопроессин - нонапептид, образование и секреция как у окситоцина. Мишени—артериолы и капилляры легочных и коронарных сосудов (сужает их), что приводит к повышению АД и «вторичному» расширению мозговых и почечных сосудов. Ешё одна мишень – дистальные канальцы и собирательные трубочки нефрона. Эффект реализируется через АЦС. При этом происходит активация гиалуронидазы, повышается распад гиалуроновой кислоты, растет проницаемость канальцевого эпителия. В результате этого ускоряется реабсорбция воды, при этом конечный объем мочи уменьшается (поэтому гормон иногда называют антидиуретическим). Дефицит гормона сопровождается повышением диуреза (полиурия).

3.Меланостимулирующий гормон—короткоцепочечные пептиды, различают α- и β- Продукция контролируется меланолиберином и меланостатином. Мишень - меланоформные клетки. Эффект действия гормона появляется в образовании пигмента меланина.

2. В процессе дыхания, при переносе электронов происходит образование АТФ. Это процесс получил название окислительное фосфорилирование. Принципы окислительного фосфорилирования заключаются в следующем: образование АТФ из АДФ и фосфорной кислоты сопряжено с процессом электронного транспорта, при котором электроны высокоэнергетического донора переносятся промежуточными переносчиками к терминальному акцептору электронов с образованием низкоэнергетического продукта. Такой тип реакций является общим для всех организмов и представляет собой универсальный биохимический принцип нашей биосферы. Необходимым условием процесса окислительного фосфорилирования в большинстве нефотосинтезирующих клеток является синтез высокоэнергетических доноров электронов, например, НАДН, ФАДН2, в ходе катаболизма. Принцип окислительного фосфорилирования применим и к фотосинтезирующим клеткам, но в этом случае он начинается с синтеза высокоэнергетических доноров электронов, отличных от НАДН, причем этот процесс происходит за счет световой энергии и его называют фотофосфорилирование. Таким образом, энергия, необходимая для синтза АТФ, берется за счет химической энергии, выделяющейся при переносе электронов по дыхательной цепочке.

Есть зависимость между процессами переноса электронов и изменением свободной энергии: F = - 23n E, где: F – свободная энергия (та часть, которая используется на работу). 23 – коэффициент. n – число электронов, переносимых на молекулу кислорода (их по дыхательной цепи переносится два).

Е – разность потенциалов. Для дыхательной цепи между НАДН (-0,32) и о/в кислородом (+0,82) = 1,14в. Следовательно, F для дыхательной цепи при переносе двух электронов на кислород равна 52 ккал / моль.

Концепция: окисление синтез АТФ работа была сформулирована еще в 1941 году. С тех пор было сформулировано три теории окислительного фосфорилирования.

1) Химическая (предполагался химический посредник между окислением и синтезом АТФ, но его не нашли).

2) Конформационная (предполагалось, что ферменты, участвующие в окислении, меняют конформацию, переходя в возбужденное состояние, но это не объясняло весь механизм окислительного фосфорилирования ).

3) Хемиосмотическая (теория П.Митчелла): (1961) год в основе теории предлжено наличие целостных, непроницаемых для протонов мембран. Мембраны митохондрий состоит из внешней и внутренней мембраны. А окисление, как мы знаем, происходит на внутренней мембране митохондрий. В процессе дыхания (окисления), на одной стороне внутренней мембраые митохондрий (точнее, в межмембранном пространстве) концентрируются протоны, то-есть по обе стороны внутренней мембраны создается различная концентрация протонов, что приводит к возникновению двух сил: разности концентраций рН и, поскольку протон имеет заряд, разности потенциалов Фи. Сумма этих двух сил называется протон-движущей силой, или протонным поетнциалом:

рН + Ф = Н(+). То-есть по Митчеллу: окисление АТФ работа.

Но, чтобы синтезировать АТФ из АДФ и Н3РО4, используя энергию протонного потенциала, нужен фермент. Давно была найдена АТФ-аза, которая катализирует гидролиз АТФ. Затем нашли протонную АТФ-азу, которая катализирует синтез АТФ. Ее называют иногда АТФ-синтетазой. Она отличается от обычной АТФ-азы тем, что имеет в своем составе дополнительных пять белков, которые способны проводить протоны через мембрану (через так называемые протонные каналы), способствуя синтезу АТФ. Протонная АТФ-аза встроена во внутренюю мембрану митохондрий

Внешняя

мембрана

Протонный канал

Внутренняя

Мембрана

По протонному каналу протоны резко устремляются из меж мембранного пространства в матрикс. Утолщение (на месте встроенной АТФ-азы) – это фосфорилирующая часть, где и идет активация АДФ и Н3РО4 (активируются протонами) и идет синтез АТФ. Процесс переноса электронов (дыхание) и образование АТФ прочно сопряжены. Принцип сопряжения состоит в том, что энергетически выгодная реакция связана с образованием продукта, которое само по себе не выгодно. То-есть по сути идет сопряжение энд- и экзэргонических реакций. Так, процесс переноса электронов (сопровождающийся выделением энергии, то-есть экзэргоническая реакция) в сопряжении с синтезом АТФ из АДФ и не органического фосфата (требующим затрат энергии, то-есть эндэргоническая реакция). Если в среде отсутствуют АДФ и Н3РО4, то прекращается перенос электронов (дыхание), а если внести в среду АДФ, то увеличивается потребление кислорода (это феномен называется дыхательный контрль). Для определения эффективности работы дыхательной цепи с процессом синтеза АТФ используется коэффициент Р/О, показывающий число молей Н3РО4, пошедших на синтез АТФ путем фосфорилирования АДФ при переносе двух электронов н кислород. Было показано, что в процессе переноса двух электронов по дыхательной цепи на кислород, коэффициент Р/О в идеальных условиях равен трем (это при полном сопряжении), то-есть образуется три молекулы АТФ. При этом утилизируется около 50% энергии (для синтеза АТФ), остальная идет на тепло.

Молекулы АТФ синтезируются на определенных участках дыхательной цепи, которые называются участками дыхательной цепи, которые называются участками сопряжения. В длинной цепи – это 1), 3), 4), комплексы, в укороченной – 3), 4) – дыхательные комплексы.

Регуляция окислительного фосфорилирования идет путем дыхательного контроля, то-есть большая концентрация АДФ ведет к повышению скорости переноса электронов, и, напротив, высокая концентрация АТФ снижает скорость переноса электронов, то-есть снижает потребление кислорода.

Мы говорили, что Р/О в идеальных условиях равно трем. Но это в идеальных условиях. В то же время окислительное фосфорилирование может быть нарушено различными ингибиторами:

1) могут действовать ингибиторы на дыхательную цепь, нарушая передачу электронов (это разные ингибиторы на разные дыхательные комплексы – антимицин А и т.д. Мы о них уже говорили).

2) Действуют разобщители (то-есть вещества, не нарушающие окисление, а ингибирующие только процесс синтеза АТФ) – динитрофенол (ДНФ), молекулы жирных кислот. То-есть разобщителями становятся вещества (например, слабые кислоты), которые растворимы в жирах, так как они позволяют протонам самостоятельно проходить через мембраны, нарушая действие протон-движущей силы. Действие разобщителей подтверждают правильность хемиосмотической теории. Согласно этой теории для синтеза АТФ необходимо возникновение протонного потенциала, основой которго является появление разности концентраций Н(+) по обе стороны внутренней мембраны митохондрий. Нет протонного потенциала – нет и синтеза АТФ. Недавно открыт новый класс разобщителей (ионофоры) – некоторые из них являются антибиотиками. Ионофоры способны переносить протоны через мембраны, таким образом градиент протонов исчезает и синтез АТФ не будет сопряжен с переносом протонов через мембраны. Например, антибиотик валиномицин (представляет собй циклический пептид) способен специфически захватывать ионы калия и переносить их через мембрану. При этом переносятся и протоны что приводит к падению протонного потенциала и окислительного фосфорилирования соответственно. Антибиотик грамицидин (тоже пептид) способен играть роль разобщителя, связываясь с мембраной и образуя поры через которые могут проходить ионы калия, натрия и протоны водорода. Механизм действия динитрофенола тоже связан с его способностью связывать протоны свнешней стороны внутренней мембраны, то-есть из мембранного пространства и переносить их обратно в матрикс. Действие ингибиторв постоянно проиходит и при нормальной жизнедеятельности организма, так как процессы окислительного фосфорилирования очень четко регулируются в живом организме. Есть и физиологические процессы регулирования окислительного фосфорилирования. Чем больше сопряжение, тем больший процент свободной энергии утилизируется в АТФ и наоборот. Следовательно, ингибирование может регулировать выход тепла регулированием степени сопряжения. Регуляторами степени сопряжения могут быть гормоны (инсулин повышает, тироксин уменьшает), витамины (витамин Е увеличивает), продукты метаболизма (жирные кислоты уменьшаются). Многие болезни приводят к нарушению сопряжения (это приводит, например, к повышению температуры тела у больных). Обратите внимание: 1) полный процесс окислительного фосфорилирования (ОФ) протекает внутри митохондрий; 2) основная часть АТФ- зависимых процессов происходит вне митохондрий; 3) митохондриальная мембрана непроницаема для прямой диффузии АИФ. Каким же образом АТФ покидает митохондрии? Оказывается митохондриальная мембрана содержит специальный транспортный белок для выполнения этой функции. На каждую молекулу АТФ, переносимую из митохондрии в цитоплазму, приходится молекула АДФ, перносимая из цитоплазмы внутрь митохондрии.

Утилизация

АДФ АТФ

Внешняя мембрана

Транспортный

белок внутренняя мембрана

Н3РО4 + АДФ

АТФ

К нарушению энергообмена могут привести следующие причины:

1) Состояния, связанные с гипоксией. 2) Недостаток субстратов окисления.

3) Повреждение митохондрий (вследствие действия микробов, токсинов и т.д.).