Биохимические основы регуляции метаболизма

1. Объясните понятия: метаболизм (обмен веществ), катаболизм, анаболизм. Какова роль обмена веществ в жизнедеятельности организма?

2. Как регулируются метаболические процессы в организме человека? Приведите примеры регуляторов метаболических процессов.

3. Охарактеризуйте истинные гормоны как регуляторы метаболических процессов. Как классифицируют гормоны по их химической природе?

4. Охарактеризуйте скорость проявления биологического эффекта различных регуляторов – нейромедиаторов и гормонов. Почему действие гормонов белково-пептидной природы реализуется быстрее, чем действие гормонов-стероидов?

5. Объясните выражение: «аллостерическая или гормональная регуляция активности ключевых (регуляторных) ферментов метаболических процессов – основа регуляции обмена веществ». Объясните механизм аллостерической регуляции и назовите способы изменения активности ключевых ферментов при участии гормонов.

6. Объясните механизм действия тиреоидных и стероидных гормонов.

7. Объясните механизм трансмембранной передачи сигнала белково-пептидных гормонов и адреналина:аденилатциклазный, фосфолипазный (инозитолфосфатный), кальций-кальмодулиновый механизмы. Назовите способ изменения активности ключевых ферментов метаболических процессов при данном механизме действия гормонов. Назовите гормоны, передающие сигнал с помощью названных механизмов.

8. Объясните механизм трансмембранной передачи сигнала инсулина и назовитеспособ изменения активности ключевых ферментов метаболических процессов в данном случае.

9. Известно, что гормоны белково-пептидной природы и стероиды способны изменять активность ключевых ферментов метаболических процессов путем индукции их синтеза. Сравните механизм действия гормонов различной природы в данном случае.

10. Объясните механизм действия регуляторов, «работающих» посредством активации мембранного фермента-рецептора гуанилатциклазы.

11. Внеаудиторная самостоятельная работа. Используя учебник, знания из курса биологии, интернет-ресурсы, составьте конспект на тему «Биологические мембраны», включая следующие вопросы:

1) Молекулярная организация биологических мембран: липиды и белки мембран (химическое строение, классификация).

2) Функции мембран: трансмембранный перенос веществ (простая и облегченная диффузии, активный транспорт).

ВОПРОСЫ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ЗАНЯТИЮ ПО ТЕМЕ:

ОСНОВНЫЕ ГОРМОНЫ-РЕГУЛЯТОРЫ МЕТАБОЛИЗМА:

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

1. Охарактеризуйте следующие гормоны:

1) глюкагон

2) адреналин

3) инсулин

4) кортизол

5) йодтиронины: тироксин (тетрайодтиронин, Т4) и трийодтиронин (Т3)

Для характеристики гормонов используйте план:

1. Химическая природа гормона: белково-пептидный, стероидный или производное тирозина

2. Место синтеза: орган (клетки), где синтезируется гормон

3. Особенности синтеза гормона:

1) цепочка реакций синтеза адреналина с названием субстратов, ферментов, продуктов;

2) основные этапы синтеза кортизола;

3) основные этапы синтеза йодтиронинов;

4) основные этапы синтеза и посттрансляционных модификаций инсулина.

4. Сигнал для секреции (регуляция секреции) гормона:

1) субстратная регуляция секреции глюкагона и инсулина при участии глюкозы;

2) нейрональная регуляция секреции адреналина;

3) гипоталамо-гипофизарная регуляция секреции кортизола и йодтиронинов (назвать гормоны гипоталамуса и гипофиза, охарактеризовать их химическую природу, механизм действия тропных гормонов гипофиза на периферическую железу на примере АКТГ, охарактеризовать синтез АКТГ в составе гормона предшественника – проопиомеланокортина).

5. Органы (клетки)-мишени гормона.

6. Механизм действия гормона (механизм передачи сигнала гормона в клетки-мишени):

1) при участии мембранных рецепторов, связанных с G-белком: аденилатциклазный, фосфолипазный (инозитолфосфатный);

2) при участии мембранных рецепторов-ферментов (тирозинкиназный);

3) при участии внутриклеточных рецепторов (цитоплазматических, ядерных) и взаимодействия с ДНК.

Биологический эффект действия гормона: изменения метаболизма в клетках-мишенях и конечный эффект действия в организме в целом (например, глюкагон в гепатоцитах запускает метаболические процессы распада гликогена и синтеза глюкозы, что приводит к повышению уровня глюкозы в крови).

ВОПРОСЫ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ЗАНЯТИЮ ПО ТЕМЕ:

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ОБМЕН: