Охарактеризуйте механизм первично-активного транспорта.

Ответ:

1) Инсулин -глобулярный белок. Секретируется бета-клеткамиподжелудочной железы.

Секрецию инсулина усиливают глюкоза и ионы кальция, аргинин и лейцин. Контролирует секрецию инсулина соматотропин и соматостатин.

В кровоток инсулин поступает в свободной или связанной формах. Мишени свободного инсулина – мышечная и соединительная ткани (исключение жировая ткань), связанного – только жировая. В меньшей степени чувствительна к инсулину ткань печени и совсем нечувствительна нервная ткань.

Эффект гормона реализуется по мембранному типу – комплекс инсулин-рецептор повышает проницаемость клеточных мембран для глюкозы, аминокислот, ионов кальция и натрия. Особенно сильно под влиянием инсулина ускоряется транспорт глюкозы. Это объясняется так:

а) инсулин взаимодействует с белками, формирующими глюкозные каналы, и вызывает такое изменение их конфигурации, которое обеспечивает прохождение глюкозы.

б) инсулин осуществляет тот же эффект через аденилатциклазную систему.

Внутриклеточные эффекты инсулина реализуются по мембранно-внутриклеточному механизму – инсулин облегчает проникновение ионов кальция. Это увеличивает активность гуанилатциклазы и ведет к ускоренному синтезу цГМФ. Одновременно ионы кальция активируют фосфодиэстеразу, расщепляющую цАМФ.

Через накопление цГМФ и ионов кальция инсулин влияет на репликацию, ускоряя синтез ДНК и РНК, что ведет к усилению синтеза белка, а, следовательно, к ускорению роста и дифференциации клеток.

Метаболическое значение инсулина:

· инсулин в тканях активирует – транспорт в кл. глюкозы, аминокислот, калия и кальция; превращения глюкозы по основному пути на стадии фосфорилирования и на этапе ЦТК; синтез гликогена и протеиногенез.

· инсулин тормозит – гликогенолиз и глюконеогенез; липолиз, синтез кетоновых тел и синтез холестерола; протеолиз и обмен аминокислот, образование мочевины.

Важны 3 момента:

1) инсулин активирует процессы, ведущие к снижению содержания свободной глюкозы

2) он тормозит процессы, повышающие содержание глюкозы, замедляет глюконеогенез; в связи с этими свойствами при дефиците инсулина наблюдается повышение глюкозы в крови – гипергликемия, а при введении извне – гипогликемия.

3) инсулин активирует синтез белка и липидов и тормозит их распад. Следовательно, при дефиците инсулина протеолиз повышается, что сопровождается избыточным высвобождением аминокислот, продукты, превращения которых используются в глюконеогенезе и служат дополнительным источником глюкозы. Это ведет к увеличению образования аммиака и мочевины. Одновременно усиление липолиза и повышение содержания СЖК способствует усиленному образованию кетоновых тел и холестерола.

Эти изменения лежат в основе биохимических сдвигов, характерных для заболеваний, связанных с дефицитом инсулина или недостаточностью инсулинчувствительных рецепторов в тканях, т.е. в основе сахарного диабета.

2) Амины – это продукты декарбоксилирования, они обладают высокой биологической активностью. С этим и связано их название – биогенные амины. К этой группе соединений принадлежат многие медиаторы. Важнейшие из них:

Гамма-аминомасляная кислота образуется в результате декарбоксилирования глутаминовой кислоты, катализируемого глутаминдекарбоксилазой, кофермент которой фосфоперидоксаль. Основное место образования – ткань головного мозга, главный тормозной медиатор в НС.

Гистамин – продукт декарбоксилирования гистамина, катализируемого специфической декарбоксилазой, которая, распространена в тучных клетках (главное место образования гистамина). В слизистой желудка гистамин действует активирующее на секрецию пепсиногена соляной кислоты. В больших количествах высвобождается из депо при травматическом шоке, а также в зоне воспаления. Это сильный сосудорасширяющий агент, способный вызвать гистаминовый шок, и медиатор аллергических реакций.

Серотонин – образуется в результате гидроксилирования триптофана. Образуется нейронами гипоталамуса и ствола мозга. Это сильный сосудосуживающий агент и фактор, повышающий свертываемость крови.

Дофамин – производное тирозина. Под действием тирозиназы тирозин гидроксилируется в положении С-3, превращаясь в ДОФА. Он карбоксилируется декарбоксилазой ароматических аминокислот, превращаясь в дофамин. Дофамин – это медиатор ингибирующего типа одного из крупных проводящих систем путей.

Таурин – амин, образующийся из цистина. Синтезируется во многих органах и тканях. Выполняет медиаторную функцию на уровне синапсов.

Норадреналин образуется из дофамина. Он выполняет роль медиатора в постганглионарных волокнах симпатической нервной системы, активирует связанную с мембраной аденилатциклазу. Это приводит к накоплению цАМФ и активации киназы, изменяет активность ферментов.

Адреналин – продукт N-метилирования норадреналина фенилэтаноламин-N-метилтрансферазой. Адреналин запускает механизм расщепления гликогена и липолиз. Адреналин и норадреналин – гормоны надпочечников.

3) Витами Д – кальциферол, антирахитический фактор. С пищей (печень, сливочное масло, молоко, рыбий жир) поступает в виде предшественников. Основной из них – 7-дегидрохолестерол, который после воздействия УФ в коже превращается в холекальциферол (витамин Д3). Витамин Д3 транспортируется в печень, где происходит его гидроксилирование в позиции 25 – образуется 25-гидрооксихолекальциферол. Этот продукт транспортируется в почки и там гидроксилируется в активную форму. Появление активной формы холекальциферола в почке контролируется паратгормоном околощитовидных желез.

Поступая в слизистую кишечника с током крови активная форма витамина обуславливает превращение белка-предшественника в кальцийсвязывающий белок, который ускоряет всасывание ионов кальция из просвета кишечника. Сходным образом ускоряется реабсорбция кальция в почечных канальцах.

Недостаточность может наблюдаться при дефиците витамина Д в пище, недостаточном солнечном облучении, заболеваниях почек и недостаточной продукции паратгормона.

При дефиците витамина Д снижается содержание кальция и фосфора в костной ткани. В итоге – деформация скелета – рахитические четки, Х-образные голени, птичья грудная клетка. Заболевание у детей – рахит.

4) Активный транспорт – транспорт веществ против градиента концентрации – сопряжен с расходом энергии. Если источник энергии АТФ – это первично-активный транспорт.

Пример – натриевый насос, локализованный в плазматической мембране. Он переносит ионы натрия и калия через мембрану против градиента концентрации за счет энергии АТФ.

Билет 49