Роль гормонов Копулятивное поведение тесно связано с эндокринной функцией. Человек принципиально отличается от животного тем, что у него оно не запускается гуморальными факторами, как у животных. Поведение спаривания у человека не запускается гуморальными факторами,

Применяется ли в медицине искусственное охлаждение? Идея замораживания организмов с постоянной температурой тела (животных и людей) с целью добиться полной нечувствительности перед последующим хирургическим вмешательством не нова. Еще в 1862 г. А. О. Вальтер установил,

Применение ферментов в медицине Ферментные препараты широко используют в медицине. Ферменты в медицинской практике находят применение в качестве диагностических (энзимодиагностика) и терапевтических (энзимотерапия) средств. Кроме того, ферменты используют в качестве

Биороль гормонов. Гормоны регулируют многие жизненные процессы – метаболизма, функции клеток и органов, матричные синтезы (транскрипцию, трансляцию) и другие процессы, определяемые геномом (пролиферацию, рост, дифференцировку, адаптацию, клеточный шок, апоптоз и

Классификация гормонов Гормоны классифицируются по химическому строению, биологическим функциям, месту образования и механизму действия.Классификация по химическому строению. По химическому строению гормоны делят на 3 группы (табл. 12.1):1. пептидные или

Рецепторы гормонов Биологическое действие гормонов проявляется через их взаимодействие с рецепторами клеток-мишеней. Клетки, наиболее чувствительные к влиянию определенного гормона, называют клеткой-мишенью. Специфичность гормонов по отношению к клеткам-мишеням

Применение витаминов в клинической практике Применение витаминов в профилактических и лечебных целях можно систематизировать следующим образом.В профилактических целях:1. Профилактика первичных гипо-авитаминозов, обусловленных: недостаточным поступлением

В настоящее время разработаны методики химического синтеза многих непептидных и низкомолекулярных пептидных гормонов. Полипептидные и белковые гормоны выделяют путем экстракции из эндокринных желез крупного рогатого скота. Разработана методика получения некоторых гормонов (в том числе инсулина и гормона роста), основанная на принципах генной инженерии. Для этого ген, ответственный за синтез того или иного гормона, включают в геном бактерий, которые после эт­го приобретают способность синтезировать данный гормон. Так как бактерии активно размножаются, за короткое время оказывается возможным наработать довольно значительные количества нужного гормона.

Применение гормонов в терапевтических целях - одно из направлений практической медицины. Гормоны широко используются при заболеваниях, связанных с нарушениями эндокринной системы: при недостатке или отсутствии в организме того или иного гормона (например, инсулина); для усиления или подавления функции той или иной железы. Так, гормоны гипофиза могут быть использованы для стимуляции работы периферических желез внутренней секреции - коры надпочечников и щитовидной же­лезы. Гормоны нашли широкое применение в акушерстве и гинекологии, например, окситоцин используется для усиления родовой деятельности. Стероидные половые гормоны или их аналоги применяют при нарушениях в половой сфере, в качестве противозачаточных средств и т. д. При воспалительных процессах, аллергических заболеваниях, ревматоидном артрите и ряде других заболеваний используются гормоны коры надпочечников.

45. Биохимия нервной системы. Химические механизмы памяти.

От всех перечисленных выше явлений, имеющих конкретную физико-химическую природу и образующих в итоге нервную систему организма, зависит способность мозга управлять поведением и осуществлять пси­хическую деятельность, т. е. способность живого существа воспринимать окружающую его действительность и адаптироваться к ней, для того чтобы воспроизвести потомство, поддержать существование рода и т. д. В результате этого можно заключить, что молекулярные явления, лежащие в основе психической деятельности живых существ, составляют фундаментальную и неотъемлемую часть эволюционного процесса.

Память не сосредоточена в одном, строго локализованном участке мозга, подобном центрам зрения или слуха. Субстратом памяти являются нейроны. Познание как процесс отражается на химизме мозговых нейронов и проявляется, например, в изменении содержания уридина в РНК, степени метилирования ДНК, фосфорилирования сложных белков ядер клеток, синтезе новых белков, нейромедиаторов, РНК и других биологически активных молекул. Принято выделять три формы биологической памяти: генетическая (ее носитель - ДНК), иммунологическая (включает генетическую, но имеет более высокий уровень) и нейрологическая. Последняя форма памяти наиболее сложная, в ней условно разделяют кратковременную и долговременную формы. В основе кратковременной памяти лежит циркуляция импульсов информации по замкнутым цепям нейронов. Включение белков долговременной памяти обеспечивается примерно через 10 мин после прихода информации в клетку и заключается в целенаправленном синтезе РНК, специфических белков и установлении новых синаптических связей; именно синтезированные в результате этого процесса биологически активные молекулы являются хранилищем информации в организме.

46. Биохимия нервной системы. Химия ощущений. Ощущение вкуса.

В основе всех ощущений лежат химические явления, определяющие активность нейронов центральной нервной системы.

Ощущение вкуса . Ощущение вкуса может служить примером хеморецепции. Язык взрослого человека содержит около 9000 вкусовых сосочков, каждый из которых состоит из 50 - 100 специализированных клеток- посредников, соединенных с нейронами и отвечающих за восприятие четырех основных вкусовых ощущений (сладкий, соленый, кислый и горький вкус), вызываемых различными веществами.

Необходимыми условиями проявления веществом какого-либо вкуса являются: достаточно хорошая растворимость в воде и наличие определенного пространственного расположения в молекуле атомов, обладающих выраженными донорно-акцепторными свойствами.

Ответственные за сладкий вкус фрагменты молекул называются глюкофорами. Предполагается, что структура глюкофора соответствует структуре белка-рецептора клетки-посредника. Когда «сладкая» молекула взаимодействует (в основном за счет водородных связей) с соответствующими радикалами белка, происходит изменение его надмолекулярной структуры. Возникший в результате этого сигнал передается с клетки-посредника на сопряженный с ней нейрон и далее через систему нейронов - в мозг. В настоящее время предложено несколько моделей структурно-функциональной организации глюкофоров.

Наилучшим образом удовлетворяет этим требованиям циклическая форма молекулы фруктозы, вкус кото­рой ощущается как наиболее сладкий из сахаров. Сахароза в 1,5 раза слаще глюкозы, что, вероятно, связано с наличием в ее молекуле двух глюкофоров, ориентация которых предпочтительна для взаимодействия сразу с двумя рецепторами. Крахмал, хотя и содержит множество глюкофоров, не дает сладкого вкуса, так как большие размеры его полимерной молекулярной цепи не позволяют отдельным остаткам глюкозы приблизиться к рецепторам и сформировать нужную структуру. Сладкий вкус вызывают молекулы многоатомных спиртов (этиленгликоль, глицерин, сорбит), ряда α-аминокислот.

Кислый вкус обусловлен присутствием ионов водорода, образующихся при диссоциации различных кислот (например, уксусной, угольной или фосфорной), добавляемых к напиткам типа колы для улучшения вкусо­вых качеств. Предполагают, что вкусовые рецепторы, расположенные на боковой части языка, содержат большое количество ионизированных при pH ротовой полости карбоксильных групп (-СОО~). В кислой среде кислотно-основное равновесие смещается в сторону образования протони- рованной формы белка (-СООН). В результате изменяются суммарный заряд на поверхности белка и его надмолекулярная структура. Изменение формы белковых молекул инициирует соответствующий сигнал, поступающий через нейронные цепи в мозг.

Горький вкус часто обусловлен присутствием азотсодержащих органических веществ - алкалоидов, которые, как правило, ядовиты, и способность обнаруживать их по вкусу выработалась у человека, вероятно, в процессе эволюции. Для проявления веществом горького вкуса необходимы следующие условия: растворимость в воде, наличие в молекуле нескольких амино- или нитрогрупп, ориентированных в определенном порядке. Это яркий пример того, как небольшие изменения в структуре молекул могут вызвать резкие изменения их вкусовых свойств.

Добавление к аперитивам горьких веществ стимулирует выделение слюны, что способствует перевариванию поступающих продуктов (в первобытные времена выделение слюны было защитной реакцией организма на яд, имеющий, как правило, горький вкус). Примером таких веществ может служить хинин, добавляемый в напитки типа тоник.

Жгучий , пряный и холодный вкус являются вариантами химического моделирования боли. Многие специи стимулируют во рту окончания болевых нейронов, которые по системе сигналов, передаваемых через тон­кие («быстрая» боль) и толстые («медленная » боль) нервные волокна, доставляют информацию в головной мозг. В ответ на такие сигналы клетки мозга синтезируют нейромедиаторы - анальгетики пептидной природы: эндорфины и энкефалины.

Жгучий вкус вызывают многие алкалоиды - такие, как пиперин (действующее начало белого и черного перца), капсаицин (содержится в красном и зеленом перце):

Приятное ощущение, испытываемое после приема сдобренной жгучими специями пищи, приписывается способности этих соединений стимулировать образование в клетках мозга успокаивающих эндорфинов.

Ощущение холода во рту, вызываемое такими соединениями, как ментол, обусловлено тем, что молекулы этих веществ являются «ключом» к тем же белковым рецепторам, которые за счет изменения своей конфор­мации реагируют на понижение температуры. Взаимодействуя с молекулами ментола, такие рецепторы активизируются при более высокой температуре, инициируя сигнал в соответствующих нейронах мозга. В результате в присутствии ментола теплые предметы, находящиеся в полости рта, ЦНС организма человека воспринимает как холодные.

Последние исследования японских ученых показали наличие специального рецептора «умами», ответственного за вкус мясной пищи. Он состоит из двух белковых молекул, одна из которых реагирует также на горь­кое и сладкое. Человеческий рецептор «умами» наиболее чувствителен к глутаминовой кислоте, натриевая соль которой издавна применяется в качестве приправы.

47. Биохимия нервной системы. Химия ощущений. Ощущение запаха.

Ощущение запаха . Ощущение запаха также является примером хеморецепции. Органы обоняния человека гораздо чувствительнее, чем вкусовые органы. Их работа обеспечивается 50 млн белковых рецепторов, рас­положенных на площади ~5 см 2 эпителия носа. Эти рецепторы представляют собой оголенные нервные окончания. Обоняние - одно из самых древних и примитивных органов чувств, с помощью которого ЦНС имеет непосредственный контакт с внешним миром. Кроме того, происходящие при хеморецепции процессы тесно связаны с лимбической системой - центром управления эмоциями. Этим объясняется мощное, часто подсознательное влияние запахов на состояние человека.

Обладающие запахом молекулы - осмофоры должны иметь строго определенную структуру, быть летучими и растворимыми в водном растворе белков, углеводов и электролитов, покрывающем нервные окончания в носу. Осмофор взаимодействует с определенным фрагментом белка,

изменяет его конформацию и, таким образом, стимулирует подачу сигнала в мозг. По-видимому, механизм «ключ -замок» работает и в этом случае. Но специфичность и разнообразие вариантов его реализации очень велико. Установлено, что в обонятельном эпителии существует не менее 30 различных типов белков-рецепторов.

Для инициирования соответствующего сигнала достаточно, чтобы структуре активного центра рецептора соответствовало пространственно-химическое строение даже части молекулы осмофора. Если молекула ос­мофора достаточно гибкая, то она может взаимодействовать с несколькими белками-рецепторами и вызывать ощущения смешанного запаха. Пока активный центр рецептора занят молекулой осмофора, другие молекулы не могут образовать с данным рецептором соответствующий комплекс, и носовая полость перестает чувствовать запах.

Влияние структуры молекул осмофоров на их свойства можно оценить на следующих примерах. Бензальдегид, как и синильная кислота, вызывает ощущение запаха горького миндаля. Фенилэтаналь, незначительно отличающийся по молекулярной структуре от бензальдегида, вызывает запах гиацинта.

Типичный фруктовый запах имеют многие сложные эфиры, содержащие около семи атомов углерода и образующиеся во фруктах при расщеплении длинноцепочечных жирных кислот.Сернистыми соединениями, подобными диаллил сульфиду, обусловлен резкий запах чеснока и лука. Стоит разрезать растение, т. е. механически разрушить клетки, как ферменты мгновение вступают в контакт с их содержимым и катализируют метаболические процессы превращения серосодержащих аминокислот в летучие молекулы указанных соединений.

Квинтэссенцией запаха растений являются эфирные масла, получаемые отгонкой с паром и экстракцией и содержащие вещества, молекулы которых в основном включают около 10 атомов углерода и зачастую яв­ляются производными изопрена - терпенами. Такие соединения обладают умеренной летучестью и достаточным разнообразием структур; фактически они являются крошечными ароматическими фраг­ментами каучука.

48. Биохимия иммунной системы. Химическая природа антител.

Антитела (иммуноглобулины)- особый класс гликопротеинов, присутствующих на поверхности B-лимфоцитов в виде мембраносвязанных рецепторов и в сыворотке крови и тканевой жидкости в виде растворимых молекул, и обладающих способностью очень избирательно связываться с конкретными видами молекул, которые в связи с этим называют антигенами. Антитела являются важнейшим фактором специфического гуморального иммунитета. Антитела используются иммунной системой для идентификации и нейтрализации чужеродных объектов - например, бактерий и вирусов. Антитела выполняют две функции: антиген-связывающую и эффекторную (вызывают тот или иной иммунный ответ, например, запускают классическую схему активации комплемента).

Антитела синтезируются плазматическими клетками, которыми становятся некоторые В-лимфоциты, в ответ на присутствие антигенов. Для каждого антигена формируются соответствующие ему специализировавшиеся плазматические клетки, вырабатывающие специфичные для этого антигена антитела. Антитела распознают антигены, связываясь с определённым эпитопом - характерным фрагментом поверхности или линейной минокислотной цепи антигена.

Антитела представляют собой олигомерные белки. К настоящему времени известно около десяти групп различных антител, среди которых у человека наиболее часто встречаются группы IgG, IgA, IgM, IgD и IgE . Структурную основу иммуноглобулинов составляют четыре полипептидные цепи, соединенные друг с другом с помощью дисульфидных мостиков. Две тяжелые цепи (цепи Н) имеют молекулярную массу около 50 000 и содержат от 450 до 700 аминокислотных остатков каждая, а две легкие цепи (цепи L) включают около 200 аминокислотных остатков каждая и имеют молекулярную массу порядка 25 000. Такую структуру обычно причисляют к мономерам. По различиям в первичной структуре легкие цепи делятся на два типа (χ и λ), а тяжелые - на пять типов (α, γ, μ, δ, ε). Именно в зависимости от типа тяжелой цепи, входящей в мономер, все иммуноглобулины делятся на несколько групп, перечисленных выше. Каждая группа включает в себя огромное число индивидуальных иммуноглобулинов, различающихся по первичной структуре.

Гормоны

ГОРМО́НЫ -ов; мн. (ед. гормо́н, -а; м.). [от греч. hormaō - двигаю, возбуждаю].

1. Физиол. Биологически активные вещества, вырабатываемые в организме и влияющие на все жизненно важные процессы. Г. гипофиза. Половые г.

2. Синтетические препараты, оказывающие такое же воздействие на организм.

◁ Гормо́нный, -ая, -ое (разг.).

(от греч. hormáō - возбуждаю, привожу в движение), биологически активные вещества, вырабатываемые в организме специализированными клетками или органами (железами внутренней секреции) и оказывающие целенаправленное влияние на деятельность других органов и тканей. Позвоночные животные и человек имеют развитую систему таких желёз (гипофиз, надпочечники, половые, щитовидная и др.), которые посредством гормонов, выделяемых в кровь, участвуют в регуляции всех жизненно важных процессов - роста, развития, размножения, обмена веществ. Развитые эндокринные железы есть и у высокоорганизованных беспозвоночных - головоногих моллюсков, насекомых, ракообразных. Секретируемые ими гормоны контролируют рост, линьку, метаморфоз, половое размножение и др. Каждый из гормонов влияет на организм в сложном взаимодействии с другими гормонами; в целом гормональная система совместно с нервной системой обеспечивает деятельность организма как единого целого. Химическая природа гормонов различна - белки, пептиды, производные аминокислот, стероиды. Гормоны, используемые в медицине, получают химическим синтезом или выделяют из соответствующих органов животных. О гормонах растений см. Фитогормоны .

ГОРМО́НЫ (от греч. hormao - возбуждаю, привожу в движение), биологически активные вещества, вырабатываемые в организме специализированными клетками или органами (железами внутренней секреции) и оказывающие целенаправленное влияние на деятельность других органов и тканей. Позвоночные животные и человек имеют развитую систему таких желез (гипофиз, надпочечники, половые, щитовидная и др.), которые посредством гормонов, выделяемых в кровь, участвуют в регуляции всех жизненно важных процессов - роста, развития, размножения, обмена веществ. Развитые эндокринные железы есть и у высокоорганизованных беспозвоночных - головоногих моллюсков, насекомых, ракообразных. Секретируемые ими гормоны контролируют рост, линьку, метаморфоз, половое размножение и др. Каждый из гормонов влияет на организм в сложном взаимодействии с другими гормонами; в целом гормональная система совместно с нервной системой обеспечивает деятельность организма как единого целого. Химическая природа гормонов различна - белки, пептиды, производные аминокислот, стероиды. Гормоны, используемые в медицине, получают химическим синтезом или выделяют из соответствующих органов животных. О гормонах растений см. Фитогормоны (см. ФИТОГОРМОНЫ) .
* * *
ГОРМО́НЫ животных (от греч. hormao - привожу в движение, побуждаю), биологически активные вещества, вырабатываемые железами внутренней секреции и скоплениями специализированных клеток. Важнейшие регуляторы физиологических процессов. Термин «гормоны» предложен в 1905 английским физиологом Э. Старлингом (см. СТАРЛИНГ Эрнест Генри) .
Железы, секретирующие гормоны, имеются у позвоночных животных (в том числе у человека) и у высокоразвитых беспозвоночных - головоногих моллюсков, ракообразных, насекомых. Выделяемые ими гормоны поступают в кровь (или гемолимфу (см. ГЕМОЛИМФА) ) и оказывают свое действие на определенные ткани-мишени, расположенные на значительном расстоянии от той железы, где они образуются. Отдельные группы клеток выделяют гормоны местного действия. Их часто называют гормоноидами, тканевыми гормонами, или парагормонами. К их числу относят гистамин (см. ГИСТАМИН) , серотонин (см. СЕРОТОНИН) , брадикинин (см. БРАДИКИНИН) , простагландины (см. ПРОСТАГЛАНДИНЫ) и др. Гормоны, вырабатываемые нейросекреторными клетками нервной ткани, называют нейрогормонами (см. НЕЙРОГОРМОНЫ) . По месту образования различают гипофизарные, гипоталамические, половые гормоны, кортикостероиды (см. КОРТИКОСТЕРОИДЫ) (гормоны коры надпочечников), гормоны щитовидной железы (тиреоидные гормоны) и т. д. Все гормоны отличает высокая биологическая активность (они оказывают воздействие в очень низких концентрациях - 10 –6– 10 –10 М) и специфичность (даже очень близкие по химической структуре аналоги гормонов не дают нужного эффекта).
Химическая структура
Исходя из химического строения, гормоны делят на три группы. К первой группе относят пептидные и белковые гормоны. Пептидами являются, например, окситоцин (см. ОКСИТОЦИН) , вазопрессин (см. ВАЗОПРЕССИН) . Среди белковых гормонов имеются как простые белки (инсулин (см. ИНСУЛИН) , глюкагон (см. ГЛЮКАГОН) , соматотропин (см. РОСТОВОЙ ГОРМОН) , пролактин (см. ПРОЛАКТИН) и др.), так и сложные - гликопротеины (фоллитропин, лютропин). Вторая группа - амины - объединяет гормоны, близкие по структуре аминокислотам - тирозину (см. ТИРОЗИН) и триптофану (см. ТРИПТОФАН) (тиреоидные гормоны, адреналин (см. АДРЕНАЛИН) , норадреналин (см. НОРАДРЕНАЛИН) ). Третью группу составляют стероидные гормоны, которые являются производными холестерина (см. ХОЛЕСТЕРИН) . Среди стероидных гормонов - все половые гормоны (см. ПОЛОВЫЕ ГОРМОНЫ) и гормоны коры надпочечников - кортикостероиды.
Механизм действия гормонов
Гормоны служат химическими посредниками, переносящими соответствующую информацию (сигнал) в определенное место - клеткам соответствующей ткани-мишени; что обеспечивается наличием у этих клеток высокоспецифических рецепторов - особых белков, с которыми связывается гормон (у каждого гормона свой рецептор). Ответ клеток на действие гормонов различной химической природы осуществляется по-разному. Тиреоидные и стероидные гормоны проникают внутрь клетки и связываются со специфическими рецепторами с образованием гормон-рецепторного комплекса. Этот комплекс взаимодействует непосредственно с геном, контролирующим синтез того или иного белка. Остальные гормоны взаимодействуют с рецепторами, находящимися на цитоплазматической мембране. После этого включается цепь реакций, приводящих к повышению внутри клетки концентрации так называемого вторичного посредника (например, ионов кальция или аденозинмонофосфата циклического (см. АДЕНОЗИНТРИФОСФАТ) ), что, в свою очередь, сопровождается изменением активности определенных ферментов.
Биологическая роль гормонов
Гормоны контролируют основные процессы жизнедеятельности организма на всех этапах его развития с момента зарождения. Они влияют на все виды обмена веществ в организме, активность генов, рост и дифференцировку тканей, формирование пола и размножение, адаптацию к меняющимся условиям среды, поддержание постоянства внутренней среды организма (гомеостаз (см. ГОМЕОСТАЗ) ), поведение и многие другие процессы. Совокупность регулирующего воздействия различных гормонов на функции организма называется гормональной регуляцией (см. также Гуморальная регуляция (см. ГУМОРАЛЬНАЯ РЕГУЛЯЦИЯ) ).
У млекопитающих гормоны, как и выделяющие их железы внутренней секреции (эндокринные железы (см. ЭНДОКРИННЫЕ ЖЕЛЕЗЫ) ), составляют единую эндокринную систему. Она построена по иерархическому принципу и в целом контролируется нервной системой (см. НЕРВНЫЕ БОЛЕЗНИ) . Роль связующего звена между нервной и эндокринной системами выполняет гипоталамус (см. ГИПОТАЛАМУС) , выделяющий нейрогормоны (см. НЕЙРОГОРМОНЫ) (рилизинг-факторы ). Они регулируют (усиливают или тормозят) выделение гормонов гипофизом (см. ГИПОФИЗ) (тропных гормонов), которые в свою очередь контролируют образование гормонов периферическими железами. Например, тиреотропинрилизинг-фактор гипоталамуса стимулирует выделение тиреотропного гормона (см. ТИРЕОТРОПНЫЙ ГОРМОН) гипофизом, а он - выделение тиреоидных гормонов клетками щитовидной железы. Избыточное содержание какого-либо гормона в крови сопровождается остановкой его образования соответствующей железой, а недостаточное количество - усилением его выделения (механизм обратной связи).
Избыточное образование или недостаток того или иного гормона в организме человека приводит к эндокринным заболеваниям (см. ЭНДОКРИНОЛОГИЯ) . Например, следствием недостатка гормонов щитовидной железы в организме являются кретинизм (см. КРЕТИНИЗМ) , микседема (см. МИКСЕДЕМА) , а их избытка - базедова болезнь (см. БАЗЕДОВА БОЛЕЗНЬ) и тиреотоксикоз (см. ТИРЕОТОКСИКОЗ) ; нарушение функций поджелудочной железы может сопровождаться дефицитом гормона инсулина и, как следствие, сахарным диабетом (см. ДИАБЕТ САХАРНЫЙ) .
Применение гормонов
Гормоны широко используются при заболеваниях, связанных с нарушением эндокринной системы: при недостатке или отсутствии в организме того или иного гормона (например, инсулина) или для усиления или подавления функции той или иной железы. Так, гормоны гипофиза адренокортикотропин и тиреотропин могут быть использованы для того, чтобы стимулировать работу периферических желез - собственно коры надпочечников и щитовидной железы. А так как гормоны периферических желез подавляют секрецию гормонов гипофиза, то кортикотропин, например, будет препятствовать образованию адренокортикотропного гормона.
Гормоны нашли широкое применение в акушерстве и гинекологии. Хорионический гонадотропин (см. ХОРИОНИЧЕСКИЙ ГОНАДОТРОПИН) помогает при лечении бесплодия, окситоцин (см. ОКСИТОЦИН) используется для усиления родовой деятельности, пролактин стимулирует секрецию молока после родов. Стероидные половые гормоны или их аналоги применяют при нарушениях в половой сфере, в качестве противозачаточных средств и т. д. При воспалительных процессах, аллергических заболеваниях, ревматоидном артрите и ряде других используются гормоны коры надпочечников. Гормоны, вырабатываемые вилочковой железой (см. ВИЛОЧКОВАЯ ЖЕЛЕЗА) (тимусом) и стимулирующие созревание Т-лимфоцитов (см. ЛИМФОЦИТЫ) , применяют для лечения онкологических заболеваний, при нарушениях иммунитета.
Получение гормонов
Многие непептидные гормоны и низкомолекулярные пептидные гормоны получают с помощью химического синтеза. Полипептидные и белковые гормоны выделяют путем экстракции из желез домашнего скота с последующей очисткой. Разработана процедура получения некоторых гормонов (в том числе инсулина и гормона роста) с помощью методов генетической инженерии (см. ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ИНЖЕНЕРИЯ) . Для этого ген, ответственный за синтез того или иного гормона, включают в геном бактерий, которые после этого приобретают способность синтезировать нужный гормон. Так как бактерии активно размножаются, за короткое время оказывается возможным наработать довольно значительные его количества.

Энциклопедический словарь . 2009 .

Смотреть что такое "гормоны" в других словарях:

- (от греч. hormao привожу в движение, побуждаю), биологически активные вещества, выделяемые железами внутр. секреции или скоплениями специа лизир. клеток организма и оказывающие целенаправленное действие на др. органы и ткани. Термин «Г.»… … Биологический энциклопедический словарь

ГОРМОНЫ, химические вещества, вырабатываемые живыми клетками, которые влияют на метаболизм клеток в других частях тела. У МЛЕКОПИТАЮЩИХ гормоны вырабатываются железами ЭНДОКРИННОЙ СИСТЕМЫ и выделяются непосредственно в кровь. Они осуществляют… … Научно-технический энциклопедический словарь

ГОРМОНЫ - (от греч. hormao возбуждаю), группа биологически активных веществ сложной химической природы (белки, аминокислоты, полипептиды, стероиды и др.), вырабатываемых в организме железами внутренней секреции (эндокринными железами) и оказывающих… … Экологический словарь

Современная энциклопедия

- (от греч. hormao возбуждаю привожу в движение), биологически активные вещества, вырабатываемые в организме специализированными клетками или органами (железами внутренней секреции) и оказывающие целенаправленное влияние на деятельность других… … Большой Энциклопедический словарь

Гормоны - (от греческого hormao возбуждаю, привожу в движение), биологически активные вещества, вырабатываемые в организме специализированными клетками или органами (железами внутренней секреции) и оказывающие влияние на деятельность других органов и… … Иллюстрированный энциклопедический словарь

гормоны - ов, мн. hormone f., англ. hormone. Биологически активные вещества, вырабатываемые в организме и участвующие в регуляции всех жизненно важных процессов. БАС 2. Гормонный ая, ое. Крысин 1998. Лекс. Гранат: гормоны; Уш. 1935: гормо/н, гормона/льный; … Исторический словарь галлицизмов русского языка

10300 0

Биосинтез соматотропина и других гормонов человека

Гормон обладает видовой специфичностью, т. е. в отличие от инсулина гормоны роста животных не имеют активности в организме человека. Следовательно, единственным средством излечения гипофизарной карликовости является гормон гипофиза, который выделяли из трупов. Исследования показали, что при внутримышечном введении соматотропина в дозах 10 мг на 1 кг массы в течение года по три инъекции в неделю дает увеличение роста примерно на 8-18 см в год.

Больные дети четырех-пяти лет при непрерывном лечении догоняли в росте своих сверстников к половой зрелости (14-16 лет). Если учесть тот факт, что из одного трупа можно получить 4-6 мг соматотропина, то можно понять, что лечение этого заболевания природным соматотропином - дело совершенно безнадежное. Помимо недостатка препарата возникли и другие проблемы, связанные с гетерогенностью гормона, выделяемого из трупного материала.

Существовала также опасность, что гипофизарный материал заражен медленно развивающимися вирусами. Такие вирусы обладают необычайно длительным инкубационным периодом, поэтому дети, получавшие препарат, нуждались в многолетнем медицинском наблюдении.

Гормон роста человека, синтезированный в специально сконструированных клетках бактерий, имеет очевидные преимущества: он доступен в больших количествах, его препараты являются биохимически чистыми и свободны от вирусных загрязнений.

Биосинтез соматотропина (состоящего из 191-го аминокислотного остатка) специально сконструированными бактериями на основе кишечной палочки был осуществлен фирмой «Генентек». Поскольку при синтезе ДНК на и-РНК получается ген, кодирующий предшественник соматотропина, не расщепляющийся в бактериальных клетках с образованием активного гормона, то поступили следующим образом: на 1 этапе клонировали двунитевую ДНК-копию и-РНК и расщеплением рестрикционными эндонуклеазами получили последовательность, которая кодирует всю аминокислотную последовательность гормона, кроме 23-х первых аминокислот. Затем клонировали синтетический полинуклеотид, соответствующий аминокислотам от 1-й до 23-й. Далее два фрагмента объединили вместе и «подстроили» в плазмиду E. coli, после чего клетки бактерии начали синтезировать этот гормон.

К 1980 г. были закончены клинические испытания препарата и тесты на токсичность и были начаты массовые эксперименты на детях, близких по возрасту к половой зрелости. Результаты были обнадеживающими, и синтетический соматотропин с 1982 г. начал производиться в промышленном масштабе.

Еще один гормон, в-эндорфин - опиат мозга, состоящий из 31-й аминокислоты, - был синтезирован в генетически сконструированных клетках кишечной палочки. В 1980 г. австралийский ученый Шайн и американские ученые Феттес, Лэн и Бакстер успешно клонировали ДНК, кодирующую в-эндорфин, в клетках E. ooli и получили этот полипептид в виде слитного белка с ферментом в-галактозидазой. На первом этапе они клонировали фрагмент ДНК, полученный в результате обратной транскрипции и-РНК, кодирующей в-эндорфин, и далее встраивали его в плазмиду E .coli за геном в-галактозидазы, при этом получили гибридный белок, состоящий из в-галактозидазы и в-эндорфина; далее ферментативно отщепляли в-галактозидазу, получая биологически активный в-эндорфин.

Получение интерферонов

Впервые интерферон был получен в 1957 г. в Национальном институте медицинских исследований вблизи Лондона. Это белок, который выделяется в очень низких количествах клетками животных и человека при попадании в организм вирусов и направлен на борьбу с ними. Первые же исследования выявили высокую биологическую активность интерферона при лечении гриппа, гепатита и даже раковых заболеваний (подавляет размножение аномальных клеток).

Интерферон, как и соматотропин, обладает видовой специфичностью: интерфероны животных неактивны в организме человека и даже отторгаются им.

В организме человека вырабатывается несколько видов интерферонов: лейкоцитарный (а), фибробластный (Р) и иммунный (у) (Т-лимфоцитарный).

Природные интерфероны получают из крови человека с крайне низким выходом: в 1978 г. в Центральной лаборатории здравоохранения в Хельсинки (в то время мировой лидер в получении лейкоцитарного интерферона) из 50-ти тысяч литров крови было получено 0,1 г чистого интерферона.

Процесс получения интерферонов в основных чертах был одинаков для всех типов клеток, выращиваемых в культурах и образующих интерферон. Клетки крови заражали вирусом Сендай и через 24 ч фильтровали на суперцентрифуге. В надосадочной жидкости содержался грубый препарат интерферона, который подвергали хроматографической очистке.

Стоимость препарата была очень велика - 400 г интерферона стоил 2,2 млрд долларов. Однако перспективность фармакологического его использования (в том числе против четырех видов рака) заставляла искать новые пути его получения, в первую очередь с помощью генной инженерии.

В январе 1980 г. был получен интерферон человека в генетически сконструированных клетках кишечной палочки. Исходная трудность при этих методах заключалась в том, что и-РНК интерферонов мало даже в лейкоцитах, стимулированных заражением вирусов, и в том, что выходы были очень низкие: сообщалось о получении 1-2 молекул интерферона на одну бактериальную клетку.

В 1981 г. фирме «Генентек» удалось сконструировать рекомбинантную ДНК, кодирующую у-интерферон, и ввести ее в геном бактерий, дрожжей и даже клетки млекопитающих, и они стали способными синтезировать интерферон с большим выходом - 1 л культуры клеток дрожжей содержал 1 млн единиц интерферона (единица интерферона соответствует такому его количеству, которое защищает 50 % клеток в культуре от заражения вирусом). Процесс был осуществлен следующим образом: исследователи выделили смесь молекул и-РНК из лимфоцитов человека, получили молекулы соответствующих ДНК-копий и ввели их в клетки E. coli. Далее были отобраны бактерии, продуцирующие интерферон.

Получение иммуногенных препаратов и вакцин

Вакцины - одно из самых значительных достижений медицины, их использование к тому же чрезвычайно эффективно с экономической точки зрения. В последние годы разработке вакцин стали уделять особое внимание. Это обусловлено тем, что до настоящего времени не удалось получить высокоэффективные вакцины для предупреждения многих распространенных или опасных инфекционных заболеваний.

Повышенный интерес к вакцинам возник после того, как была установлена роль патогенных микроорганизмов в развитии тех заболеваний, которые ранее не считали инфекционными. Например, гастриты, язва желудка и двенадцатиперстной кишки, злокачественные новообразования печени (вирусы гепатита В и С).

Поэтому в последние 10-15 лет правительства многих стран стали принимать меры, направленные на интенсивную разработку и производство принципиально новых вакцин.

Используемые сегодня вакцины можно разделить в зависимости от методов их получения на следующие типы:
- живые аттенуированные вакцины;
- инактивированые вакцины;
- вакцины, содержащие очищенные компоненты микроорганизмов (протеины или полисахариды);
- рекомбинантные вакцины, содержащие компоненты микроорганизмов, полученные методом генной инженерии

Технологию рекомбинантных ДНК применяют также для создания живых ослабленных вакцин нового типа, достигая аттенуации путем направленной мутации генов, кодирующих вирулентные протеины возбудителя заболевания. Эту же технологию используют и для получения живых рекомбинантных вакцин, встраивая гены, кодирующие иммуно-генные протеины, в живые непатогенные вирусы или бактерии (векторы), которые и вводят человеку.

Принцип применения ДНК-вакцин заключается в том, что в организм пациента вводят молекулу ДНК, содержащую гены, кодирующие иммуногенные белки патогенного микроорганизма. ДНК-вакцины называют иначе генными или генетическими.

Для получения ДНК-вакцин ген, кодирующий продукцию иммуногенного протеина какого-либо микроорганизма, встраивают в бактериальную плазмиду. Кроме гена, кодирующего вакцинирующий протеин, в плазмиду встраивают генетические элементы, которые необходимы для экспрессии («включения») этого гена в клетках эукариотов, в том числе человека, для обеспечения синтеза белка. Такую плазмиду вводят в культуру бактериальных клеток, чтобы получить большое количество копий.

Затем плазмидную ДНК выделяют из бактерий, очищают от других молекул ДНК и примесей. Очищенная молекула ДНК и служит вакциной. Введение ДНК-вакцины обеспечивает синтез чужеродных протеинов клетками вакцинируемого организма, что приводит к последующей выработке иммунитета против соответствующего возбудителя. При этом плазмиды, содержащие соответствующий ген, не встраиваются в ДНК хромосом человека.

ДНК-вакцины обладают рядом преимуществ по сравнению с традиционными вакцинами:
- способствуют выработке антител к нативной молекуле вирусных протеинов;
- способствуют выработке цитотоксических Т-лимфоцитов;
- могут избирательно воздействовать на различные субпопуляции Т-лимфоцитов;
- способствуют формированию длительного иммунитета;
- устраняют риск инфицирования.

Л.В. Тимощенко, М.В. Чубик