222. Раскажите об эксекреторной и инкреторной функции семенников.

Андрогены — мужские половые гормоны — образуются клетками Лейдига. Главные из них — тестостерон и дигидротестостерон (продукт восстановления тестостерона). Вещества с андрогенной активностью образуются и в надпочеч­никах (андростерон и производные). Их предшественник — холестерол. Тран­спортируются при участии тестостерон-эстрадиол-связывающего глобулина. При метаболизме гидроксилируются (в печени), выводятся с мочой и желчью в виде глюкуронидных и сульфатных конъюгатов.

Мишени андрогенов — предстательная железа, семенные пузырьки и мышцы. Тестостерон более специфичен для мышечной ткани. Эффект эти гормоны реализуют по цитозольному типу, активируя биосинтез белка в тканях более заметно, чем эстрогены.

Ускоряя биосинтез белка и связанные с этим процессы, андрогены стимули­руют развитие скелетной мускулатуры, рост и минерализацию костной ткани, в период полового созревания — развитие половых органов, вторичных половых признаков, формирование характерного тембра голоса, а совместно с ФСГ — созревание сперматозоидов.

Поведенческие реакции и развитие полового влечения, психофизиологичес­кие особенности также определяются андрогенами.

Анаболический эффект андрогенов привлек к ним внимание. Созданы синтетические андрогены, сохраняющие анаболические свойства при мини­мальных маскулинизирующих — анаболические стероиды. По структуре — это норстероиды, деметилированные в положении С-19. Отношение анаболи­ческой активности к андрогенной у лучших из них благоприятнее, чем у тестостерона в 5-12 раз.

223. Расскажите о биологическом значении поджелудочной железы.

Остравковый аппарат поджелудочной железы синтезирует и секретирует инсулин, глякогон и соматостатин а также так называемый птичий панкреатический полипептид .

Инсулин глобулярный белок с установленной последовательностью аминокислот и изученной пространственной структурой. Синтезируется в виде предшественника, который после отщепления С-пептнда ) двуцепосчатую структуру инсулина (51 аминокислотный остаток).

Секрецию инсулина усиливают глюкоза и ионы кальция, аргинин и лейцин. Контролируют секрецию инсулина соматотропин и соматостатнн.

В кроваток инсулин поступает в свободной и связанной формах. Мишени свободного инсулина — мышечная и соединительная ткани, связанного — только жировая. В меньшей степени чувствительна к инсулину ткань печени и совсем нечувствительна нервная ткань.

Особенно сильно под влиянием инсулина ускоряется транспорт глюкозы.

283.Генерация энергии. Независимо от характера вовлекающегося в обменные процессы химического соединения высвобождение заключенной в его хими­ческих связях энергии осуществляется главным образом путем их окислитель­но-восстановительного распада. Объединяющий момент — наличие единой ля всех соединений структуры, обеспечивающей постепенное высвобождение .энергии. Такая система — цепь дыхательных ферментов и конечный акцептор водорода (молекулярный кислород), который доставляется с помощью единого для всех случаев механизма (транспорт в форме оксигемоглобина). Интегри­рующим моментом является и то, что энергия, высвобождаемая при переносе протонов и электронов по дыхательной цепи, запасается путем синтеза универсального макроэргического соединения (или группы родственных со­единений).

Реже энергия генерируется путем внутримолекулярной перестройки, веду­щей к возникновению макроэргической связи. Этот путь генерации также интегрирует обмен всех видов молекул, так как во всех случаях акцепторы макроэргической связи — сходные соединения — дифосфорные эфиры нуклеозидов.

284.Интеграция восстановительных эквивалентов. В большинстве процессов биосинтеза имеется необходимость превращения предшественника в более восстановленный продукт. Поставщиком высокоэнергетических электронов, необходимых для реакций восстановления, служит в большинстве случаев НАДФ • Н„ (например, реакции гидроксилирования, реакции, обратные р-окислению). В этом случае интегрирующий момент — использование для разных путей метаболизма единого донатора водорода, образующегося в единственном, объединяющем все биосинтезы процессе — пентозофосфатном пути превращения углеводов.

Образоиание строительных блоков для биосинтеза. Те процессы, в ходе которых образуются макроэргические соединения и НАДФ • Н — одновремен­но и продуценты строительных блоков для биосинтезов. Так, образующийся при гликолизе дигидроксил-ацетонфосфат превращается в скелет фосфати-дилхолина и других фосфатидилглицеридов. Фосфоенолпируват участвует в построении углеродного скелета ароматических аминокислот, ацетил-КоА (общий промежуточный продукт превращения глюкозы, липидов и ряда аминокислот) служит поставщиком остатка ацетила для синтеза жирных кислот и многих других соединений. Сукцинил-КоА — метаболит ЦТК, который может происходить из глюкозы, липидов и аминокислот, — один из предшественников порфиринов и других соединений. Согласно сказанному, строительные блоки возникают как промежуточные продукты процессов катаболизма, ведущих к высвобождению и запасанию энергии. Следовательно, генерация энергии восстановительных потенциалов и строительных блоков интегрирована в единый многофункциональный процесс.

Итак, обмен химического соединения, независимо от его структуры, подчи­няется стратегическим целям метаболизма. Достижение цели обеспечивается в каждом случае принципиально сходной тактикой. Этим не исчерпывается единство метаболизма, можно назвать еще целый ряд интегральных признаков.

285.Общие механизмы регуляции обменных процессов. Скорость превращений В большей части метаболических путей зависит от концентрации и активности определенных ферментов, в особенности от ферментов, катализирующих необратимые реакции. Практически в каждом метаболическом пути имеется такая реакция, от скорости которой зависит скорость всего пути (лимитирую­щая реакция). Соответственно существует и фермент, катализирующий лими­тирующую реакцию. Этот фермент, рассматриваемый как ключевой фермент пути, — объект регулирования скорости метаболического пути. Такие фермен­ты практически всегда регулируются аллостерически. Их активность ограни­чивается ростом концентрации одного из конечных продуктов реакции, чаще одного из стратегических продуктов. Так, фосфофруктокиназа в процессе гликолиза угнетается при накоплении АТФ или цитрата и активируется при накоплении АДФ. Накопление АДФ — сигнал дефицита АТФ. Аналогичный Пример — накопление ацетил-КоА-карбоксилазы при синтезе жирных кислот

Активность и количество ферментов контролируются гормонами с помощью универсальных механизмов. Включение происходит при образовании ком­плекса рецептор-гормон ковалентной модификации ферментов (фосфорили-рование, которое в одних случаях повышает, в других — снижает активность фермента). Тот же комплекс обеспечивает наработку матриц для репродукции фермента.

Активность ферментов определяется доступностью кофакторов, в частности витаминов. Дефицит кофактора сказывается преимущественно на состоянии одного метаболического пути, однако повреждаются одновременно и другие.

Так, дефицит ТДФ (коферментной формы витамина В ) лимитирует реакции окислительного декарбоксилирования а-кетокислот (пирувата и а-кетоглута-рата). Создаются «узкие места» в превращении глюкозы, липидов и аминокис­лот, тормозится транскетолазная реакция пентозо-фосфатного шунта, созда­ются дополнительные ограничения, связанные с дефицитом восстановитель­ных эквивалентов для биосинтетических реакций.

Общие метаболиты — продукты, на уровне которых пересекаются метабо­лические пути, — важные точки интеграции обменных процессов.

Вспомним важнейшие из них.

Глюкозо-6-фосфат — образуется из глюкозы или гликогена, соединяя эти два процесса в один из следующих'

Глюкозо-6-фосфат ————* Гликоген;

Глюкозо-6-фосфат ————» Фруктозо-6-фосфат ————^> Пируват;

Глюкозо-6-фосфат ————» 6-фосфоглюконат ————» рибозо-5-фосфат.

Таким образом, Глюкозо-6-фосфат — промежуточный продукт превраще­ния глюкозы — связывает между собой следующие процессы: запасания энергетического материала (синтез гликогена), использования запасного энер­гетического материала (гликогенолиз), процессы, обеспечивающие организм восстановительным эквивалентом и структурными блоками (ПФП) и являю­щиеся основным источником энергии (гликолиз, аэробный распад).

Пируват — продукт, который можно рассматривать как результат гликоли­за и одновременно соединением, образующимся в ходе превращений липидов (глицерола), а также аланина.

Пируват может обратимо превращаться в лактат и аланин, а также в оксалоацетат, обеспечивая в последнем случае возможность глюконеогенеза. Необратимо превращаясь в ацетил-КоА, пируват открывает путь глюкозе, глицеролу и аланину в ЦТК.

Ацетил-КоА — узловой метаболит, образующийся из пирувата в результате превращений глюкозы, глицерола, аланина или из жирных кислот, — вовле­кает все эти соединения в ЦТК и процесс, ведущий к синтезу ацетоновых тел, а при экспорте в цитозоль в виде цитрата используется для синтеза жирных кислот.

Метаболизм интегрирован общностью стратегической цели — гене-

рация универсальных носителей энергии, восстановительного эквива­лента и структурных блоков. Три элемента, составляющих цель метаболизма, объединены принципиальным сходством механизмов регуляции превращения отдельных химический соединений:

присутствием лимитирующих метаболические пути реакций и энзимов;

аллостерическим характером регуляции ключевых энзимов;

использованием общих коферментных структур;

принципиально одинаковыми механизмами гормональной регуля­ции;

наличием общих метаболитов;

возможностью взаимопревращений через общие метаболиты.

286.Основные водные компарменты (распределение по компартментам — участкам или отсекам) воды в организме взрослого человека такова. Общее ее количество равно примерно 1/2 от массы тела, 2/3 приходится на внутриклеточный сегмент

и около 1/3 — на внеклеточный (интра- и экстрацеллюлярный). Внеклеточный сегмент включает два субсегмента — интравазальный (плазма крови, лимфа) и экстравазальный. В составе экстравазального выделяются сегменты интер-стициальный (межклеточный) и трансцеллюлярный (жидкости пищеваритель­ного тракта, мочевыводящих путей, внутрисуставная жидкость и др.).

Суточная потребность в воде — 1 500 мл, таковы же и потери с потом, | калом, мочой и выдыхаемым воздухом. Потребность обеспечивается за счет

поступления извне и за счет окислительного распада глюкозы и липидов (до 300 мл).

288.Как регулируется - Осмотическое давление внеклеточной жидкости находится в постоянном равновесии с давлением во внутриклеточной жидкости. Во внеклеточной жидкости осмотическое давление регулируют почки, которые могут выделять мочу с концентрацией хлорида натрия от следовой до 340 ммоль/л. При выделении мочи, бедной хлоридом натрия, осмотическое давление из-за задержки соли будет возрастать, а при быстром выделении соли — падать.

Концентрация мочи контролируется гормонами: вазопрессин (антидиурети­ческий гормон), усиливая обратное всасывание воды, повышает концентрацию соли в моче, альдостерон стимулирует обратное всасывание натрия. Продук­ция и секреция этих гормонов зависит от осмотического давления и концен­трации натрия во внеклеточной жидкости. При снижении концентрации соли в плазме увеличивается продукция альдостерона и задержка натрия возрас­тает, при повышении — увеличивается продукция вазопрессина, а продукция альдостерона падает. Это увеличивает реабсорцию воды и потери натрия, способствует уменьшению осмотического давления. Кроме того, рост осмоти­ческого давления вызывает жажду, что увеличивает потребление воды. Сигналы для образования вазопрессина и ощущения жажды инициируют осморецепторы гипоталамуса.

Объем внеклеточной жидкости подвергается наибольшим колебаниям. Его значение зависит:

1. От концентрации белков в плазме, особенно от количества альбумина, снижение его концентрации сопровождается уменьшением объема, рост — повышением.

2. От общего количества натрия в организме, который обусловливает задержку воды в количестве, достаточном для поддержания изотонического давления. Так, если прекратится поступление натрия с пищей и водой, почка ограничивает его выделение. При избыточном введении натрия с пищей почки задержат воду в объеме, необходимом для нормализации осмотического давления.

Зависимость между общим количеством натрия и объемом внеклеточного сегмента обеспечивается полипептидом, названным третьим фактором," или натрийуретическим гормоном. Этот гормон влияет непосредственно на реабсорбцию натрия в почечных канальцах.