08 - 2000 - Jod, Biochemia


Wykład VIII - 20.11.2000

Generalnie wyróżniamy trzy rodzaje transportu przez błony, jeśli patrzeć na kierunek i samą filozofię tego procesu:

Jod

Trafia do naszego organizmu wyłącznie drogą pokarmową, nie trafia absolutnie z powietrzem, dlatego też zalecenia spacerów nad morzem podczas sztormu nie służą temu aby uzyskać więcej jodu do organizmu. Cała pula jodków, które trafią do naszego organizmu ulega wchłonięciu, znajduje się w płynie zewnątrzkomórkowym i prawie w całości, w 90 paru % zostaje wyłapana przez jeden narząd, mianowicie gruczoł tarczowy. W gruczole tarczowym zachodzi wiele procesów, którymi się dzisiaj zajmiemy i do których przy omawianiu hormonów nie będę już wracał (będę jedynie mówił co się z hormonami dzieje w krwioobiegu, w tkankach, natomiast nie będę mówił co się z nimi dzieje w gruczole tarczowym). Zostają wydzielone hormony, po zadziałaniu są metabolizowane, nadmiar jonów zostaje wydalony z żółcią, a nie wykorzystane resztki zostają wydalone z moczem. Tym samym ilość wydalanego jodu z moczem mówi nam jaki jest stan wysycenia organizmu w jod. Bo jeśli jest duży to jod dostarczony zostaje w dużej mierze wydalony z moczem, jako jod nieorganiczny.

150 - 500ug/l - trafia do przewodu pokarmowego

15ug/l - utrata z kałem

15ug/l - żółć

135 - 485ug/l - utrata z moczem

Funkcja:

To co dzieje się z jodem dotyczy dwóch struktur:

No i zacznijmy się zajmować jodkami, które znalazły się tam drogą przewodu pokarmowego. Zostają wyłapane przez pompę jodkową, która zgodnie z obowiązującą klasyfikacją jest nazywana symporterem jodkowo - potasowym w skrócie NAIS, a to jest bardzo ważne białko ze względu na to, że jest istotnym antygenem tarczycowym, a w patologii gruczołu tarczowego kluczowe znaczenia odgrywają zjawiska autoimmunologiczne, tzn. w pewnych nie wyjaśnionych do końca okolicznościach układ immunologiczny człowieka rozpoznaje pewne własne białka jako obce i wytwarza przeciwko nim albo limfocyty T - odpowiedź komórkowa, albo limfocyty B (co za tym idzie przeciwciała) - odpowiedź humoralna jednym z tych istotnych antygenów jest pompa jodkowa.

Po wpompowaniu jodu do wnętrza kom. (transport aktywny gdyż stężenie jodków jest milion razy większe niż znajdujących się w osoczu), dochodzi do utlenienia jodków do jodu na zerowym stopniu utlenienia i tym się zajmuje TPO - peroksydaza tarczycowa. To jest również istotny antygen w gruczole tarczowym. Równocześnie dochodzi do syntezy w gruczole tarczowym wspomnianego już białka tyreoglobuliny. Jest ono szczególnie bogate w reszty tyrozyny. Tyreoglobulina i jod na zerowym stopniu utlenienia zostają wrzucone do wnętrza pęcherzyków w których znajduje się koloid. Dalsze reakcje odbywają się w koloidzie. Pierwsza z nich to:

Reasumując w koloidzie zachodzi organifikacja jodu i sprzęganie DIT-u i MIT-u. Sprzęganie tyrozyn - jak się coś sprzęgnie to końcówka jest tyronina.

Dalszy etap z powrotem odbywa się w kom. pęcherzykowych tarczycy.

MIT i DIT to związki jednopierścieniowe, po sprzęgnięciu mamy związki dwupierścieniowe. Głównym hormonem tarczycy jest tetrajodotreonina, tetrajodotyronina czyli tyroksyna - w tkankach obwodowych ulega dejodynacji i powstanie trijodotreoninatrijodotyronina albo odwrócona trijodotreonina trijodotyronina - to są aktywne hormony tarczycy. Metodą reabsorbcji koloid zostaje z powrotem wciągnięty do kom. pęcherzykowych tarczycy i tam pod wpływem enzymów proteolitycznych następuje jego proteoliza i uwalniają się odpowiednio T4 i T3 a tam gdzie odpowiednie tyrozyny nie uległy jeszcze sprzęgnięciu - uwalniają się również MIT i DIT. Nie są one wydzielane, ulegają proteolizie, a reszty tyrozyny zostają wbudowane do syntetyzowanej tyreoglobuliny, a uwolniony jod ulega wbudowaniu w pulę wewnątrztarczycową jodu, natomiast T3 i T4, które uległy uwolnieniu do wnętrza kom. pęcherzykowych tarczycy ulegają wydzieleniu do krwi obwodowej - tak odbywa się biosynteza hormonów tarczycy. Całokształt procesów związanych ze wzrostem gruczołu tarczowego, oraz z syntezą i wydzielaniem hormonów tarczycy, wszystkie te procesy odbywają się pod kontrolą hormonu tyreotropowego wydzielanego przez przedni płat przysadki mózgowej, to jest główny stymulator. Wyprodukowane hormony, a zwłaszcza T3 ma swoje receptory w przednim płacie przysadki mózgowej i tu występuje efekt sprzężenia zwrotnego ujemnego, gdyż trijodotyronina hamuje syntezę TSH.

W obrębie komórek przedniego płata przysadki mózgowej znajduje się enzym dejodynaza i jeśli T4 trafi do przysadki mózgowej to najpierw ulega odjodowaniu do T3 i T3 jest tym właściwym hormonem, który w obrębie przysadki blokuje powstawanie TSH.

Nie istnieje zjawisko nadmiaru jodu. Wówczas podczas braku substratu do syntezy hormonów tarczycy ich stężenie ulega w osoczu obniżeniu w skutek tego zmienia się supresyjny wpływ T3 na wydzielanie TSH i stężenie TSH rośnie. Efektem ma być zmuszenie gruczołu tarczowego do zwiększenia swojej wydajności. Skoro przy takiej objętości nie jest w stanie sobie poradzić z wytworzeniem hormonów tarczycy to TSH podpowiada tarczycy „tarczyco powiększ się, może dasz sobie radę z syntezą hormonów tarczycy” no i gruczoł tarczycy powiększa się co nazywamy wolem (Struma).

Zapotrzebowanie:

- dzieci <6rż. - 100ug/dobę

- młodzież - 200ug/dobę

- dorośli - 150 - 300ug/dobę

W warunkach większości krajów świata jest to ilość jaką z trudem udaje się pokryć, dlatego też rządy tych krajów myślące poważnie o zdrowiu obywateli starają się w diecie wprowadzić jodki. Najczęstszym sposobem jest jodowanie soli kuchennej, a w niektórych krajach jodowanie wody pitnej. Bowiem zrównoważona, ale prawidłowa dieta nie jest w stanie zapewnić takiej ilości jodu w pożywieniu.

- ciąża, laktacja - 250ug/dobę - ponieważ trzeba jodu dostarczyć dla dwóch osób.

Patologia - mają z nią do czynienia wszystkie kraje świata, szczególnie jest to widoczne na obszarach, które w okresie czwartorzędu pokryte były lodowcem, ponieważ na tych terenach stężenie jodu jest najniższe, głównie są to obszary górskie.

Największe niedobory stwierdza się

Gdyby spojrzeć na kraje Europy to można by przeprowadzić linie wzdłuż wybrzeża Morza Bałtyckiego. Powyżej tej linii występują kraje w których dobowy pobór jodu jest wystarczający, głównie kraje skandynawskie, a przyczyną tego jest nie jakaś szczególna zawartość jodu w glebie, ponieważ te kraje były również pokryte lodowcem, ale prawidłowymi nawykami żywienowymi, konkretnie konsumpcją dużej ilości produktów morskich, przede wszystkim ryb. I w tych krajach praktycznie niedoboru jodu się nie obserwuje.

Na południe od tej linii mamy całą resztę krajów, z dużym zróżnicowaniem, ale ogólnie nie pokrywające zapotrzebowania dobowego jodu. W Polsce przeciętny pobór jodu nie przekracza 40 - 70ug przy 150 - 300ug, które są ilością optymalną. W krajach śródziemnomorskich, np. Grecja, Włochy wskutek prawidłowych nawyków żywieniowych ilość jodu jest wystarczająca.

W Szwajcarii suplementacja polega na dodawaniu jodu do wody pitnej i mineralnej.

Źródła:

substancja Zawartość w 100g substancji pokrycie dobowego

zapotrzebowania

Tran rybi 840(ug) 420(%)

tranu trzeba unikać ze względu na dużą zawartość wit. D3, która

wywiera działanie wysoce niekorzystne (tego źródła się nie poleca)

Ryby morskie:

Łosoś 260 130

Śledź 130 65

Węgorz 4,0

Pstrąg tęczowy 3, 5

W Polsce spożycie ryb morskich jest niskie:

Inne owoce morza:

Wszystkie pozostałe pokarmy są bardziej lub mniej ubogie w jod:

Serce wołowe 30(ug) 15(%)

Wołowina 3 1,5

Wieprzowina 3 1,5

Mleko 11 5

Jaja kurze 11 5

Chleb żytni 8,5 3,2

Chleb pszenny 6,0

Sałata zielona 62

Tam gdzie używa się paszy jodowanej naturalnym jest, że mięso krowy będzie miało jod.

Natomiast w Polsce do paszy jodu się nie dodaje - mięso zwierząt rzeźnych jest ubogie w jod.

Podsumowując: głównymi istotnymi źródłami są:

Objawy niedoboru:

- wydalanie jodu z moczem - powszechnie dostępny (jeśli jodu w

organizmie jest mało i go mało przyjmujemy to praktycznie nie

stwierdzimy go w moczu).

- stężenie hormonów tarczycy - bardziej kosztowny i inwazyjny (ale w

-przypadku poprzedniego badania niedoczynność stwierdzimy tylko wtedy

kiedy niedobór będzie duży, bowiem do pewnego czasu niedobór jodu

będzie kompensowany powiększeniem tarczycy).

- stężenie TSH - rośnie przy niedoborze jodu. Ten wskaźnik jest

czulszy niż oznaczenie stężenia hormonów tarczycy.

- stężenie tyreoglobuliny - TSH wpływa na wszystkie procesy

przebiegające w gruczole tarczowym, min. na syntezę tyreoglobuliny.

Stężenie tyreoglobuliny pod wpływem TSH będzie rosło w niedoborze

jodu.

Konsekwencje niedoboru:

Zależą od fazy życia:

Na terenie endemicznego niedoboru jodu występują

To tyle z grubsza na temat biosyntezy hormonów tarczycy i metabolizmu jodu.

Żelazo

Jego zawartość waha się w granicach 3,5 - 4g.

Dystrybucja: gdzie się znajduje?

Utrata:

Zapotrzebowanie:

Ale z zapotrzebowaniem jest tak jak z samochodem, który pali 10l/100km, ale z baku ucieka mu 90l/100km, zaledwie 10% dostarczonego paliwa zostaje użyte. Tak samo jest z żelazem, zaledwie 10% żelaza dostarczonego z pokarmem jest wchłaniane w przewodzie pokarmowym. Odpowiadając na pytanie trzeba rozróżnić między zapotrzebowaniem a wymaganą dostawą z pożywienia - tu mówimy o wartościach 10x większych niż podane przy zapotrzebowaniu.

Kluczowe znaczenie dla dystrybucji żelaza w organizmie ma jego wchłanianie, a czynniki o tym decydujące są wymienione poniżej.

Wchłanianie z przewodu pokarmowego:

Powstaje pytanie. Skąd to wszystko organizm wie? Istnieje teoria bloku śluzówkowego, czyli o tym wszystkim ile żelaza ma się wchłonąć wiedzą enterocyty, dzięki bardzo skomplikowanemu układowi białek, które to w zależności od wysycenia żelaza hamuje lub pobudza do wchłaniania.

Przyczyny niedoboru:

Przyczyny nadmiaru:

Fe jest pierwiastkiem toksycznym, wykazuje szczególną predylekcję do zajmowania niektórych narządów miąższowych, które uszkadza.

Diagnostyka laboratoryjna:

Zajmijmy się teraz parametrem, który sprawia państwu z nie wyjaśnionych przyczyn nam kłopot. Corocznie pytanie o interpretację TIBC pojawia się na egzaminie.

Najpierw oznaczamy stężenie żelaza w surowicy. W naszym pierwszym przypadku jest prawidłowe, czyli waha się w granicy 80 - 120 ug%

Następnie do próbki wrzucamy żelaza po to żeby wysycić transferynę, nadmiar niezwiązanego żelaza strącamy węglanem magnezu i ponownie oznaczamy żelazo, w ten sposób oznaczamy żelazo to, które jest i to które dodaliśmy i to suma sumarum wszystko nosi nazwę TIBC. A to co dochlupaliśmy żelaza nosi nazwę utajonej zdolności wiązania żelaza przez surowicę - 70%TIBC. Złota zasada mówi, że jeśli stężenie żelaza w surowicy rośnie to utajona zdolność wiązania żelaza się obniża i tym samym TIBC się obniża.

U jakiegoś tam Kowalskiego nastąpiła hemoliza krwi i stężenie Fe wynosi 220ug%, stężenie transferyny uległo obniżeniu. Utajona zdolność wiązania żelaza się obniża i TIBC się obniża, to jest normalna reakcja na hypersyderemię, czyli na podwyższenie stężenia żelaza.

Malinowska miała obfitą miesiączkę, stężenie żelaza jej się obniżyło. Ma 37ug%. Transferyna mówi sobie tak - muszę wzrosnąć, żeby jak gdzieś jest żelazo jak najszybciej je transportować do szpiku kostnego, bo inaczej Malinowska będzie miała objawy niedotlenienia, bo tlen nie będzie transportowany i w efekcie transferyna gwałtownie rośnie. W tym przypadku nasze TIBC jest wysokie w tym przypadku 510ug%, tak wygląda obraz hyposyderemii, czyli obniżonego stężenia żelaza, z powodu jego niedoboru.

Nowak trafił do kliniki, jego stężenie Fe jest bardzo niskie, przyglądamy się z jakiego powodu mógłby mieć niedobór Fe, oznaczając TIBC (Nowak kiepsko wygląda) zauważamy, że jego TIBC jest niskie. Niskie żelazo i niska transferyna oznacza reakcje ostrofazową. Nowak ma nowotwór, obniżyło mu się stężenie transferyny, bowiem ta transferyna w wyniku działania różnych cytokin zapalnych uległa przytłumieniu, a gdyby to było zapalenie to mogła by być wychwycona przez ognisko zapalne.

Z samego oznaczania żelaza nie jesteśmy w stanie Malinowskiej odróżnić od Nowaka i wykonując to badanie, czyli oznaczenie stężenia żelaza po wysyceniu bardzo łatwo różnicujemy pierwotny niedobór żelaza od wtórnego niedoboru.

Tego samego moglibyśmy dokonać gdybyśmy oznaczyli stężenie transferyny, bo musielibyśmy używać techniki ELISA albo immunodyfuzji radialnej. Natomiast pośrednio o transferynie dowiadujemy się przez stopień jej wysycenia dodając żelazo do próbki.

wykorzystywane np. wątroba, śledziona, szpik kostny. W wątrobie dochodzi do wbudowywania żelaza do różnych białek enzymatycznych, w śledzionie są zjadane erytrocyty po trzech miesiącach życia, szpik kostny jest magazynem z powodu tego, że jest stacją produkcji erytrocytów. Oznacza się po to aby ocenić jakie są zapasy żelaza. Jest to parametr bardzo czuły, swoisty i kosztowny.

Jeśli jest niskie stężenie żelaza, to może dlatego, że się słabo wchłania. To wykonujemy badanie dynamiczne o nazwie krzywa żelazowa.

Wykonanie:

Pacjentowi podajemy 1g siarczanu żelazowego ono ma się w przewodzie zredukować i następnie co 60 min przez 6h oznaczamy stężenie żelaza w surowicy. Prawidłowe stężenie żelaza jest przedstawione na tym zakreskowanym polu. Jeśli następuje gwałtowny wzrost stężenia Fe w osoczu to znaczy, że proces wchłaniania jest intensywny i musiały być inne przyczyny, które sprawiły, że organizm się wygłodził np. niska podaż z pożywieniem. Jeśli występuje płaska krzywa żelazowa tzn., że nawet jak byśmy dali całą szynę kolejową do zjedzenia to nic się nie wchłonie, czyli jest defekt w obrębie układu pokarmowego.

Badanie wydalania żelaza:

Podajemy osobom chelator żelaza domięśniowo - inna nazwa to desferroksamina, preparat nazywa się desferal Robimy dobową zbiórkę moczu i oznaczamy ile się tego żelaza wydaliło. Prawidłowe wydalanie żelaza: 1,0 - 2,0 mg/24h. W hemochromatozie podawanie desferroksaminy jest sposobem leczenia nadmiaru żelaza w organizmie.

W przypadku hemochromatozy dochodzi do uszkodzenia w pierwszym rzędzie wątroby i efektem jest marskość wątroby (również nadmiar miedzi przy zwyrodnieniu wątrobowo - soczewkowatym, czyli chorobie Wilsona prowadzi do marskości wątroby, czyli do zwłóknienia wątroby). Fe lubi się odkładać w nadnerczach prowadząc do ich niewydolności, czyli do choroby Adisona. Uszkadza trzustkę prowadząc do cukrzycy i przysadkę mózgową prowadząc do zespołu Glińskiego - Simonds'a, czyli do niewydolności przedniej części przysadki.

Biochemia hormonów

Hormony są potrzebne po to aby przekazywać informacje, koordynować czynność.

W organizmach jednokomórkowych sprawa jest bardzo łatwa, bowiem odbywa się to lokalnie, przez dopływ substratów, koenzymów.

W organizmach wielokomórkowych, gdzie kom. pełnią rozmaite funkcje i są sprzężone rozmaitymi układami integrującymi, sprawa wygląda nieco inaczej, jest to tak zwana regulacja zdalnie sterowana i odbywa się przez cztery układy integrujące:

Trudno tak naprawdę powiedzieć gdzie kończy się układ dokrewny a gdzie zaczyna układ nerwowy, gdzie kończy się immunologiczny a zaczyna dokrewny, a wszystko to jest jeszcze okraszone pewnymi przejawami tkanki łącznej.

Drogi przekazu informacji:

Należy zwrócić uwagę, że ta sama substancja może działać we wszystkich wymienionych drogach przekazu informacji, czyli dana droga nie jest przypisana konkretnej substancji.

Podział:

Czynniki determinujące działanie hormonów i cytokin:

Działanie na komórkę docelową:

Działa nie na drodze czarnej skrzynki, ale na drodze receptorowej, receptory mogą być wszędzie, zasadą jest, że dla związków dla których błona cytoplazmatyczna jest nie przepuszczalna receptor zlokalizowany jest w błonie - tak działa większość hormonów peptydowych oraz czynniki wzrostu.

Skoro hormon lub cytokina nie może wejść do kom. musi powiedzieć kom. że jest. Nie może wejść ale jak przez domofon informuje „stoję u twych wrót”. Komórka uruchamia pewien mechanizm zwany transdukcją sygnału, który to układ czyni z przekaźnika pierwszego rzędu przekaźnik drugiego rzędu, czyli jest transmisja sygnału. To jest tak jak z telewizorem jest on przekaźnikiem drugiego rzędu a facet siedzący w studiu jest przekaźnikiem pierwszego rzędu.

W przypadku hormonów, dla których błona nie stanowi przeszkody, a są to hormony o budowie sterydowej. Przedostają się one do wnętrza kom. i tam mają swoje receptory zarówno w cytozolu jak i w jądrze.

Wreszcie właściwościami unikalnymi cechują się hormony tarczycy, mianowicie trójjodotyronina posiada receptory wszędzie gdzie się da. Posiada je w błonie komórkowej, w jądrze komórkowym, w cytozolu i w unikalnym miejscu jakim jest mitochondrium.

Transdukcja służy nie tylko do tego aby przekazywać informacje bez wchodzenia do kom., ale także sygnał pochodzący z jednej cytokiny lub hormonu jest wzmocniony i rozprowadzany w różne układy sygnalizacyjne, wewnątrzkomórkowe. Prowadzi to do zmian w szlakach metabolicznych, jeśli rzecz się dzieje w cytoplazmie, do aktywacji lub wygaszenia aktywacji ekspresji szeregu genów, czy wreszcie zmian w cytoszkielecie kom.

Receptory:

Przyjrzyjmy się tej transdukcji sygnałów poczynając od receptorów, receptory dzielą się na trzy kategorie:

  1. Receptory jonotropowe - czyli receptory, których pobudzenie uruchamia kanał jonowy.

  2. Receptory metabotropowe - współpracujące z białkami G, tymi białkami o budowie heterotrimerów, pod pojęciem białka G rozróżniamy cały szereg innych białek.

  3. Receptory katalityczne - wywołują powstanie wtórnego przekaźnika informacji, bez udziału białka G.

1. (receptory jonotropowe) - Innymi słowy kanał jonowy, cechujący się jonoselektywnością (przepuszczają tylko jeden rodzaj jonów do wnętrza kom.), oraz bramkowaniem (normalnie stoi na bramce bramkarz i nie wpuszcza). Ale jak pojawi się sygnał „wpuścić” to bramkarz otwiera bramkę i jony wchodzą do wnętrza kom. tym sygnałem jest połączenie się przekaźnika pierwszego rzędu z odpowiednim miejscem receptorowym w kanale jonowym.

Kanał sodowy - to jest klasyczny wyraz pobudzenia mięśnia szkieletowego przez acetylocholinę w płytce nerwowo mięśniowej (acetylocholina otwiera kanał sodowy, który normalnie jest zamknięty i gradient jonów sodowych który jest skierowany do wnętrza kom. powoduje bierne przenikanie jonów sodowych. Dalej już po zadziałaniu jonów sodowych na szereg zjawisk w komórce, które generalnie nazwiemy depolaryzacją komórki, trzeba przywrócić odpowiedni gradient, czyli jony sodowe muszą zostać wypędzone z kom. a ponieważ w momencie wejścia do komórki jonów Na, wyszły z komórki jony potasowe, to jony potasowe muszą być wpędzone do komórki. Jedno i drugie działanie jest działaniem wbrew gradientowi stężeń (wypędzanie sodu i wpędzanie potasu), czyli musi być na to zużyta energia. Energia z ATP zostaje wykorzystana do pobudzenia pewnego układu białek błonowych, zwanych pompą sodowo - potasową, czyli ATP-azą NA+/K+ - zależną.

W sytuacji kiedy po skurczu mięśnia wewnątrz kom. znajdują się jony Na, przypływa ATP (energia) i pompa sodowo - potasowa wypycha jony sodu na zewnątrz a potasu do wnętrza. Gradient elektrochemiczny zostaje przywrócony i kom. staje się znowu kom. pobudliwą, czyli znowu może sprawnie działać acetylocholina pozwalając na bierne wniknięcie jonów sodowych zgodnie z gradientem elektrochemicznym.

Kanały wapniowe typem- typ kanału bramkowanego jonoselektywnie jest:

Dwa pozostałe typy kanałów wapniowych to nie są receptory jonotropowe.

Dostanie się jonów do wnętrz kom. ma wpływ także na ekspresję genów, na proliferację i różnicowanie kom., glikozylację, aktywność enzymów mitochondrialnych etc.

2. (receptory metabotropowe) - współpracują z uniwersalnym spinaczem, który łączy się z receptorem, który nazywamy białkiem G. Białka G to są heterotrimery, bo są zbudowane z trzech różnych podjednoostek:

alfa, beta, gamma. A nazwa „G” pochodzi stąd, że wykazują aktywność GTP-azową, czyli hydrolizują GTP, po to żeby uzyskać energię.

Receptory, które współpracują z białkiem G, mają uniwersalną budowę:

Białka G - są grupą heterogennych białek różniących się budową podjednostki alfa.

Gs - stymulujące - powoduje wzrost cyklicznego AMP

Gi- inhibition - hamujące

Gq - aktywujące fosfolipazę C

Wiemy że białko G trzyma się z dala od receptora, ale tylko do czasu. Pojawia się cząsteczka sygnałowa, receptor zmienia swoją konformację i woła białko G, które podpływa. To połączenie z receptorem powoduje, że białko G wyrzuca GDP a na to miejsce łapie GTP i to jest równoznaczne z rozpadem białka na dwie części. Powstaje fragment - podjednostka alfa z przyłączonym GTP, które nazywamy aktywną podjednostką alfa, oraz powstaje dimer beta - gamma, który również jest aktywny. Zarówno jedna jak i druga część białka aktywuje lub inaktywuje odpowiednie dalsze białka, obie części działają niezależnie.

Podjednostka aktywna alfa i beta-gamma - łączą się z białkiem docelowym, które odpowiednio, albo aktywuje, albo inaktywuje. To może być np. jakiś enzym, białko nieenzymatyczne. Jak białko zostało już zaktywowane, zadziałało to następnie podjednostka alfa doprowadza do hydrolizy GTP(stąd energia) i powstaje GDP. Z chwilą gdy powstaje GDP to podjednostka alfa woła do siebie dimer beta - alfa. Innymi słowy - tak długo jest aktywne beta - gamma dopóki podjednostka alfa nie zhydrolizuje GTP. W tym sensie jest to podwładny podjednostki alfa.

Defekty białek G:

przypadku niedoboru PTH(parathormon). W tym przypadku parathormon jest ale nie

działa, stąd nazwa rzekoma. Nie działa dlatego że mimo połączenia z receptorem,

dochodzi do defektu białka G współpracującego z parathormonem i sygnał nie jest

transmitowany dalej.

Efektory białek G:

Acetylocholina może działać nie tylko na mięśnie poprzecznie prążkowane, ale też na mięsień sercowy, wywołuje tam jako mediator układu przywspółczulnego, zwolnienie akcji serca. Z tego wynika, że musi wykonać hiperpolaryzację kom. Żeby tę hiperpolaryzację wykonać trzeba zwiększyć ilość potasu. Normalnie kanał potasowy jest zamknięty, jeśli acetylocholina połączy się ze swoim receptorem, wówczas dochodzi do aktywacji białka G, mamy zaktywowaną podjednostkę alfa, ona nakazuje kanałowi żeby się otworzył, następuje hydroliza GTP, białko staje się z powrotem nieaktywne, woła na podjednostkę beta - gamma żeby się tu przytuliła, kanał się zamyka.

cAMP aktywuje jako drugi przekaźnik kinazę białkową A. Przekaźnik drugiego rzędu musi ulec po zadziałaniu unicestwieniu, tym zajmuje się grupa enzymów zwana fosfodiesterazy cyklicznych nukleotydów, powstaje 5' AMP wykorzystany do syntezy ATP. W tym czasie wtórny przekaźnik ma swój enzym który aktrywuje - jest nim kinaza białkowa A(enzym fosforylujący białka). Jedne białka w wyniku fosforylacji ulegają aktywacji a inne w tym czasie ulegają inaktywacji, prowadzi to do zróżnicowanej odpowiedzi funkcjonalnej komórki. W taki sposób poprze cAMP działają min. aminy katecholowe.

Drugi enzym efektorowy to cyklaza guanylowa - występuje w dwóch obliczach, jako - enzym błonowy i wtedy mamy na myśli cyklazę aktywowaną białkami G

- enzym cytoplazmatyczny (nie interesuje nas na razie).

Cyklaza guanylowa robi to samo z GTP i powstaje cGMP, fosfodiesteraza go degraduje cGMP jako second messenger pobudza kinazę białkową G, efekt ten sam co przy cAMP niektóre białka ulegają inaktywacji a inne aktywacji.

Aby to wszystko sprawnie działało to enzymy degradujące cykliczne nukleotydy muszą być zawsze w gotowości, jeśli te enzymy zablokujemy to mamy do czynienia z pozareceptorowym pobudzeniem kom., bowiem jest zwiększone stężenie cyklicznych nukleotydów, bez sygnału płynącego z zewnątrz, a jedynie przez zahamowanie degradacji. Takimi inhibitorami fosfodiesterazy są: metyloksantyny - pochodne puryn.

Fosfodiesterazy cyklicznych nukleotydów:

Istnieją dwie klasy tych enzymów, klasa druga występuje u drożdży i nas nie interesuje, u ssaków występują fosfodiesterazy(PDE) klasy pierwszej.

rodzaj: pobudzane przez: lubią:

PDE1 CaM cAMP/cGMP

PDE2 cGMP cAMP/cGMP

PDE3 (hamowanie) cGMP cAMP

PDE4 cAMP cGMP

PDE5 cGMP cGMP

PDE6 światło cGMP

PDE7 nie znamy cAMP

PDE9 nie znamy cGMP

Ważną rzeczą do zapamiętania jest PDE5 - rozkłada cGMP, ten izoenzym występuje w ciałach jamistych prącia i jego inhibitorem jest cytrynian sildenafilu, czyli VIAGRA. Bowiem cGMP w obrębie ciał jamistych powoduje efekt rozkurczu mięśniówki.

Fosfolipazy - kolejne efektory pośrednie.

Fosfolipazy, nie mylić z lipazami, to enzymy działająca na pewną grupę lipidów błonowych, mianowicie fosfolipidów.

Nas interesują trzy fosfolipazy:

Metabolizm fosfoinozytydów:

Na wstępie proszę o przyswojenie mianownictwa, fosfoinozytydy to są fosfolipidy, a fosfoinozytole to jest ufosforylowany alkohol inozytol.

W latach 80-tych wykazano, że kluczowe znaczenie dla działania hormonów ma bardzo mała ilościowo pula fosfolipidów, właśnie fosfoinozytydy błonowe, związkiem wyjściowym jest PIP - fosfatydyloinozytol.

PIP ulega w błonie dwóm przemianom, najpierw fosforylacji w pozycji czwartej, a następnie fosforylacji w pozycji piątej i powstaje związek wyjściowy, substrat dla działania fosfolipazy C, oraz D - mianowicie fosfatydylo 4,5 difosforan inozytolu (PIP2). Na ten związek działa odpowiednio fosfolipaza C lub D.

Przekaźniki wtórne:

Losy wtórnych przekaźników informacji:

IP3

DAG

Podsumowując cykl inozytolowy i cykl lipidowy - prowadzą do odtworzenia substratu dla fosfolipazy C, czyli PIP-u2

IP4 i kwas fosfatydowy - to kolejne dwa wtórne przekaźniki, które powstają w dalszych etapach po zadziałaniu fosfolipazy C, powstają wewnątrz kom. i działają od środka na kanały błonowe, czyli działają na SMOC-i, powodując napływ jonów wapniowych do wnętrza kom. z płynu zewnątrzkomórkowego. IP3 - generował napływ jonów z siateczki śródplazmatycznej, a one z zewnątrz do wnętrza kom. Jony Ca kontaktują się z kalmoduliną. Kalmodulina jest białkiem wiążącym wapń, bogatym w reszty kwasu asparaginowego, przyłączenie jonów Ca sprawia, że kalmodulina zmienia swoją konformację, i kompleks kalmodulina - Ca poluje na pewne białka. Jak takie białko sobie upoluje (białko enzymatyczne lub nieenzymatyczne) to albo je aktywuje albo inaktywuje.

Działanie na:

Są to procesy wapniozależne, ich wapniozależność polega na oddziaływaniu układu kalmodulina - Ca z odpowiednimi białkami.

Stąd też jony wapniowe zwane są, albo królem wtórnych przekaźników, albo przekaźnikiem 3-go rzędu. Wszystko odpowiednio funkcjonuje tylko wtedy kiedy jonów Ca jest odpowiednia ilość, jony Ca są dużym trucicielem. W patologii człowieka występuje trend do ograniczania Ca a współczesna medycyna, zwłaszcza farmakologia dysponuje potężnymi narzędziami pozwalającymi na zahamowanie napływu jonów Ca do komórki.



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
12 08 2000
BLUETOOTH chip 08 2000 140 id 6 Nieznany (2)
kp 08 2000 O amazonkach i amazonkach
08 BIOCHEMIA mechanizmy adaptac mikroor ANG 2id 7389 ppt
Biochemia W03  10 2000
08 SEPAM 2000 1000 100 KATALOGi Nieznany
BIOCHEMIA - VII - 13.11.2000, materiały medycyna SUM, biochemia, Kolokwium III, wykłady do II
Biochemia - W02 - 09.10.2000, Wykład II
Biochemia - W07 - 13.11.2000, Biochemia VII
2000.04.08 prawdopodobie stwo i statystyka
2000 04 08 praid 21569
egzamin biochemia 08 pielęgniarstwo, STUDIA, Pielęgniarstwo, Materiały z pielęgniarstwa
2000 08 Szkoła konstruktorów
STATYSTYKA-wykład z 08-04-2000, Materiały z zajęć, statystyka
08 2006 żelazo i jod(2)

więcej podobnych podstron