hormoni si enzime

7/28/2019 Hormoni Si Enzime

1/6

HORMONI SI ENZIME

Glandele endocrine sintetizeaz i elibereaz direct n circulaia sangvinsubstanele chimice numite hormoni. Acestea sunt produse biologice cu aciune extrem

de puternic n doze extrem de mici, la concentraii sangvine de miimi de miligram(microgram) sau milionimi de miligram (picogram). n organe i esuturi exist receptorispecifici pentru hormoni, care au o structur complex, care le permite s fie activai decantiti att de mici de hormon i care la rndul lor declaneaza n celule un lan dereacii chimice metabolice, care au drept rezultat funcionarea celulelor, a esuturilor iorganelor. Ca produi ai sistemului endocrin hormonii sunt un sistem de coordonare afunciilor ntregului organism, cu scopul adaptrii la variatele schimbri ale mediuluiexterior; ca mecanism de protecie, organismul caut s menin constant compoziiamediului intern, a mediului n care triesc celulele, adic s menin homeostazia. nacest proces de adaptare coordonarea nervoas i endocrin sunt eseniale.

Glandele endocrine tradiionale sunt hipofiza i epifiza, glande endocraniene,

tiroida i 4 paratiroide, situate la gt, corticosuprarenala i medulo-suprarenala, situatedeasupra rinichiului, ovarul (la femei) i testiculul (la brbat) ca glande sexuale,pancreasul. Tranzitor, funcioneaz la gravide placenta, iar la copil timusul, ultimul cu rolesenial n dezvoltarea sistemului de protecie imunologic a organismului.n afar de aceste glande cu funcie endocrin predominant, exist numeroase organe alecror celule pot produce i hormoni, de exemplu ficatul produce somatomedina, careasigur creterea, tractul gastrointestinal produce numeroi hormoni gastrointestinali curol n digestie, iar creierul are neuroni care produc cei mai activi hormoni cunoscui pnn prezent, numii neurohormoni, care asigur controlul direct al sistemului endocrin dectre sistemul nervos, i care sunt obiectul de studiu al unei noi tiine,neuroendocrinologia.

Esena fiziologiei i patologiei glandelor endocrine este dependent de hormoniiprodui de glande . Aceste substane chimice au o structur chimic n general cunoscut.Majoritatea au fost sintetizai i pot fi folosii ca medicamente. Pentru unii din ei, a crorsintez chimic este dificil, cum este hormonul de cretere (GH) al hipofizei sau insulinapancreasului, s-au pus la punct tehnici de inginerie genetic; snt produi de bacterii ncare s-au introdus acizi dezoxiribonucleici recombinai, adic cu fragmente din aciziinucleici ai omului, care conin programul genetic de sintez a acestor hormoni.

Progresele chimiei moderne au permis s se sintetizeze substane nrudite cuhormonii naturali, dar mult mai puternici dect ei, numite analogi sintetici hormonali, icare sunt folosite curent n terapeutic. Astfel, dexametazonul si prednisonul, ca analogiai cortizonului suprarenal, desmopresina ca analog al hormonului antidiuretic,dietilstilbestrolul ca analog al hormonilor estrogeni, buseralinul ca analog alneurohormonului gonadoliberina.

Administrarea hormonilor sau a analogilor lor sintetici ca medicamente trebuiefcut cu mare pruden, deoarece sunt substane foarte active, care influeneaz puternicechilibrul organismului i sunt supui unei autoreglri extrem de precise prin mecanismecibernetice rapide de "feedback". Spre exemplu, orice gland endocrin producehormonii ei specifici numai dac concentraia lor sangvin are tendina s scad i nu maifuncioneaz dac apare o cretere a nivelului sangvin a acestor hormoni. Dac

www.re


2/6

administrm hormoni din afar, ca medicamente, fapt foarte rspndit mai ales cnd estevorba de hormonii cortizonici, glandele endocrine corespunztoare sunt blocate i se voratrofia. n cazul suprarenalei, atrofia acesteia prin corticoterapia prelungit pune npericol viaa.

Dup locul de producere cunoatem:

a) hormoni hipotalamici:-fac parte din sistemul endocrin difuz;Factorii stimultori hipotalamici:-hormoni eliberatori ai somatotropinei (SRH sau GH-RH)-hormoni eliberatori ai tireotropinei (TRH) numit i tireoliberin , este cel mai binecunoscut .Din punct de vedere chimic, este un triepid format din acid glutamic ,histidin i prolin.Structura chimic a acestui compus prezint ns urmtoareleparticulariti: acidul glutamic este sub forma ciclic, parolina este ncatenat prinhidrogenul iminic , iar gruparea carboxilic a parolinei se gsete sub form de amid- hormoni eliberatori ai corticotropinei (CRH) se mai numete i corticoliberin a fostpus n eviden prin cercetrile lui Saffran i Schally(1955).S a artat mai trziu cacest polipeptid aste alctuit din 41 resturi de aminoacizi .Concomitent ce stimularea

eliberarii de corticotropin(ACTH),CRH-ul stimuleaz i eliberarea de ctreadenohipofiz a unui alt compus biologic activ numit b-endorfin.Aceasta are deasemenea structur polipeptidic i are aciunea opus CHR ului ; este deci uninhibator al ACTH ului.- hormoni eliberatori ai aigonadotropinelor(Gn-RH)- hormoni eliberatori ai somatostatinei(GH-RH)

b)hormoni hipofizari:-somatotropina (GH, growth hormone) este esenial n procesul de cretere, iar la adultare un rol important n activitile metabolice. Este sintetizat n celulele acidofile alehipofizei anterioare, iar secreia sa din granulele de depozit intracelulare este reglat dehormonii hipotalamici GHRH (growth hormone-releasing hormone) i SRIF

(somatotropin release-inhibiting factor); sinteza lor depinde de neurotransmitori, caserotonina, dopamina, norepinefrina i peptidele de eliberare a hormonului de cretere.-corticotropina (ACTH, adenocorticotripina hormone) hormonul adenocorcotrop saucorticotropina (ACTH) stimuleaz creterea, dezvoltarea i activitatea secretorie aglandelor corticosuprarenale. Hipersecreia de ACTH determina hipertrofiereacorticosuprarenalei i hipersecreie de hormoni ai acesteia, avnd ca urmare tulburrimetabolice.-gonadotropina (Gn LH i FSH) Hormonii gonadotropi controleaz funciile gonadelorfeminine i masculine. De asemenea, controleaz secreia glandelor mamare la femeie.-tireotropina (TSH) stimuleaza cresterea, dezvoltarea si secretia de hormoni ai glandeitiroide.-prolactina (PRL) este secretat de hipofiza anterioar i eliberat episodic. Prolactinaapare n ser sub trei forme diferite. Predomin forma monomeric (80 %) care este activdin punct de vedere biologic i imunologic; urmeaz n procent de 5-20 % formadimeric (big prolactina) care este biologic inactiv, iar n proporie de 0.5-5 % formatetrameric (big-big prolactina) cu activitate biologic sczut.Organul int pentru prolactin este glanda mamar unde i exercit funcia lactogenici galactopoietic.

c) hormoni gastrointestinali:


3/6

-gastrina: gastrina reprezint un hormon secretat de celulele G (localizate n poriuneadistal a stomacului i n duoden) ca rspuns la stimularea vagal, ingestia dealimente/alcool/calciu sau prezena de secreie gastric alcalin.Dup eliberarea n circulaie ajunge la nivelul stomacului unde stimuleaz secreia deacizi, pepsin, factor intrinsec i insulin.

-colecistokinina: hormon secretat de celulele duodenale, ca rspuns la prezena dealimente parial digerate n duoden.-secretina: hormon polipetidic secretat de mucoasa duodenal sub influena coninutuluigastric acid. Are rol stimulator asupra secreiei pancreatice.

d)hormoni pancreatici:-insulina: este singurul hormon al organismului cu aciune hipoglicemiant, el face caglucoza din snge s intre n celule, care o folosesc pentru producerea de energie.-glucagonul: este un hormon secretat de ctre pancreas i care crete concentraiasangvin a glucozei.Glucagonul este indicat pacienilor diabetici n caz de hipoglicemiecauzat de o supradozare n insulin care a antrenat o stare de ru sau o com.

e)hormoni trombocitari:

-tromboxani:f)hormoni linfocitari:-leucotrienele: substane chimice sintetizate de celulele mastoide, bazofile, macrofage ialte esuturi din esutul arahidonic. Leucotrienele sunt implicate n reaciile inflamatorii in rspunsul imun; ele cresc permeabilitatea vaselor sangvine mici; produc contraciamuchilor netezi i atrag neutrofilele la locul infeciei.

g)hormoni suprarenali-epinefrina: adrenalina este un hormon produs de glanda suprarenal ce are un rol

primordial n funcionarea sistemului nervos sinaptic.-norepinefrina:-cortisol: este un hormon corticosteroid produs de ctre cortexul glandei suprarenale i

care este implicat n rspunsul la stress. El crete tensiunea arterial, glicemia, i poatecauza infertilitate la femeialdosteron:

h)hormoni renali:-renina: enzim secretat de o zon a rinichiului situat n apropierea glomerulilor idenumit aparat juxtaglomerular. Nivelul reninei n snge crete n cursul anumitorhipertensiuni, n cursul insuficienelor renale sau cardiace. Din contr, nivelul su scaden cursul unor dereglri hormonale de origine suprarenalian (hipercorticism, sindromullui Conn).

i)hormoni din esutul miocardic atrial:polipeptidul natrinuretic:

Enzimele

Enzimele sunt catalizatori biochimici propriu-zisi, asadar sunt compusi care marescviteza reactiilor chimice ce se desfasoara in sistemele biologice, fara sa se consume incursul lor.


4/6

Din cea mai indepartata antichitate sunt cunoscute procese enzimatice cun suntfermentatia vinului, dospirea painii etc. Dar cunostinte sistematice in acest domeniu s-auobtinut incepand cu identificarea primelor enzime: amilaza din malt(Kirchoff, 1814),amilaza salivara(Leuchs, 1831) si pepsina(Schwann, 1836). Ulterior, progrese importantes-au realizat prin lucrarile privind cataliza si biocataliza ale lui Berzelius Liebig, prin

studiile asupra cineticii ale lui Michaelis si Menten(1912), prin obtinerea enzimelor instare cristalizata(Sumner, 1926).S-au efectuat lucrari numeroase de-a lungul anilor dovedindu-se prin acestea ca

enzimologia constituie studiul bazelor moleculare ale vietii.

1. Mecanismul de actiune al enzimelor. Centri activi

Se stie ca intr-un sistem chimic nu toate moleculele reactioneaza cu aceeasi viteza.Moleculele care reactioneaza se gasesc pe un nivel energetic superior celui pe care segasesc moleculele obisnuite. Diferenta de energie dintre moleculele active si cele pasivepoarta numele de energie de activare.

Un catalizator este o substanta care, prin prezenta ei, determina intr-o substanta sau unamestec de substante o reactie ce nu are loc in absenta ei(definitie dupa Berzelius, 1836)sau care mareste viteza unei reactii, ce are loc si in absenta ei, dar cu viteza mai mica,eventual imperceptibila(definitie dupa Ostwald, 1894). Catalizatorul se regasesteneschimbat, calitativ si cantitativ, dupa reactie. Aparent catalizatorul nu ia parte lareactie.

Este necesar sa se accentueze caracterul de substante al catalizatorilor. Ar fi gresit sase vorbeasca de actiunea catalitica a unei forme de energie, caldura, lumina sauelectricitate.

Se numeste substrat substanta sau amestecul de substante asupra carora actioneaza uncatalizator.

Catalizatorii determina sau accelereaza numai reactii termodinamic posibile, adicareactii decurgand spontan, cu cresterea entalpiei libere de reactie, in sensul stabilirii unuiechilibru. Exista catalizatori(MnO2,NaOH) care accelereaza transformarea ozonului, O3in O2, dar nu exista un catalizator care sa produca ozon din oxigen.

Aceasta scadere a energiei de activare se datoreaza formarii unui complex activatintre catalizator si reactant, pentru care energia de activare este mult mai mica.

In cazul catalizei enzimatice, intre enzima si substratul care se transforma, seformeaza un complex activat enzima-substrat, care apoi se transforma cu viteza mare inprodusii finali de reactie.

La formarea complexului activat enzima substrat, substratul se fixeaza pe regiunibine determinate de pe suprafata enzimei, care poarta numele de centri activi si moleculasubstratului, exista complementaritati conformationale si chimice care permit asamblarealor.

Centrul activ al unei enzime este construit dintr-un numar redus de aminoacizi situatiin vecinatate sau la distanta. In general, se admite ca pentru o reactie chimica obisnuita,enzima participa cu doi centri activi. Pentru enzimele cu structura binara unul dintrecentrii activi este, in general, situat in fragmentul protetic, iar al doilea in fragmentulprostetic.


5/6

Pentru reactiile care prezinta specificitate stereochimica se admite ca fixareasubtratului pe enzima se face prin intermediul a 3 centri activi.

Fixarea substratului pe enzima ii imprima acestuia o stare de tensiune moleculara carefaciliteaza reactia biochimica, sau orienteaza favorabil una in raport cu cealalta,moleculele ce urmeaza sa reactioneze.

Desi actiunea enzimelor este catalitica, enzimele prezinta unele caractere care lediferentiaza de catalizatorii tipici.Astfel, cataliza enzimatica are elemente comune cu cataliza homogena deoarece

enzima este adeseori repartizata uniform in sistemul chimic al carui transformare oasigura. Cataliza enzimatica are caracter si de cataliza eterogena, reactia biochimicadesfasurandu-se in regiuni bine determinate de pe suprafata enzimei, situate la limita deseparare dintre sistemul reactant si macromolecula catalizatorului.

Un alt caracter tipic este marea eficienta catalitica a enzimelor. O reactie decurge inprezenta enzimei de 108 pana la 1011 ori mai repede decat in absenta ei. Numarul demolecule de substrat transformate sub actiunea enzimei intr-un minut(numar de transfer,turnover) variaza intre 1 000 1 000 000.

Cataliza enzimatica are loc in conditii blande. Reactii care necatalizate nu au loc decatla temperaturi inalte, presiuni mari, valori extreme de pH, sub influenta enzimelorevolueaza cu mare viteza la temperaturi in jurul lui 37, la presiune atmosferica, la pHaproape neutru.

Enzimele se caracterizeaza printr-o remarcabila specificitate in raport cu tipul dereactie catalizat si cu natura substratului transformat. Sunt unele enzime(ureaza, arginaza)care nu catalizeaza decat o singura reactie bine determinata.

Remarcabila este de asemenea multitudinea reactiilor catalizate de enzime. Astfel,enzimele intervin in reactii de hidroliza, de polimerizare si policondensare, deoxidoreducere, de transfer de grupari functionale(formil, metil, amino, acil, carboxil), deformare si scindare de legaturi covalente, de reactii prin radicali liberi etc.

Unele cracteristici ale enzimelor sunt imprimate de structura lor proteica. Astfel,activitatea lor in cursul metabolismului intermediar este limitata in timp. Ele sedegradeaza relativ rapid sub influenta altora. Activitatea, degradarea si biosintezaenzimelor, sunt reglate de factori si mecanisme de control, de complexitate deosebita sisituate la nivele variate de organizare a sistemelor biologice.2. Exemple de reactii catalitice

Peroxidul de hidrogen, H2O2, in solutie apoasa de 3%, se descompune la 100 in H 2O siO2, dar este stabil, un timp foarte lung, luni sau ani, la temperatura camerei


6/6

hormoni si enzime

Documents