Хімічні властивості гормонів

Мета роботи: на прикладі окремих гормонів вивчити їх загальні властивості.

Питання для самопідготовки:

1. Що таке гормони? Їх роль.

2. Як класифікуються гормони за хімічною природою?

3. Перелічіть залози внутрішньої секреції.

4. Які речовини виробляє гіпоталамус? Їх роль у діяльності залоз внутрішньої секреції?

5. Які гормони відносять до групи стероїдних гормонів?

6. Які гормони являються похідними амінокислот?

7. Які гормони являються білками?

ТЕОРЕТИЧНА ЧАСТИНА

Гормони – це біологічно активні сполуки, які виділяються залозами внутрішньої секреції безпосередньо в кров чи лімфу та мають регуляторний вплив на метаболізм в організмі, переносячи сигнали ЦНС в клітини тканин. Залози ендокринної системи поділяються на центральні – гіпоталамус, гіпофіз, епіфіз; та періферійні – щитовидна, паращитовидна, підшлункова залози, наднирники, тімус, статеві залози, плацента. Підшлункова та полові залози – це залози із змішаною секрецією, тому як виконують ендо- та екзокринні функції в організмі.

Загальне для всіх гормонів:

1. Дія на відстані від місця виділення.

2. Специфічність ефекту.

3. Висока швидкість утворення та розпаду.

4. Висока біологічна активність.

5. Роль посередника між ЦНС та тканинами.

Роль гормонів:

1. Піддержування гомеостазу в організмі;

2. Адаптація організму до умов навколишнього середовища, які змінюються;

3. Підтримання циклічних змін в організмі (день-ніч, стать, вік);

4. Підтримання морфологічних і функціональних змін в онтогенезі.

Гормони регулюють уже існуючі біохімічні процеси.

За хімічною будовою гормони розподіляються на три великі групи:

1. Похідні амінокислот (гормони щитовидної залози, мозкового шару наднирників).

2. Пептиди та білки (гормони гіпофізу, паращитоподібна та підшлункова залози).

3. Стероїдні гормони (похідні циклопентанпергідрофенантрену).

За біохімічною дією, функціями розрізняють п’ять видів гормонів:

1. Гормони, які регулюють обмін білків, вуглеводів, ліпідів: інсулін, глюкагон, адреналін, кортизол.

2. Гормони, які регулюють водно-сольовий обмін в організмі: альдостерон, вазопресин.

3. Гормони, які регулюють обмін іонів кальцію та фосфатів в організмі: паратгормон, кальцитонін, кальцитріол.

4. Гормони, які регулюють репродуктивну функцію в організмі: статеві гормони (чоловічі та жіночі).

5. Гормони, які регулюють функції ендокринних залоз: АКТГ, тиреотропний, лютенізуючий, фолікулостимулюючий, соматотропін, меланотропний.

Серед гормонів білкової природи найбільш вивчений інсулін. Він виробляється специфічними клітинами островків Лангергансу у підшлунковій залозі. Інсулін сприяє синтезу глікогену у печінці та м'язах, а також використанню глюкози тканинами. Нестача його в організмі призводить до захворювання, при якому порушується засвоєння глюкози – до цукрового діабету. Рівень глюкози у крові зростає та спостерігається виведення її з сечею. Також порушується обмін білків та жирів.

Гормони щитоподібної залози являються похідними амінокислоти тирозину. До них відносяться тироксин (тетрайодтиронін) та трийодтиронін. Вони мають загальну стимулюючу дію на обмін речовин.

Надлишкова продукція та секреція гормонів щитовидної залози викликає підвищення основного обміну, схуднення, тахікардію, іноді пучоокість (Базедова хвороба). Гіпофункція щитовидної залози у дитинстві призводить до карликовості, а у дорослих викликає мікседему (велика вага тіла, зниження основного обміну, сповільнена розумова діяльність). Гормони щитовидної залози у собі вміщують йод, тому їх синтез та розпад тісно пов'язані з обміном йоду.

Похідними тирозину також є адреналін та норадреналін – гормони мозкового шару наднирників. Їх роль – участь у функціях нервової системи.

Ці гормони є важливими та необхідними для життя. Вони приймають участь в регуляції обміну речовин в організмі: підвищують концентрацію глюкози в крові за рахунок різкого збільшення глюконеогенезу в печінці та зниження утилізації глюкози на периферії, збільшують розпад білку та гальмують його синтез, діють на жировий обмін – зменшують утворення жирів, перерозподіляють підшкірну жирову клітчатку, збільшують ліполіз у жировій тканині. Збільшення секреції даних гормонів спостерігається при напруженні м'язової діяльності, при емоційному збуджені або при стані гіпоксії (наприклад, горні умови).

Представниками гормонів стероїдної природи є гормони кори наднирників (кортикостероїдні гормони) та полові гормони, які виробляються чоловічими та жіночими статевими залозами. Кортикостероїди є життєво важливими регуляторами вуглеводного та водно-сольового обміну. До статевих залоз відносяться: чоловічий – тестостерон, жіночі – естрол (фолікулін), естрадіол, естратріол. Статеві гормони обумовлюють розвиток вторинних половик ознак, регулюють функцію полової сфери.

ПРАКТИЧНА ЧАСТИНА

Практичне значення роботи: гормональні дослідження в клініці можуть застосовуватися в цілях: діагностики первинних уражень ендокринних залоз; виявлення реакції та оцінки резервних можливостей органів нейрогуморальної регуляції при гострих та хронічних захворюваннях; вивчення впливу лікувальних заходів на стан регуляції.

Принцип методу:

1. Осадження інсуліну сульфосаліциловою кислотою. Білки легко осаджуються під впливом ряду агентів, в тому числі органічних кислот. Реакція чутлива та високоспецифічна.

2. Біуретова реакція з гормонами білкової природи. Білки, при взаємодії з CuSО₄ в лужному середовищі, утворюють комплексну сполуку. Реакція обумовлена наявністю пептидних зв'язків. Біуретова реакція дає фіолетове забарвлення.

3. Виявлення адреналіну хлоридом заліза (ІІІ). Адреналін утворює з іонами заліза сполуку смарагдово-зеленого кольору. Адреналін легко окислюється. Якщо до розчину адреналіну або його сполуки з залізом додати лугу, утворюється сполука червоного кольору.

4. Виявлення 17-кетостероїдів. 17-кетостероїди – це стероїди, які мають карбонільну групу у 17-го вуглецевого атому. Це метаболіти гормону кори наднирників та статевих залоз. 17-кетостероїди можна виявити за допомогою м-дінітробензолу – продукт їх взаємодії має вишнево-червоне забарвлення.

Хід роботи:

1. Осадження інсуліну сульфосаліциловою кислотою: в пробірку наливають 1 мл досліджуваного розчину інсуліну та додають 3-5 крапель 20 % розчину сульфосаліцилової кислоти. При наявності в розчині інсуліну випадає осад.

2. Біуретова реакція з гормонами білкової природи: в пробірку вносять 3-5 крапель інсуліну, 5 крапель 5 % розчину NaOH, 1 краплю 1 % розчину CuSO₄. У суміші не повинно бути надлишку CuSO₄, оскільки блакитний окрас гідроксиду міді може маскувати реакцію.

3. Виявлення адреналіну хлоридом заліза (ІІІ): в пробірку вносять 10 крапель 0,1 % розчину адреналіну і додають 1 краплю 1 % розчину FeCl₃. З'являється смарагдово-зелене забарвлення. До отриманого розчину додають 1 краплю луги. Забарвлення стає вишнево-червоним.

4. Виявлення 17-кетостероїдів: до пробірки вносять 0,5 - 1 мл сечі, 5-10 крапель 30 % розчину NaOH, 5 крапель 2 % розчину м-дінітробензолу. Пробірку струшують, розчин перемішують скляною паличкою. Через 2-3 хвилини з'являється характерне забарвлення.

За результатами роботи зробити висновки.

Контрольні питання:

1. Залози внутрішньої секреції, їх функції і значення для організму.

2. Будова і класифікація гормонів.

3. Механізм дії гормонів.

4. Гормони гіпоталамуса і гіпофізу як регулятори роботи ендокринної системи.

5. Щитоподібна і підшлункова залози внутрішньої секреції.

6. Надниркові залози, їх функція в організмі.

7. Стероїдні гормони. Вплив на обмін речовин в організмі.

СЕМІНАРСЬКЕ ЗАНЯТТЯ № 8

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: