Bài giảng hoá sinh động vật - Chương 1: Hormone

CHƢƠNG I. HORMONE Egg Larva Pupa Adult NỘI DUNG • I. ĐẠI CƢƠNG VỀ HORMONE 1.1. KHÁI NIỆM 1.2. ĐẶC ĐIỂM CỦA HORMONE 1.3. SƠ ĐỒ ĐIỀU TIẾT CÁC TUYẾN NỘI TIẾT II. BẢN CHẤT HOÁ HỌC VÀ PHÂN LOẠI HORMONE III. CƠ CHẾ TÁC ĐỘNG CỦA HORMONE 3.1. Sự tiếp nhận hormone ở tế bào đích 3.2. Cơ chế tác động của hormone - AMP vòng và thuyết thông tin viên thứ hai - Cơ chế tác động của hormone steroid I. ĐẠI CƢƠNG VỀ HORMONE • 1.1. KHÁI NIỆM Là những chất có bản chất hóa học khác nhau, chủ yếu do các tuyến nội tiết tạo ra, đóng vai trò là những tín hiệu hoá học, được máu vận chuyển tới các cơ quan đích chuyên biệt để điều hoà các hoạt động TĐC và hoạt động sinh lý của động vật. CÁC TUYẾN NỘI TIẾT CHÍNH CỦA BÒ CÁC TUYẾN NỘI TIẾT CHÍNH CỦA CÁ 1.2. ĐẶC ĐIỂM CỦA HORMONE • Tác dụng của hormone có tính đặc hiệu • Có tính đặc hiệu với từng cơ quan nhưng có thể không có tính đặc hiệu theo loài. • Bán kỳ phân rã rất ngắn (vài phút – vài giờ) • Tác động ở nồng độ rất thấp: – 10-10 – 10-12 mol/l đối với các hormone protein – 10-6 – 10-9 mol/l đối với các hormone stroid và tuyến giáp 1.3. SƠ ĐỒ ĐIỀU TIẾT CÁC TUYẾN NỘI TIẾT Hormone Gi¶i phãngVïng d-íi ®åi Thïy tr-íc tuyÕn yªn C¬ quan ®Ých KÝch tè hormone Hormone cña c¬ quan + + - - Cơ chế điều hoà ngƣợc (feedback mechanism) II. PHÂN LOẠI HORMONE • Theo vị trí tổng hợp và tác động của hormone • Theo mức độ hòa tan trong nước • Theo bản chất hóa học – Các hormone steroid – Hormone là polypeptide, protein – Hormone là dẫn xuất của amino acid – Hormone eicosanoid 2.1. Phân loại theo vị trí tổng hợp và tác động của hormone 2.2. Phân loại theo khả năng hòa tan trong nƣớc của hormone • Hormone hòa tan trong nước (Hydrophilic hormone) • Hormone không hòa tan trong nước (Lipophilic hormone) • Receptor của hormone được định vị ở các vị trí khác nhau Hormone hòa tan trong nƣớc (Hydrophilic hormone) • Không đi qua được màng tế bào • Liên kết với receptor nằm trên màng tế bào. • Ví dụ: Insulin, Glucagon, Epinephrin, Hormone không hòa tan trong nƣớc (Lipophilic hormone) • Không tan trong nước nhưng tan trong môi trường lipid. • Dễ dàng đi qua màng tế bào. • Liên kết với receptor nội bào. • Ví dụ: Thyroid hormone, steroid hormone, 2.3. Phân loại theo bản chất hóa học – Các hormone steroid – Hormone là polypeptide, protein – Hormone là dẫn xuất của amino acid – Hormone eicosanoid 2.3.1.Các hormone steroid • Hormone sinh dục cái – Estrogen – Progesterone • Hormone sinh dục đực – Testoterone • Hormone vỏ thƣợng thận – Glucocorticoid – Mineralocorticoid – Androgen Con đƣờng tổng hợp hormone steroid Hormone sinh dục cái Hormone sinh dục cái Tác dụng của hormone sinh dục cái • Estrogen – Phát triển tuyến vú, dạ con, âm đạo, làm rộng khung xương chậu, kích thích mọc lông, dài tóc • Progesterone – Tăng sinh màng trong dạ con (endometrium) để trứng làm tổ (mang thai). – Ức chế sự co bóp của dạ con (uterus). – Ức chế sự phát triển nang trứng mới Hormone sinh dục đực Tác dụng của testosterone • Phát triển các đặc tính sinh dục đực. • Cần thiết cho sự phát triển của tinh trùng. • Do tế bào Leydig của dịch hoàn sản sinh ra. Hormone vỏ thƣợng thận Hormone vỏ thƣợng thận • Glucocorticoid (Stress hormone: cortisol) –  tổng hợp và tích luỹ glycogen. – phân giải protein và acid béo. – Kháng stress do  tổng hợp glucose cung cấp năng lượng cho cơ thể. – Kháng viêm do ức chế phospholipase A2 ức chế tạo acid arachidonic  không sản sinh ra leucotrien (chất gây dị ứng). Hormone vỏ thƣợng thận • Androgen – Có tác dụng giống hormone nam nhưng yếu hơn. Ở nữ giới nếu có nhiều hormone này sẽ dẫn đến hiện tượng nam hoá. • Mineralocorticoid • Tăng cường hấp thu Na+ và Cl- , đồng thời kích thích bài tiết K+ dẫn đến tích nước. • Tham gia vào hệ thống Renin- angotensin-aldosterone 2.3.2. Hormone là polypeptide hoặc protein • Hormone vùng dưới đồi (Hypothalamus) • Hormone tuyến yên – Hormone thuỳ trước tuyến yên. – Hormone thuỳ sau tuyến yên. • Hormone tuyến tuỵ Hormone vùng dƣới đồi (Hypothalamus) Hormone Bản chất hoá học Tác dụng Thyrotropin releasing factor (TRF) Peptide (3 aa) Kích thích tiền yên tiết TSH Growth releasing factor (GRF) Peptide (11 aa) Kích thích tiền yên tiết GH Corticotropin releasing factor (CRF) Peptide (41 aa) Kích thích tiền yên tiết ACTH Prolactin releasing factor peptide Kích thích tiền yên tiết prolactin Gonadotropin releasing factor (GnRF) Peptide (10 aa) Kích thích tiền yên tiết FSH và LH Growth inhibiting factor (GIF) Peptide (14 aa) Ức chế tiền yên tiết GH Prolactin inhibiting factor (PIF) peptide Ức chế tiền yên tiết prolactin Hormone thùy trƣớc tuyến yên • ACTH (adreno-cortico-tropin hormone) • Bản chất là một peptid gồm 39 aa. • Kích thích vỏ thượng thận tiết ra các corticoid do biến đổi cholesterol thành pregnenolon. • Là tiền chất của corticosteroid đặc biệt là glucocorticoid. • FSH (folicle stimulating hormone) • Bản chất là một glycoprotein (200 aa). • Kích thích sự phát triển của bao noãn (nang trứng) trong buồng trứng và kích bao noãn tiết ra estrogen. Hormone thuỳ trƣớc tuyến yên Hormone thuỳ trƣớc tuyến yên • LH (luteinizing hormone) • Bản chất là một glycoprotein (200 aa). • Kích thích trứng chín và rụng. • TSH (thyreostimulating hormone) – Bản chất là một glycoprotein (220 aa). – Kích thích tuyến giáp tổng hợp thyroxin. Hormone thuỳ sau tuyến yên Hormone thuỳ sau tuyến yên • Oxytocin và vasopressin (ADH) • Tiết ra từ thùy sau tuyến yên, nanopeptid (9 aa). • Oxytocin có aa thứ 3 là Ile và thứ 8 là Leu, gây co cơ tử cung. • Vasopressin ở hai vị trí trên có Arg và Phe, tác dụng chống lợi tiểu. Hormone tuyến tuỵ Insulin Insulin o Kích thích các tế bào cơ o Tăng tiếp nhận glucose và chuyển thành glycogen. o Tăng tiếp nhận các aa từ máu và chuyển thành protein. o Tác động tới các tế bào gan • Kích thích gan thu nhận glucose từ máu và chuyển thành glycogen. • Ức chế tổng hợp các enzyme phân giải glycogen. • Ức chế quá trình tạo đường – quá trình chuyển hoá mỡ và protein thành đường glucose. o Tác động tới mô mỡ o Kích thích sự bắt giữ đường và chuyển đường thành mỡ. o Tác động tới hypothalamus o Làm giảm tính ngon miệng. Glucagon Glucagon 2.3.3. Hormone là dẫn xuất của amino acid • Hormone tuyến giáp – Thyroxin (T4 hay tetraiodotyronine) và triiodotyronine (T3). • Hormone tuỷ thƣợng thận – Adrenalin (epinephrin) – Noradrenalin (norepinephrin) Hormone tuyến giáp Hormone tuyến giáp – Thyroxin (T4 hay tetraiodotyronine) và triiodotyronine (T3). Hormone tuyến giáp • Kích thích chuyển hoá năng lượng làm tăng nhanh sự OXH ở TB, tăng tiêu thụ oxy ở các tổ chức. • Tăng cường hấp thu glucose ở ruột và tăng phân huỷ glycogen qua AMPc  tăng đường huyết. • Kích thích giải triacylglycerol, phospholipid và cholesterol. • Tăng tổng hợp protein. Hormone tuỷ thƣợng thận Hormone tuỷ thƣợng thận • Adrenalin (epinephrin). • Noradrenalin (norepinephrin). • Là các catecholamin được tổng hợp từ Tyrosine. Hormone tuỷ thƣợng thận • Tăng cường phân giải glycogen (ở cơ tăng lượng acid lactic, ở gan tăng đường huyết) vì hoạt hoá glycogen phosphorylase qua AMPc. • Tăng huy động lipid ở các mô mỡ bằng cách hoạt hoá triacylglycerol lipase qua AMPc. • Kích thích tiết glucagon và ức chế tiết insulin  tăng tổng hợp glucose và giảm phân giải glucose. • Tăng nhịp tim và cường độ đẩy máu của tim, tăng huyết áp động mạch  tăng luồng oxy và nhiên liệu đến các tổ chức. 2.3.4. Hormone eicosanoid • Bản chất lipid (là dẫn xuất của acid arachadonic). • Gồm 3 nhóm: prostaglandin, leucotrien và thromboxan. • Không bền, không tan trong nước. • Là những hormone cục bộ (tác dụng tại chỗ). • Hormone eicosanoid được tổng hợp từ acid arachadonic (20:4). – Prostaglandins (20: 5 vòng carbon) • Prostacyclins • Thromboxanes • Thromboxanes – Leukotrienes • Gồm 3 liên kết đôi liên hợp Hormone Eicosanoid Hormone Eicosanoid Hormone Eicosanoid III. CƠ CHẾ TÁC ĐỘNG CỦA HORMONE 3.1. Sự tiếp nhận hormone ở tế bào đích Các lớp receptor của hormone • Receptor màng tế bào – Nhận biết các hormone không đi qua được màng tế bào đích. – Receptor được định vị trên màng của tế bào đích. – Phức hợp H-R hình thành sẽ tạo ra các phản ứng trên màng tế bào đích. • Thay đổi tính thấm của màng. • Hoạt hóa protein G. • Thay đổi hoạt tính của các enzyme nội bào. Phức hợp H-R thay đổi tính thấm của màng Phức hợp H-R hoạt hóa protein G Phức hợp H-R thay đổi hoạt tính của enzyme nội bào Các lớp receptor của hormone • Receptor nội màng – Nhận biết các hormone đi qua được màng tế bào đích. – Receptor có thể được định vị ở bào tương hoặc nhân của tế bào đích. – Phức hợp H-R hình thành sẽ tạo ra các phản ứng trên tế bào đích. III. CƠ CHẾ TÁC ĐỘNG CỦA HORMONE • 3.2. Cơ chế tác động của hormon là protein và peptide AMPc và thuyết thông tin viên thứ hai Cơ chế tác động của adrenalin • Adrenalin (epinephrin), do tuỷ thượng thận tạo ra. • Tác dụng tăng cường quá trình phân giải glycogen và ức chế quá trình tổng hợp glycogen  làm tăng đường huyết. • Ngyên nhân: kích thích phosphorylase (Enzyme phân giải glycogen) và ức chế glycogen syntetase. • hill.com/olc/dl/120109/bio48.swf Cơ chế tác động của adrenalin và glucagon 3.3. Cơ chế tác động của hormone steroid và thyroxine • Thyroxine là một hormone không hoà tan trong nước do đó nó được đưa đến tế bào đích bằng protein vận chuyển. Thyroxine tan trong lipid nên dễ dàng đi qua màng tế bào. • Thyroxine gồm 4 phân tử iodine nên được viết tắt là T4(tetraiodothyronine). Tuyến giáp cũng tiết ra một lượng nhỏ phân tử có cấu trúc tương tự gồm 3 iodine (T3). Cả hai loại hormone này đi vào tế bào đích nhưng tất cả T4 chuyển sang dạng T3. • T3 đi vào nhân liên kết với recepter protein  phức hợp hormone- recepter proteinkết hợp với vị trí đặc hiệu trên DNA. • Sự liên kết giữa phức hợp hormone-recepter protein ảnh hưởng trực tiếp tới mức độ phiên dịch tại vị trí liên kết. Phân tử mRNA được tổng hợp mã hoá cho một loại protein đặc biệtthể hiện đặc tính của hormone. Cơ chế tác động của thyroxine