Ormone paratiroideo e calcitonina. Natura chimica
L'ormone paratiroideo è sintetizzato dalle ghiandole paratiroidi. Secondo la sua struttura chimica, è un polipeptide a catena singola, composto da 84 residui di aminoacidi, privo di cisteina e con un peso molecolare di 9500.
Sinonimi: ormone paratiroideo, paratirina, PTH.
Un aumento del livello dell'ormone paratiroideo nel sangue può indicare la presenza di un'infezione primaria o iperparatiroidismo secondario Sindrome di Solinger-Ellison, fluorosi, lesioni del midollo spinale.
Il precursore biologico dell'ormone paratiroideo è l'ormone proparatiroideo, che ha 6 aminoacidi aggiuntivi all'estremità NH 2. L'ormone proparatiroideo viene prodotto nel reticolo endoplasmatico granulare delle cellule principali ghiandole paratiroidi e viene convertito in ormone paratiroideo a causa della scissione proteolitica nel complesso del Golgi.
Funzioni dell'ormone paratiroideo nel corpo
Il PTH ha effetti sia anabolici che catabolici sul tessuto osseo. Il suo ruolo fisiologico consiste nell'influenzare la popolazione di osteociti e osteoblasti, in modo da inibirne la formazione tessuto osseo. Osteoblasti e osteociti, sotto l'influenza del PTH, rilasciano il fattore di crescita insulino-simile 1 e citochine che stimolano il metabolismo degli osteoclasti. Questi ultimi, a loro volta, secernono collagenasi e fosfatasi alcalina, che distruggono la matrice ossea. Azione biologica effettuato legandosi a specifici recettori dell'ormone paratiroideo (recettori PTH) situati sulla superficie delle cellule. I recettori dell’ormone paratiroideo si trovano sugli osteociti e sugli osteoblasti, ma sono assenti sugli osteoclasti.
L'ormone paratiroideo aumenta indirettamente l'escrezione di fosfati da parte dei reni, il riassorbimento tubulare dei cationi calcio e inducendo la produzione di calcitriolo aumenta l'assorbimento del calcio nei reni. intestino tenue. Come risultato dell'azione del PTH, il livello di fosfato nel sangue diminuisce, la concentrazione di calcio nel sangue aumenta e nelle ossa diminuisce. Nei tubuli contorti prossimali, il PTH stimola la sintesi di forme attive di vitamina D. Inoltre, le funzioni dell'ormone paratiroideo comprendono l'aumento della gluconeogenesi nei reni e nel fegato, l'aumento della lipolisi negli adipociti (cellule del tessuto adiposo).
La concentrazione dell'ormone paratiroideo nel corpo varia durante il giorno, il che è associato ai bioritmi umani e alle caratteristiche fisiologiche del metabolismo del calcio. In questo caso, il livello massimo di PTH nel sangue viene osservato alle 15:00 e il minimo intorno alle 7:00.
Le condizioni patologiche in cui l'ormone paratiroideo è elevato si verificano più spesso nelle donne che negli uomini.
Il principale regolatore della secrezione dell'ormone paratiroideo secondo il principio feedbackè il livello di calcio extracellulare (l'effetto stimolante sulla secrezione dell'ormone paratiroideo porta ad una diminuzione della concentrazione di cationi calcio nel sangue). Una carenza prolungata di calcio porta all’ipertrofia e alla proliferazione delle cellule paratiroidee. Una diminuzione della concentrazione di magnesio ionizzato stimola anche la secrezione dell'ormone paratiroideo, ma in modo meno pronunciato rispetto al calcio. Alti livelli di magnesio inibiscono la produzione di ormoni (ad esempio, quando insufficienza renale). La vitamina D3 ha anche un effetto inibitorio sulla secrezione di PTH.
Se il rilascio dell'ormone paratiroideo viene interrotto, il calcio viene perso dai reni, eliminato dalle ossa e l'assorbimento nell'intestino viene compromesso.
Quando la concentrazione dell'ormone paratiroideo aumenta, gli osteoclasti vengono attivati e il riassorbimento osseo aumenta. Questo effetto del PTH è mediato dagli osteoblasti, che producono mediatori che stimolano la differenziazione e la proliferazione degli osteoclasti. In caso di PTH elevato a lungo termine, il riassorbimento osseo prevale sulla sua formazione, causando lo sviluppo dell'osteopenia. Con una produzione eccessiva di ormone paratiroideo, si osserva una diminuzione della densità ossea (sviluppo dell'osteoporosi), che aumenta il rischio di fratture. I livelli sierici di calcio in questi pazienti sono elevati perché il calcio viene rilasciato nel sangue sotto l’influenza dell’ormone paratiroideo. C'è una tendenza alla formazione di calcoli nei reni. Calcinosi vasi sanguigni e disturbi circolatori possono portare allo sviluppo lesioni ulcerative tratto gastrointestinale.
Una diminuzione della concentrazione dell'ormone paratiroideo indica ipoparatiroidismo primario o secondario, così come la sindrome di DiGeorge, osteolisi attiva.
L'ormone paratiroideo funge da indicatore della disfunzione delle ghiandole paratiroidi, nonché della regolazione del metabolismo del calcio e del fosforo nel corpo. I principali mediatori dell'omeostasi del calcio comprendono il PTH, la calcitonina e la vitamina D, i cui bersagli sono l'intestino tenue, i reni e il tessuto osseo.
Analisi per l'ormone paratiroideo
Se si sospetta una patologia delle ghiandole paratiroidi e un metabolismo alterato del PTH, viene effettuato uno studio sulla concentrazione di questo ormone nel sangue.
In genere, l'analisi è prescritta per le seguenti condizioni:
- aumento o diminuzione dei livelli di calcio nel sangue;
- osteoporosi;
- cambiamenti ossei cistici;
- fratture ossee frequenti, pseudofratture delle ossa lunghe;
- cambiamenti sclerotici nelle vertebre;
- urolitiasi con formazione di calcoli di fosfato di calcio nei reni;
- sospetto di neoplasie delle ghiandole paratiroidi;
- sospetto di neoplasia endocrina multipla di tipo 1 e 2;
- sospetta neurofibromatosi.
Per l'analisi, il sangue viene prelevato da una vena a stomaco vuoto al mattino. Devono trascorrere almeno 8 ore dopo l'ultimo pasto. Prima del prelievo, se necessario, consultare il proprio medico circa l'assunzione di integratori di calcio. Tre giorni prima del test è necessario escludere l'eccesso esercizio fisico e smettere di bere alcolici. Alla vigilia dello studio, escludere dalla dieta cibi grassi, non fumare il giorno del test. Mezz'ora prima del prelievo di sangue, il paziente deve essere in uno stato di completo riposo.
Il livello normale di ormone paratiroideo nel sangue è compreso tra 18,5 e 88 pg/ml.
Alcuni farmaci distorcere i risultati dell’analisi. Un aumento della concentrazione dell'ormone nel sangue si osserva in caso di utilizzo di estrogeni, anticonvulsivanti, fosfati, litio, cortisolo, rifampicina, isoniazide. Valori ridotti questo indicatore osservato sotto l'influenza di solfato di magnesio, vitamina D, prednisolone, tiazidici, gentamicina, propranololo, diltiazem e contraccettivi orali.
Correzione lieve aumento la concentrazione dell'ormone paratiroideo viene prodotta attraverso terapia farmacologica, dieta e abbondante regime di bere.
Condizioni in cui l'ormone paratiroideo aumenta o diminuisce
Un aumento del livello dell'ormone paratiroideo nel sangue può indicare la presenza di iperparatiroidismo primario o secondario (sullo sfondo processo oncologico, rachitismo, colite ulcerosa, morbo di Crohn, insufficienza renale cronica, ipervitaminosi D), sindrome di Zollinger-Ellison, fluorosi, lesioni del midollo spinale. Le condizioni patologiche in cui l'ormone paratiroideo è elevato si verificano più spesso nelle donne che negli uomini.
Segni di aumento del PTH: sete costante, frequente bisogno di urinare, debolezza muscolare, dolore muscolare durante il movimento, deformazione scheletrica, fratture frequenti, indebolimento dei denti sani, crescita stentata nei bambini.
Una diminuzione della concentrazione dell'ormone paratiroideo indica ipoparatiroidismo primario o secondario (può essere causato da carenza di magnesio, interventi chirurgici sulla ghiandola tiroidea, sarcoidosi, carenza di vitamina D), così come la sindrome di DiGeorge, un processo attivo di distruzione del tessuto osseo ( osteolisi).
Sintomi di una bassa concentrazione di ormone paratiroideo: crampi muscolari, spasmi nell'intestino, trachea, bronchi, brividi o febbre alta, tachicardia, dolore cardiaco, disturbi del sonno, disturbi della memoria, stati depressivi.
Correzione dei livelli di ormone paratiroideo
La correzione di un leggero aumento della concentrazione dell'ormone paratiroideo viene effettuata mediante terapia farmacologica, dieta e abbondanza di liquidi. Gli integratori di calcio e vitamina D sono usati per trattare l’iperparatiroidismo secondario.
La dieta comprende alimenti ricchi di calcio e acidi grassi polinsaturi ( oli vegetali, grasso di pesce) E carboidrati complessi(principalmente sotto forma di verdure).
Se il livello dell'ormone paratiroideo è elevato, la sua concentrazione può essere ridotta limitando il consumo di sale da cucina, nonché di cibi e carne salati, affumicati, in salamoia.
Se la quantità di ormone paratiroideo è eccessiva, può essere necessaria la resezione chirurgica di una o più ghiandole paratiroidi. In caso di lesione maligna, le ghiandole paratiroidi sono soggette a rimozione completa(paratiroidectomia) seguita da terapia ormonale sostitutiva.
La concentrazione dell'ormone paratiroideo nel corpo varia durante il giorno, il che è associato ai bioritmi umani e alle caratteristiche fisiologiche del metabolismo del calcio.
In caso di deficit di PTH, la terapia ormonale sostitutiva viene prescritta per una durata da diversi mesi a diversi anni e talvolta per tutta la vita. La durata del corso dipende dalla causa del deficit dell'ormone paratiroideo.
Quando la concentrazione dell'ormone paratiroideo aumenta o diminuisce, l'automedicazione è inaccettabile, poiché ciò peggiora la situazione e può portare a eventi avversi, tra cui pericoloso per la vita, conseguenze. Il corso del trattamento deve essere effettuato sotto la supervisione di un endocrinologo con monitoraggio sistematico del contenuto di PTH e microelementi nel sangue del paziente.
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Gli ormoni di natura proteica comprendono anche l'ormone paratiroideo (ormone paratiroideo), più precisamente, un gruppo di ormoni paratiroidei che differiscono nella sequenza degli aminoacidi. Sono sintetizzati dalle ghiandole paratiroidi. Già nel 1909 fu dimostrato che la rimozione delle ghiandole paratiroidi provoca convulsioni tetaniche negli animali sullo sfondo di un forte calo della concentrazione di calcio nel plasma sanguigno; l'introduzione dei sali di calcio preveniva la morte degli animali. Tuttavia, fu solo nel 1925 che un estratto attivo fu isolato dalle ghiandole paratiroidi, causando effetto ormonale– aumento dei livelli di calcio nel sangue. L'ormone puro è stato ottenuto nel 1970 dalle ghiandole paratiroidi di un grande bestiame; Allo stesso tempo, è stata determinata la sua struttura primaria. Si è scoperto che l'ormone paratiroideo è sintetizzato come precursore (115 residui aminoacidici) dell'ormone proparatiroideo, ma il prodotto genetico primario si è rivelato essere l'ormone preproparatiroideo, che contiene inoltre una sequenza segnale di 25 residui aminoacidici. La molecola dell'ormone paratiroideo bovino contiene 84 residui di aminoacidi ed è costituita da una catena polipeptidica.
È stato scoperto che l'ormone paratiroideo è coinvolto nella regolazione della concentrazione dei cationi calcio e degli anioni dell'acido fosforico associati nel sangue. Come è noto, la concentrazione di calcio nel siero del sangue si riferisce a costanti chimiche, le sue fluttuazioni giornaliere non superano il 3–5% (normalmente 2,2–2,6 mmol/l). Il calcio ionizzato è considerato la forma biologicamente attiva; la sua concentrazione varia da 1,1 a 1,3 mmol/l. Gli ioni calcio si sono rivelati fattori essenziali e non sostituibili da altri cationi per una serie di processi fisiologici vitali: contrazione muscolare, eccitazione neuromuscolare, coagulazione del sangue, permeabilità membrane cellulari, attività di un numero di enzimi, ecc. Pertanto, qualsiasi cambiamento in questi processi causato da una prolungata mancanza di calcio negli alimenti o da una violazione del suo assorbimento nell'intestino porta ad un aumento della sintesi dell'ormone paratiroideo, che favorisce la lisciviazione dei sali di calcio (sotto forma di citrati e fosfati) da tessuto osseo e, di conseguenza, alla distruzione dei componenti minerali e organici delle ossa.
Un altro organo bersaglio dell’ormone paratiroideo è il rene. L'ormone paratiroideo riduce il riassorbimento del fosfato nei tubuli distali del rene e aumenta il riassorbimento tubulare del calcio.
Va notato che tre ormoni svolgono un ruolo importante nella regolazione della concentrazione di Ca 2+ nel liquido extracellulare: l'ormone paratiroideo, la calcitonina, sintetizzata nella ghiandola tiroidea, e il calcitriolo, un derivato D 3. Tutti e tre gli ormoni regolano i livelli di Ca 2+, ma i loro meccanismi d'azione sono diversi. COSÌ, il ruolo principale Il calcitriolo ha il compito di stimolare l'assorbimento di Ca 2+ e fosfato nell'intestino, contro gradiente di concentrazione, mentre l'ormone paratiroideo favorisce il loro rilascio dal tessuto osseo nel sangue, l'assorbimento del calcio nei reni e l'escrezione dei fosfati nelle urine.
Fine del lavoro -
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Monosaccaridi
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Reazioni fondamentali dei monosaccaridi, prodotti di reazione e loro proprietà
Reazioni dell'idrossile emiacetale Si è già notato che i monosaccaridi, sia allo stato cristallino che in soluzione, esistono principalmente in forme emiacetaliche.
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La vitamina A (retinolo; vitamina antixeroftalmica) è stata ben studiata. Esistono tre vitamine conosciute del gruppo A: A1, A2 e la forma cis della vitamina A1, chiamata
Vitamine del gruppo D
La vitamina D (calciferolo; vitamina antirachitica) esiste sotto forma di diversi composti che differiscono sia nella struttura chimica che nell'attività biologica. Per uomo
Vitamine K
Le vitamine del gruppo K, secondo la nomenclatura della chimica biologica, comprendono 2 tipi di chinoni con catene laterali rappresentate da unità isoprenoidi (catene): vitamine K1
Vitamine del gruppo E
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Vitamine idrosolubili
Convenzionalmente possiamo presumerlo caratteristica distintiva vitamine solubili in acqua è la partecipazione della maggior parte di esse alla costruzione di molecole di coenzima (vedi Tabella 12), che sono basse
Vitamina PP
Vitamina PP ( un acido nicotinico, nicotinamide, niacina) era detta anche vitamina antipellagritica (dall'italiano preventive pellagra - prevenire la pellagra), poiché
Biotina (vitamina H)
Nel 1916, esperimenti sugli animali dimostrarono gli effetti tossici degli albumi crudi; il consumo di fegato o lievito ha eliminato questo effetto. Fattore che impedisce lo sviluppo di tossicosi
Acido folico
L'acido folico (pteroilglutammico) (folacina), a seconda del tipo di animale o del ceppo di batteri necessari per la normale crescita in presenza di questo fattore nutrizionale, veniva chiamato
Vitamina C
La vitamina C (acido ascorbico; vitamina antiscorbutica) è chiamata fattore antiscorbutico e antiscorbutico che protegge dallo sviluppo dello scorbuto, una malattia che esiste da molto tempo.
Vitamina P
La vitamina P (rutina, citrino; vitamina della permeabilità) fu isolata nel 1936 da A. Szent-Gyorgyi dalla scorza di limone. Con il termine “vitamina P”, che aumenta la resistenza dei capillari (dal latino permeabi
Concetto generale di ormoni
Lo studio degli ormoni è separato in una scienza indipendente: l'endocrinologia. Studi di endocrinologia moderna struttura chimica ormoni prodotti nelle ghiandole secrezione interna, S
Ormoni ipotalamici
L'ipotalamo funge da luogo di interazione diretta tra le parti superiori del sistema nervoso centrale e il sistema endocrino. La natura delle connessioni esistenti tra il sistema nervoso centrale e il sistema endocrino ha cominciato a diventare più chiara negli ultimi decenni.
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Vasopressina e ossitocina
Gli ormoni vasopressina e ossitocina sono sintetizzati dalla via ribosomiale. Struttura chimica entrambi gli ormoni furono decifrati dai lavori classici di V. du Vigneault et al., che furono i primi a isolare
Ormoni stimolanti i melanociti (MSH, melanotropine)
Le melanotropine vengono sintetizzate e secrete nel sangue dal lobo intermedio della ghiandola pituitaria. Isolato e decifrato strutture primarie due tipi di ormoni: stimoli α e β-melanociti
Ormone adrenocorticotropo (ACTH, corticotropina)
Già nel 1926 si scoprì che la ghiandola pituitaria ha un effetto stimolante sulle ghiandole surrenali, aumentando la secrezione di ormoni corticali. ACTH, oltre alla sua azione principale - stimolante
Ormone somatotropo (GH, ormone della crescita, somatotropina)
L'ormone della crescita fu scoperto negli estratti della ghiandola pituitaria anteriore nel 1921, ma chimicamente forma pura ricevuto solo nel 1956-1957. Il GH è sintetizzato nelle cellule acidofile
Ormone lattotropico (prolattina, ormone luteotropico)
La prolattina è considerata uno degli ormoni più “antichi” dell'ipofisi, poiché si trova nell'ipofisi degli animali terrestri inferiori che non hanno ghiandole mammarie, così come
Ormone stimolante la tiroide (TSH, tireotropina)
A differenza degli ormoni peptidici considerati della ghiandola pituitaria, che sono rappresentati principalmente da una catena polipeptidica, la tireotropina è una glicoproteina complessa e, inoltre, contiene due
Ormoni gonadotropinici (gonadotropine)
Le gonadotropine comprendono l'ormone follicolo-stimolante (FSH, follitropina) e l'ormone luteinizzante (LH, lutropina), o ormone che stimola le cellule interstiziali. Entrambi gli ormoni con
Ormoni lipotropici (LTH, lipotropine)
Tra gli ormoni dell'ipofisi anteriore, la cui struttura e funzione sono state chiarite ultimo decennio, vanno segnalate le lipotropine, in particolare β- e γ-LTG. Il più dettagliato
Ormoni tiroidei
La ghiandola tiroidea svolge un ruolo estremamente importante nel metabolismo. Ciò è evidenziato da cambio improvviso metabolismo basale osservato durante i disturbi dell'attività ghiandola tiroidea, così come
Ormoni pancreatici
Il pancreas è una ghiandola a secrezione mista. La sua funzione esocrina consiste nella sintesi di alcuni enzimi digestivi chiave, in particolare amilasi, lipasi, trypsin, sostanze chimiche
Ormoni surrenalici
Le ghiandole surrenali sono costituite da due parti morfologiche e funzionali individuali: il midollo e la corteccia. Materia cerebrale appartiene al sistema cromaffine o surrenale
Ormoni sessuali
Gli ormoni sessuali sono sintetizzati principalmente nelle gonadi delle donne (ovaie) e degli uomini (testicoli); una certa quantità di ormoni sessuali viene prodotta anche nella placenta e nella corteccia surrenale
Meccanismi molecolari di trasmissione del segnale ormonale
Nonostante l’enorme varietà di ormoni e sostanze simili agli ormoni, l’azione biologica della maggior parte degli ormoni si basa su principi fondamentali sorprendentemente simili, quasi identici.
Concetto di metabolismo
L'attività vitale del corpo è assicurata da una stretta connessione con l'ambiente esterno, che fornisce ossigeno e sostanze nutritive e dalla costante trasformazione di queste sostanze nelle cellule del corpo. Prodotti Ra
Ossidazione biologica
Durante l'ossidazione biologica, due atomi di idrogeno vengono rimossi da una molecola organica sotto l'azione di un enzima appropriato. In alcuni casi, tra enzimi e mo ossidato
Digestione e assorbimento
La digestione dei carboidrati inizia già cavità orale sotto l'influenza della saliva contenente gli enzimi amilasi e maltasi, che assicurano la scomposizione dei carboidrati in glucosio. Nella cavità dello stomaco
Indiretto diretto
glucosio (6 carboni) ↓ glucosio-6-fosfato (6 carboni)
Decomposizione anaerobica
La degradazione anaerobica inizia con la degradazione del glucosio - glicolisi o la degradazione del glicogeno - glicogenolisi. Questo percorso di degradazione avviene principalmente nei muscoli. L'essenza di questo processo
Isomerizzazione del 3-fosfoglicerato
fosfoisomerasi 2 O = C – CH – CH2OP2O = C – CH – CH2OH | | | | O-OH O-OF
Decomposizione aerobica
Il piruvato, formato durante la degradazione anaerobica dei carboidrati, viene decarbrossilato sotto l'azione della piruvato deidrogenasi (NAD+ e coenzima HSCoA) per formare acetil coenzima A. &nb
Struttura e sintesi del glicogeno
Il glicogeno è un polisaccaride ramificato, il cui monomero è il glucosio. I residui di glucosio sono collegati in sezioni lineari da 1-4 legami glicosidici e in punti di ramificazione
Regolazione della sintesi e suoi disturbi
La degradazione del glicogeno avviene principalmente tra i pasti e accelera durante l'attività fisica. Questo processo avviene attraverso l'eliminazione sequenziale dei residui di glucosio sotto forma di gluco
Gluconeogenesi
La gluconeogenesi è il processo di sintesi del glucosio da sostanze non carboidrati. I principali substrati della gluconeogenesi sono piruvato, lattato, glicerolo e aminoacidi. La funzione più importante della gluconeogenesi
Metabolismo dei lipidi
I lipidi sono un gruppo strutturalmente diversificato di sostanze organiche che hanno una proprietà comune: l'idrofobicità. I grassi - i trigliceridi - sono la forma di accumulo di energia più compatta e ad alta intensità energetica.
Conversione dei trigliceridi e ossidazione del glicerolo
La digestione dei grassi è l'idrolisi dei grassi da parte dell'enzima lipasi pancreatica. Il grasso neutro che entra nelle cellule viene idrolizzato in glicerolo e acidi grassi sotto l'azione delle lipasi tissutali.
Ossidazione degli acidi grassi
Gli acidi grassi sono acidi carbossilici superiori sia saturi che insaturi, la cui catena idrocarburica contiene più di 12 atomi di carbonio. Nel corpo avviene l'ossidazione degli acidi grassi
Biosintesi degli acidi grassi
Insieme alla scomposizione degli acidi grassi nel corpo, avviene anche la loro formazione. La biosintesi degli acidi grassi è un processo ciclico a più fasi. Fase I. 1) Condensazione della CO2.
Trasformazioni dei glicerofosfatidi
Nelle cellule, sotto l'azione di specifici enzimi fosfolipasi, i glicerofosfatidi vengono idrolizzati nei loro componenti costitutivi: i glicerofosfatidi vengono idrolizzati dalle fosfolipasi in glicerolo, acido grasso
L'importanza delle proteine nel corpo
Le proteine sono enzimi, ormoni, ecc. sintetizzati da sostanze inorganicheè possibile solo nel corpo delle piante. Negli organismi animali, le proteine vengono sintetizzate da aminoacidi, alcuni dei quali si formano in
Digestione e assorbimento delle proteine
Nella cavità orale le proteine non vengono degradate poiché non sono presenti enzimi proteolitici. Nello stomaco le proteine vengono scomposte succo gastrico, di cui vengono rilasciati 2,5 litri al giorno. IN
Biosintesi delle proteine
La biosintesi delle proteine ha il più importante interesse scientifico e significato clinico. La differenza tra una singola proteina e l'altra è determinata dalla natura e dalla sequenza di alternanza degli amminoacidi inclusi nella sua composizione.
Deamminazione degli amminoacidi
La deaminazione è la scomposizione degli amminoacidi sotto l'azione delle deaminasi (ossidasi) con rilascio di azoto sotto forma di ammoniaca. 1. La deaminazione diretta è tipica degli α-amminoacidi (
Transaminazione (transaminazione) degli aminoacidi
La transaminazione è la reazione di trasferimento di un gruppo amminico da un amminoacido a un α-chetoacido. Solo Liz e Tre non sono soggette a pre-raminazione. R R" R R"
Decarbossilazione degli amminoacidi
La decarbossilazione avviene sotto l'azione delle decarbossilasi con l'eliminazione dell'anidride carbonica dall'amminoacido e la formazione di ammine.
Metabolismo delle proteine complesse
16.1 Metabolismo delle nucleoproteine Le nucleoproteine e i loro derivati svolgono diverse funzioni nell'organismo, partecipando a: - la sintesi degli acidi nucleici
Scambio di emoglobina
Da varie cromoproteine valore più alto ha l'emoglobina. L'emoglobina alimentare lo è tratto gastrointestinale si scompone nelle sue parti componenti: globina ed eme. Globina come proteina, idroliti
Prodotti finali della degradazione degli aminoacidi
Nel corpo umano, circa 70 g di aminoacidi al giorno vengono degradati e, a seguito delle reazioni di deaminazione e ossidazione delle ammine biogene, viene rilasciata una grande quantità
Sintesi dell'urea, ciclo dell'ornitina
Il meccanismo principale per neutralizzare l'ammoniaca nel corpo è la biosintesi dell'urea. Quest'ultimo viene escreto nelle urine come principale prodotto finale del metabolismo delle proteine, rispettivamente degli aminoacidi
Metabolismo dei singoli aminoacidi
La maggior parte degli aminoacidi va alla sintesi proteica, il resto subisce trasformazioni e partecipa alla formazione di molte sostanze che hanno Grande importanza per il corpo. Carbonio
La relazione tra il metabolismo delle proteine, dei grassi e dei carboidrati. Scambio di acqua e sali minerali
Un organismo vivente e il suo funzionamento dipendono costantemente da ambiente. L'intensità dello scambio con l'ambiente esterno e la velocità dei processi metabolici intracellulari
La relazione tra metabolismo dei carboidrati e dei grassi
Prodotti finali metabolismo sono CO2, H2O e urea. Diossido di carbonio, formato durante la decarbossilazione di carboidrati, grassi, proteine, acidi nucleici, entra
Relazione tra metabolismo dei carboidrati e delle proteine
Quando le proteine si scompongono si formano gli amminoacidi la maggior parte che sono chiamati glicogeni e servono come fonte di sostanze necessarie per la sintesi dei carboidrati. In primo luogo, subiscono gli amminoacidi
La relazione tra metabolismo delle proteine e dei grassi
Poco si sa sulla relazione tra questo tipo di metabolismo. È possibile che la conversione degli aminoacidi in acidi grassi avvenga prima attraverso la formazione di carboidrati, sebbene alcuni aminoacidi siano chiamati
Il concetto di omeostasi
Il corpo è un sistema termodinamico aperto, quindi questo gli permette di mantenere stabilità, livello di prestazione e relativa costanza ambiente interno, che si chiama andare
Metabolismo dell'acqua e sua regolazione
Acqua - componente corpo. Tutte le reazioni metaboliche hanno luogo in ambiente acquatico, in cui esistono cellule e la comunicazione tra loro è mantenuta attraverso il fluido. La parte principale della vita biologica
Metabolismo minerale
Minerali- Questo sostanze essenziali per l’organismo, sebbene non abbiano alcun valore nutritivo e non siano una fonte di energia. Il loro significato è determinato dal fatto che fanno parte del tutto
Tre ormoni sono responsabili dello scambio di calcio e fosfato nel corpo: calcitriolo, calcitonina e ormone paratiroideo.
Calcitriolo
Struttura
È un derivato della vitamina D ed è classificato come uno steroide.
Sintesi
Formati nella pelle sotto l'influenza delle radiazioni ultraviolette e forniti con il cibo, il colecalciferolo (vitamina D 3) e l'ergocalciferolo (vitamina D 2) vengono idrossilati in epatociti a C 25 e nell'epitelio tubuli prossimali reni in C 1. Di conseguenza, si forma 1,25-diossicolecalciferolo ( calcitriolo).
L’attività dell’1α-idrossilasi si trova in molte cellule e il suo significato è l’attivazione del 25-idrossicolecalciferolo per le esigenze proprie della cellula (azione autocrina e paracrina).
Regolazione della sintesi e della secrezione
Attivare: L'ipocalcemia aumenta l'idrossilazione della vitamina D a C1 nei reni attraverso un aumento della secrezione dell'ormone paratiroideo, che stimola questo processo.
Ridurre: L'eccesso di calcitriolo inibisce l'idrossilazione di C1 nei reni.
Meccanismo di azione
Citosolico.
Obiettivi ed effetti
Ormone paratiroideo
Struttura
È un peptide di 84 aminoacidi con un peso molecolare di 9,5 kDa.
Sintesi
Va alle ghiandole paratiroidi. Le reazioni di sintesi ormonale sono altamente attive.
Regolazione della sintesi e della secrezione
Attiva formazione dell’ormone ipocalcemia.
Ridurre alte concentrazioni calcio attraverso l'attivazione proteasi calcio-sensibile, idrolizzando uno dei precursori dell'ormone.
Meccanismo di azione
Adenilato ciclasi.
Obiettivi ed effetti
L'effetto dell'ormone paratiroideo è aumento della concentrazione di calcio E diminuzione della concentrazione di fosfati nel sangue.
Ciò si ottiene in tre modi:
Osso
- quando il livello ormonale è elevato, gli osteoclasti si attivano e il tessuto osseo viene distrutto,
- a basse concentrazioni si attivano il rimodellamento osseo e l'osteogenesi.
Reni
- aumenta il riassorbimento di calcio e magnesio,
- diminuisce il riassorbimento di fosfati, aminoacidi, carbonati, sodio, cloruri e solfati.
- l'ormone stimola anche la formazione di calcitriolo (idrossilazione a C1).
Intestini
- con la partecipazione del calcitriolo, l'assorbimento di calcio e fosfati viene migliorato.
Ipofunzione
Si verifica quando una ghiandola viene rimossa accidentalmente durante un intervento chirurgico alla tiroide o durante la distruzione autoimmune del tessuto ghiandolare. L'ipocalcemia e l'iperfosfatemia che ne risultano si manifestano sotto forma di elevata eccitabilità neuromuscolare, convulsioni e tetania. A forte calo il calcio provoca paralisi respiratoria e laringospasmo.
Iperfunzione
L'iperparatiroidismo primario si verifica con l'adenoma ghiandolare. L’aumento dell’ipercalcemia provoca danni renali e urolitiasi.
L'iperparatiroidismo secondario è il risultato di un'insufficienza renale, in cui si verifica un'interruzione della formazione di calcitriolo, una diminuzione della concentrazione di calcio nel sangue e un aumento compensatorio della sintesi dell'ormone paratiroideo.
Calcitonina
Struttura
È un peptide costituito da 32 aminoacidi con un peso molecolare di 3,6 kDa.
Sintesi
Viene effettuato nelle cellule parafollicolari della ghiandola tiroidea.
Regolazione della sintesi e della secrezione
Attivare: ioni calcio, glucagone.
Meccanismo di azione
Adenilato ciclasi
Obiettivi ed effetti
L'effetto della calcitonina è diminuzione della concentrazione di calcio E fosfati nel sangue:
- nel tessuto osseo inibisce l'attività degli osteoclasti, che migliora l'ingresso di calcio e fosfati nell'osso,
- nei reni sopprime il riassorbimento di ioni Ca 2+, fosfati, Na +, K +, Mg 2+.
L'ormone è sintetizzato dalle ghiandole paratiroidi. È un polipeptide (84 aminoacidi). La regolazione a breve termine della secrezione dell'ormone paratiroideo viene effettuata dal Ca++, mentre a lungo termine tramite l'1,25(OH)2D3 insieme al calcio.
L'ormone paratiroideo interagisce con 7-TMS-(R), che porta all'attivazione dell'adenilato ciclasi e ad un aumento dei livelli di cAMP. Inoltre, il meccanismo d'azione dell'ormone paratiroideo comprende Ca++, nonché ITP e diacilglicerolo (DAG). La funzione principale dell'ormone paratiroideo è mantenere un livello costante di Ca++. Svolge questa funzione colpendo ossa, reni e (attraverso la vitamina D) intestino. L'influenza dell'ormone paratiroideo sugli osteoclasti dei tessuti viene effettuata principalmente attraverso ITP e DAG, che alla fine stimolano la disgregazione ossea. Nei tubuli prossimali dei reni, l'ormone paratiroideo inibisce il riassorbimento dei fosfati, che porta a fosfaturia e ipofosfatemia; inoltre aumenta il riassorbimento del calcio, cioè ne riduce l'escrezione. Inoltre, l’ormone paratiroideo aumenta l’attività dell’1-idrossilasi nei reni. Questo enzima è coinvolto nella sintesi delle forme attive di vitamina D.
L'ingresso del calcio nella cellula è regolato da segnali neuroormonali, alcuni dei quali aumentano la velocità di ingresso del Ca + nella cellula dallo spazio intercellulare, altri - il suo rilascio dai depositi intracellulari. Dallo spazio extracellulare, il Ca2+ entra nella cellula attraverso un canale del calcio (una proteina composta da 5 subunità). Canale del calcio attivato dagli ormoni, il cui meccanismo d'azione è realizzato attraverso il cAMP. Il rilascio di Ca2+ dai depositi intracellulari avviene sotto l'influenza di ormoni che attivano la fosfolipasi C, un enzima capace di idrolizzare il fosfolipide della membrana plasmatica FIFF (fosfatidilinositolo-4,5-bifosfato) in DAG (diacilglicerolo) e ITP (inositolo-1,4). ,5-trifosfato):
L'ITP si lega a uno specifico recettore del calcisoma (dove si accumula Ca2+). In questo caso cambia la conformazione del recettore, che comporta l'apertura della porta che ostruiva il canale per il passaggio del Ca2+ dal calcisoma. Il calcio rilasciato dal deposito si lega alla proteina chinasi C, la cui attività aumenta il DAG. La proteina chinasi C, a sua volta, fosforila varie proteine ed enzimi, modificandone così l'attività.
Gli ioni calcio agiscono in due modi: 1) legano gruppi carichi negativamente sulla superficie delle membrane, cambiandone così la polarità; 2) si legano alla proteina calmodulina, attivando così molti enzimi chiave del metabolismo dei carboidrati e dei lipidi.
La mancanza di calcio porta allo sviluppo dell'osteoporosi (ossa fragili). Una carenza di calcio nel corpo è causata da una carenza di cibo e da ipovitaminosi D.
Il fabbisogno giornaliero è di 0,8–1,0 g/giorno.
Nel metabolismo del calcio, insieme alla paratirina e alla tirocalcitonina, la vitamina D svolge un ruolo estremamente importante.
Ormone paratiroideo
L'ormone paratiroideo (PTH) è un polipeptide a catena singola costituito da 84 residui di aminoacidi (circa 9,5 kDa), la cui azione è mirata ad aumentare la concentrazione di ioni calcio e ridurre la concentrazione di fosfati nel plasma sanguigno.
1. Sintesi e secrezione del PTH
Il PTH è sintetizzato nelle ghiandole paratiroidi come precursore, un preproormone contenente 115 residui di aminoacidi. Durante il trasferimento al pronto soccorso, un peptide segnale contenente 25 residui aminoacidici viene scisso dal preproormone. Il proormone risultante viene trasportato all'apparato del Golgi, dove il precursore viene convertito in un ormone maturo, comprendente 84 residui aminoacidici (PTH 1-84). L'ormone paratiroideo è confezionato e immagazzinato in granuli secretori (vescicole). L'ormone paratiroideo intatto può essere scisso in peptidi corti: frammenti N-terminali, C-terminali e medi. I peptidi N-terminali contenenti 34 residui di aminoacidi hanno un'attività biologica completa e sono secreti dalle ghiandole insieme all'ormone paratiroideo maturo. È il peptide N-terminale responsabile del legame con i recettori sulle cellule bersaglio. Il ruolo del frammento C-terminale non è stato chiaramente stabilito. Il tasso di degradazione dell’ormone diminuisce quando la concentrazione di ioni calcio è bassa e aumenta quando la concentrazione di ioni calcio è alta.
Secrezione di PTH regolato dal livello degli ioni calcio nel plasma: l'ormone viene secreto in risposta ad una diminuzione della concentrazione di calcio nel sangue.
2. Ruolo dell'ormone paratiroideo nella regolazione del metabolismo del calcio e del fosfato
Organi bersaglio per PTH - ossa e reni. Recettori specifici sono localizzati nelle cellule renali e ossee che interagiscono con l'ormone paratiroideo, determinando una cascata di eventi che porta all'attivazione dell'adenilato ciclasi. All'interno della cellula aumenta la concentrazione di molecole di cAMP, la cui azione stimola la mobilitazione degli ioni calcio dalle riserve intracellulari. Gli ioni calcio attivano le chinasi che fosforilano proteine specifiche che inducono la trascrizione di geni specifici.
Nel tessuto osseo, i recettori del PTH sono localizzati sugli osteoblasti e sugli osteociti, ma non si trovano sugli osteoclasti. Quando l'ormone paratiroideo si lega ai recettori delle cellule bersaglio, gli osteoblasti iniziano a secernere intensamente il fattore di crescita insulino-simile 1 e le citochine. Queste sostanze stimolano l'attività metabolica degli osteoclasti. In particolare, la formazione di enzimi come fosfatasi alcalina e la collagenasi, che agisce sui componenti della matrice ossea, ne provoca la degradazione, con conseguente mobilitazione di Ca 2+ e fosfati dall'osso nel fluido extracellulare (Fig. 1).
Nei reni, il PTH stimola il riassorbimento del calcio nei tubuli contorti distali e quindi riduce l'escrezione urinaria di calcio e riduce il riassorbimento del fosfato.
Inoltre, l'ormone paratiroideo induce la sintesi del calcitriolo (1,25(OH) 2 D 3), che migliora l'assorbimento del calcio nell'intestino.
Pertanto, l'ormone paratiroideo viene ripristinato livello normale ioni calcio nel liquido extracellulare, sia attraverso un effetto diretto su ossa e reni, sia agendo indirettamente (attraverso la stimolazione della sintesi del calcitriolo) sulla mucosa intestinale, in questo caso aumentando l'efficienza dell'assorbimento del Ca 2+ nell'intestino. Riducendo il riassorbimento dei fosfati dai reni, l'ormone paratiroideo aiuta a ridurre la concentrazione dei fosfati nel liquido extracellulare.
3. Iperparatiroidismo
A iperparatiroidismo primario il meccanismo di soppressione della secrezione dell'ormone paratiroideo in risposta all'ipercalcemia viene interrotto. Questa malattia si verifica con una frequenza di 1:1000. Le cause potrebbero essere un tumore ghiandola paratiroidea(80%) o iperplasia ghiandolare diffusa, in alcuni casi cancro ghiandola paratiroidea(meno del 2%). L'eccessiva secrezione dell'ormone paratiroideo porta ad un aumento della mobilitazione di calcio e fosfato dal tessuto osseo, ad un aumento del riassorbimento del calcio e dell'escrezione di fosfato nei reni. Di conseguenza, si verifica l'ipercalcemia, che può portare ad una diminuzione dell'eccitabilità neuromuscolare e dell'ipotensione muscolare. I pazienti sviluppano debolezza generale e muscolare, affaticabilità veloce e dolore dentro gruppi separati muscoli, aumenta il rischio di fratture della colonna vertebrale, del femore e delle ossa dell'avambraccio. Un aumento della concentrazione di ioni fosfato e calcio nei tubuli renali può causare la formazione di calcoli renali e portare a iperfosfaturia e ipofosfatemia.
Iperparatiroidismo secondario si manifesta nell'insufficienza renale cronica e nella carenza di vitamina D3 ed è accompagnata da ipocalcemia, principalmente associata a un ridotto assorbimento del calcio nell'intestino a causa dell'inibizione della formazione di calcitriolo da parte dei reni colpiti. In questo caso aumenta la secrezione dell'ormone paratiroideo. Tuttavia livello aumentato l'ormone paratiroideo non può normalizzare la concentrazione di ioni calcio nel plasma sanguigno a causa della ridotta sintesi del calcitriolo e del ridotto assorbimento di calcio nell'intestino. Insieme all'ipocalcemia, si osserva spesso iperfostatemia. I pazienti sviluppano danni scheletrici (osteoporosi) a causa della maggiore mobilizzazione del calcio dal tessuto osseo. In alcuni casi (con lo sviluppo di adenoma o iperplasia ghiandole paratiroidi) l'ipersecrezione autonoma dell'ormone paratiroideo compensa l'ipocalcemia e porta all'ipercalcemia ( iperparatiroidismo terziario).
4. Ipoparatiroidismo
Il sintomo principale dell'ipoparatiroidismo causato dall'insufficienza delle ghiandole paratiroidi è l'ipocalcemia. Una diminuzione della concentrazione di ioni calcio nel sangue può causare disturbi neurologici, oftalmologici e cardiovascolari, nonché lesioni tessuto connettivo. In un paziente con ipoparatiroidismo, un aumento della conduttività neuromuscolare, attacchi convulsioni toniche, spasmi dei muscoli respiratori e del diaframma, laringospasmo.
Calcitriolo
Come altri ormoni steroidei, il calcitriolo è sintetizzato dal colesterolo.
Riso. 1. Azione biologica dell'ormone paratiroideo. 1 - stimola la mobilitazione del calcio dall'osso; 2 - stimola il riassorbimento degli ioni calcio nei tubuli distali dei reni; 3 - attiva la formazione di calcitriolo, 1,25(OH) 2 D 3 nei reni, che porta alla stimolazione dell'assorbimento di Ca 2+ nell'intestino; 4 - aumenta la concentrazione di calcio nel liquido intercellulare, inibisce la secrezione di PTH. ICF - fluido intercellulare.
L'azione dell'ormone è mirata ad aumentare la concentrazione di calcio nel plasma sanguigno.
1. Struttura e sintesi del calcitriolo
Nella pelle il 7-deidrocolesterolo (provitamina D3) viene convertito nell'immediato precursore del calcitriolo - colecalciferolo (vitamina D3). Durante questa reazione non enzimatica, sotto l'influenza della radiazione UV, il legame tra il nono e il decimo atomo di carbonio nella molecola del colesterolo si rompe, l'anello B si apre e si forma il colecalciferolo (Fig. 2). In questo modo si forma la maggior parte della vitamina D3 nel corpo umano, ma una piccola quantità proviene dal cibo e viene assorbita nell'intestino tenue insieme ad altre vitamine liposolubili.
Riso. 2. Schema di sintesi del calcitriolo. 1 - il colesterolo è un precursore del calcitriolo; 2 - nella pelle, il 7-deidrocolesterolo viene convertito non enzimaticamente in colecalciferolo; 3 - nel fegato, la 25-idrossilasi converte il colecalciferolo in calcidiolo; 4 - nei reni, la formazione di calcitriolo è catalizzata dalla 1α-idrossilasi.
Nell'epidermide, il colecalciferolo si lega a una specifica proteina legante la vitamina D (transcalciferina), entra nel sangue e viene trasportato al fegato, dove avviene l'idrossilazione al 25° atomo di carbonio per formare calcidiolo. Quando complessato con la proteina legante la vitamina D, il calcidiolo viene trasportato ai reni e idrossilato al primo atomo di carbonio per formare calcitriolo. È 1,25(OH) 2 D 3 che rappresenta forma attiva vitamina D3.
L’idrossilazione, che avviene nei reni, è il passaggio limitante la velocità. Questa reazione è catalizzata dall'enzima mitocondriale lα-idrossilasi. L'ormone paratiroideo induce la la-idrossilasi, stimolando così la sintesi di 1,25(OH) 2 D 3. Una bassa concentrazione di fosfati e ioni Ca2+ nel sangue accelera anche la sintesi del calcitriolo e gli ioni calcio agiscono indirettamente attraverso l'ormone paratiroideo.
Con l’ipercalcemia, l’attività della 1α-idrossilasi diminuisce, ma aumenta l’attività della 24α-idrossilasi. In questo caso aumenta la produzione del metabolita 24,25(OH) 2 D 3 che potrebbe avere attività biologica, ma il suo ruolo non è stato del tutto chiarito.
2. Meccanismo d'azione del calcitriolo
Il calcitriolo ha effetti sull'intestino tenue, sui reni e sulle ossa. Come gli altri ormoni steroidei, il calcitriolo si lega al recettore intracellulare della cellula bersaglio. Si forma un complesso ormone-recettore che interagisce con la cromatina e induce la trascrizione dei geni strutturali, determinando la sintesi di proteine che mediano l'azione del calcitriolo. Ad esempio, nelle cellule intestinali, il calcitriolo induce la sintesi delle proteine di trasferimento del Ca 2+, che assicurano l'assorbimento degli ioni calcio e fosfato dalla cavità intestinale nella cellula epiteliale intestinale e l'ulteriore trasporto dalla cellula al sangue, grazie al quale la concentrazione di ioni calcio nel liquido extracellulare viene mantenuta al livello necessario per la mineralizzazione della matrice organica del tessuto osseo. Nei reni, il calcitriolo stimola il riassorbimento degli ioni calcio e fosfato. Con una mancanza di calcitriolo, la formazione di cristalli di fosfato di calcio amorfo e idrossiapatite nella matrice organica del tessuto osseo viene interrotta, il che porta allo sviluppo di rachitismo e osteomalacia. È stato inoltre riscontrato che a basse concentrazioni di ioni calcio, il calcitriolo favorisce la mobilitazione del calcio dal tessuto osseo.
3. Rachitismo
Il rachitismo è una malattia infantile associata a un'insufficiente mineralizzazione del tessuto osseo. La compromissione della mineralizzazione ossea è una conseguenza della carenza di calcio. Il rachitismo può essere dovuto ai seguenti motivi: carenza di vitamina D 3 nella dieta, alterato assorbimento della vitamina D 3 nell'intestino tenue, ridotta sintesi dei precursori del calcitriGol a causa di tempo insufficiente al sole, difetto dell'1α-idrossilasi, difetto dell'attività recettori del calcitriolo nelle cellule bersaglio. Tutto ciò provoca una diminuzione dell'assorbimento del calcio nell'intestino e una diminuzione della sua concentrazione nel sangue, la stimolazione della secrezione dell'ormone paratiroideo e, di conseguenza, la mobilitazione degli ioni calcio dall'osso. Con il rachitismo vengono colpite le ossa del cranio; gabbia toracica insieme allo sterno sporge in avanti; deforme ossa tubolari e articolazioni delle braccia e delle gambe; l'addome si allarga e sporge; lo sviluppo motorio è ritardato. I modi principali per prevenire il rachitismo sono: nutrizione appropriata e sufficiente insolazione.
Il ruolo della calcitonina nella regolazione del metabolismo del calcio
La calcitonina è un polipeptide costituito da 32 residui aminoacidici con un legame disolfuro. L'ormone è secreto dalle cellule K parafollicolari della ghiandola tiroidea o dalle cellule C delle ghiandole paratiroidi come proteina precursore ad alto peso molecolare. La secrezione di calcitonina aumenta con l'aumento della concentrazione di Ca 2+ e diminuisce con la diminuzione della concentrazione di Ca 2+ nel sangue. La calcitonina è un antagonista dell'ormone paratiroideo. Inibisce il rilascio di Ca 2+ dall'osso, riducendo l'attività degli osteoclasti. Inoltre, la calcitonina sopprime il riassorbimento tubulare degli ioni calcio nei reni, stimolandone così l'escrezione da parte dei reni nelle urine. Il tasso di secrezione di calcitonina nelle donne dipende fortemente dai livelli di estrogeni. Con una carenza di estrogeni, la secrezione di calcitonina diminuisce. Ciò provoca un'accelerazione nella mobilitazione del calcio dal tessuto osseo, che porta allo sviluppo dell'osteoporosi.
