محاضرات الهرمونات
Download
Report
Transcript محاضرات الهرمونات
كيمياء حيوية عامة ()BCH 101
الهرمونات
Hormones
التسمية
تم اشتقاق كلمة هرمونات من الكلمة اليونانية Hormaoوالتي تعني إثارة أو تنبيه .و ُتصب مباشر ًة إلى الدم (بدون مرورها في أنابيب
أو أوعية خاصة) حيث ينقلها الدم إلى الخلية المستهدفة Target cellفتقوم الهرمونات بالتنظيم والسيطرة على بعض أشكال النشاط
الحيوي في تلك األنسجة (مثل األيض والنمو والنضج الجنسي وخالفه) .وأي تغير في كميات هذه الهرمونات يؤدي إلى خلل في
الوظائف الحيوية وبالتالي حدوث أمراض.
التركيب الكيميائي
الهرمونات هي مركبات عضوية ال تنتمي لنوع معين من المركبات ،فبعضها بروتيني التركيب واآلخر مشتق من
احماض أمينية أو يتكون من ببتيد أو مركبات ذات طبيعة دهنية.
مصادرها
ُتفرز الهرمونات من انسجة خاصة داخل الجسم غدد تسمى بالغدد الصماء ، Ductless or Endocrine glands
أي الغدد التي ليس لها قنوات تحمل إفرازاتها ولكن صب إفرازاتها مباشرة إلى الدم حيث يتم توزيعها إلى جميع أجزاء
الجسم .وال يتم الحصول عليها من الغذاء
الغدد الصماء Endocrine Glands
-1الغدة الدرقية
-2الغدد املجاورة للدرقية
-3الغدة النخامية
-4الغدة الكظرية
-5الغدد الجنسية
-6غدة البنكرياس
أنثى Female
الغدة الصنوبرية
Pineal gland
الغدة المجاورة للدرقية
Parathyroid gland
ذكر Male
الغدة النخامية
Pituitary gland
الغدة الدرقية
Thyroid gland
الغدة التيموسية
Thymus gland
البنكرياس
Pancreas
الغدة الكظرية
Adrenal gland
المبيض
Ovary
الخصية
Testis
آلية عمل الهرمونات
•
.1
.2
.3
.4
.5
أكثر الطرق استخداما ً لتصنيف الهرمونات يعتمد على
أماكن مستقبالتها وعالقته بالذوبان في سوائل الخلية
هرمونات تحفز اصطناع اإلنزيمات على المستوى النووي
تحفيز اصطناع اإلنزيمات على المستوى الرايبوسومي
التحفيز المباشر على المستوى اإلنزيمي
التأثير الهرموني على المستوى الغشائي
التأثير على النيوكلوتيدات الحلقية cAMP
هرمونات الغدة البنكرياسية
Pancreatic Hormones
ينقسم البنكرياس إلى جزء غدي وأخر غير غدي.
الجزء الغدي يتكون من خاليا متخصصة تتجمع فيما يسمى بجزر النجرهانز ً ( Islets of Langerhans
نسبة
لمكتشفها) .تمثل جزر النجرهانز %1من وزن البنكرياس.
يفرز الجزء الغدي هرمونين اساسيين هما اإلنسولين والجلوكاجون.
يفرز الجزء الغيرغدي عصارة هاضمة تحتوي على إنزيمات تسمى العصارة البنكرياسية.
هرمونات البنكرياس
-1إنسولين
من خاليا بيتا
-2الجلوكاجون
من خاليا ألفا
تفرز خاليا دلتا هرمون ثالث يسمى سوماتوستاتين Somatostatinالذي يُفرز من عدة أعضاء أخرى
المعدة Stomach
الحويصلة المرارية
Gall bladder
القناة المرارية
Common bile duct
القناة البنكرياسية
Pancreatic duct
البنكرياس
اإلثنى عشر
Pancreas
Duodenum
-1اإلنسولين
عبارة عن ببتيد عديد تفرزه خاليا بيتا في جزر النجرهانز
يصل وزنه الجزيئي إلى 6000دالتون.
يُنتج في بادئ األمر على هيئة سابق مولد هرمون ( .)Preprohormoneيقوم الجزء األول ) (Pre-بقيادة
البروتين من السيتوبالزم إلى الشبكة اإلندوبالزمية لذا يسمى بالقائد ) (Leaderويتم التخلص منه أثناء عبور
غشاء الشبكة.
يتكون مولد الهرمون ) (Prohormoneمن سلسلة عديدة الببتيد تبدأ بالسلسلة Aفي الطرف األميني وتنتهي
بالسلسلة Bفي الطرف الكربوكسيلي ويوجد ببتيد موصل ) Connecting peptide (C-peptideزائد عن
احتياج الهرمون النشط يسبب عدم قدرة مولد الهرمون على العمل.
يتحول مولد الهرمون ) (Prohormoneإلى الهرمون بواسطة نوع متخصص من إنزيمات إندوببتيديز
Endopeptidaseيقوم بإزالة الببتيد الموصل فينقسم الهرمون إلى سلسلتين ببتيديتين ).(A , B
تحتوي السلسلة Aعلى 21حمضا ً أمينيا ً بينما تحتوي Bعلى 30حمضا ً.
ترتبط السلسلتان معا ً برابطتين ثنائيتا الكبريت Disulfide bondsبين جزيئي حمض السيستايين رقم 7و 19
الموجودين في السلسلة Aوجزيئي السيستايين 7و 20في السلسلة ( Bأي أنه توجد رابطة بين 7– 7ورابطة
أخرى بين .)20-19كما توجد رابطة أخرى ثنائية الكبريت تربط جزيئين سيستايين في السلسلة Aنفسها عند
المواضع 11 -6
تحافظ تلك الروابط على نشاط الهرمون وأي كسر فيها يفقد الهرمون وظيفته .يتم تجميع اإلنسولين في حويصالت
بواسطة جهاز جولجي تختزن تلك الحويصالت في السيتوبالزم لحين وجود أي إشارة تدل على احتياج الخلية
إلفراز اإلنسولين.
اإلنسولين من خاليا بيتا-1
Leu Ser Gly Ala Gly Pro Gly Gly
C سلسلة
Leu Pro Gln
Gly Leu
Ala
Leu
Glu
Glu
Gly
Val
Leu Ser
Gln
Gln
Lys
Gly
Arg
Val
1 Gly
Gln
Ile
Leu
Val
Glu
Gln
S
Cys
S
Cys Thr
6
Ser
Ile
Cys Ser
7
Leu Tyr
S
Gln Leu Glu Asn Tyr Cys Asn -COOH
11
21
H2N
Phe
1
Val
Asn
S
S
Gln
His
Leu Cys
7
Gly Ser
S
Phe Tyr
His Leu
Val Glu Ala Leu Tyr Leu Val Cys Gly Glu Arg Gly Phe
19
B سلسلة
Asp
Glu
Ala
Glu
Arg
Arg
Tyr
30
Phe
Phe
Gly
Gly
Ile
1
Val
Glu
Gln
S
Cys
S
Cys Thr
6
Ser
Ile
Cys Ser
7
Leu Tyr
S
Gln Leu Glu Asn Tyr Cys Asn -COOH
11
21
H2N
Phe
1
Val
Asn
S
S
Gln
His
Leu Cys
S
Gly Ser
Phe Tyr
His Leu
7
Val Glu Ala Leu Tyr Leu Val Cys Gly Glu Arg Gly Phe
19
B سلسلة
Tyr
30
Phe
Phe
Gly
أمراض خلل اإلنسولين
يلعب اإلنسولين دوراً هاما ً في أيض المواد الكربوهيدراتية.
من المعروف أن التركيز الطبيعي للجلوكوز في الدم يتراوح بين 110-70مجم%
وال يوجد بكميات يمكن قياسها في البول .يقوم اإلنسولين بدور في نقل الجلوكوز
من خارج الخاليا إلى داخلها.
نقص إفراز اإلنسولين:
يؤدي إلى زيادة السكر في الدم وعدم القدرة علي استخدامه
وخروج الجلوكوز في البول مع أجسام كيتونية يصاحب المرض العطش وفقدان الوزن
يسمى هذا المرض بالسكري Diabetes Mellitusأو مرض زيادة نسبة
الجلوكوز في الدم .Hyperglycemiaينشأ هذا المرض نظراً لعدم قدرة خاليا
بيتا في جزر النجرهانز على إنتاج كمية كافية من اإلنسولين أو عدم قيامه بوظيفته
وبالتالي يتراكم السكر الممتص من القناة الهضمية في بالزما الدم ويعجز الجسم
من االستفادة منه نظراً لعدم وصوله لداخل الخاليا.
زيادة اإلنسولين:
يؤدي إلى نقص السكر في البالزما Hypoglycemia
وهذا المرض نادر الحدوث ولكنه خطير ألن نقص الجلوكوز عن حد معين يمكن أن يسبب غيبوبة
الجلوكاجون Glucagon
ينتج من خاليا ألفا وهو عبارة عن ببتيد عديد ( 29حمض أميني)
ال يحتوي على سيستين أو برولين أو آيزو ليوسين
دوره عكس دور اإلنسولين
زيادته :زيادة السكر في البالزما
نقصه :نقص السكر في الدم
NH2
Leu-Tyr-Lys-Ser-Tyr-Asp-Ser-Thr-Phe-Thr-Gly-Gln-Ser-His
1
Asp
Ser
OH
Arg-Arg-Ala-Gln-Asp-Phe-Val-Gln-Trp-Leu-Met-Asn-Thr-C
O
29
هرمونات الغدة الدرقية
Thyroid Gland Hormones
-1الثيروكسين
-2الثايرونين ثالثي اليود
-3الكالسيتونين
الغدة الدرقية وزنها 30-25جم
فصين يتصالن ببرزخ مكونة ما يشبه حرف H
تتكون من حويصالت Folliclesممتلئة بمادة غروية محتوية على هرمون الثيروكسين
الثيروكسين
حمض أميني عطري مشتق من التايروسين
T3 (3,5,3’- tri iodo thyronine
(5 times more effective)
T4 (3,5,3’,5’- tetra iodo thyronine
I
3'
HO
5'
3
O
5
I
I
3'
HO
5'
3
O
I
I
5'
3
O
3'
5'
I
5
I
I
I
HO
CH 2 CH COO
+
NH 3
I
3'
HO
5
CH 2 CH COO
+
NH 3
3
O
5
I
CH 2 CH COO
+
NH 3
CH 2 CH COO
+
NH 3
الثيروكسين
يؤثر على أيض الكربوهيدرات والبروتينات والليبيدات
زيادته :زيادة أيض الكربوهيدرات والليبيدات والبروتينات
توتر عصبي -شعور بالتعب – ارتفاع حرارة الجسم– العرق – نقص الوزن
– زيادة نبضات القلب,,,
نقصه :تشوة بدني – تخلف عقلي - Cretinismتقزم
الكالسيتونين
ببتيد عبارة عن 32حمض أميني – ال يحتوي على يود –
ال يمثل ً
جزء من املادة الغروية للحويصالت
زيادته :يقلل نسبة الكالسيوم
ويقلل تركيز الفوسفات في الدم
نقصه :يزيد تركيز الكالسيوم في الدم
-توتر و تشنجات -لين عظام
الكالسيتونين
S
NH2
S
Asp-Gln-Thr-Tyr-Thr-Gly-Leu-Met-Cys-Thr-Ser-Leu-Asn-Gly-Cys
Phe
7
1
Asn
OH
Lys-Phe-His-Thr-Phe-Pro-Gln-Thr-Ala-Ile-Gly-Val-Gly-Ala-Pro-C
32
O
هرمونات الغدد املجاورة للدرقية
Parathyroid Gland Hormones
الباراثورمون
ببتيد عبارة عن 84حمض أميني
يضاد الكالسيتونين في وظيفته
يحافظ علي تركيز الكالسيوم والفوسفات في الدم
نقصه يؤدي لهبوط مستوي الكالسيوم
وارتفاع شديد في مستوي الفوسفات
الغدة الدرقية
الغدد المجاورة للدرقية
هرمونات الغدة الكظرية (فوق كلوية)
Adrenal Gland Hormones
الغدة الكظرية 12-10جم
تتكون من طبقتين
-1النخاع
Medulla
-2القشرة
Cortex
Adrenal Gland
Kidneys
. الصورة مأخوذة من موقع إنترنت وتم تعريبها.الغدة الكظرية في اإلنسان ومكان تواجدها
http://training.seer.cancer.gov/module_anatomy/unit6_3_endo_glnds3_adrenal.html
هرمونات الغدة الكظرية (فوق كلوية)
Adrenal Gland Hormones
هرمونات نخاع الغدة الكظرية (غير أساسية)
-1األدرينالين (إبينفرين)
-2نور أدرينالين (نور إبينفرين)
يؤدي إلى مضاعفة االستجابة العصبية لظروف اإلثارة مثل حاالت الخوف أو
اإلثارة الجنسية أو الصدمات ،،،،الخ
ويؤدي إلى زيادة ضربات القلب وتمدد الشرايين وانقباض العضالت ويزيد من
كمية الدم المدفوع من القلب إلي الشرايين
زيادة الهرمون :زيادة السكر وحمض الالكتيك عن طريق تحلل الجاليكوجين
ارتفاع ضغط الدم
نقص الهرمون :انخفاض ضغط الدم
HO
OH
CH CH2 NH CH3
HO
هيدروكس ي إيثيل ميثيل أمين
كاتيكول
أدرينالين (إبينفرين) أكثر فعالية 20مرة
HO
OH
CH CH2 NH 2
HO
هيدروكس ي إيثيل أمين
كاتيكول
نور أدرينالين (نور إبينفرين)
قشرة الغدة الكظرية (ضرورية للحياة)
تمثل ثلثي وزن الغدة الكظرية
تفرز عدد من الهرمونات اإلستيرويدية
-1جلوكوكورتيكويدات
-2مينيرالوكورتيكويدات
-3كورتيكويدات المناسل
هرمونات قشرة الغدة الكظرية
-1الكورتيزون
-2الهيدروكورتيزون (الكورتيزول)
-3الكورتيكوستيرون
-4األلدوستيرون
-5التستوستيرون
-6البروجسترون
الجلوكوكورتيكويدات
•
•
•
•
•
•
(لها عالقة بأيض السكريات)
مثال الكورتيزون والهيدروكورتيزون وكورتيكوستيرون.
تقوم بتنظيم اصطناع الجلوكوز من مصادر غير كربوهيدراتية
وتكوين الجليكوجين.
تعمل على تكسير الدهون في األنسجة الدهنية إلى جليسرول وأحماض
دهنية .وتكسير البروتينات إلى أحماض أمينية.
تعمل على تصنيع عدد من االنزيمات الهامة.
تقوم بوظيفة مضاد لاللتهابات.
الزيادة المفرطة منها تسبب زيادة إفرازات المعدة مما يتسبب في
نشوء قرح.
املينيرالوكورتيكويدات
(لها عالقة بأيض األمالح المعدنية)
• ُتفرز من الطبقة الخارجية لقشرة الغدة الكظرية وأهم هذه الهرمونات
األلدوستيرون Aldosteroneالذي يلعب دوراً مهما ً في الحفاظ
على تركيز اإللكتروليتات في الجسم فهو يساعد على إعادة امتصاص
أيونات الصوديوم والماء من البول في الكلية وتقليل إخراجهما سوا ًء
في البول أو العرق كما يساعد على زيادة إخراج البوتاسيوم
والماغنسيوم في البول.
• نشاط األلدوستيرون يوفق الكورتيزول بـ 1000ضعف
CH2 OH
CH2 OH
CH3
HO
C O
HO
C O
O
CH3
CH3
O
O
O
HO
CH2 OH
CH2 OH
CHC O
O
CH3
O
CH 3
CH3
O
CH3 C O
O
هرمونات الغدد الجنسية
Gonadal Hormones
الهرمونات الجنسية
-1هرمونات ذكرية
-2هرمونات أنثوية
الهرمونات الجنسية الذكرية
-1التستوستيرون
-2ثنائي هيدروتستوستيرون
-3األندروستيرون
-4األندروستن دايون
الهرمونات الجنسية الذكرية
•
•
•
•
عبارة عن استيرويدات تتكون من 19ذرة كربون.
مسئولة عن الصفات الجنسية الثانوية وتعتبر مصدر للطاقة
الالزمة لحركة الحيوانات المنوية وتحافظ على pHالسائل
المنوي.
مسئولة عن السلوك العدائي وعن الرغبة الجنسية للذكور .
تقلل من إفراز النيتروجين في البول وذلك عن طريق تصنيع
البروتينات.
الهرمونات الجنسية األنثوية
-1الهرمونات اإلستروجينية (الحويصلية)
-2الهرمونات البروجستيرونية
اإلستروجينات
• عبارة عن استيرويدات تتكون من 18ذرة كربون (ال تحتوي
على ميثيل في الموقع .)10
• من أهم الهرمونات اإلستروجينية اإلسترادايول (الفا وبيتا)
وهرمون اإلستريول واإلسترون.
• تعمل على تحضير غشاء الرحم لتقبل البويضة الملقحة وتلعب
دوراً في الحفاظ على الحمل وتؤثر على إفراز الحليب.
البروجستيرون
• يسمى هرمون الجسم األصفر
• يعمل على نضج البويضة الملقحة ويهيئ الرحم الستقبال الجنين.
وعند حدوث الحمل يعمل على إيقاف عملية التبويض وله دور
في إثارة الغدد اللبنية إلفراز الحليب.
الريالكسين
• يفرز من الجسم األصفر
• هو ببتيد وزنه الجزيئي حوالي 9000دالتون.
• وظيفته تهدئة الرحم وارتخاء عضالته وعضالت األنسجة الضامة
للمناطق المحيطة به وجعل عنق الرحم أكثر مطاطية فيساعد على عملية
الوالدة ويؤثر على نمو الغدد اللبنية في الثدي.
هرمونات الغدة النخامية
• تنقسم الغدة النخامية إلى ثالثة فصوص يفرز كل فص مجموعة
من الهرمونات:
– هرموانت الفص ا ألمايم
– هرموانت الفص ا ألوسط
– هرموانت الفص اخللفي
الغدة الصنوبرية
Pineal Gland
المخيخ
Cerebellum
الغدة النخامية
Pituitary Gland
الحبل الشوكي
Spinal cord
هرمونات الفص األمامي
-1هرمون النمو
-2الهرمونات الجنسية
-3الهرمون املنشط للغدة الكظرية
-4الهرمون املنشط للغدة الدرقية
-5الهرمون املنشط إلفراز الحليب
هرمونات الفص األمامي
-1هرمون النمو GH or Somatotropin
يحفز العمليات األيضية فيزيد من تصنيع البروتينات التي
ُتستخدم في بناء العضالت ويزيد من تصنيع الدهون
والكربوهيدرات وينبه امتصاص الكالسيوم من األمعاء
الدقيقة لبناء الهيكل العظمي
يساعد على تنبيه الغدد الثديية على إفراز الحليب.
نقصه :تقزم Dwarfism
زيادته :عملقة Gigantism
هرمونات الفص األمامي
-2الهرمونات املنبهة للمناسل Gonadotropic
Hormones
الهرمون المنشط للجسم األصفر )ُ .Lutinizing Hormone (LHيفرز في كال الجنسين ،
في اإلناث يساعد على نضوج البويضات واإلباضة وعلى تطور الجسم األصفر وزيادة إفراز
هرمون البروجستيرون.
في الذكور يحفز الخصيتين على إفراز هرمون التستوستيرون.
الهرمون المنبه إلفراز الحويصالت Follicle Stimulating
•
).Hormone (FSH
في اإلناث ينبه نمو وتطور البويضة وتهيئة الحويصالت في المبيض لعمل هرمون
LHويكون نشطا ً أثناء دورة الحيض.
في الذكور يزيد من نمو الخصيتين وله دور في تكوين الحيوانات المنوية.
هرمونات الفص األمامي
-3الهرمون املنشط للغدة الكظرية
AdrenoCorticoTropic Hormone (ACTH or
)Corticotropin
يتكون من سلسلة ببتيدية واحدة تحتوي على 39حمضا ً أمينيا ً
ويكمن النشاط الهرموني في أول 23حمضا ً أمينيا ً (الطرف
األميني).
ينظم هذا الهرمون نمو ونشاط الغدة الكظرية ويحرض قشرتها على
تحويل الكولستيرول إلى كورتيكويدات معدنية
وجلوكوكورتيكويدات.
هرمونات الفص األمامي
-4الهرمون املنشط للغدة الدرقية
Thyroid Stimulating Hormone (TSH or
)Thyrotropin
هو جاليكوبروتين يتكون من 198حمض أميني 23كيلو دالتون
يحرض الغدة الدرقية على إفراز هرموناتها ) (T3 , T4وأى خلل
في إنتاج TSHيؤثر بشكل مباشر على وظائف الغدة الدرقية.
هرمونات الفص األمامي
-5الهرمون المحفز إلدرار الحليب Lactogenic
)Trophic Hormone (LTH
يطلق عليه أيضا ً بروالكتين )Prolactin (PRL
وهو بروتيني التركيب يتكون من 198حمضا ً أمينيا ً ووزنه
الجزيئي حوالى 23000دالتون
ويحفز هذا الهرمون نمو الغدد الثديية وزيادة إفراز الحليب
وإنتاج البروجستيرون من الجسم األصفر.
هرمونات الفص األوسط
-1الهرمون املحفز لخاليا امليالنين (اإلنترميدين)
)Melanocyte Stimulating Hormone (MSH
.تم فصل ثالثة أشكال للهرمون في اإلنسان (ألفا وبيتا وجاما) يتركب كل منهم
من ببتيد.
النوع الفا فيتكون من 13حمضا ً أمينيا ً (مثل (ACTH
النوع بيتا فيتكون من 22حمضا ً أمينيا ً ونشاطه البيولوجي يزيد بمقدار 50
مرة عن نشاط النوع ألفا.
هرمونات الفص الخلفي
األكسيتوسين-1
S
S
Cys-Tyr-Ile-Gln-Asn-Cys-Pro-Lue-Gly-NH2
الفاسوبريسين-2
S
S
Cys-Tyr-Phe-Gln-Asn-Cys-Pro-Arg-Gly-NH2
8
األكسيتوسين Oxytocin
• يتكون من ببتيد قليل عبارة عن 9أحماض أمينية ترتبط معا ً
لتكون شكالً حلقيا ً
• يعمل هذا الهرمون على زيادة تقلصات الرحم فيؤثر بشكل
مباشر على عضالت الرحم ويحقن أثناء الوالدة لإلسراع من
عملية الوضع.
• كما يؤثر على انقباض العضالت الملساء للغدد الثديية فيساعد
على إدرار الحليب.
هرمون الفاسوبريسين Vasopressin
•
•
•
•
يعمل على انقباض األوعية الدموية.
يسمى أيضا ً الهرمون المضاد إلدرار البول Antidiuretic
)Hormone (ADH
يعمل على إعادة امتصاص الماء من البول أثناء مروره
بالكلية وإعادته لمجرى الدم لذلك فهو يقلل من الفاقد من
الماء.
يتركب من ببتيد يتكون من 9أحماض أمينية ترتبط معا ً
لتكون شكالً حلقيا ً