2015-01-07
2298
До 60-х годов прошлого столетия об активности большинства гормонов, особенно белково-пептидной природы судили путем использования биологических методов – по выраженности того или иного эффекта после введения гормона. В 1960г. R. Yalow (Р. Ялоу) и S. Berson (С. Берсон) впервые предложили радиоиммунологический анализ (РИА) для определения инсулина в крови человека. Открытие данного принципа положило начало бурному развитию разработок методов количественного определения гормонов в анализируемых пробах.
К основным преимуществам радиоиммунологического анализа относятся: высокая чувствительность – способность определять минимальные количества вещества, приблизительно равные 10-14 – 10-15моль/л, специфичность, надежность, точность и др.
В основе РИА лежит принцип использования радиоактивной метки для детекции специфических комплексов (антиген-антитело), образующихся в результате иммунологической реакции с исследуемым веществом. При этом происходит конкурентное взаимодействие двух антигенов: немеченого, представляющего собой определяемый гормон, и меченого аналога этого гормона с включенной радиоактивной меткой. Связывающий агент – соответствующее тело, вступает в равноправное взаимодействие как с искомым гормоном, так и с его меченым аналогом. Связывающий агент обладает ограниченной, строго заданной емкостью, и он не может образовывать комплекс сразу со всем количеством меченного и немеченого гормонов. По закону действующих масс происходит связывание гормонов в количествах, пропорциональных их исходным концентрациям:
аГ* аГ* - Ат
Ат
аГ аГ – Ат
аГ* - гормон-антиген с радиометкой
аГ – гормон-антиген искомый, или определяемый
Ат – связующий агент (антитело).
При этом, чем выше содержание искомого (определяемого) гормона в пробе, тем меньшая часть его радиоактивно меченого аналога свяжется с антителом. Следовательно, зная количество связующего агента и меченого гормона, концентрации которых являются величиной заданной, можно рассчитать концентрацию искомого гормона.
В настоящее время разработаны также такие виды радиоиммунологического анализа как иммунорадиометрический, радиорецепторный.
Однако РИА имеет ряд недостатков, в том числе метод требует специального оснащения лабораторий для работы с радиоактивным материалом. Поэтому в начале 1970-х годов было предложено в качестве нерадиоактивного индикатора ферментная метка, когда гормон (антиген) или связующий агент (антитело) химически прочно соединен с ферментом. При этом ферментативная активность впоследствии после соответствующей обработки пропорциональна количеству определяемого гормона. В последние годы для определения гормонов используется иммунологическая реакция, где в качестве субстрата присоединяются люминофоры – вещества, светящиеся в ультрафиолете (метод иммунохемилюминесцентного анализа). Уровень свечения измеряется на специальных приборах люминометрах.
Для успешного усвоения темы выполните следующие задания:
| № п/п | Задание | Методические указания к выполнению задания |
| 1. | Изучите гормоны гипоталамуса и гипофиза. | 1. Объясните, почему гипоталамус выполняет роль вегетативного центра нервно-рефлекторной и эндокринной регуляции обмена веществ. 2. Охарактеризуйте структуру и роль гормонов гипоталамуса: релизинг-гормонов, статинов и нейрогормонов (вазопрессина, окситоцита) 3. Почему вазопрессин получил название «антидиуретический гормон»? Каковы причины и проявления несахарного диабета? 4. Разберите структуру и биологическую роль соматотропина, фолликустимулирующего гормона, лютеинизирующего гормона, пролактита, тиротропина, кортикотропина. 5. Охарактеризуйте основы автономной саморегуляции систем – гипоталамо-гипофизарно-гонадной, гипоталамо-гипофизарно-тиреоидной и гипоталамо-гипофизарно-кортикоидной оси. |
| 2. | Изучите йодированные гормоны щитовидной железы. | 1. Напишите основные этапы биосинтеза йодированных гормонов щитовидной железы. 2. Отметьте особенности транспорта в крови и взаимодействия с рецепторами тироксина и трийодтиронина. 3. Рассмотрите основные физиологические эффекты тиреоидных гормонов, влияние на энергетический обмен, обмен углеводов, липидов и белков. 4. Охарактеризуйте заболевания, связанные с гипер- и гипопродукцией тироксина и трийодтиронина. |
| 3. | Изучите пептидные гормоны, регулирующие кальций-фосфорный обмен. | 1. Опишите структуру и метаболические функции в костной ткани, почках и тонком кишечнике кальцитонина щитовидной железы. 2. Опишите структуру и влияние на кальций-фосфорный обмен паратгормона. |
| 4. | Изучите инсулин поджелудочной железы. | 1. Охарактеризуйте особенности структуры и биосинтеза инсулина. Перечислите стимулы, регулирующие инкрецию инсулина. 2. Обратите внимание на рецептор инсулина, обладающего каталитической активностью. 3. Отметьте влияние инсулина на ключевые регуляторные ферменты гликолиза, гликогенеза, апотомического окисления, цикла трикарбоновых кислот, липогенеза, трансляции белка. 4. Выпишите схему молекулярного механизма внутриклеточной передачи гормонального сигнала инсулина. |
| 5. | Изучите нарушения обмена веществ при сахарном диабете. | 1. Перечислите формы сахарного диабета. Чем они отличаются? 2. Выпишите основные биохимические проявления сахарного диабета: а) б) в) и т.д. 3. Объясните, почему при сахарном диабете нарушается использование глюкозы крови. Укажите ферментативные блоки гликолиза, гликогенеза, пентозофосфатного окисления. 4. Ответьте, почему при сахарном диабете снижается интенсивность цикла трикарбоновых кислот, усиливается глюконеогенез. 5. Напишите реакцию гликозилирования белков при сахарном диабете. 6. Изучите причины, механизмы и последствия усиления при сахарном диабете липолиза и β-окисления жирных кислот. 7. Каковы нарушения использования ацетил-КоА при сахарном диабете? Объясните причину кетонемии и кетонурии при сахарном диабете. 8. Объясните, почему недостаточность инсулина приводит к нарушению биосинтеза нуклеиновых кислот и белка, к усилению протеолиза тканевых белков и катаболизма аминокислот. 9. Дайте определение понятиям «сахарная кривая», почечный «сахарный порог». |
| 6. | Изучите структуру и влияние на обмен веществ глюкогона. | 1. Опишите структуру и метаболическое влияние глюкогона на обмен углеводов и нейтрального жира. 2. Представьте схему внутриклеточного механизма передачи гормонального сигнала глюкогона на обмен гликогена и нейтрального жира. |
| 7. | Изучите гормоны мозгового слоя надпочечников. | 1. Напишите химизм реакций биосинтеза норадреналина и адреналина из тирозина. 2. Перечислите физиологические эффекты адреналина и норадреналина: а) 1) б) 2) в) и др. 3) и т.д. 3. Перечислите биохимические эффекты адреналина в печени, мышечной ткани и жировой ткани. 4. Представьте схему аденилатциклазного пути мобилизации гликогена и нейтрального жира при взаимодействии адреналина с β-рецепторами. |
| 8. | Изучите пептидные гормоны, регулирующие кальций-фосфорный обмен. | 3. Опишите структуру и метаболические функции в костной ткани, почках и тонком кишечнике кальцитонина щитовидной железы. 4. Опишите структуру и влияние на кальций-фосфорный обмен паратгормона. |
Подготовьте к занятию протокол лабораторных работ, выписав кратко принцип метода, технику проведения качественных реакций и количественной оценки гормона на практическом занятии, оставляя место для расчетов и резюме.
