Cтраница 4
Биологически активные вещества, обладающие специфичностью действия, вырабатываются не только клетками желез внутренней секреции, но и специализированными клетками, расположенными в различных органах. Так, целая группа гормонов полипептидной структуры образуется в пищеварительном тракте; они играют важную роль в регуляции моторики, секреции и процессов всасывания в пищеварительном тракте. К этим гормонам относятся: секретин, холецистокинин - панкреозимин, гастроингиби-рующий полипептид ( ГИП), вазоактивный интерстициальный полипептид ( ВИП), гаст-рин, бомбезин, мотилин, химоденин, ПП - панкреатический полипептид, соматостатин, энкефалин, нейротензин, вещество П, вилликинин, соматостатин и др. Их действие подробно описывается в главе Пищеварение. Ряд этих пептидов обнаружен и в ЦНС, а некоторым из них приписывают медиаторную функцию. [46]
![]() |
Гипоталамические гормоны, контролирующие освобождение гормонов гипофиза. [47] |
Гипоталамические гормоны не имеют твердо установленных наименований. Рекомендуется в первой части названия гормона гипофиза добавлять окончание либерин; например, тиролиберин означает гормон гипоталамуса, стимулирующий освобождение ( и, возможно, синтез) тиротропина - соответствующего гормона гипофиза. Аналогичным образом образуют названия факторов гипоталамуса, ингибирующих освобождение ( и, возможно, синтез) троп-ных гормонов гипофиза - добавляют окончание статин. Например, соматостатин означает гипоталамический пептид, ингибирующий освобождение ( или синтез) гормона роста гипофиза - соматотропина. [48]
В данной главе описаны не все известные к настоящему времени гормональные вещества. Так, в шишковидной железе ( эпифизе) из аминокислоты триптофана синтезируется интересный, но мало изученный гормон мелатонин. Более 20 биологически активных гормонов выделены из пищеварительного тракта. В слизистой оболочке кишечника синтезируется, кроме того, соматостатин. Высказано предположение, что интерстициальные сомато-статин и глюкагон регулируют секрецию гормонов, синтезируемых соответственно в гипоталамусе и поджелудочной железе. Сведения о других гормонах, включая растительные гормоны, частично можно найти в главах 12, 17 или в специальной литературе. [49]
![]() |
Структура пролактина. цилиндры - спирализованные. [50] |
Биосинтез гормона роста индуцируется действием гормона гипоталамуса - соматолиберина. После синтеза в клетках гипофиза полипептидного предшественника в результате локального протеолиза образуется активный СТГ. Секреция сома-тотропина регулируется биогенными аминами, опиоидными пептидами и глюкагоном. Независимая регуляция его синтеза осуществляется инсулинопо-добными факторами роста, которые ингибируют секрецию соматолиберина и стимулируют секрецию соматостатина. [51]
![]() |
Получение соматостатина через гибридный белок с р-галактозидазой. [52] |
Иногда присоединение ведется таким образом, что кодирующая часть зукариотического гена присоединяется к кодирующей части бактериального гена так, чтобы сохранялась рамка считывания. В последнем случае образуются гибридные белки, содержащие в N-концевой части бактериальный белок или его часть, а в С-концевой части - эукариоти чес кий белок. Аминокислотная последовательность гормона известна, и исходя из нее, согласно генетическому коду, была выведена структура соответствующего искусственного гена. В результате такого соединения получен гибридный ген, в котором С-концевая часть геиа [ i-галактозидазы заменена геном соматостатина. Между геном р-галактозидазы и собственно геном соматостатина находится кодон метиоиииа. Транскрипция и трансляция этого гибрида осуществлялась за счет использования соответ-стаующих сигнальных последовательностей fi - галактозидазы. В результате образовался химерный белок, а котором соматостатин отделен от р-галактозидазной части остатком метионина. [53]
Этот подход был использован при клонировании гена соматостатина-пт-тидного гормона ( 14 аминокислотных остатков) из гипоталамуса, регулирующего секрецию инсулина, глюкагона и гормона роста. Ген соматостатина был в этом случае синтезирован химически и присоединен к концу гена ( 3-галактози-дазы. В результате такие клетки синтезировали большие количества гибридного белка, состоящего из ковалентно соединенных друг с другом Р - галактозидазы и соматостатина. Гибрид р-галактозидазы и соматостатина расщепляли по пептидной связи, соединяющей два белка, что приводило к освобождению обладающего биологической активностью соматостатина. [54]
Поджелудочная железа относится к железам со смешанной секрецией. Внешнесекреторная функция ее заключается в синтезе ряда ключевых ферментов пищеварения, в частности амилазы, липазы, трипсина, химо-трипсина, карбоксипептидазы и др., поступающих в кишечник с соком поджелудочной железы. Внутрисекреторную функцию выполняют, как было установлено в 1902 г. Л.В. Соболевым, панкреатические островки ( островки Лангерганса), состоящие из клеток разного типа и вырабатывающие гормоны, как правило, противоположного действия. Так, а - ( или А -) клетки продуцируют глюкагон, 3 - ( или В -) клетки синтезируют инсулин, 6 - ( или D -) клетки вырабатывают соматостатин и F-клетки-малоизученный панкреатический полипептид. [55]
Затем можно сконструировать ген из нуклеотидов ( напомним, что каждое основание является частью одного нук-леотида), соединив их друг с другом в правильном порядке. Сейчас таким способом удается конструировать только короткие гены, однако с усовершенствованием методов синтез любого гена станет рутинной процедурой. Этот метод был использован для получения генов проинсу-лина и соматостатина. Соматостатин ( известный также как ингибитор гормона роста) - это белковый гормон, состоящий всего из 14 аминокислот. [56]
![]() |
Биологическая активность некоторых аналогов соматостатнна ( подавление секреции инсулина, глюкагона н соматотропнна. активность соматостатина принята за 100 %. [57] |
В аденогипофизе выделение соматотропииа тормозится соматостатииом как in vitro, так и in vivo и независимо от того, как была вызаана секреция. Он вмешивается также в регуляцию тнреотропной системы и действует при этом как антагонист тиреолиберина. В экспериментах in vitro соматоста-тии ингибирует секрецию пролактина, хотя известны и противоположные результаты. Нет никаких указаний на то, что гормон влияет на выделение МСГ. Секреция АКТГ и гонадотропина соматостатином не подавляется. Соматостатин наряду с ти-реолиберином обнаружен также в нейрогипофизе, где, вероятно, стимулирует выделение [ Аг § 8 ] вазопрессииа. Аналогично тиреолиберину, гоиадолиберину и меланоста-тииу I соматостатин действует вне гипоталамуса в качестве нейротрансмиттера и, вероятно, в качестве партнера тиреолиберииа. Кроме того, соматостатин модулирует нейронную активность в центральной нервной системе. В желудке соматостатин вызывает снижение секреции гастрина, пепсина, соляной кислоты и, кроме того, замедляет моторику и кровоснабжение желудка, в то же время в тонкой кишке инги-бируется выделение секретина и холецистокиниипанкреозимина. Обнаружение сома-тостатина в D-клетках островков Лангерганса поджелудочной железы вызывает особый интерес в связи с влиянием на секрецию инсулина и глюкагона в В - или А-клетках. Большое значение имеет применение соматостатина для диагностики и терапии, причем кроме лечения диабета возможно также его применение при других заболеваниях, например при акромегалии ( стр. [58]
Иногда присоединение ведется таким образом, что кодирующая часть зукариотического гена присоединяется к кодирующей части бактериального гена так, чтобы сохранялась рамка считывания. В последнем случае образуются гибридные белки, содержащие в N-концевой части бактериальный белок или его часть, а в С-концевой части - эукариоти чес кий белок. Аминокислотная последовательность гормона известна, и исходя из нее, согласно генетическому коду, была выведена структура соответствующего искусственного гена. В результате такого соединения получен гибридный ген, в котором С-концевая часть геиа [ i-галактозидазы заменена геном соматостатина. Между геном р-галактозидазы и собственно геном соматостатина находится кодон метиоиииа. Транскрипция и трансляция этого гибрида осуществлялась за счет использования соответ-стаующих сигнальных последовательностей fi - галактозидазы. В результате образовался химерный белок, а котором соматостатин отделен от р-галактозидазной части остатком метионина. [59]
Некоторые гастроинтестинальные пептид-гормоны ( гастрин, холецистокинин-панк-реозимин, ВИП, вещество П, энкефалин, нейротензин, бомбезиноподобный пептид) обнаружены в различных структурах мозга. Полагают, что это результат эмбрионального происхождения эндокринных клеток из нейроэктодермы или прилегающей к ней ткани. Значение этих веществ в ЦНС точно не установлено. Возможно, что данные пептид-гормоны выполняют в мозге медиаторную функцию. Доказанной она считается лишь для некоторых пептидов ( ВИП, соматостатин, энкефалин, вещество П, бомбезин), высвобождающихся в окончаниях ряда вегетативных нервных волокон, иннервирующих желудочно-кишечный тракт. [60]