Nội dung

Chương VI : HORMONE PGS,TS.NGUYEÃN PHÖÔÙC NHUAÄN BÀI GIẢNG SINH HÓA HỌC 1. Đại cương PHẦN I – SINH HÓA HỌC TĨNH 2. Cơ chế điều hành phân tiết hormone của hệ nội tiết 3. Cơ chế tác động của hormone tại tế bào mục tiêu Chương VII : HORMONE TP.HỒ CHÍ MINH-2008 4. Các tuyến nội tiết và hormone của chúng 1 MUÏC TIEÂU 2 1. ĐẠI CƯƠNG
Các chức năng của các cơ quan, bộ phận trong cơ thể được điều hòa bởi : 1. Đònh nghóa; phaân bieät hormone vôùi enzyne ? 2. Cơ chế điều hành phân tiết hormone của hệ nội tiết (cô cheá  Hệ thần kinh → xung động thần kinh; phaûn hoài aâm tính).  Hệ nội tiết → hormone : 3. - Kiểm soát các qúa trình chuyển hóa tế bào, Phân biệt cơ chế taùc ñoäng cuûa hai nhóm hormone tại tế bào - KS vận chuyển vật chất qua màng tế bào, mục tiêu : các hormone coù baûn chaát laø protein, peptide hoaëc dẫn xuaát cuûa amino acid vaø caùc hormone coù baûn chaát steroid. 4. Các tuyến nội tiết và các hormone tương ứng: cấu tạo hóa học, cơ quan đích và tác động của từng hormone. 3 - KS qúa trình bài tiết của tế bào → kiểm soát sự phát triển của tế bào.
Điều hòa thần kinh-nội tiết quan hệ mật thiết với nhau, điển hình là tuyến yên và t.thượng thận bài tiết hormone để đáp ứng các kích thích của hệ thần kinh. 4 1 “Hormone” (H) không phải là một khái niệm hóa học mà là một thuật ngữ sinh lý. H là :
Hệ nội tiết không có tính liên tục về mặt giải phẫu học, gồm :
- Các tuyến nội tiết nằm rải rác;  những chất hữu cơ do các tế bào chuyên biệt ( tuyến nội tiết & cơ quan có chức năng nội tiết) tiết ra ; - Các cơ quan có chức năng nội tiết như : vùng dưới đồi, các tận cùng của sợi thần kinh, ống tiêu hóa, thận, tâm nhĩ và các tổ chức tế bào nằm rải rác khắp cơ thể …  được v/c trong máu ( cá biệt H thần kinh –theo sợi trục, prostaglandin – theo tinh dịch) đến tế bào hay mô nhận tương ứng gọi là tế bào đích hay mô đích (mục tiêu); Tuyến nội tiết : không có ống dẫn, chất tiết thấm trực tiếp qua hệ mao mạch đổ thẳng vào máu.  ở đó với một nồng độ rất thấp (một vài picrogram đến một vài microgram : 10-9 -10-6 g/ml máu) chúng đóng vai trò điều hòa chức năng và điều hòa chuyển hóa của cơ quan đích thông qua các enzyme. Sản phẩm bài tiết của hệ nội tiết là hormone. Vậy hormone là gì? 5 6 2. SỰ PHÂN TIẾT VÀ TIẾP NHẬN
Bản chất hóa học của H rất đa dạng : - H protein, peptide hay dẫn xuất AA (H của vùng dưới đồi, T.yên, T.cận giáp, T.tụy và các H tủy thượng thận). HORMONE H dẫn xuất từ tyrosine : H tuyến giáp (có gắn iod) và H tủy thượng thận (không gắn iod) T. tùng - H lipoid : H steroid (dẫn xuất của cholesterol – H của vỏ thượng thận, buồng trứng, tinh hoàn, nhau thai) và H của acid béo 20 C (prostaglandin) T. cận giáp Enzyme . Bản chất : Đa dạng Protein . Chức năng : X/t các p/ư b/d Điều hòa b/d . Đ/kiện h/động : In vivo T.giáp T.thượng thận
Phân biệt H với E : Hormone Hạ tầng thị giác T.não thùy (T.yên) In vivo & in vitro Buồng trứng (nữ) Tinh hoàn (nam) 7 SỰ PHÂN BỐ CÁC TUYẾN NỘI TIẾT Ở NGƯỜI 8 2 2. CƠ CHẾ ĐIỀU HÀNH PHÂN TIẾT HORMONE CỦA HỆ THỐNG NỘI TIẾT • Sự phân tiết hormone được điều hành theo cơ chế “ngăn chặn phản hồi âm – negative feedback mechanism”. • Ở tế bào mục tiêu, H được nhận diện bởi các protein thụ thể (receptor). Mỗi tế bào thường có 2.000-10.000 thụ thể. Mỗi thụ thể có tính đặc hiệu cao đối với một loại H. HẠ TẦNG THỊ GÍAC (HYPOTHALAMUS) VÀ T.NÃO THÙY (HYPOPHYSIS) 9 Vị trí của thụ thể khác nhau đối với từng loại hornone : 10 (-) • Thụ thể ở trên hay trong bề mặt màng tế bào : đặc hiệu với Haï taàng thò giaùc (Hypothalamus) Phaân tieát releasing H (RH) hoaëc inhibiting H (IH) (+) H protein, peptide và catecholamine; • Thụ thể ở trong bào tương tế bào : đặc hiệu cho các H (-) steroid khác nhau; • Thụ thể trong nhân tế bào : cho các H tuyến giáp T3 và T4, (-) chúng kết hợp trực tiếp với một hay nhiều NST của tế bào (-) Tuyeán naõo thuøy (Hypophysis) Phaân tieát hormone ñôït moät (+) Caùc tuyeán noäi tieát khaùc Phaân tieát hormone ñôït hai (+) Gaây hieäu öùng sinh hoïc ôû t/b ñích, cô quan ñích đích. 11 CƠ CHẾ NGĂN CHẶN PHẢN HỒI ÂM 12 3 3. CƠ CHẾ TÁC ĐỘNG CỦA HORMONE TẠI TẾ BÀO MỤC TIÊU 3.1. CÁC H LÀ DX CỦA AA, PEPTIDE VÀ PROTEIN - H + receptor → Phức hợp [H-receptor] Hình 7-2 : Mối liên quan giữa hạ tầng thị giác, tuyến não thùy và các tuyến nội tiết khác Hoạt hóa adenyl cyclase màng TB Adenyl cyclase ATP c AMP + PP Gây hiệu ứng sinh hoc : hoạt hóa enzyme, tăng tiết tế bào; tăng v/c qua màng tế bào; hoạt tác gene … 13 CƠ CHẾ TRUYỀN TIN THỨ HAI 14 • Ca2+ và calmodulin cũng có vai trò như chất truyền tin thứ hai : sự chuyển ion calci vào trong tế bào có thể được khởi đầu do một H p/ư với thụ thể màng → mở kênh calci màng → thay đổi điện thế màng. Khi vào tế bào [Ca2+ + calmodulin] → gây hiệu ứng sinh học tương tự cAMP : thí dụ hoạt tác myosin kinase, enzyme này tác động lên sợi myosin gây co cơ trơn. Hoặc Ca2+ tác động hoạt hóa troponin C để gây co cơ vân. • cAMP : Hormone được phân tiết khi đáp ứng kích thích thần kinh đươc gọi là chất truyền tin thứ nhất, cAMP được sinh ra sau tác động của H và bản thân nó trực tiếp gây hiệu ứng sinh học trên tế bào mục tiêu (như sơ đồ trên đây) được gọi là chất truyền tin thứ hai. 15 16 4 • Sản phẩm của sự phân hủy phospholipid màng cũng hoạt động như chất truyền tin thứ hai : Diacylglycerol hoạt tác protein kinase C → thúc đẩy tăng Phức hợp [H + receptor màng] hoạt tác phospholipase C gắn với phần trong thụ thể màng. E này phân hủy một số phospholipid màng thành những phần nhỏ hơn, chúng có tác dụng như là chất truyền tin thứ hai. TD : phosphatidyl inositol biphosphate (PIP) bị phân cắt (lấy thêm gốc P của GTP) cho các sản phẩm quan trong như inositol triphosphate (IP3) và diacylglycerol. IP3 có tác dụng huy động Ca2+ của lưới nội bào (ER : endoplasmic reticulum) và cả của ty thể, rồi gắn với 17 calmodulin để gây ra các hiệu ứng sinh học. sinh và phân chia tế bào. Phần acid béo là acid arachidonic(C20), tiền chất của prostaglandin và các hormone tại chỗ khác. TÓM LẠI Các hormone protein, peptide hay amino acid được nhận diên tại tế bào mục tiêu bởi các thụ thể nằm ở màng tế bào. Tác động của chúng lên tế bào mục tiêu phải thông qua hoạt động của các chất truyền tin thứ hai như cAMP, Ca2+ calmodulin, IP3 hoặc diacyl glycerol 18 huy động Ca2+ của lưới nội bào PIP = Phosphatidyl Inosotol BiPhosphate 19 20 5 Diacylglycerol CH2- O –CO-stearate CH – O -CO-arachidonate OH CH2-O- P=O O Adrenalinï kieåm soaùt H hoạt động OH OH H HO H của enzyme phosphorylase trong teá baøo gan vaø cô P 5 OH H 2ATP 2ADP P H OH OH 1 OH H 4 HO H P H H Phosphatidyl inositol 4,5-diphosphate (PIP2) H Phosphatidyl inositol (PI) P 5 CH2- O –CO-stearate CH – O -CO-arachidonate CH2-OH 21 3.2. CƠ CHẾ TÁC ĐỘNG CỦA HORMONE STEROID TẠI TẾ BÀO MỤC TIÊU Diacylglycerol : hoạt tác protein kinase + P H OH 1 OH H 4 HO H P H H Phosphatidyl inositol 1,4,5-tri P (IP3) : 22 mở các kênh Ca2+ Hình 7-7 : Tác động • H đi qua màng bào tương, kết hợp với receptor ở trong t/b chất → F/h H-receptor, f/h này đi vào nhân và gắn với acceptor (chất nhận biết) trên chromatin→ → hợp tác sao chép mRNA → tăng t/h protein enzyme ở t/b mục tiêu. của các hormone steroid tại tế bào mục tiêu • Tăng qúa trình dịch mã ở ribosome; • Trực tiếp hoạt hóa E trong TBC; • Tác động trực tiếp tăng v/c cơ chất qua màng tế bào → tăng TĐC. 23 24 6 4. CÁC TUYẾN NỘI TIẾT VÀ HORMONE CỦA CHÚNG  RH (IH) tác động kiểm soát sự phân tiết H đợt I của tuyến não thùy (hypophysis), đến lượt mình các H 4.1. CÁC HORMONE LÀ DẪN XUẤT CỦA AMINO ACID, PEPTIDE VÀ PROTEIN não thùy sẽ kiểm soát sự phân tiết hormone đợt II của các tuyến nội tiết khác, để rồi các H đợt II gây hiệu ứng sinh học ở tế bào mục tiêu tương ứng.
HẠ TẦNG THỊ GIÁC (hypothalamus)  Phân tiết các hormone giải phóng (releasing hormone - RH) và các hormone ức chế (inhibiting hormone – IH). 25
.T.NÃO THÙY (T.YÊN-HYPOPHYSIS) CÁC RH VÀ IH CÁC RH SRH (Somatotropin RH) TRH (Thyrotropin RH) Prolactin RH GnRH Gonadotropin RH) CRH (Corticotropin RH) CÁC H T.NÃO THÙY CÁC H ĐỢT II STH TSH Prolactin FSH, LH ACTH  Thùy trước 1) STH – somatotropic hormone : kích phát triển tố , GH – growth hormone. 2) TSH – thyroid stimulating hormone : giáp trạng hưng phấn tố. 3) ACTH – adreno corticotropic hormone : kích thượng thận bì tố. 4) LTH – Luteotropic hormone : kích nhũ tố (prolactin). 5) FSH – Follicule stimulating hormone : kích noãn tố. 6) LH – Luteinising hormone : kích hoàng thể tố CÁC IH SIH Thyroxin Estrogen, progesterone Cortisol 26 PIH GnIH 27 28 7  Não thùy giữa 7) MSH – Melanocyte stimulating hormone : kích hắc tố CÁC  Não thùy sau HORMONE 8) ADH – Antidiuretic hormone : H kháng lợi niệu QUAN 9) Oxytocine TRỌNG
TUYẾN GIÁP CỦA TUYẾN 10) Thyroxine YÊN 11) Calcitonin
TUYẾN CẬN GIÁP 29 12) Parathyroid hormone 30
TUYẾN THƯỢNG THẬN (VÙNG TỦY) 13) Nhóm catecholamine : - Dopamine - Nor epinephrine (nor adrenalin) - Epinephrine (adrenalin)
TUYẾN TỤY 14) Insulin (tế bào β đảo Langerhans) 15) Glucagon (tế bào α đảo Langerhans
NHAU THAI 16) HCG – Human chorionic gonadotropin 17) HCP – Human chorionic prolactin 31 32 8 4.2. CÁC HORMONE STEROID Là dẫn xuất của cholesterol
VÙNG VỎ NANG THƯỢNG THẬN Có 28 loại corticoids : - 24 chất C21 – Pregnan - 04 chất C19 – Androstan - Có nối đôi C4=C5, Có OH (hoặc =O) ở C3 -11 – 17 – 20 – 21 18. CÁC MINERALO CORTICOID - Aldosterone, - 11- Deoxycorticosterone 33 19. CÁC GLUCOCORTICOIDS : - Cortisone - Cortisol (hydrocortisone) - Corticosterone 20. CÁC HORMONE SINH DỤC ĐỰC -Dịch hòan (testide) tổng hợp testosterone – C19 (androgen) 21. HORMONE SINH DỤC CÁI (buồng trứng tiết)  Hormone nang (Estrogens -phenol steroid- C18) Estrone Estradiol Estriol  Hormone hoàng thể : progesterone (C21) 21 CH3 CH3 25 18 CH CH-CH2-CH2-CH2-CH 3 19 CH3 1 HO 10 3 11 12 17 16 1 10 1 7 5 10 9 3 7 Estran (18C) Gonan (17C) 9 7 18 19 Androstan (19C) CH3 1 Pregnan (21C) -Corticoid - Progesterone 3 35 10 3 17 16 12 15 9 3 Cholesterol (27C) Estran (18C) 11 14 27 CH3 18 CH 17 16 12 11 34 11 CH3 12 18 CH CH3 2 17 16 19 9 CH3 1 7 Androstan (19C) 21 CH3 3 10 11 12 17 16 9 7 Pregnan (21C) 36 9 CÁC HORMONE AMINE VÀ PEPTIDE CÁC HORMONE CỦA HẠ TẦNG THỊ GIÁC HORMONE ĐỢT I (T.não thùy) CÁC RH SRH (Somatotropin Releasing Hormone) STH TRH (Thyrotropin Releasing Hormone) TSH Prolactin Releasing Hormone Prolactin GnRH (Gonadotropin Releasing Hormone) FSH, LH CRH (Corticotropin Releasing Hormone) ACTH Tuyến nội tiết và hormone NÃO THÙY TRƯỚC TSH -Thyroid stimulating h. (kích giáp trạng tố) ACTH- Adreno corticotropic h. (kích thượng thận HORMONE ĐỢT II (T.nội tiết tương ứng) CÁC IH Tuyến nội tiết và hormone SIH NÃO THÙY TRƯỚC STH - Somatotropic hormone GH - Growth h. (kích phát triển tố, hormone tăng trưởng) Thyroxin - PIH Estrogen, progesterone Cortisol Cấu tạo CQ đích, tế bào đích Protein Cơ, xương, gan 396 AA, 2 cầu S – S CQ đích, tế bào đích →↑tăng dự trữ glycogen; -TB giảm thu nhận Glu → tăng Glu máu → có thể gây đái tháo đường; -Thiếu: lùn, chóng già 38 GnIH - Tác động Tuyến nội tiết và hormone -Tăng TH protein -Tăng thủy phân mỡ → tăng a.béo tự do h/ tương; - ↓sử dụng Glu vào m/đ NL 37 Cấu tạo Tác động Cấu tạo CQ đích, TB đích Tác động NÃO THÙY TRƯỚC Glucoprotein, T.giáp 2 chuỗi polypeptide α , β Tăng thu giữ và hữu cơ hóa iode →↑t/h →↑ thyroxine Polypeptide 39 aa Vỏ thượng thận và cả ngoài thg thận Tăng bài xuất cortisol (không tăng bài xuất aldosterone) LTH – Luteo Polypeptide tropic h., prolactin 198 aa, (kích nhũ tố) 2 cầu S – S Nhũ tuyến Tăng tiết sữa sau sinh (khi T.vú đã phát triển đầy 39 đủ) bì tố) FSH -follicule stimulating h. (kích noãn tố) LH-Luteinising h. (kích hoàng thể tố) Glucoprotein 2 chuỗi polypeptide α,β Glucoprotein 2 chuỗi polypeptide α,β -Buồng trứng; -Dịch hoàn - Phát triển noãn nang, thúc đẩy trứng chín. - Làm to tinh hoàn - Buồng trứng; - Dịch hoàn - Thúc đẩy rụng trứng, p/triển thể vàng → tiết estrogen & progesterone. - P/triển gian bào dịch hoàn, ↑tiết testosterone, thành thục tinh trùng, hoàn chỉnh các tuyến sd phụ 40 10