Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Этапы биосинтеза: фотобиогенез и метаболизм
Схема стадий биосинтеза витамина D3 (холекальциферол) приведена на рис. 3—21. Субстратом синтеза 7-дегидрохолестерина — «провитамина» служит ацетил-СоА. Ультрафиолетовый фотолиз провитамина приводит к образованию 6,7-цис изомера, называемого «провитамин D3» (преD3). Этот изомер под действием температуры превращается в коже в витамин D3. Аналогичная группа реакций наблюдается и при образовании витамина D2 (эргокальциферол) из провитамина эргостерола. Витамины В3 и Da затем транспортируются на специфических, связывающих витамин D, белках плазмы в печень, где карбоксилируются по 25-му углеродному атому (С-25) с образованием одного из главных циркулирующих в крови метаболитов — 25-оксивитамина D (25-OHD). Хотя именно печень является главным местом 25- гидроксилирования витамина D, однако в некоторой степени оно происходит и в других органах. Витамин D3 25-гидроксилаза локализуется в микросомах печени (и других органов), причем ферментативная реакция в качестве кофакторов требует восстановленного НАДФ и молекулярного кислорода. В физиологических концентрациях ни витамин D, ни 25-OHD не способны стимулировать транспорт кальция в кишечнике или мобилизацию кальция из костей. Конечной активной формой витамина является 1,25(ОН)2D. Этот дважды гидроксилированный метаболит образуется в почках путем гидроксилирования 25-OHD, синтезируемого в печени и транспортируемого белковыми переносчиками плазмы в почки. Считается, что почки являются главным, если не единственным местом локализации la-гидроксилазы 25-OHD. В отличие от 25-гидроксилазы витамина D, которая присутствует в печеночных микросомах, 1a-гидроксилаза 25-OHD локализуется в митохондриях почечных клеток, и реакция гидроксилирования требует присутствия НАДФ-Н, молекулярного кислорода и ионов магния. Кроме того, этот фермент представляет собой оксидазу со смешанными функциями, зависимую от цитохрома Р-450. 1,25(OH)2D транспортируется белками-переносчиками плазмы в специфические клетки-мишени кишечника и скелета, где и оказывает свое биологическое действие. О точной природе белков плазмы, участвующих в транспорте витамина D и его метаболитов, известно мало. По-видимому, они являются a-глобулинами, но не ясно, один или несколько белков выполняют эту транспортную функцию.
Рис. 3 — 21. Начальные этапы биосинтеза витамина D. 7-Дегидрохолестерин (провитамин D), образующийся из ацетил-СоА, накапливается в коже, где в ответ на солнечное или ультрафиолетовое излучение вследствие фотометаболизма превращается в витамин В3 (холекальциферол) через промежуточные стадии, включающие образование превитамина D.
Механизм действия 1,25(OH)2D, очевидно, сходен с механизмом действия надпочечниковых и половых стероидов тем, что в нем участвует связывание дигидроксилированного витамина с цитозольными рецепторными белками. Витаминорецепторный комплекс затем транслоцируется в ядро, в котором он стимулирует синтез РНК и в результате синтез связывающих и/или транспортирующих кальций белков. Современные данные убедительно свидетельствуют о том, что 1,25(OH)2D является конечной активной формой витамина и что она представляет собой конечный продукт последовательных реакций гидроксилирования. Через несколько часов после введения животным меченого 1,25 (ОН)2D, когда уже отчетливо виден транспорт кальция в кишечнике и скелете, большую часть меченого вещества удается обнаружить в неизмененном виде; это свидетельствует о том, что для проявления биологической активности дальнейший метаболизм не требуется. Некоторые исследователи, однако, в экстрактах кишечника идентифицировали небольшие количества трижды гидроксилированного метаболита — 1,24,25-триоксивитамина D, — причем кишечник содержит, по-видимому, и фермент, способный гидроксилировать 1,25 (ОН)2D в 24-м положении. Таким образом, возможно, хотя и не доказано, что определенная часть биологической активности 1,25(OH)2D в кишечнике обусловлена его гидроксилированием в 1,24,25 (ОН)2D. Помимо уже описанных реакций гидроксилирования, в почках и, вероятно, в других тканях присутствуют активности, гидроксилирующие 25-OHD в 24-м положении, что приводит к образованию 24,25 (ОН)2D. Биологические эффекты этого особого дважды гидроксилированного метаболита выяснены неполностью. По крайней мере, одна из его функций могла бы заключаться в ингибировании секреции паратиреоидного гормона (см. далее).
Биосинтетический путь образования биологически активного витамина D через последовательные реакции гидроксилирования отличается от пути образования стероидных гормонов надпочечников по крайней мере одним интересным аспектом. Все ферментативные стадии, необходимые для гидроксилирования и синтеза стероидных гормонов надпочечников, происходят в одном и том же органе — коре надпочечников, и в одной и той же клетке коры, хотя и в разных субклеточных органеллах. В отличие от этого, различные этапы гидроксилирования на пути синтеза ди- и тригидроксилированных метаболитов витамина D происходят по крайней мере в трех разных органах (кожа, печень и почки), что делает необходимым существование высоко избирательных процессов захвата, ферментативной модификации и выделения метаболитов, равно как и транспорта промежуточных метаболитов из органа в орган через кровоток. Факт столь разительного отличия путей биосинтеза, происходящего в ходе последовательного гидроксилирования этих двух видов стероидных гормонов безусловно интересен. Хотя причины таких различий не известны, можно было бы предположить, что они связаны с эволюцией механизма, обеспечивающего существование множества пунктов, в которых происходит регуляция образования активной формы витамина D. РЕГУЛЯЦИЯ Главная регулируемая стадия биосинтеза витамина D локализуется на уровне превращения 25-OHD в 1,25 (ОН)2D под влиянием 1a-гидроксилазы 25-OHD в почках. Биосинтез витамина может в какой-то степени регулироваться и на уровне 25-гидроксилирования в печени, а также на уровне превращения провитамина D в витамин D в коже, но общее значение этих регуляторных этапов не выяснено.
Рис. 3—22. Схематическое изображение предполагаемых пунктов регуляции в процессе метаболизма витамина D. 1 — 25-гидроксилирование в печени; 2 — 1-гидроксилирование в почках: паратиреоидный гормон стимулирует, а гиперфосфатемия подавляет превращение 25-оксивигамина D3 в 1,25-диоксивитамина D3: 3 — действие 1,25-диоксивитамина D3 на цитозольные рецепторы в кишечнике и кости — главных органах-мишенях (НаЬег J.F., Mahaffey J.E., Ann. Rev. Med., 1978, 29, 327).
С физиологической точки зрения важно, что активность почечной 1a-гидроксилазы 25-OHD находится в обратной зависимости от уровня ионизированного кальция во внеклеточной жидкости. Так, снижение уровня ионизированного кальция в плазме приводит к усилению образования 1,25 (ОН)2D из его предшественника 25-OHD и, наоборот, повышение уровня кальция подавляет образование дигидроксилированного метаболита. В первом случае всасывание кальция в кишечнике и резорбция его из скелета стимулируются, тогда как во втором случае эти процессы тормозятся и, таким образом, происходит обратный сдвиг уровня кальция во внеклеточной жидкости в направлении его нормализации. Однако кальций, вероятно, изменяет активность 1a-гидроксилазы не непосредственно. Он осуществляет свое влияние опосредованно путем регуляции высвобождения паратиреоидного гормона в кровь, а паратиреоидный гормон уже действует на почки, регулируя степень гидроксилирования в 1-м положении (рис. 3—22). По-видимому, это действие паратиреоидного гормона на процесс 1-гидроксилирования также не прямое, а опосредуется влиянием гормона на трансмембранные потоки фосфатного иона в клетках почечных канальцев. Активность la-гидроксилазы, очевидно, непосредственно зависит от окружающей концентрации фосфатного иона; гипофосфатемия стимулирует, а гиперфосфатемия угнетает образование 1, 25(OH)2D. Помимо фосфатных ионов, оказывающих сильное влияние на. скорость образования 1,25 (ОН)2D, другие факторы могут регулировать или модулировать активность 1a-гидроксилазы и в результате—количество 1,25 (ОН)2D, продуцируемое почками. К таким факторам относятся пролактин, половые стероиды, глюкокортикоиды и инсулин. Относительное значение этих гормонов в регуляции биосинтеза витамина D в настоящее время не известно, по возможность участия некоторых гормонов гипофиза половых желез и поджелудочной железы в регуляции биосинтеза и метаболизма витамина D открывает новые интересные области исследования сложных взаимоотношений гормональных эффектов в регуляции метаболизма кальция в костях скелета.
|
||||||
Последнее изменение этой страницы: 2017-01-26; просмотров: 236; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.16.54.63 (0.007 с.) |