Hóa Sinh đại cương - Chương 8: Hormone

09/02/2014 1 Hóa Sinh Đại Cương – Chương 8 Chương 8: HORMONE I. Khái niệm II. Hormone động vật III. Hormone thực vật (phytohormone) 1 I. Khái niệm  Hormone được đưa ra từ năm 1904 bởi Wiliam Bayliss và Ernest Starling để mô tả tác dụng của Secretin – một chất được sản xuất bởi tá tràng, có tác dụng kích thích sự bài tiết của tụy (tiếng Hy lạp, Harman có nghĩa là kích thích)  Ở Việt Nam gọi là Nội tiết tố - chỉ nguồn gốc tiết của hormone (các chất do tuyến nội tiết tiết ra) hay còn gọi là Kích thích tố - chỉ chức năng kích thích của hormone Hóa Sinh Đại Cương – Chương 8 2 09/02/2014 2 I. Khái niệm Hormone là những chất hữu cơ được tạo thành trong cơ thể có tác dụng điều hoà các hoạt động sống trong cơ thể  Lượng hormone trong cơ thể thường rất thấp Hormone có cả ở thực vật và động vật. Ở động vật, hormone được sản xuất tại các tuyến nội tiết và tác động đến các mô khác nơi nó được tạo ra. Hormone từ tuyến nội tiết được tiết trực tiếp vào máu và được máu vận chuyển đến các mô chịu tác dụng Hormone có tính đặc hiệu Hóa Sinh Đại Cương – Chương 8 3 Về mặt hóa học  Hormone là một nhóm các hợp chất hữu cơ có bản chất rất đa dạng: – Là protein như Somatotropin thuỳ trước tuyến yên có 200 gốc acid amin – Là polipeptide như Insuline của tuyến tuỵ có 51 acid amin; oligopeptide như Oxitosine của thuỳ sau tuyến yên có 8 acid amin – Là dẫn xuất của acid amin như Adrenalin - hormone của miền tuỷ thượng thận là dẫn xuất của Tyrosine – Là dẫn xuất của nhóm Steroid như Corticco Steroid – hormone miền vỏ thượng thận hay các hormone sinh dục … – Là dẫn xuất của các acid béo như Prostaglandin của tuyến tiền liệt có bản chất là dẫn xuất của acid béo không no Hóa Sinh Đại Cương – Chương 8 4 09/02/2014 3 Về mặt sinh học  Được sản xuất với một lượng rất nhỏ bởi những tế bào đặc biệt ở các tuyến nội tiết  Nhiệm vụ điều chỉnh các quá trình trao đổi chất thích hợp với nhu cầu sống của cơ thể trong từng giai đoạn, từng thời điểm nhất định Hóa Sinh Đại Cương – Chương 8 5 Các cách tác dụng của hormone  Ảnh hưởng đến tốc độ sinh tổng hợp enzyme và protein  Ảnh hưởng đến tốc độ xúc tác của enzyme  Thay đổi tính thấm của màng tế bào  Điều khiển nhiều chức năng khác: – Tăng trưởng mô và tế bào – Nhịp đập tim, áp suất máu – Sự tiết các enzyme tiêu hóa và các hormone khác, – Sự tiết sữa và các họat động của hệ thống sinh sản Hóa Sinh Đại Cương – Chương 8 6 09/02/2014 4 II. Hormone động vật Hormone động vật nhiều loại với cấu tạo và chức năng rất khác nhau Dựa vào cấu tạo hoá học có thể chia hormone động vật thành 3 nhóm: – Hormone steroid là dẫn xuất của cholesterol – Hormone amin có M thấp – Hormone peptid hay protein có M lớn hơn 2 loại trên Hóa Sinh Đại Cương – Chương 8 7 Hormone steroid TT Nhóm Đại diện Nơi tạo thành Vai trò 1 Progestagen Progesterol -Thể vàng -Vỏ thượng thận Hormone dưỡng thai giúp trứng phát triển 2 Glucocorticoid Cortisol Vỏ thượng thận - Kích thích tổng hợp glycogen và tích luỹ glycogen ở gan - Kích thích phân giải protein, lipid - Chống viêm, tích nước muối Hóa Sinh Đại Cương – Chương 8 8 09/02/2014 5 Hormone steroid TT Nhóm Đại diện Nơi tạo thành Vai trò 3 Mineral corticoid Andosterol Vỏ thượng thận - Tăng hấp thụ Na+, Cl- - Tăng tích nước - Bài tiết K+ 4 Androgen Testosterol Tinh hoàn Phát triển các đặc điểm của nam giới 5 Estrogen Estron Buồng trứng - Phát triển các đặc điểm nữ giới - Phát triển niêm mạc dạ con Hóa Sinh Đại Cương – Chương 8 9 2. HOẠT HOÁ GENSự hoạt hóa trực tiếp: Khuếch tán vào tế bào đích Tạo phức thụ quan - hormone Tạo phức với DNA-Protein và thúc đẩy qúa trình sao chép mRNA Hóa Sinh Đại Cương – Chương 8 10 09/02/2014 6 Hóa Sinh Đại Cương – Chương 8 11 Hormone amin Hóa Sinh Đại Cương – Chương 8 12  Adrenaline và noradrenaline là các hormone do tuyến thượng thận tạo ra  Các hormone này có tác dụng kích thích sự phân giải glycogen, làm giảm sự tổng hợp glycogen nên làm tăng hàm lượng glucose trong máu 09/02/2014 7 Hormone amin Hóa Sinh Đại Cương – Chương 8 13  Thyroxine: do tuyến giáp SX, tăng cường qt TĐC, giúp cơ thể pt bình thường  Thiếu: gây nên trạng thái thiểu năng tuyến giáp làm cho cơ thể lùn, kém pt, đần độn  Thừa: gây bệnh ưu năng tuyến giáp làm cho người cao quá khổ, không cân đối Hormone peptid STT Hormone Nơi tạo ra Vai trò 1 Tyrocalcitonin Tuyến giáp Giảm hàm lượng Ca++ trong máu 2 Insulin Tuyến tụy Giảm lượng đường trong máu 3 Glucagon Tuyến tụy Tăng lượng đường trong máu 4 Oxytoxin (HGF) Tuyến yên Gây co dạ con, kích thích đẻ 5 Vasopressin (ADH) Tuyến yên Tăng áp, chống bài tiết Hóa Sinh Đại Cương – Chương 8 14 09/02/2014 8 Hormone peptid STT Hormone Nơi tạo ra Vai trò 6 Melanotropin (MSH) Tuyến yên Kích thích tăng sắc tố da 7 Somatotropin (STH) Tuyến yên Kích thích tăng trưởng, tăng TĐC 8 Corticotropin (ACTH) Tuyến yên Kích thích tuyến trên thận 9 Thyreotropin (TSH) Tuyến yên Kích thích tuyến giáp 10 Kích nang tố (FSH) Tuyến yên Kích thích tạo estradiol Hóa Sinh Đại Cương – Chương 8 15 Cơ chế hoạt động của hormone amin và peptid 1. HỆ THỐNG TRUYỀN TIN THỨ HAI Hóa Sinh Đại Cương – Chương 8 16 09/02/2014 9 Hóa Sinh Đại Cương – Chương 8 17 Hóa Sinh Đại Cương – Chương 8 18 09/02/2014 10  Do protein và peptid không thể xâm nhập vào màng sinh chất của tế bào mô, nên tất cả các hormone có nguồn gốc aminoacid đều hoạt động nhờ vào những thể truyền tin thứ hai nội bào được tạo bởi hormone kết hợp với thụ quan màng sinh chất AMP vòng( Adenosine monophosphate cycile) Hóa Sinh Đại Cương – Chương 8 19 Cơ chế hoạt động của hormone amin và peptid  Trong màng nguyên sinh chất của tế bào có chứa chất nhận hormone, chất này sẽ kết hợp đặc hiệu với hormone  Sự kết hợp đó kích thích làm tăng hoạt độ của adenylatcyclase xúc tác cho phản ứng chuyển hoá ATP thành AMP vòng  Adenylatcyclase xúc tác cho phản ứng chuyển hoá ATP thành AMP vòng  AMP vòng làm thay đổi vận tốc của các quá trình xảy ra trong tế bào liên quan đến hoạt động của hormone  Như vậy tác dụng của hormone theo cơ chế này phải thông qua AMP vòng mà không tác động trực tiếp vào tế bào Hóa Sinh Đại Cương – Chương 8 20 Cơ chế hoạt động của hormone amin và peptid 09/02/2014 11  Mức AMPc được xác định dựa trên tác động qua lại của 3 thành phần: – Thụ quan hormone – Vật biến đổi tín hiệu (protein G) – Enzyme tác động (Adenylcydase enzyme xúc tác việc chuyển ATP thành AMPc) hormone và thụ quan Hóa Sinh Đại Cương – Chương 8 21 Cơ chế hoạt động của hormone amin và peptid  Hormone giữ vai trò truyền tin thứ nhất kết hợp với những thụ quan của nó  Tiếp đó xúc tác của protein G hoạt động như là trung gian chuyển tín hiệu đến Adenylcydase để tạo AMPc từ ATP. Năng lượng để chuyển hóa thông tin thứ nhất (Hormone) thành thông tin thứ hai (AMPc) được cung cấp bởi việc hydrat hóa hợp thể năng lượng cao GTP  Ví dụ: Ở những tế bào tuyến giáp AMPc được tạo ra để phản ứng với việc kết hợp hormone tăng trưởng sẽ kích hoạt những phản ứng đồng hóa, mà trong đó những amino acid được cấu thành bên trong mô Hóa Sinh Đại Cương – Chương 8 22 Cơ chế hoạt động của hormone amin và peptid 09/02/2014 12 Hóa Sinh Đại Cương – Chương 8 II. Hormone thực vật (phytohormone) 1. Các hormone là dẫn xuất indol (Auxin) 2. Giberellin 3. Cytokinin 4. Acid abscisic 5. Ethylene 23 1. Các hormone là dẫn xuất indol (Auxin)  Auxin là nhóm hormone quan trọng, phổ biến nhất ở thực vật  Có nhiều loại auxin khác nhau với cấu trúc hoá học khác nhau, quan trọng nhất là -indol-acetic acid (IAA), ngoài ra một số auxin khác cũng khá phổ biến là napthalen- acetic acid (NAA), phenyl-acetic acid (PAA) ... Hóa Sinh Đại Cương – Chương 8 24 09/02/2014 13 1. Các hormone là dẫn xuất indol (Auxin)  Auxin có vai trò nhiều mặt đối với thực vật: – Kích thích sự sinh trưởng tế bào, từ đó kích thích sự sinh trưởng các cơ quan và toàn cơ thể – Có vai trò quyết định hiện tượng ưu thế đỉnh – Có vai trò quyết định các cử động sinh trưởng như hướng sáng, hướng trọng lực – Kích thích quá trình nảy mầm, rút ngắn thời kỳ ngủ của hạt, củ – Ức chế sự rụng lá, kích thích sự tạo quả – Kích thích các hoạt động sinh lý, các quá trình trao đổi chất và năng lượng của cơ thể Hóa Sinh Đại Cương – Chương 8 25 2. Giberellin  Là nhóm hormone quan trọng thứ hai ở thực vật  Được các nhà khoa học Nhật phát hiện lần đầu tiên ở loài nấm gây bệnh lúa von (Gibberellin fujcoroi)  Đến nay đã tìm thấy hơn 70 loại Gibberellin có mặt ở thực vật, vi sinh vật, được đặt tên các Gibberellin theo thứ tự thời gian phát hiện GA1. GA2 .... GAn, quan trọng nhất là GA3  Các Gibberellin đều là dẫn xuất của vòng gibban Hóa Sinh Đại Cương – Chương 8 26 09/02/2014 14 2. Giberellin  Gibberellin có vai trò quan trọng trong quá trình sinh trưởng, phát triển của thực vật: – Kích thích sự sinh trưởng của tế bào, qua đó kích thích sự sinh trưởng của các cơ quan và cơ thể – Kích thích quá trình nảy mầm, phá trạng thái ngủ của hạt, củ – Kích thích sự ra hoa của cây ngày dài – Kích thích các hoạt động sinh lý, các quá trình trao đổi chất và năng lượng của cơ thể Hóa Sinh Đại Cương – Chương 8 27 3. Cytokinin  Cytokinin là các dẫn xuất của base Adenine  Có nhiều loại cytokinin khác nhau, quan trọng nhất là kinetin và zeatin Hóa Sinh Đại Cương – Chương 8 28 09/02/2014 15 3. Cytokinin  Cytokinin tham gia và nhiều hoạt động sống quan trọng của thực vật: – Kích thích sự phân bào qua đó kích thích sự sinh trưởng của tế bào – Làm chậm quá trình hoá già của tế bào, mô – Giúp cho thực vật chống lại các stress của môi trường có hiệu quả – Là thành phần cấu tạo của nucleic acid (trong một số loại RNA) nên có vai trò trong quá trình trao đổi nucleic acid và protein – Kích thích các hoạt động sinh lý, các quá trình trao đổi chất và năng lượng của cơ thể Hóa Sinh Đại Cương – Chương 8 29 4. Acid abscisic  Acid absisic (ABA) là nhóm chất ức chế sinh trưởng có tác dụng ngược lại 3 nhóm chất trên  Acid absisic là dẫn xuất của triterpen Hóa Sinh Đại Cương – Chương 8 30 09/02/2014 16 4. Acid abscisic  Tác dụng chủ yếu của ABA là ức chế quá trình sinh trưởng của tế bào, gây hiện tượng rụng lá, rụng quả. ABA kéo dài thời gian ngủ của hạt, củ  Do ức chế sự sinh trưởng của thực vật nên ABA phối hợp với nhóm chất kích thích sinh trưởng để điều hoà quá trình sinh trưởng của thực vật xảy ra cân đối Hóa Sinh Đại Cương – Chương 8 31 5. Ethylene  Ethylen (CH2 = CH2) là nhóm hormone thực vật có tác dụng gần giống ABA nên thuộc nhóm chất ức chế sinh trưởng  Etylen thúc đẩy quá trình chín của quả, quá trình rụng lá  Người ta thường sử dụng ethylen tổng hợp để làm quả chín nhanh sau khi thu hoạch (dú chín) Hóa Sinh Đại Cương – Chương 8 32 09/02/2014 17 Đặc tính chung của hormone TV  Khác với hormone động vật, hormone thực vật được tổng hợp trong các phần khác nhau của cây mà không có các tuyến tiết chuyên biệt  Các hormone thực vật được tổng hợp ở các vùng khác nhau của cây  Auxin, gibberellin chủ yếu được tổng hợp tại các phần non của cây, nhất là vùng sinh trưởng như đỉnh sinh trưởng, tượng tầng…Sau khi tổng hợp Auxin, gibberellin được vận chuyển trong các mô dẫn hay qua hệ thống tế bào sống để đưa đến các vùng tác dụng  Hormone thực vật cũng không có tế bào đích chuyên biệt như ở động vật mà tác động lên toàn cơ thể Hóa Sinh Đại Cương – Chương 8 33 Hóa Sinh Đại Cương – Chương 8 34