Báo cáo tiểu luận Hóa sinh đại cương: Hormon và VitaminBáo cáo tiểu luận Hóa sinh đại cương: Hormon và VitaminBáo cáo tiểu luận Hóa sinh đại cương: Hormon và VitaminBáo cáo tiểu luận Hóa sinh đại cương: Hormon và VitaminBáo cáo tiểu luận Hóa sinh đại cương: Hormon và VitaminBáo cáo tiểu luận Hóa sinh đại cương: Hormon và VitaminBáo cáo tiểu luận Hóa sinh đại cương: Hormon và VitaminBáo cáo tiểu luận Hóa sinh đại cương: Hormon và VitaminBáo cáo tiểu luận Hóa sinh đại cương: Hormon và VitaminBáo cáo tiểu luận Hóa sinh đại cương: Hormon và VitaminBáo cáo tiểu luận Hóa sinh đại cương: Hormon và VitaminBáo cáo tiểu luận Hóa sinh đại cương: Hormon và VitaminBáo cáo tiểu luận Hóa sinh đại cương: Hormon và VitaminBáo cáo tiểu luận Hóa sinh đại cương: Hormon và VitaminBáo cáo tiểu luận Hóa sinh đại cương: Hormon và VitaminBáo cáo tiểu luận Hóa sinh đại cương: Hormon và VitaminBáo cáo tiểu luận Hóa sinh đại cương: Hormon và Vitamin
HORMON
KHÁI NIỆM, VAI TRÒ, CHỨC NĂNG, CẤU TẠO, PHÂN LOẠI, TÍNH CHẤT CHUNG
1.1 Khái niệm và vai trò
Hormones có mặt ở cả thực vật và động vật, đóng vai trò quan trọng trong quá trình điều hòa sinh lý Trong động vật, hormones được sản xuất tại các tuyến nội tiết, sau đó tiết trực tiếp vào máu để vận chuyển đến các mô đích khác nhau, nơi chúng tác động để điều chỉnh các hoạt động sinh học Quá trình này giúp duy trì sự cân bằng nội môi và hỗ trợ các chức năng sinh lý quan trọng của cơ thể.
Hormone là các chất xúc tác sinh học do tế bào đặc biệt tiết ra, giúp điều hòa hoạt động sống trong cơ thể một cách chính xác và hiệu quả Với lượng cực kỳ nhỏ, hormone nhanh chóng hấp thụ vào máu và vận chuyển tới các mô đích để kích thích hoặc hoạt hóa các quá trình sinh lý, sinh hóa đặc thù mà không tham gia trực tiếp vào phản ứng Trong động vật, tín hiệu giữa các tế bào có thể phân loại thành 3 loại dựa trên khoảng cách từ vị trí tiết hormone đến nơi tác dụng, đảm bảo sự truyền tải thông tin hiệu quả trong hệ thống sinh thái của cơ thể.
+ Hormon hay chất nội tiết: những chất chất hữu cơ tác động lên những tế bào ở xa vị trí mà nó được sản xuất ra.
Tín hiệu tại chỗ (paracrine signaling) là quá trình các chất hữu cơ được giải phóng ra tác dụng trực tiếp trên các tế bào lân cận, giúp truyền tín hiệu một cách nhanh chóng và chính xác mà không cần sự vận chuyển qua dòng máu.
Tín hiệu tự thân (autocrine signaling) là quá trình tế bào đáp ứng với các chất do chính tế bào đó tổng hợp và bài tiết ra, thúc đẩy quá trình phát triển và tăng sinh của chính nó Nhiều yếu tố tăng trưởng hoạt động theo cơ chế này, giúp các tế bào nuôi cấy tự kích thích sự phát triển Ngoài ra, các tế bào khối u cũng giải phóng các yếu tố phát triển nhằm kích thích quá trình phát triển và tăng sinh của chính chúng, góp phần vào sự tiến triển của ung thư.
Hormones đóng vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh tốc độ sinh trưởng của cơ thể bằng cách ảnh hưởng đến quá trình tổng hợp protein và enzym Chúng ảnh hưởng đến hoạt động xúc tác của enzym, qua đó điều chỉnh các phản ứng sinh hóa diễn ra trong tế bào Ngoài ra, hormones còn thay đổi tính thấm của màng tế bào, giúp điều hòa hoạt động sống của tế bào một cách hiệu quả.
Tham gia điều hòa quá trình sinh trưởng và phát triển của cơ thể.
Hormone đóng vai trò thiết yếu trong việc điều hòa quá trình trao đổi chất và năng lượng của cơ thể Quá trình chuyển hóa, dự trữ và biến đổi chất cũng như năng lượng phụ thuộc rất nhiều vào hoạt động của hormone, giúp duy trì sự cân bằng và hoạt động tối ưu của hệ thống sinh học.
Tham gia điều hòa sự cân bằng nội môi của dịch nội bào và ngoại bào.
Tham gia điều tiết sự thích nghi của cơ thể với môi trường.
Việc tham gia điều tiết quá trình sinh sản bằng hormone kích dục để gây rụng trứng là yếu tố then chốt trong phương pháp cấy truyền phôi hiện nay Mặc dù phương pháp này được sử dụng rộng rãi, nhưng vẫn tồn tại sự dao động lớn về tỷ lệ rụng trứng và chất lượng của phôi do các phương pháp gây rụng trứng hiện nay còn nhiều hạn chế.
Hoocmon có thể phân loại theo cấu tạo hóa học hoặc phân loại theo cơ chế tác dụng
1.2.1 Phân loại theo cấu tạo hóa học
Hormon là peptit và protein: thuộc loại này có những hoocmon có từ 3 đến 200 acid amin,bao gồm các hormon của tuyến vùng dưới đồi,tuyến yên, tuyến tụy.
Hormon là dẫn xuất của acid amin: thuộc loại này có hormon của tuyến giáp và tuyến tủy thượng thận.
Hormon steroid: gồm hormon của tuyến vỏ thượng thận, tuyến sinh dục nam và nữ
Nhóm Eicosanoid: những chất này là dẫn xuất của acid arachidonic- một acid có
20 carbon và nhiều liên kết đôi Eicosanoid có 3 phân nhóm: prostaglandin, leucotrien và thromboxan
1.2.2 Phân loại theo cơ chế tác dụng
Tất cả các hormon đều tác dụng lên tế bào đích qua chất thụ thể đặc hiệu
Trong tế bào đích, chất thụ thể đóng vai trò quan trọng trong quá trình nhận và truyền tín hiệu Mỗi loại tế bào có cách kết hợp riêng giữa chất thụ thể và hormone, tạo ra các phản ứng sinh lý đặc trưng Dựa vào vị trí khu trú của chất thụ thể ( mặt ngoài màng tế bào hoặc bên trong tế bào) cùng tính chất hòa tan của hormone, chúng được phân thành hai nhóm chính.
Nhóm kết hợp với chất thụ thể nội bào: gồm các hormon steroid và hormon tuyến giáp.
Nhóm hormon liên kết với chất thụ thể ở màng tế bào gồm các hormon peptit và hormon dẫn xuất từ axit amin, đóng vai trò quan trọng trong cơ chế tác dụng của hormon Các phân nhóm của nhóm này được phân chia dựa trên loại chất truyền thông tin tham gia vào quá trình truyền tín hiệu trong tế bào Các hormon này ảnh hưởng đến hoạt động của tế bào thông qua việc liên kết với các thụ thể trên màng tế bào, kích hoạt các phản ứng sinh học quan trọng Việc hiểu rõ các nhóm hormon này giúp nâng cao kiến thức về cơ chế điều hòa sinh lý của cơ thể người và các quá trình sinh học liên quan.
1.2.3 Phân loại theo tính chất hòa tan
Hormon tan trong nước: gồm hormon peptid và catecholamine
Hormon tan trong lipid: gồm hormon giáp trạng, các hormon lipoid
1.3 Cấu tạo và chức năng hormon
Tác dụng của hormon streroid và hormon tuyến giáp:
Hormon steroid và hormon tuyến giáp khó tan trong nước, do đó chúng vận chuyển qua máu nhờ vào các chất vận chuyển đặc hiệu Khi tới tế bào đích, các hormon này khuếch tán qua màng tế bào và liên kết với protein thụ thể trong bào tương hoặc trong nhân tế bào, giúp truyền tải tín hiệu sinh lý hiệu quả.
Phức hợp hormon chất thụ thể hoạt động như một chất truyền tin nội bào, gắn vào vùng nhạy cảm với hormone (HRE) trên DNA nhân Sự kiện này kích hoạt các gen trên DNA, dẫn đến tăng cường quá trình sao chép mRNA nhờ enzyme RNA polymerase Kết quả là quá trình tổng hợp protein mới được thúc đẩy mạnh mẽ, góp phần vào các phản ứng sinh học của cơ thể.
Tác dụng hormon peptid và amin:
Hormon thuộc nhóm này chủ yếu tan trong nước, không cần chất vận chuyển trong máu và có thời gian bán hủy ngắn Chúng khó dàng vượt qua màng tế bào và thường gắn với thụ thể ở bào tương của tế bào đích Quá trình này tạo ra chất gọi là chất truyền tin thứ hai, với cAMP là chất truyền tin thứ hai rõ ràng nhất Các chất truyền tin thứ hai giúp khuếch đại tín hiệu hormon bằng cách hoạt hóa các enzyme nội bào hoặc tác động đến quá trình chuyển hóa đặc biệt, từ đó thể hiện tác dụng sinh lý của hormon.
Hormon tăng trưởng : là polypeptid 199 acid amin với 2 cầu nối disulfua( a.a 52 và
Hormone tăng trưởng (GH) có cấu tạo tương tự với prolactin của con người và hormone lactogen của rau thai GH ảnh hưởng đến chuyển hóa glucid, protid và điện giải trong nhiều mô như gan, cơ và mỡ Ngoài ra, GH còn đóng vai trò quan trọng trong quá trình phát triển của cơ thể.
Hormon kích thích tổng hợp sữa (lutetropic hormon LTH): là một chuỗi polypeptid
Lấy nguồn từ 199 acid amin với trọng lượng phân tử là 23.000 DA, cấu trúc bậc một của LTH có nhiều điểm giống với GH và các hormon tạo sữa nguồn gốc rau thai LTH chủ yếu tác dụng lên tuyến vú để kích thích quá trình tạo sữa sau sinh, đóng vai trò quan trọng trong quá trình nuôi dưỡng trẻ sơ sinh.
Hormon kích thích tuyến giáp (TSH - Thyroid Stimulating Hormone) là một loại hormone gồm hai chuỗi polypeptid dài 98 và 112 amino acids, có cấu trúc tương tự ở nhiều loài động vật và cả con người TSH đóng vai trò quan trọng trong quá trình tổng hợp và điều chỉnh hoạt động của các hormon giáp trạng.
CÁC LOẠI HORMONE THƯỜNG GẶP (TÁC DỤNG, LIỀU LƯỢNG, BIẾN CHỨNG GẶP PHẢI KHI THIẾU HAY QUÁ LIỀU)
1 Một vài số hoocmon quan trọng
Hormone tăng trưởng là một protein cấu trúc cơ bản quan trọng cho sự phát triển của người và bò, được phân bố phổ biến trong các loài động vật có xương sống có hàm (gnathostomes) Tuy nhiên, sự hiện diện của nó ở các loài động vật không hàm (agnathans) vẫn chưa được xác định chắc chắn Các đặc tính vật lý và hóa học của hormone tăng trưởng khác nhau giữa các loài, phản ánh sự đa dạng trong hoạt động sinh học của nó Chỉ một phần nhỏ của phân tử hormone (khoảng 25%) thực sự chịu trách nhiệm cho hoạt động sinh học, cho thấy khả năng mất đi phần lớn phân tử mà không ảnh hưởng đáng kể đến hiệu lực của hormone.
Hormone tăng trưởng người có cấu trúc hóa học đặc biệt và phản ứng khác nhau tùy theo loài Con người phản ứng với hormone tăng trưởng lấy từ các loài linh trưởng, trong khi chuột lại đáp ứng với hormone từ nhiều loài khác nhau, cho thấy sự đa dạng trong khả năng tương tác của hormone này Đặc biệt, sự phát triển của cá có xương (teleost) bị ngưng lại khi tuyến yên bị cắt bỏ, song có thể bắt đầu lại bằng cách tiêm hormone tăng trưởng của động vật có vú Các chế phẩm từ tuyến yên của cá này không ảnh hưởng đến sự phát triển của động vật có vú, cho thấy sự khác biệt rõ rệt trong tác dụng hormone Hormone tăng trưởng của cá phổi, có liên quan chặt chẽ với các loài động vật có xương sống trên cạn và cá tầm, được xem là các thành viên nguyên thủy trong dòng tiến hóa dẫn đến cá có xương, và có ảnh hưởng đến sự phát triển của động vật có vú Do cấu trúc phân tử của chúng mang tính tổng quát hơn, các hormone này có thể tác động rộng hơn trong quá trình sinh trưởng và phát triển.
Tăng trưởng là một quá trình phức tạp khó xác định rõ phương thức hoạt động của hormone tăng trưởng Một trong những tác động chính của hormone này là thúc đẩy quá trình tổng hợp protein, giúp vật liệu protein mới tích tụ để phục vụ quá trình phát triển Ngoài ra, hormone tăng trưởng còn ảnh hưởng đến chuyển hóa của các ion như natri, kali, và canxi, đồng thời kích thích giải phóng chất béo từ dự trữ và điều chỉnh quá trình chuyển hóa carbohydrate, làm tăng mức glucose trong máu Để duy trì cân bằng đường huyết, cơ thể cần tăng cường sản xuất insulin – hormone do tuyến tụy tiết ra Tuy nhiên, điều trị kéo dài bằng hormone tăng trưởng ở chó có thể gây quá mức hoạt động của tuyến tụy, dẫn đến bệnh tiểu đường do insulin không đủ, nhưng ít khi xảy ra ở con người Việc tiết quá nhiều hormone này còn gây hại vì thúc đẩy sự phát triển quá mức của xương và mô mềm, đặc biệt ở tuổi thanh thiếu niên trước khi đóng đầu xương Nếu xảy ra trong giai đoạn này, nó dẫn đến bệnh gigantism; còn nếu xảy ra sau, gây ra chứng acromegaly, gây biến dạng xương và mô mềm, ảnh hưởng nặng nề đến cấu trúc hộp sọ.
Hormone vỏ thượng thận (ACTH, còn gọi là corticotropin) là hormone có trong tất cả các động vật có xương sống, nhưng chưa rõ ràng ở agnathans Nó điều chỉnh hoạt động của phần ngoài của tuyến thượng thận, đặc biệt là zona reticularis và zona fasciculata, nơi hình thành các hormone steroid quan trọng như cortisol và corticosterone ACTH không ảnh hưởng đến sự tổng hợp của aldosterone, hormone mineralocorticoid, chủ yếu diễn ra ở vùng vỏ ngoài zona glomerulosa Hoạt động của ACTH được trung gian bởi CAMP, thúc đẩy tổng hợp enzym cần thiết cho sản xuất cortisol và corticosterone, thể hiện mối quan hệ phản hồi tiêu cực của hệ nội tiết Khi mức glucocorticoid trong máu giảm, bài tiết ACTH tăng để kích thích tuyến thượng thận phục hồi mức hormone bình thường Ngoài ra, mức epinephrine trong máu cũng ảnh hưởng đến quá trình giải phóng ACTH, phản ánh mối liên hệ chức năng chặt chẽ giữa hormone của vỏ thượng thận và tủy thượng thận.
ACTH của động vật có vú là một phân tử polypeptit gồm 39 axit amin, trong đó 20 axit đầu tiên là cần thiết cho hoạt động đầy đủ Vùng trung tâm hoạt động của ACTH là thành phần không đổi ở tất cả các loài động vật có vú đã được nghiên cứu, trong khi phần còn lại của phân tử có sự biến đổi nhẹ về thành phần axit amin giữa các loài Cấu trúc của hormone này có thể thay đổi ít từ lớp này sang lớp khác, do hoạt động sinh học của nó được định vị trong trung tâm hoạt động của phân tử Khái niệm về trung tâm hoạt động này cũng có thể áp dụng cho các hormone polypeptide và protein khác, như hormone tăng trưởng, trong đó cấu trúc có thể bị mất đi phần nào mà vẫn giữ được hoạt tính Tuy nhiên, phần còn lại của phân tử có thể đóng vai trò là vị trí kháng nguyên hoặc các đặc điểm cấu trúc quan trọng trong việc tương tác với các thụ thể đặc hiệu trong tế bào đích.
1.3 Thyrotropin (hormone kích thích tuyến giáp )
Thyrotropin (hormone kích thích tuyến giáp hay TSH) điều chỉnh hoạt động của tuyến giáp thông qua cơ chế phản hồi Khi TSH kích thích tuyến giáp, nó thúc đẩy tiết hormone và có thể gây tăng sinh tế bào, làm tăng kích thước của tuyến giáp Một trong những hậu quả của tuyến giáp hoạt động quá mức là mắt lồi (exophthalmos), nguyên nhân chính xác vẫn chưa rõ ràng, mặc dù được cho là liên quan đến một chất tạo ra exophthalmos riêng biệt có mối liên hệ chặt chẽ với thyrotropin.
Thyrotropin có thể không tồn tại trong các loài agnathans, là một glycoprotein có trọng lượng phân tử khoảng 26.000 đến 30.000 ở động vật có vú Các phản ứng thử nghiệm chế phẩm nội tiết tố từ loài này trên các loài khác cho thấy sự khác biệt, chứng tỏ thyrotropin đã trải qua quá trình tiến hóa phân tử giống như prolactin.
1.4 Hormone kích thích nang trứng
Hormone kích thích nang trứng (FSH) là một loại gonadotropin quan trọng trong việc điều hòa hoạt động của tuyến sinh dục, bao gồm các tuyến nội tiết và cơ quan sinh dục như trứng và tinh trùng FSH thúc đẩy sự phát triển của nang Graafian trong buồng trứng của động vật có vú cái, góp phần vào quá trình trưởng thành của trứng Ở nam giới, hormone này kích thích sự phát triển của ống tinh hoàn và quá trình biệt hóa của tinh trùng, đóng vai trò thiết yếu trong sinh sản Với cấu trúc là một glycoprotein, FSH có trọng lượng phân tử từ 41.000 đến 43.000 ở người, và ảnh hưởng của nó được bàn luận chi tiết hơn trong phần nội tiết tố của hệ thống sinh sản.
Hormone tạo hoàng thể (LH, còn gọi là hormone kích thích tế bào kẽ hoặc ICSH) là một gonadotropin glycoprotein có trọng lượng phân tử 26.000 ở người, đóng vai trò quan trọng trong quá trình sinh dục của cả nam và nữ Ở động vật có vú cái, LH thúc đẩy sự biến đổi của nang graafian thành hoàng thể sau quá trình rụng trứng, giúp tuyến nội tiết này hoạt động hiệu quả Ở nam giới, LH kích thích tế bào Leydig trong tinh hoàn phát triển và tiết ra hormone testosterone, hỗ trợ quá trình phát triển đặc trưng của giới tính nam Mối quan hệ giữa LH và FSH có thể gây khó khăn trong việc xác định rõ ràng sự tồn tại của hai hormone riêng biệt, vì cả hai đều là glycoprotein và hoạt động phối hợp trong quá trình sinh dục Trong khi hoạt động của tuyến sinh dục ở các loài động vật có xương sống đã được chứng minh rõ ràng, thì ở các loài thấp hơn vẫn còn nhiều tranh cãi về sự tồn tại rõ ràng của hai loại hormone này.
Một đặc tính bất ngờ của FSH và LH ở động vật có vú là cả hai đều kích thích tuyến giáp tiết hormone tuyến giáp, đặc biệt ở các động vật có xương sống thấp hơn Hiện tượng này đã dẫn đến giả thuyết rằng FSH, LH và thyrotropin có thể có nguồn gốc phát triển từ sự sửa đổi của phân tử glycoprotein tổ tiên chung, góp phần gây ra sự chồng chéo các chức năng của chúng.
1.5 Hormone kích thích tế bào hắc tố (intermedin)
Melanocyte-stimulating hormone (MSH), hay intermedin, được tiết ra từ phần trung gian của tuyến yên nhằm điều chỉnh sự thay đổi màu sắc của động vật bằng cách thúc đẩy sự tập trung của sắc tố hạt trong tế bào sắc tố trên da của các loài có xương sống thấp MSH hoạt động cùng hệ thần kinh ở cá và bò sát có xương, nhưng không gây ra phản ứng sinh lý thay đổi màu sắc ở chim và động vật có vú, mặc dù hormone này vẫn được chúng tiết ra Ở động vật có vú, MSH ảnh hưởng đến hành vi và tổng lượng sắc tố trên da, gây sẫm màu khi sử dụng liều cao, nhưng đó là do sự thay đổi về số lượng sắc tố tồn tại, gọi là thay đổi màu sắc hình thái, chứ không phải phản ứng sinh lý.
MSH tồn tại dưới dạng ba phân tử chính: α-MSH, β-MSH và γ-MSH, đều xuất phát từ protein tiền thân proopiomelanocortin (POMC) α-MSH chứa 13 axitamin và được tìm thấy trong tất cả các loài động vật nghiên cứu, thể hiện vai trò quan trọng trong quá trình sinh học Các dạng MSH khác nhau về độ dài và trình tự axitamin, dẫn đến sự thay đổi hoạt tính sinh học do sự khác biệt này Mỗi dạng MSH có khả năng kích hoạt các thụ thể melanocortin (MCR) khác nhau, góp phần điều chỉnh nhiều chức năng sinh lý quan trọng trong cơ thể.
Có bằng chứng cho thấy mỗi hormone sinh lý tuyến thượng thận được tiết ra bởi một loại tế bào cụ thể trong tuyến Các tế bào này có thể được phân biệt qua kỹ thuật nhuộm các phần của tuyến yên và dựa vào các thay đổi trong sản lượng hormone riêng lẻ, được xác định qua các nghiên cứu thực nghiệm hoặc theo mối liên hệ với các giai đoạn trong chu kỳ sinh lý Những thay đổi về hình dạng tế bào cũng phản ánh chính xác các biến đổi này, giúp nhận diện và hiểu rõ hơn về chức năng của từng loại tế bào trong quá trình tiết hormone.
Việc điều hòa hoạt động của các tế bào tiết trong tuyến sinh dục phụ thuộc vào mối liên kết với vùng dưới đồi và hệ thống bài tiết thần kinh, chủ yếu nằm ở vùng dưới đồi Hệ thống này bao gồm các yếu tố giải phóng vùng dưới đồi, là các polypeptit đơn giản có cấu trúc giống như các hormone polypeptit của vùng dưới đồi, đóng vai trò trung gian trong việc truyền tín hiệu thần kinh Trong động vật có vú, bằng chứng rõ ràng đã xác nhận sự tồn tại của các yếu tố giải phóng riêng biệt cho từng hormone của tuyến yên trước (pars distalis), cho thấy một hệ thống điều chỉnh phức tạp và có tổ chức cao Tuy nhiên, ở nhóm động vật agnathans vẫn còn nhiều điều chưa rõ ràng về hệ thống này, mặc dù các tổ chức giải phẫu của tuyến yên của chúng cho thấy ít nhất có sự liên lạc hóa học giữa vùng dưới đồi và tuyến yên, góp phần vào quá trình điều hòa chức năng sinh dục.
1.6 Nội tiết tố của tuyến giáp
Cả hai hormone tuyến giáp ,thyroxine (3,5,3 ′, 5′-tetraiodothyronine) và 3,5,3′- triiodothyronine , được hình thành bằng cách bổ sungiốt đến thành phần axit amin
Thyroglobulin, một glycoprotein chứa tyrosine, được lưu trữ trong nang tuyến giáp như thành phần chính của chất keo tuyến giáp, giúp cung cấp dự trữ hormone tuyến giáp Hình thức sắp xếp này phản ánh khả năng khan hiếm i-ốt trong môi trường, đặc biệt là đất liền và nước ngọt, với i-ốt tập trung nhiều nhất ở biển nơi quá trình sinh tổng hợp hormone tuyến giáp bắt đầu phát triển Mặc dù i-ốt liên kết với tyrosine trong quá trình trao đổi chất của động vật, sự kết hợp này chủ yếu tạo thành iodotyrosine chứ không phải hormone tuyến giáp hoạt tính Chỉ các động vật có xương sống và các hợp chất liên quan chặt chẽ mới có khả năng tổng hợp đáng kể các hormone tuyến giáp có hoạt tính sinh học, cho thấy cơ chế này đặc thù cho nhóm sinh vật này.