Технология получения гормон роста

     Развитие карликовости в подавляющем большинстве случаев связано  с недостаточностью соматотропной функции гипофиза. Известны случаи карликовости, когда функция выработкисоматотропного гормона и выделения его  в кровь  не нарушена, но ткани организма оказываются нечувствительны к нему. Это генетически обусловленное патологическое состояние. В основе недостатка гормона роста может также лежать отсутствие гена синтеза этого гормона.

    Повышенное выделение СТГ отмечается при физической работе, во время глубокого сна.

Увеличение  уровня гормона роста:

• акромегалия

• гигантизм

• голодание

• стресс

• алкоголизм

• хроническая почечная недостаточность

• состояние после травмы или операции

• наследственное нарушение пигментного обмена

• увеличение содержания сахара в крови при неправильно контролируемом диабете

• опухоли желудка, лёгких

• повышение всех функций гипофиза

• физическая нагрузка

Снижение  уровня гормона роста:

• карликовость в результате недостаточного развития гипофиза

• ожирение

• химио- и радиотерапия

• синдром Иценко-Кушинга - группа заболеваний с повышенной выработкой АКТГ и кортизола (об этих гормонах можно прочитать на сайте статьи с соответствующими названиями)

• факторы, вызывающие увеличение содержания сахара в крови

• понижение всех функций гипофиза

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.Получение соматотропных гормонов

     Несмотря на большой прогресс, достигнутый в исследовании соматотропных гормонов человека и животных, механизм их действия на молекулярном уровне изучен недостаточно. Отсутствие данных о точной пространственной структуре гормонов этой группы затрудняет исследования их взаимодействия с рецепторами, ограничивает возможности изучения структурно-функциональных взаимоотношений различных участков полипептидной цепи, не позволяет в полной мере использовать достижения белковой инженерии для создания аналогов соматотропинов.

   Попытки получения кристаллов соматотропных гормонов, выделенных из гипофизов, долгое время оставались безуспешными. Возможной причиной неудач является гетерогенность гипофизарных препаратов соматотропина, наличие в них агрегированных форм и различных изоформ мономера. Первое сообщение о кристаллизации гормона данной группы появилось в 1985 г. Белл и др. получили кристаллы соматотропина быка, используя в качестве осадителя этанол. Кристаллы оказались не очень удобными для рентгеноструктурного исследования, но авторы планировали использовать для их изучения синхротронное излучение.

    В результате успешного синтеза соматотропинов человека и животных в бактериях с помощью методов генетической инженерии появился новый источник получения гомогенных препаратов гормона в количествах, достаточных для физико-химических исследований. В 1986 г. Абдель-Меджид и др. сообщили о кристаллизации метионил-соматотропина свиньи - генноинженерного аналога этого гормона. В качестве осадителя в данной работе был использован сульфат аммония. Полученные кристаллы оказались пригодными для рентгеноструктурного анализа, и исследование находится на стадии поиска тяжелоатомных производных гормона.

    Целью нашей работы было выращивание кристаллов соматотропина человека, пригодных для рентгеноструктурных исследований, и их рентгеновская характеристика. Для получения кристаллов использовали препараты соматотропина человека, синтезируемого в бактериях с помощью методов генетической инженерии. Выращивание кристаллов проводили методом диффузии растворителя через газообразное состояние - метод висячей капли. В качестве осадителя использовали 2-метил-2,4-пентандиол (МПД). 15 мкл основного раствора, содержащего 12-14 мг соматотропина на 1 мл 10 мМ TAPS-буфера, рН 7,0 (N(трис(гидроксиметил) метил) -3-аминопропансульфоновая кислота) смешивали с 3 мкл 50%-го раствора МПД, и 6-8 капель уравновешивали над 2 мл 15-18%-го раствора МПД в том же буфере. Кристаллизацию проводили при комнатной температуре. Кристаллы появлялись через 5-7 дней и достигали размеров 0,6x0,2x0,2 мм через 10-14 дней. Они сохранялись в маточных растворах в течение 4-5 месяцев без изменения,

    Соматотропин кристаллизуется в тетрагональной сингонии. Кристаллы относятся к пространственной группе Р432,2 или рентгеновски не отличимой от нее группе Р4з2,2. Параметры элементарной ячейки кристаллов а=b=80,3 А, удельный объем Vm= 2,32 A3/D. В элементарной ячейке находятся 8 молекул соматотропина, то есть 1 молекула на независимую часть.

     На автоматическом четырехкружном дифрактометре отснят экспериментальный набор с одного кристалла до разрешения 3 А. Ведется поиск условий для получения тяжелоатомных производных. В настоящее время работа находится на стадии расшифровки нескольких тяжелоатомных производных при разрешении 4 А, что позволит установить пространственную структуру соматотропина при низком разрешении.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

      В заключительной части моей курсовой работы, я хочу сказать, что гормоны обладают весьма высокой биологической активностью. Они имеет очень сложную химическую структуру, механизмы действия и огромную значимость в обмене веществ. Одно нарушение функции некоторых эндокринных желез может оказывать влияние, как на функцию других желез, так и на нервную систему. В связи с такой значимостью, в медицине существует терапевтическое использование гормонов. Гормоны использовались первоначально в случаях недостаточности какой-либо из желез внутренней секреции для замещения или восполнения возникшего гормонального дефицита. Первым эффективным гормональным препаратом был экстракт щитовидной железы овцы, примененный в 1891 английским врачом Г.Марри для лечения микседемы. На сегодняшний день гормональная терапия способна восполнить недостаточную секрецию практически любой эндокринной железы; прекрасные результаты дает и заместительная терапия, проводимая после удаления той или иной железы. Гормоны могут использоваться также для стимуляции работы желез. Гонадотропины, например, применяют для стимуляции половых желез, в частности для индукции овуляции.

     Кроме заместительной терапии, гормоны и гормоноподобные препараты используются и для других целей. Так, избыточную секрецию андрогена надпочечниками при некоторых заболеваниях подавляют кортизоноподобными препаратами. Другой пример – использование эстрогенов и прогестерона в противозачаточных таблетках для подавления овуляции.

    Гормоны могут применяться и как агенты, нейтрализующие действие других медикаментозных средств; при этом исходят из того, что, например, глюкокортикоиды стимулируют катаболические процессы, а андрогены – анаболические. Поэтому на фоне длительного курса глюкокортикоидной терапии (скажем, в случае ревматоидного артрита) нередко дополнительно назначают анаболические средства для снижения или нейтрализации ее катаболического действия.

     Часто гормоны применяют как специфические лекарственные средства. Так, адреналин, расслабляющий гладкие мышцы, очень эффективен в случаях приступа бронхиальной астмы. Гормоны используются и в диагностических целях. Например, при исследовании функции коры надпочечников прибегают к ее стимуляции, вводя пациенту АКТГ, а ответ оценивают по содержанию кортикостероидов в моче или плазме.

       В настоящее время препараты гормонов начали применяться почти во всех областях медицины. Гастроэнтерологи используют кортизоноподобные гормоны при лечении регионарного энтерита или слизистого колита. Дерматологи лечат угри эстрогенами, а некоторые кожные болезни – глюкокортикоидами; аллергологи применяют АКТГ и глюкокортикоиды при лечении астмы, крапивницы и других аллергических заболеваний. Педиатры прибегают к анаболическим веществам, когда необходимо улучшить аппетит или ускорить рост ребенка, а также к большим дозам эстрогенов, чтобы закрыть эпифизы (растущие части костей) и предотвратить таким образом чрезмерный рост.

       При трансплантации органов используют глюкокортикоиды, которые уменьшают шансы отторжения трансплантата. Эстрогены могут ограничивать распространение метастазирующего рака молочной железы у больных в период после менопаузы, а андрогены применяются с той же целью до менопаузы. Урологи используют эстрогены, чтобы затормозить распространение рака предстательной железы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                             Литература

1. Ажгихина И.С., Простагландины, М., 1978.

2. Алексахина Н.В., Виноградов  А.Д., Биохимия животных, М., 1975. –27с.

3. Афиногенова С.А., Булатов  А.А., Биохимия гормонов и гормональной  регуляции, М.Мир , 1993. – 384с.

4. Кононский А.И., Биохимия животных, М.Молодая гвардия, 1992. -526с.

5. Марри Р., Греннер Д., Мейес П., Биохимия человека, М.Мир,1993. – 384с.

6. Розен В.Б., Основы эндокринологии, М.Высшая школа, 1984. – 336с.

7. Юдаев Н.А., Биохимия  гормонов и гормональной регуляции, М.,1976. -300с.

8. Химическая природа  гормонов. http//www.medbookaide.ru

9. Механизм действия гормонов.http//www.doktorvisus.ru/medarticle/33555.

10. Биохимия гормонов. http//www.medbiol.ru

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приложение 1

 

 Рисунок 2 .Механизмы действия гормонов и внутриклеточных посредников.

Рисунок 2. Уровни функционирования обратной связи

Приложение 2

 

Рис.2. Пути поддержания динамического баланса глюкозы в крови Мембраны мышечных и адипозных клеток имеют "барьер" для транспорта глюкозы; Гл-б-ф — глюкозо-б-фосфат

.

  

Рис 3. Гормональная регуляция углеводного гомеостаза: сплошными стрелками обозначена стимуляция эффекта, пунктирными — торможение