Белки транспортирующие гормоны в крови

Тироксинсвязывающие транспортные белки плазмы крови

Значение термина Тироксинсвязывающие транспортные белки плазмы крови в Энциклопедии Научной Библиотеки

Тироксинсвязывающие транспортные белки плазмы крови — Используются сокращения: 3,5,3′,5′-тетрайодтиронин — Т4; 3,5,3′-трийодтиронин- Т3.

Представлены тироксинсвязывающим глобулином (ТСГл), тироксинсвязывающим преальбумином (ТСПА), альбумином, семейством апопротеинов, среди которых наибольшее значение имеет АпоА-I, и группой иммуноглобулинов, среди которых наиболее важен IgM. Основные сведения об этих белках приведены в таблицах.

Важнейшие белки, связывающие и транспортирующие тиреоидные гормоны в плазме крови человека

10

10

Название транспортного белка* Концентрация в плазме мг/л Mr, кДа Kx10 -5 , M -1
для 3,5,3′,5′-тетрайодтиронина для 3,5,3′-трийодтиронина
ТСГл 15 54 100.000 5.000
ТСПА 250 53 700 100
Альбумин 42.000 66 5* 1*
АпоА-I 1.500 28 750
АпоВ-100 1.000 550 25
АпоС-I 50 6,6
IgE 2.100 160 14
IgG 12.500 150 20
IgM 1.250 950 1.100 70

* Равновесные параметры для первого центра связывания. Жирным шрифтом выделены транспортные белки, на долю которых приходится более 99% связанных тиреоидных гормонов.

ТСГл в норме является минорным компонентом сыворотки крови и представляет собой гликопротеин с молекулярной массой 54 кДа, содержащий от 15 до 21% углеводных остатков по массе. Апопротеиновая часть молекулы состоит из 395 аминокислотных остатков (44180 Да от общей массы) и по своей аминокислотной последовательности близка к тем, которые имеют место у белков семейства сериновых антипротеаз; с^-антихимотрипсина (58% гомологии), с^-антшрипсина (53% гомологии) и антитромбина III (27%), однако, ТСГл не обладает антипротеазными свойствами. В структуре ТСГл установлено 6 потенциальных мест гликозилирования в положениях 16, 79, 145, 175, 233 и 391, четыре из которых содержат олигосахаридные цепи, присоединенные N-гликозидными связями к остаткам аспарагина. В нормальных условиях в составе молекулы может быть 10 остатков сиаловой кислоты. Олигосахаридные цепи и остатки сиаловых кислот определяют микрогетерогенность пула ТСГл в крови и в значительной степени влияют на период полуэлиминации белка. Так, например, установлено, что ТСГл, лишенный в своей структуре сиаловых кислот, имеет очень высокую скорость клиренса за счет быстрого поглощения гепатоцитами, поверхностные рецепторы которых способны связывать многие асиалогликопротеины. При гиперэстрогенемии, вызванной беременностью или гормональной терапией, содержание остатков сиаловой кислоты в молекуле ТСГл возрастает, что уменьшает скорость его метаболического клиренса на 15% и ведет к повышению уровня ТСГл и общего уровня тиреоидных гормонов в сыворотке крови.

Ген, кодирующий синтез ТСГл, представлен единственной копией из приблизительно 8 тыс пар оснований и располагается в средней части длинного плеча Х-хромосомы между полосами 11q и 23q. Кодирующая область гена состоит из 1245 пар оснований, представленных 4 экзонами, 5-й экзон является нетранскрибируемым. Установленные на сегодня последовательности нуклеотидов гена ТСГл содержат участки, чувствительные к действию тиреоидных гормонов и эстрогенов, что может быть интерпретировано как наличие прямого регуляторного механизма, индуцирующего синтез транспортного белка.

Третичная структура ТСГл организована в форме двух близких по пространственной организации доменов, содержащих примерно одинаковое число α-спиралей и β-структур.

Каждая молекула этого белка имеет одно место для связывания Т3 или Т4. Взаимодействие ТСГл с обоими тиреоидными гормонами является обратимым, а период полужизни комплексов ТСГл-Т4 составляет 39 с и ТСГл-Т3 — 4 с. ТСГл синтезируется в печени, его концентрация в сыворотке крови в норме составляет 15-30 мг/л или 280-560 нмоль/л. Время полужизни в циркуляторном русле составляет 5 дней.

Повышение уровня ТСГл в крови наблюдается при ряде заболеваний печени (например, при остром вирусном гепатите, хроническом активном гепатите, первичном циррозе, гепатоклеточной карциноме). Так как в состав молекулы тироксинсвязывающего глобулина входят остатки углеводов, то он быстро захватывается из кровотока рецепторами на поверхности гепатоцитов, поэтому при заболеваниях печени скорость его разрушения может уменьшаться из- за уменьшения скорости захвата из крови, и он может накапливаться в кровотоке. Уровень ТСГл изменяется при гипо- и гипертиреозе; почти вдвое возрастает при беременности, при этом в составе ТСГл нарастает содержание его фракции ТСГл-1 с 1% до 8% к концу беременности.

Не исключено, что ТСГл или, возможно, ТСГл-1 могут выполнять функцию переноса Т4 через плаценту на ранних этапах эмбриогенеза пока собственные гормоны плода еще не вырабатываются или их недостаточно. ТСГл связывает 67-70% Т4 циркулирующего в крови и около 80% Т3. Будучи полностью насыщенным ТСГл может транспортировать около 20 мкг Т4 в 100 мл крови.

Врожденная, сцепленная с Х-хромосомой, недостаточность ТСГл, встречается с частотой 1 на 2500 родившихся. Врожденное повышение ТСГл встречается редко и сопровождается повышенными концентрациями общих Т4 и Т3, нормальными уровнями свободных гормонов и ТТГ.

Салицилаты, фенитон, фенилбутазон, диазепам, фуросемид могут связываться с ТСГл и ингибировать связывание с ним Т4 и Т3. Способностью связываться с ТСГл обладают свободные жирные кислоты. Поэтому, гепарин, активирующий липопротеин липазу, под действием которой высвобождаются свободные жирные кислоты, повышает уровень свободных тиреоидных гормонов. Андрогенные стероиды и глюкокортикоиды понижают уровень ТСГл.

Отличительной особенностью ТСГл является то, что он не только транспортирует тиреоидные гормоны в сыворотке крови, но и может выполнять функцию переносчика гормона через клеточную мембрану. В основе механизма такого переноса, по-видимому, лежит интернализация тройного комплекса Т4 — ТСГл — рецептор ТСГл.

ТСПА — тироксинсвязывающий преальбумин (транстиреин) — является негликозилированным, массой 55 кДа тетрамером идентичных субъединиц, каждая из которых является глобулярным полипептидом, состоящим из 127 аминокислотных остатков. Время полужизни комплекса ТСПА — Т4 составляет 7,4 с, а с Т3 — 1 с. Образование этих комплексов ингибируется ацетилсалициловой кислотой и салицилатами.

Образуется ТСПА в основном в печени, паутинном сплетении мозга, ЦНС, время его полужизни составляет около 2 суток. Концентрация его в сыворотке составляет 120-240 мг/л или 2250-4300 нмоль/л и изменяется при заболеваниях островкового аппарата поджелудочной железы, амилоидной полинейропатии и другой соматической патологии. Длительное повышение в сыворотке крови уровня фактора некроза опухолей, не достигающее пирогенного или аноректического действия, вызывает понижение связывания Т4 с ТСПА и повышение содержания свободного Т4.

Комплекс ТСПА-гормон может проникать через плазматическую мембрану в клетки мишени. Предполагается, что его относительно высокая концентрация в спинномозговой жидкости может способствовать доставке тиреоидных гормонов в мозг. Глиальные клетки имеют специальные рецепторы транстиреина, что может способствовать захвату Т4 из комплекса ТСПА — гормон в эти клетки. Наибольшее количество Т4 и Т3 мозг получает через капилляры кровеносной системы и, возможно, что поступление гормонов через паутинное сплетение может обеспечивать более избирательную их доставку в мозг. Предполагается, что транспорт Т4 в клетку может осуществляться в связанном с ТСПА виде после взаимодействия последнего с рецепторами плазматической мембраны и интернализации образовавшегося комплекса.

ТСПА играет важную роль в срочной доставке гормонов в ткани, т.к. его сродство к тиреоидным гормонам низкое, и комплекс белок- переносчик быстро и легко диссоциирует. Скорость образования преальбумина в 50 раз выше, чем тироксинсвязывающего глобулина, но в 25 раз ниже, чем альбумина. Скорость его синтеза уменьшается при соматических заболеваниях и недостаточном питании, а пониженный уровень ТСПА в сыворотке крови является индикатором недостаточности белкового питания. ТСПА связывает около 10% Т4 циркулирующего в крови и около 9% — Т3.

Альбумин синтезируется печенью и секретируется в кровоток, его концентрация в сыворотке в норме составляет около 42 г/л, время полужизни в циркуляторном русле — 13 суток. Известно, что альбумин связывает многие вещества, осуществляя для них транспортные функции. Поэтому связывание альбумином тиреоидных гормонов ингибируется, в частности, жирными кислотами и другими органическими анионами, которые могут транспортироваться этим белком. Предполагается, что альбумин может способствовать, за счет связывания со своими рецепторами на гепатоцитах, более усиленному поглощению тиреоидных гормонов печенью. Связывает около 15-20% Т4, циркулирующего в крови и возможно 11% или более — Т3. В структуре альбумина установлено наличие 1 высокоаффинного центра связывания тиреоидных гормонов и 5 — с меньшей аффинностью. Комплекс альбумин-тиреоидные гормоны легко диссоциирует и поэтому является важным источником свободных гормонов для тканей. Связывание альбумина с тиреоидными гормонами уменьшается в присутствии жирных кислот, анионов (С1-), триптофана.

Развивающаяся при циррозах печени, нефрозах, гипоаль- буминемия приводит к понижению общего уровня тиреоидных гормонов, но уровень свободных гормонов при этом не понижается. В случаях некоторых видов врожденных семейных дисальбуминемий до 25% альбумина может быть представлено формой, обладающей повышенным сродством к Т4. Такие заболевания сопровождаются повышенным уровнем общего Т4 (гипертироксинемией), но нормальным уровнем свободного Т4.

Апопротеины являются тироксинсвязывающими компонентами липопротеидных частиц крови. Однако, из всех липопротеинов (ЛП) наибольшее сродство к Т4 проявляет апо-l липопротеинов высокой плотности (Ка 107-108 М-1, один связывающий центр в макромолекуле). Связывание комплексов ЛП-Т4 с рецепторами липопротеинов на поверхности клеток может способствовать доставке Т4 в клетки. Апопротеины могут переносить до 3% Т4 и около 6% Т3.

Иммуноглобулины, в частности IgM, стимулируют связывание Т4 с плазматическими мембранами микроворсинок плаценты. Относятся к низкоаффинным тироксинсвязывающим белкам. Отличие комплексов lg-тиреоидный гормон от комплексов антиген-антитело состоит в отсутствии способности первого взаимодействовать с С1-компонентом системы комплемента. Некоторые другие характеристики тироксинсвязывающих белков крови приведены в табл.

Некоторые характеристики метаболизма тироксинсвязывающих белков человека

ТСГл ТСПА Альбумин
Объем распределения (литр) 6,7-7,4 5,7-7,8 5,8-7,2
Скорость образования (мг/день) 12,6-17,5 511-679 14000
у человека 70 кг нмоль/день 0,23-0,32 9,5-13,0 212

Таким образом, около 99,6% тиреоидных гормонов плазмы крови связывается тироксинсвязывающими белками. Свободные гормоны щитовидной железы (около 0,4%) находятся в плазме в термодинамическом равновесии с белковосвязанными гормонами в плазме и тканях. Свободные гормоны являются физиологически активными и их уровень влияет по принципу обратной связи на секрецию гипофизом ТТГ и поступление тиреоидных гормонов в кровь из щитовидной железы.

Имеется достаточно много клинических примеров генетически обусловленных нарушений образования тироксинсвязывающих белков. Такие состояния могут проявляться повышением, понижением концентрации или даже полным отсутствием одного из транспортных белков в крови. Однако, эти изменения существенно не отражаются на состоянии тиреоидного статуса или здоровья, так как, несмотря на возможные в таких случаях повышения или понижения общего уровня Т4 или Т3 в крови, концентрации в сыворотке свободных Т4 и Т3 остаются в пределах нормы. Тиреоидные гормоны проявляют свое действие будучи в свободном состоянии, что определяется в первую очередь концентрацией свободных тиреоидных гормонов в сыворотке крови и поэтому транспортные белки не влияют непосредственно на развитие гормональных эффектов. Скорость доставки тиреоидных гормонов также пропорциональна их сывороточной концентрации в свободном виде.

Так как транспортные белки являются депо Т4 и Т3, они являются буфером против резких изменений функции щитовидной железы. Если ввести в кровоток гормоны в дозе, эквивалентной величине дневной экскреции их щитовидной железой, то это приведет к повышению концентрации Т4 в кровотоке только на 10%. После удаления щитовидной железы, лишь спустя неделю концентрация Т4 в плазме уменьшается на 50%. Связывая Т4 и Т3, белки предотвращают их фильтрацию в почках и выделение с мочой.

Хотя только около 0,04% общего Т4 и около 0,4% общего Т3 находятся в свободном активном состоянии, но они не только обеспечивают эффекты тиреоидных гормонов в тканях-мишенях, но также отвечают за обратную связь с гипофизом.

Химическое равновесие между свободной и связанной формами Т4 определяет распределение гормона между свободным Т4 и Т4-ТСГл фракциями, что описывается следующими уравнениями:

T4 + ТСГл = Т4-ТСГл (1)
Кд = [Т4-ТСГл]/[Т4]x[ТСГл] (2)
где Кд — константа равновесия.
свободный Т4/связанный Т4 = [Т4]/[Т4-ТСГл] = 1/Кд[ТСГл] (3)

Временное уменьшение концентрации свободного Т4, вызванное снижением секреции щитовидной железы, может быть быстро исправлено диссоциацией комплекса Т4-ТСГл (уравнение 1). Подобно этому, временное повышение свободного Т4 может быть быстро скомпенсировано связыванием избытка Т4 с ТСГл, который имеет дополнительные, не занятые места связывания. Существенное уменьшение или увеличение дневной секреции Т4 в результате нарушения функций щитовидной железы ведет к существенному уменьшению или увеличению обоих — связанной и свободной фракций.

Первичные изменения концентраций ТСГл сами по себе влияют на отношение фракций свободного и связанного Т4 (уравнение 3). В этом случае в норме щитовидная железа должна соответственно увеличить или уменьшить скорость секреции гормонов пока не восстановится такое новое равновесное состояние, что абсолютный уровень свободного Т4 не станет нормальным.

Когда при острых заболеваниях печени, беременности или лечении эстрогенами уровень ТСГл в сыворотке возрастает, вначале это будет вести к уменьшению уровня свободного Т4 в сыворотке (уравнение 1), но под действием отрицательной обратной связи это приведет затем к увеличению секреции ТТГ. Последний будет стимулировать секрецию щитовидной железой больших количеств Т4 с тем, чтобы повысить связанный Т4 до значения, когда в соответствии с уравнением (1) произойдет восстановление уровня свободного Т4 до нормы.

источник

Белки транспортирующие гормоны в крови

Стероидные гормоны не относятся к водорастворимым веществам, поэтому для их доставки к тканям-мишеням необходимы транспортные белки. Существует два типа транспортных белков: неспецифические белки-переносчики, такие как альбумин или транстиретин, и специфические белки-переносчики, такие как тироксинсвязывающий глобулин, половые гормоны связывающий глобулин (ПГСГ) и транскортин. Оба типа синтезируются в печени.
В свободной циркуляции в крови находится лишь менее 2% яичниковых стероидных гормонов, остальные преимущественно связаны с ПГСГ и альбумином.

Половые гормоны связывающий глобулин (ПГСГ) — b-глобулин с молекулярной массой 95 кДа — синтезируется в печени. Соответствующий ген находится на коротком плече хромосомы 17 (локус 17р12—13). По структуре он представляет собой гомодимер, состоящий из двух полипептидных цепей, и имеет единый центр связывания для андрогенов и эстрогенов. Димеризация является необходимым этапом процесса связывания.

Предполагается, что связанная и свободная фракции сосуществуют в состоянии устойчивого равновесия. Доля свободной фракции зависит от концентрации стероидного гормона, а также концентрации и связывающей способности транспортного белка.

Из всех стероидных гормонов максимальным сродством к ПГСГ обладает ДГТ. Приблизительно 98% циркулирующего тестостерона связано с ПГСГ (65%) и альбумином (33%). Эстрадиол в основном связан с альбумином (60%), в меньшей степени с ПГСГ (38%), и около 2% представлено свободной фракцией. Прогестерон тоже преимущественно связан с альбумином (80%), в меньшей степени — с транскортином (18%). Лишь 0,6% прогестерона связано с ПГСГ и около 2% циркулирует в свободном состоянии.

Метаболический клиренс этих стероидов обратно пропорционален их аффинности к ПГСГ. Таким образом, те состояния, которые влияют на уровень ПГСГ (например, беременность, прием оральных контрацептивов), напрямую влияют на уровень свободных гормонов. В связи с тем что эстрогены стимулируют, а андрогены угнетают синтез ПГСГ, его концентрация у женщин вдвое больше, чем у мужчин. На уровень ПГСГ влияют также некоторые другие гормоны и факторы.

Гормоны щитовидной железы интенсифицируют его синтез и выделение печенью. Инсулин, ИФР-I и пролактин угнетают продукцию ПГСГ в культуре клеток. Более того, концентрация ПГСГ в сыворотке крови повышается при многих заболеваниях, в том числе гипертиреозе и циррозе печени. Некоторые лекарства, например, эстроген, тамоксифен, фенитоин, также способны повышать концентрацию ПГСГ в сыворотке крови. Уровень белков-переносчиков снижается при гипертиреозе, ожирении, акромегалии, а также при приеме экзогенных андрогенов, глюкокортикоидов и гормонов роста.

Долгое время биологическую активность приписывали только свободной фракции тестостерона. Однако исследователи обратили внимание на то, что стероидные гормоны гораздо лучше связываются со своими специфическими белками-переносчиками и имеют гораздо худшую аффинность к альбумину. Кроме того, исследования процессов доставки гормона в ткани in vivo показали, что на капиллярном уровне быстро происходит диссоциация связанного с альбумином тестостерона, вследствие чего его активная фракция в действительности может быть больше, чем свободная фракция, измеренная в равновесном состоянии in vitro. Таким образом, неконъюгированные стероиды, связанные с альбумином, тоже могут считаться свободными и биологически доступными.

Как было сказано выше, на уровень ПГСГ могут влиять различные патологические состояния. Изменения концентрации ПГСГ приводят к значимым сдвигам в соотношении свободных и связанных с ПГСГ фракций гормонов. В связи с этим измерение уровня ПГСГ имеет большое клиническое значение, так как позволяет более точно оценить содержание свободных гормонов. Измерение концентрации ПГСГ проводят методом насыщения (сатурационный анализ), при котором определяют специфическую связывающую способность тестостерона, меченного атомами 3Н.

При использовании соответствующих модификаций этот метод позволяет оценить биодоступную фракцию, не связанную с ПГСГ. Недавно были разработаны методики специфического неизотропного двустадийного иммуноанализа на ПГСГ, которые используют во многих клинических лабораториях.

источник

Транспорт гормонов

От места секреции гормоны доставляются к органам-мишеням циркулирующими жидкостями: кровью, лимфой. Транспорт гормонов определяется их растворимостью. Гормоны, имеющие гидрофильную природу (например, белково-пептидные гормоны) обычно транспортируются кровью в свободном виде. Стероидные гормоны, йодсодержащие гормоны щитовидной железы транспортируются в виде комплексов с белками плазмы крови. Это могут быть специфические транспортные белки (транспортные низкомолекулярные глобулины, тироксинсвязывающий белок; транспортирующий кортикостероиды белок транскортин), неспецифический транспорт (альбумины), а также в адсорбированном состоянии на форменных элементах крови.

Биологическая активность определяется содержанием свободных форм гормонов. Связанные формы гормонов являются как бы депо, физиологическим резервом, из которого гормоны переходят в активную свободную форму по мере необходимости.

Обязательным условием для проявления эффектов гормона является его взаимодействие с рецепторами. Для гормональных рецепторов характерно: 1) высокое сродство к гормону; 2) высокая избирательность; 3) ограниченная связывающая емкость; 4) специфичность локализации рецепторов в тканях. На одной и той же мембране клетки могут располагаться десятки разных типов рецепторов.

Количество функционально активных рецепторов может изменяться при различных состояниях и в патологии. Так, например при беременности в миометрии исчезают М-холинорецепторы, и возрастает количество окситоциновых рецепторов. При некоторых формах сахарного диабета имеет место функциональная недостаточность инсулярного аппарата, т.е. уровень инсулина в крови высокий, но часть инсулиновых рецепторов связана с аутоантителами к этим рецепторам не работает.

Количество рецепторов, участвующих в связывании гормонов, — несколько тысяч на клетку. Рецепторы способны к узнаванию и селекции гормонов. Гормон-рецепторное взаимодействие характеризуется высоким сродством и специфичностью, обратимостью и генерацией сигнала (трансдукцией сигнала) и зависит от температуры и рН.

Механизмы действия гормонов. Существуют два основных механизма действия гормонов на уровне клетки: реализация эффекта с наружной поверхности клеточной мембраны и реализация эффекта после проникновения гормона внутрь клетки.

Биологический эффект гормонов, взаимодействующих с рецепторами, локализованными на плазматической мембране, осуществляется с участием вторичного передатчика, называемого посредником или мессенджером.

В зависимости от того, какое вещество выполняет его функцию, гормоны можно разделить на следующие группы:

1) гормоны, оказывающие биологический эффект с участием циклического аденозинмонофосфата (цАМФ). К ним относятся глюкагон, лютеинизирующий гормон, фолликулостимулирующий гормон, тиростимулирующий гормон, кальцитонин, паратиреоидный гормон, антидиуретический гормон, адреналин, норадреналин;

2) гормоны, осуществляющие свое действие с участием циклического гуанидинмонофосфата (цГМФ); оксид азота

3) гормоны, опосредующие свое действие с участием в качестве внутриклеточного вторичного мессенджера ионизированного кальция или фосфатидилинозитидов (инозитолтрифосфат и диацилглицерин) или обоих соединений; К ним относятся антидиуретический гормон, адреналин, норадреналин, ангиотензин II, гонадотропин-рилизинг гормон или люлиберин, тиролиберин

4) гормоны, оказывающие свое действие путем стимулирования каскада киназ и фосфатаз.

К ним относятся инсулин, пролактин, эритропоэтин

Но это деление очень условно. В зависимости от типа рецептора один и тот же гормон может передавать сигнал через различные мессенжеры. Например, при взаимодействии адреналина с b2 – рецептором в передаче сигнала участвует цАМФ. При взаимодействии адреналина с a1 – рецептором в передаче сигнала участвует ионизированный кальций и фосфатидилинозитиды.

Дата добавления: 2015-09-18 ; просмотров: 2204 . Нарушение авторских прав

источник

Транспорт гормонов

От места секреции гормоны доставляются к органам-мишеням циркулирующими жидкостями: кровью, лимфой. Транспорт гормонов определяется их растворимостью. Гормоны, имеющие гидрофильную природу (например, белково-пептидные гормоны) обычно транспортируются кровью в свободном виде. Стероидные гормоны, йодсодержащие гормоны щитовидной железы транспортируются в виде комплексов с белками плазмы крови. Это могут быть специфические транспортные белки (транспортные низкомолекулярные глобулины, тироксинсвязывающий белок, транспортирующий кортикостероиды белок транскортин), неспецифический транспорт (альбумины), а также в адсорбированном состоянии на форменных элементах крови. Биологическая активность определяется содержанием свободных форм гормонов. Связанные формы гормонов являются как бы депо, физиологическим резервом, из которого гормоны переходят в активную свободную форму по мере необходимости. Обязательным условием для проявления эффектов гормона является его взаимодействие с рецепторами. Для гормональных рецепторов характерно:

  • 1) высокое сродство к гормону;
  • 2) высокая избирательность;
  • 3) ограниченная связывающая емкость;
  • 4) специфичность локализации рецепторов в тканях.

На одной и той же мембране клетки могут располагаться десятки разных типов рецепторов.

Количество функционально активных рецепторов может изменяться при различных состояниях и в патологии. Так, например при беременности в миометрии исчезают М-холинорецепторы, и возрастает количество окситоциновых рецепторов.

При некоторых формах сахарного диабета имеет место функциональная недостаточность инсулярного аппарата, т. е., уровень инсулина в крови высокий, но часть инсулиновых рецепторов связана с аутоантителами к этим рецепторам не работает.

Количество рецепторов, участвующих в связывании гормонов, — несколько тысяч на клетку. Рецепторы способны к узнаванию и селекции гормонов. Гормон-рецепторное взаимодействие характеризуется высоким сродством и специфичностью, обратимостью и генерацией сигнала (трансдукцией сигнала) и зависит от температуры и рН.

Механизмы действия гормонов. Существуют два основных механизма действия гормонов на уровне клетки: реализация эффекта с наружной поверхности клеточной мембраны и реализация эффекта после проникновения гормона внутрь клетки. эндокринный гормон секреция

Биологический эффект гормонов, взаимодействующих с рецепторами, локализованными на плазматической мембране, осуществляется с участием вторичного передатчика, называемого посредником или мессенджером.

В зависимости от того, какое вещество выполняет его функцию, гормоны можно разделить на следующие группы:

  • 1) гормоны, оказывающие биологический эффект с участием циклического аденозинмонофосфата (цАМФ). К ним относятся глюкагон, лютеинизирующий гормон, фолликулостимулирующий гормон, тиростимулирующий гормон, кальцитонин, паратиреоидный гормон, антидиуретический гормон, адреналин, норадреналин;
  • 2) гормоны, осуществляющие свое действие с участием циклического гуанидинмонофосфата (цГМФ), оксид азота;
  • 3) гормоны, опосредующие свое действие с участием в качестве внутриклеточного вторичного мессенджера ионизированного кальция или фосфатидилинозитидов (инозитолтрифосфат и диацилглицерин) или обоих соединений, К ним относятся антидиуретический гормон, адреналин, норадреналин, ангиотензин II, гонадотропин-рилизинг гормон или люлиберин, тиролиберин;
  • 4) гормоны, оказывающие свое действие путем стимулирования каскада киназ и фосфатаз.

К ним относятся инсулин, пролактин, эритропоэтин.

Но это деление очень условно. В зависимости от типа рецептора один и тот же гормон может передавать сигнал через различные мессенжеры.

Например, при взаимодействии адреналина с в2 — рецептором в передаче сигнала участвует цАМФ. При взаимодействии адреналина с б1 — рецептором в передаче сигнала участвует ионизированный кальций и фосфатидилинозитиды.

источник

Транспорт гормонов в организме человека

Транспорт гормонов имеет очень существенно физиологическое значение. Гормоны стероидной структуры в значительной степени транспортируются в крови вместе с белком-носителем. Активным гормональным действием обладает свободный (несвязанный) гормон.

Под влиянием определенных стимулов может происходить освобождение гормона от белка-носителя; последний играет роль своеобразного депо, что позволяет восполнять недостаток в гормоне независимо от механизма секреции.

Особенно большое значение имеет взаимодействие с белком-носителем для кортизола. Концентрация этого белка-носителя, или транскортина, увеличивается, например, во время беременности, что смягчает влияние повышенного уровня кортизола в крови. Белок-носитель оказывает существенное влияние и на действие тиреоидных гормонов — тироксина и трийодтиронина.

В отношении белковых гормонов долгое время оставалось неясным, транспортируются ли они также специальными носителями. В отношении инсулина несомненно, что связь с белками играет чрезвычайно существенную роль, причем связанный инсулин оказывает в определенном отношении иное действие, чем свободный инсулин. Обращено также внимание на то, что у инсулина имеются различные белки-носители.

Некоторые данные позволяют предполагать, что гормон роста также может находиться в крови в связанной с белком форме. Возможно, этим следует частично объяснить наличие значительно отличающихся данных о концентрации гормона роста при определении его в крови иммунологическими и радиоиммунологическими методами.

Белковые гормоны могут подвергаться в крови также полимеризации. Это явление особенно характерно для хорионического гонадотропина. В крови также нередко циркулируют предшественники гормонов, обладающие рядом сходных с истинным гормоном биологических или иммунологических свойств. Так, например, кроме различных форм инсулина, в периферической крови иммунологически определяется проинсулин («big», большой инсулин), а также другие носители инсулиноподобной активности, в частности соматомедин.

Разрушение или инактивация гормонов в наибольшей степени происходит в эффекторных тканях, а также в печени и в почках. Эти процессы следует отличать от явления специфического метаболизма гормонов в эффекторных тканях. Так, например, гормональное действие тестостерона в предстательной железе осуществляется, как видно, не самим гормоном, а его метаболитами.

Продукты деградации гормонов, а также неизмененные гормоны экскретируются главным образом с мочой. Стероидные гормоны, вследствие нерастворимости в водной среде, предварительно превращаются в эфиры путем соединения с глюкуроновой и серной кислотами. Однако многие гормоны могут быть обнаружены в различных других экскретах, в частности в желчи.

Скорость утилизации гормона эффекторными тканями и удаления гормонов из организма определяет время существования гормонов в крови; оно выражается как период полужизни — время, за которое концентрация гормона уменьшается наполовину. Этот показатель имеет важное физиологическое значение и в зависимости от вида гормона лежит в интервале от нескольких минут до дней.

В настоящее время о величине продукции гормонов в организме судят па основании данных о концентрации их в крови и выделении из организма. Однако лишь в отдельных случаях содержание гормона могло быть определено в крови, непосредственно оттекающей от эндокринной железы. Показатель полужизни гормона в сочетании с данными о его концентрации и выделении помогает составить представление о величине суточной продукции гормона в организме.

источник

Транспорт гормонов в крови

Транспорт гормонов в системе кровообращения [ править | править код ]

Все гормоны выделяются эндокринными железами, которые их продуцируют, в сеть венозных капилляров, окружающих железу. После прохождения легких и сердца гормоны попадают в большой круг кровообращения и разносятся по всему телу. В крови только небольшие их количества обнаруживаются в виде связанных с мембраной красных кровяных телец, основная часть которых находится в растворенном состоянии в плазме крови (белково-пептидные гормоны) или в виде ассоциатов с белками плазмы (стероидные и тиреоидные гормоны). Благодаря своему химическому составу белково-пептидные гормоны являются гидрофильными и легко растворяются в плазме крови. Однако, находясь в кровеносном русле, такие гормоны подвергаются расщеплению различными протеолитическими ферментами, что препятствует их взаимодействию с тканями-мишенями. Вместе с тем следует вспомнить, что эндокринные железы, продуцирующие белково-пептидные гормоны, способны накапливать их и выделять после стимулирующего воздействия, указывающего на потребность организма в конкретном гормоне.

В отличие от белково-пептидных стероидные гормоны обладают гидрофобными свойствами и неспособны растворяться в плазме крови, поэтому основная масса их (> 95 %) находится в крови в виде комплексов с различными белками плазмы крови. Гормоны — производные аминокислот также обнаруживаются в плазме крови в виде комплексов с транспортными белками, хотя образование таких комплексов для разных гормонов происходит с различной эффективностью. Так, лишь около 50 % катехоламинов в крови образуют комплексы с транспортными белками, тогда как почти 99 % тиреоидных гормонов, которые являются более гидрофобными, находятся в связанном виде.

Стероиды могут либо связываться с белками, обладающими достаточно высокой специфичностью к определенным гормонам, либо с меньшей избирательностью и сродством с альбумином и транстиретином, концентрация которых в плазме крови достаточно высока. Синтез всех транспортных белков, включая и высокоспецифичные транспортные белки и представленные в большом количестве альбумин и транстиретин, синтезируются в печени (Rhoades, Pflanzer, 2003). Обладающие низким сродством по отношению к стероидным гормонам альбумин и транстиретин имеют несколько участков связывания, которые позволяют им образовывать комплексы не только с гормонами, но и с другими низкомолекулярными соединениями, встречающимися в крови. В отличие от них высокоспецифичные транспортные белки обычно имеют один сайт связывания, строение которого обеспечивает возможность взаимодействия только с конкретным гормоном, и характеризуются гораздо более высоким сродством к своему лиганду по сравнению с альбумином или транстиретином (Baulieu, 1990). Соотношение неспецифичных комплексов гормона с белками плазмы крови и его специфических комплексов со специализированными транспортными белками варьирует для разных гидрофобных гормонов. Например, альдостерон почти в равном количестве образует специфичные и неспецифичные комплексы, тогда как только около 10 % кортизола в плазме крови связано с глобулином и транстиретином, а более 85 % этого гормона находится в виде комплекса с кортикостероид-связывающим глобулином.

Независимо от того, с каким белком (альбумином, транстиретином или специфическим транспортным белком) гормон образует комплекс, лишь небольшие количества стероидных и тиреоидных гормонов, которые находятся в свободной форме, способны связываться с клеточными рецепторами тканей-мишеней, т. е. только несвязанный с транспортным белком гормон способен обеспечить специфическое биологическое воздействие на клетки-мишени. Когда свободные стероидные или тиреоидные гормоны взаимодействуют с тканью-мишенью, часть связанного гормона диссоциирует из комплекса со связывающим белком, благодаря чему формируется динамическое равновесие между связанной и несвязанной формой, состояние которого определяется потребностью поддержания гомеостаза организма. По сути дела, связанная фракция является своего рода депо, которое предоставляет гормон ткани-мишени по мере необходимости. Это, как предполагают, позволяет компенсировать отсутствие накапливающей способности у желез, синтезирующих стероидные и тиреоидные гормоны, в отличие от желез, продуцирующих белково-пептидные гормоны, которые способны накапливать активный гормон и при необходимости выделять его в кровь. И действительно, уже никто не считает, что основной функцией транспортных белков является преодоление проблемы низкой растворимости гидрофобных гормонов в плазме крови. Было показано, что благодаря своему небольшому размеру большинство стероидных и тиреоидных гормонов хорошо растворяется в крови, несмотря на гидрофобные свойства, обусловленные особенностями химического строения (Kronenberg et al., 2003). Это свидетельствует о том, что связывающие белки выполняют прежде всего запасающую роль, а также препятствуют переходу небольших по размеру гормонов из крови в почечные канальцы, что приводило бы к их преждевременному выведению из организма. В случае инсулиноподобных факторов роста; которые по своей природе являются гидрофильными, специфические связывающие белки выполняют роль непосредственных посредников, при необходимости доставляющих гормон к рецепторам клетки-мишени (Firth, Baxter, 2002).

источник