Биохимическая природа гормонов это

Химическая природа гормонов

пептиды : вазопрессин (антидиуретический гормон, АДГ), окситоцин,меланоцитостимулирующий гормон (МСГ), тиреотропин- рилизинг- гормон(ТРГ), гонадотропин- рилизинг- гормон (ГнРГ, ЛГ- РГ), соматостатин(СРИФ), кортикотропин- рилизинг-гормон (КРГ), соматокринин(СТГ- РГ, СТГ- РФ), ангиотензины (А2,А3).

-белки: инсулин, глюкагон, гормон роста, или соматотропин (РГ,СТГ), плацетарный лактоген (ПЛ), пролактин (ПРЛ), паратиреоидный гормон или паратгормон (ПТГ), в-липотротин и энкефалин, кальцитонин, адренокортикотропный гормон (АКТГ), секретин, холецистокинин (ХЦК), гастрин, желудочный ингибиторный пептид (ЖИП).

-гликопротеины: фолликулостимулирующий гормон (ФСГ), лютеинизирующий гормон (ЛГ), хорионический гонадотропин (ХГ), тиреотропный гормон (ТТГ).

2. Производные аминокислот:

-амины: дофамин, норадреналин, адреналин, мелатонин.

-йодтиронины: тироксин (Т4), трийодтиронин (Т3).

3 Стероидные гормоны: эстрогены (Э2, Э3), прогестерон (П), тестостерон (Т), дигидротестостерон (ДГТ), глюкокортикоиды, альдостерон, метаболиты холекальциферола (вит. D).

Общие свойства гормонов

1.Гормоны не инициируют новые реакции в клетках-мишенях, они включают ускорение одних биохимических реакций с одновременным торможением других.

2.Процессы синтеза, секреции , метаболической инактивации и (или) экскреции гормонов тесно взаимосвязаны и обеспечивают постоянный базальный гормональный фон, а также возрастание скорости продукции гормонов в периоды повышенной потребности в них.

3.Скорость секреции гормонов зависит от присутствия в крови субстратов, ионов, нейромедиаторов или других гормонов и осуществляется:

-на протяжении отдельных периодов всей жизни индивидуума: эмбриональный период, детство, период полового созревания, детородный период, менопауза, старость;

-в течение цикла беременность-лактация;

— в течение менструального цикла;

— вимпульсном режиме ( характерен для большинства гормонов ) с регулярной периодичностью, измеряемой сутками, часами, минутами.

4. Время действия гормонов различно:

-белки и гликопротеины- мин.-часы

5. Гормоны функционируют в пределах закрытых систем передачи информации с обратной связью.

6. Стероидные и тиреоидные гормоны переносятся в крови специальными транспортными белками.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: При сдаче лабораторной работы, студент делает вид, что все знает; преподаватель делает вид, что верит ему. 9505 — | 7341 — или читать все.

85.95.179.227 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)

очень нужно

источник

Химическая природа и классификация гормонов

Гормоны следует классифицировать по трем основным признакам.

  • 1. По химической природе.
  • 2. По эффекту (знаку действия) — возбуждающие и тормозящие.
  • 3. По месту действия на органы — мишени или другие железы: 1) эффекторные; 2) тропные.

В настоящее время описано и выделено более полутора сотен гормонов из разных многоклеточных организмов.

По химической природе гормоны делятся на следующие группы: белково-пептидные, производные аминокислот и стероидные гормоны. Первая группа — это гормоны гипоталамуса и гипофиза, поджелудочной и паращитовидной желёз и гормон щитовидной железы кальцитонин. Некоторые гормоны, например фолликулостимулирующий и тиреотропный, представляют собой гликопротеиды — пептидные цепочки, „украшенные“ углеводами. Пептидные и белковые гормоны обычно действуют на внутриклеточные процессы через специфические рецепторы, расположенные на поверхностной мембране клеток-мишеней. Гормонов имеющих белковую или полипептидную природу называют тропинами, так как они оказывают направленное стимулирующее действие на процессы роста и обмена веществ организма и на функцию периферических эндокринных желез. Рассмотрим некоторых гормонов белково-пептидной природы.

Тиреотропный гормон (тиреотропин) представляет собой сложный белок глюкопротеид с молекулярным весом около 10000. Он стимулирует функцию щитовидной железы, активирует ферменты протеазы и тем способствует распаду тиреоглобулина в щитовидной железе. В результате протеолиза освобождаются гормоны щитовидной железы — тироксин и трииодтиронин, которые поступают в кровь и с ней к соответствующим органам и тканям. Тиреотропин способствует накоплению иода в щитовидной железе, при этом в ней увеличивается число клеток и активируется их деятельность. гормональный простагландин циклазный

Тиреотропин выделятся гипофизом непрерывно в небольших количествах. Выделение его регулируется нейросекреторными веществами гипоталамуса.

Фолликулостимулирующий гормон обеспечивает развитие фолликул в яичниках и сперматогенез в семенниках. Представляет собой белок глюкопротеида с молекулярным весом 67000.

Производные аминокислот — это амины, которые синтезируются в мозговом слое надпочечников (адреналин и норадреналин) и в эпифизе (мелатонин), а также иодсодержащие гормоны щитовидной железы трииодтиронин и тироксин (тетраиодтиронин), из аминокислоты тирозина, которая, в свою очередь, синтезируется из незаменимой аминокислоты фенилаланина. К ним относятся гормоны мозгового слоя надпочечников норадреналин и адреналин, и гормоны щитовидной железы — трииодтиронин и тироксин.

Биохимическое изучение щитовидной железы началось с открытия содержания в ней значительных количеств иода (Бауман, 1896). Освальдом (1901) был обнаружен иодсодержащий белок тиреоглобулин. В 1919г. Кендалл при гидролизе тиреоглобулина выделил криссталическое вещество, содержащее около 60% иода. Эту аминокислоту он назвал тироксином (тетраиодтиронин). Образующийся в щитовидной железе тиреоглобулин не поступает в кровь как таковой. Он подвергается сначала ферментативному расщеплению, получившиеся при этом иодсодержащие тироксины и являются продуктами, выделяемыми в кровь. В тканях организма тироксины претерпевают химические превращения, образующиеся при этом продукты, очевидно, и оказывают свое действие на ферментативные системы, локализующиеся в митохондриях. Было найдено, что тироксин распределяется в клетках следующим образом: в клеточном ядре — 47 мг/%, в митохондриях — 34 мг/%, микросомах — 43мг/% и цитоплазме — 163 мг/%.

Гормоны щитовидной железы являются производными тиронина. В 1927г. Харрингтон и Барджер установили структуру тироксина, который можно считать как производное L — тиронина. Тиронин в организме образуется из аминокислоты L — тирозина. 199

Кроме тироксина, в щитовидной железе и плазме крови имеется другое, родственное ему соединение — трииодтиронин.

Корковый и мозговой слой надпочечников млекопитающих секретируют гормоны, различные как по химической природе, так и по физиологическому действию.

Гормоном мозгового слоя является адреналин. Адреналин — это продукт окисления и декарбоксилирования аминокислоты тирозина. Кроме адреналина, мозговой слой надпочечников вырабатывает также норадреналин, отличающийся от адреналина отсутствием в его молекуле метильной группы:

Адреналин и норадреналин вырабатываются различными клетками мозгового слоя. Биосинтез адреналина начинается с окисления фенилаланина, который превращается в тирозин; тирозин под влиянием фермента ДОФА — оксидазы превращается в 3,4-дегидрооксифенилаланин (ДОФА). Последний декарбоксилируется, и образуется амин, и из него норадреналин. Адреналин возникает уже как продукт метилирования норадреналина.

Третья группа как раз и отвечает за легкомысленную репутацию, которую гормоны приобрели в народе: это стероидные гормоны, которые синтезируются в коре надпочечников и в половых железах. Взглянув на их общую формулу, легко догадаться, что их биосинтетический предшественник — холестерин. Стероиды отличаются по количеству атомов углерода в молекуле: С21 — гормоны коры надпочечников и прогестерон, С19 — мужские половые гормоны (андрогены и тестостерон),С18 — женские половые гормоны (эстрогены). Многие гормоны являются членами семейств со сходной структурой, что отражает процесс молекулярной эволюции. Стероидные гормоны растворяются в жирах и легко проникают через клеточные мембраны. Их рецепторы находятся в цитоплазме или ядре клеток-мишеней.

В настоящее время из коры надпочечников выделено в чистом виде несколько десятков стероидов. Многие из них биологически неактивны, кроме таких, как альдостерол, гидрокортизон, кортизон, кортикостероид, 11- дегидрокортикостерон, 11- дезоксикортикостерон, 17-окси-11-дезоксикортико-стерон и 19- оксикортикостерон и некоторые другие. Стероиды имеют широкое применение в лечебной практике. Многие из них синтезированы и применяются при лечении болезней крови, ревматизма, бронхиальной астмы и др.

В настоящее время считают, что из перечисленных выше кортикостероидов надпочечники в основном секретируют 17- оксикортикостерон, кортикостерон и альдостерон. Все они имеют тетрациклическую структуру циклопентанпергидрофенантрена. Структурная основа такого циклического типа соединения характерна и для многих других соединений типа стероидов (холестерин, желчные кислоты, провитамин Д, половые гормоны). Многие из таких стероидов содержат 21 атом углерода и могут рассматриваться как производные прегнана или его изомера — аллопрегнана.

Стероиды коры надпочечников различаются наличием или отсутствием карбоксильных и гидроксильных групп, а также двойных связей между четвертым и пятым атомами углерода.

Кортизол (гидрокортизон) наиболее активный из естественных глюкопротеидов, регулирует углеводный, белковый и жировой обмен, вызывает распад лимфоидной ткани и торможение синтеза соединительной ткани.

Кортикостерон не содержит гидроксильной группы у семнадцатого атома углерода, и действие его отличается от действия гидрокортизона. Он не обладает антивоспалительным действием, почти не действует на лимфоидную ткань и не эффективен при заболеваниях, при которых с успехом используется гидрокортизон. У различных видов животных секретируется неодинаковое количество этих гормонов.

К стероидным гормонам также относятся половые гормоны. Это стероиды андрогенной (мужские) и эстрогенной (женские) природы.

Из природных андрогенных гормонов наиболее эффективными являются тестостерон и андростерон. Андростерон — это кортикостероид, так как у семнадцатого атома углерода находится кетогруппа. Тестостерон является просто стероидом. Он по своему строению близок к полициклическому углеводороду андростану. Андрогены отличаются от кортикостероидов, содержащих двадцать один атом углерода, отсутствием боковой цепи у семнадцатого атома углерода.

Тестостерон отличается от андростана тем, что имеет двойную связь в положении четыре и пять, кетогруппу в положении три и гидроксильную группу в положении семнадцать. В организме он расщепляется, и в ходе его распада наряду с другими метаболитами образуется андростерон.

Мужские половые гормоны является анаболическими гормонами, они стимулируют синтез и накопление белка в мышцах, наиболее выражено это в молодом возрасте. У андростерона проявляется только половое действие, но нет анаболического.

Андрогены являются синергистами (усиливают действие) некоторых других гормонов (например, кортикостероидов, гормона роста и других). В медицинской практике, животноводстве при импотенции и проявлениях недостаточности мужских половых желез применяется препарат метилтестостерон. Он отличается от тестостерона тем, что содержит метильную группу у семнадцатого атома углерода. Искусственно синтезируемый метилтестостеронв несколько раз активнее природного тестостерона.

Женские половые гормоны, или эстрогены, образуются в фолликулах яичников, в желтом теле и во время беременности в плаценте. Они являются производными эстрана, состоят из восемнадцати атомов углерода и отличаются от циклопентанопергидрофенантрена тем, что содержат только одну метильную группу тринадцатого атома углерода. Свойствами женских половых гормонов — вызывание течки у животных и разрастание слизистой оболочки матки — обладают несколько производных эстрана. Наиболее эффективными из них являются: эстрадиол, эстрон (Фолликул) и эстриол (яичник женщины секретирует примерно 1 мг эстрадиола за сутки).

источник

Гуморальная регуляция. Классификация гуморальных агентов и эндокринных желёз. Биохимическая природа гормонов.

При изучении эпителиальных тканей организма в классификации, наряду с покровным эпителием, выделялся железистый эпителий, в который входили железы внешней секреции (экзокринные) и железы внутренней секреции (эндокринные). Указывалось, что эндокринные железы не имеют выводных протоков и выделяют свой секрет (который называется гормон) в кровь или лимфу. По строению железы внутренней секреции делятся на два типа: фолликулярные, — когда эндокриноциты формируют фолликулы, и трабекулярные, — представленные тяжами эндокринных клеток.

Гормоны — это вещества с высокой биологической активностью — регулируют рост и деятельность клеток различных тканей организма.

Для гормонов характерна специфичность действия на конкретные клетки и органы, называемые мишенями. Это обусловлено наличием на клетках-мишенях специфических рецепторов, распознающих и связывающих данный гормон. Будучи связан рецептором, гормон может воздействовать на плазматическую мембрану, на фермент, находящийся в этой мембране, на клеточные органеллы в цитоплазме или же на ядерный (генетический) материал.

Химическая природа гормонов различна. Подавляющее большинство гормонов принадлежит к белкам и производным аминокислот, часть — к стероидам (т.е. производным холестерина).

Эндокринная регуляция является одним из нескольких видов регуляторных воздействий, среди которых выделяют:

аутокринную регуляцию (в пределах одной клетки или клеток одного типа);

паракринную регуляцию (короткодистантную, — на соседние клетки);

эндокринную (опосредованную гормонами, циркулирующими в крови);

Наряду с термином «эндокринная регуляция», часто используют термин «нейро-гуморальная регуляция», подчеркивая тесную взаимосвязь нервной и эндокринной систем.

Общим для нервных и эндокринных клеток является выработка гуморальных регулирующих факторов. Эндокринные клетки синтезируют гормоны и выделяют их в кровь, а нейроны синтезируют нейромедиаторы (большинство из которых является нейроаминами): норадреналин, серотинин и другие, выделяющиеся в синаптические щели. В гипоталамусе находятся секреторные нейроны, совмещающие свойства нервных и эндокринных клеток. Они обладают способностью образовывать как нейроамины, так и олигопептидные гормоны. Выработка гормонов эндокринными органами регулируется нервной системой.

Классификация эндокринных структур

I. Центральные регуляторные образования эндокринной системы:

гипоталамус (нейросекреторные ядра);

гипофиз (аденогипофиз и нейрогипофиз);

II. Периферические эндокринные железы:

надпочечники (корковое и мозговое вещество).

III. Органы, объединяющие эндокринные и неэндокринные функции:

гонады (половые железы — семенники и яичники);

IV. Одиночные гормонпродуцирующие клетки, апудоциты.

Как в любой системе, центральные и периферические ее звенья имеют прямые и обратные связи. Гормоны, вырабатываемые в периферических эндокринных образованиях, могут оказывать регулирующее влияние на деятельность центральных звеньев.

Одной из особенностей строения эндокринных органов является обилие в них сосудов, особенно гемокапилляров синусоидного типа и лимфокапилляров, в которые поступают секретируемые гормоны.

источник

Обмен гормонов

Классификация гормонов по их химической природе

БИОХИМИЯ ГОРМОНОВ

Гормоны – органические биологические вещества, вырабатываемые в эндокринных железах или клетках, транспортируемые кровью и оказывающие регуляторное действие на обменные процессы и физиологические функции.

Гормоны являются первичными посредниками между центральной нервной системой и тканевыми процессами. Термин гормоны 1905 году ввели ученые Бейлис и Старлинг. К эндокринным железам относится гипоталамус, гипофиз, эпифиз, тимус, щитовидная железа, паращитовидная железа, поджелудочная железа, надпочечники, половые железы и диффузная нейроэндокринная система. Единый принцип номенклатуры гормонов отсутствует. Их называют по месту образования (инсулин от insula-островок), по физиологическому эффекту (вазопрессин), гормоны передней доли гипофиза имеют окончание – тропин, окончание – либерин и – статин указывает на гипоталамические гормоны.

По химической природе гормоны делят на 3 группы.

I. Белково-пептидные гормоны.

a) Простые белки (соматотропин, инсулин)

b) Пептиды (кортикотропин, меланотропин, кальцитонин)

c) Сложные белки (чаще гликопротеиды – тиреотропин, гонадотропин)

II. Гормоны — производные отдельных аминокислот (тироксин, адреналин)

III. Стероидные гормоны (производные холестерина – кортикостероиды, андрогены, эстрогены)

Химическая природа гормонов определяет особенности их метаболизма.

Синтез гормонов. Гормоны белковой природы синтезируются по законам трансляции. Гормоны — производные аминокислот синтезируются путём химической модификации аминокислот. Стероидные гормоны образуются путём химической модификации холестерина. Некоторые гормоны синтезируются в активной форме(адреналин), другие синтезируются в виде неактивных предшественников (препроинсулин). Некоторые гормоны могут активироваться за пределами эндокринной железы. Например, тестостерон в предстательной железе переходит в более активный дигидротестостерон. Синтез большинства гормонов регулируется по принципу обратной связи (авторегуляция)

Под действием импульсов ЦНС в гипоталамусе синтезируется либерины (кортиколиберин, тиреолиберин, соматолиберин, пролактолиберин, гонадолиберин), которые активируют функцию передней доли гипофиза, и статины, тормозящие функцию передней доли гипофиза (соматостатин, пролактостатин, меланостатин). Либерины и статины регулируют выработку тропных гормонов передней доли гипофиза. Тропины передней доли гипофиза, в свою очередь, активируют функцию периферических эндокринных желез, которые вырабатывают соответствующие гормоны. Высокая концентрация гормонов тормозит либо выработку тропных гормонов, либо выработку либеринов (отрицательная обратная связь).

При нарушении регуляции синтеза гормонов может возникать либо гиперфункция, либо гипофункция.

Транспорт гормонов. Водорастворимые гормоны (белково-пептидные гормоны, гормоны — производные аминокислот (исключая тироксин)) транспортируются свободно в виде водных растворов. Водонерастворимые (тироксин, стероидные гормоны) транспортируются в комплексе с транспортными белками. Например, кортикостероиды транспортируются белком транскортином, тироксин — тироксинсвязывающим белком. Белковосвязанные формы гормона расцениваются как определённое депо гормонов. Концентрация гормонов в плазме крови очень мала, находится в диапазоне 10 -15 -10 -19 моль.

Циркулирующие в крови гормоны оказывают эффект на определенные ткани – мишени, в которых имеются рецепторы к соответствующим гормонам. Рецепторы чаще всего являются олигомерными гликопротеидами или липопротеидами. Рецепторы к различным гормонам могут располагаться или на поверхности клеток, или внутри клеток. Количество рецепторов, их активность может изменяться под действием различных факторов.

Катаболизм гормонов. Гормоны белковой природы распадаются до аминокислот, аммиака, мочевины. Гормоны — производныеаминокислот инактивируются различными способами – дезаминирование, отщепление йода, окисление, разрыв кольца. Стероидные гормоны инактивируются путём окислительно-восстановительных превращений без разрыва стероидного кольца, путём реакции конъюгирования с серной кислотой и глюкуроновой кислотой.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Увлечёшься девушкой-вырастут хвосты, займёшься учебой-вырастут рога 9961 — | 7766 — или читать все.

источник

Гипоталамус -аденогипофиз

В гипоталамусе мелкие клетки синтезируют высвобождающие гормо-

ны (либерины) или ингибирующие гормоны (статины). Либерины и стати-

ны поступают в кровеносные сосуды и с кровью достигают аденогипофиза.

Если на клетки аденогипофиза действуют либерины, то клетки выделяют

гормон, а если статины, то продукция гормонов тормозится. Всего обна-

ружено 6 либеринов и 3 статина: соматолиберин, кортиколиберин, тирео-

либерин, люлиберин, пролактолиберин, меланолиберин, соматостатин,

пролактостатин, меланостатин. Стимулом для синтеза либеринов или ста-

тинов являются нервные импульсы или вещества, приносимые кровью

в гипоталамус. В гипоталамусе отсутствует гематоэнцефалический барьер

и имеются рецепторы к гормонам.

Гормоны аденогипофиза

1. Соматотропный гормон (стг) — гормон роста. По химической

природе является полипептидом, видоспецифичен, действие опосреду-

ется через вещество плазмы — соматомедин. Мишени для СТГ — это

клетки хрящевой ткани (стимулирует рост костей в длину) и все клетки

организма (увеличивает их проницаемость для глюкозы, аминокислот).

В жировой ткани стимулирует липолиз. СТГ принимает участие в за-

живлении ран, регенерации клеток. Концентрация СТГ увеличивается

в крови в ночное время, когда в организме усиливаются процессы ана-

болизма. Выработка СТГ усиливается под действием либеринов, а на

выработку соматолиберина влияют лимбическая система, уровень глю-

козы и аминокислот в крови. Соматостатин тормозит выработку СТГ.

2. Адренокортикотропный гормон (АКТГ) — кортикотропин. По

химической природе полипептид. Клетки-мишени — пучковая зона

коры надпочечников (выброс в кровь глюкокортикоидов), жировые

клетки (стимулируют липолиз). Выделение контролируется кортиколи-

беринами, которые выделяются при гипоксии мозга, болевых воздейст-

виях, физической нагрузке, охлаждении, гиповолемии, гипогликемии,

3. Пролактин — лактотропный гормон (ПРЛ), полипептид. Мише-

нями в мужском организме являются семенники. Под действием ПРЛ

повышается их чувствительность к половым гормонам. В женском ор-

ганизме мишенями являются клетки молочной железы. Гормон стиму-

лирует образование молока у кормящей матери, участвует в формиро-

вании материнского чувства. Стимулом для выработки гормона являет-

ся изменение уровня половых гормонов в крови, раздражение

механорецепторов соска молочной железы.

4. Фолликулостимулирующий гормон (ФСГ). В мужском организме

мишенями являются семенники, в которых усиливается сперматогенез,

в женском организме — яичники. Гормон стимулирует рост фоллику-

лов и образование эстрогенов.

5. Лютеинизирующий гормон (ЛГ). Мишени в мужском организ-

ме — семенники, гормон контролирует выработку андрогенов, в жен-

ском — яичники, гормон способствует овуляции, образованию желтого

тела. Регуляция уровня гормона в крови осуществляется в зависимости

от изменения уровня половых гормонов.

6. Тиреотропный гормон (ТТГ) — гликопротеид. Клетки-мишени —

это фолликулярный аппарат щитовидной железы. Продукция определя-

ется тиреолиберином, который вырабатывается при снижении уровня

тироидных гормонов в крови, при длительном действии холода на ор-

7. Меланоцитстимулирующий гормон (МСГ). Клетками-мишенями

источник

ХИМИЧЕСКАЯ ПРИРОДА ГОРМОНОВ И ДРУГИХ БАВ

Все гормоны с точки зрения их химической структуры делятся на 3 класса — белковые, стероидные (липндные) и производные аминокислот.

Группа белковых гормонов представлена, во-первых, гормонами-протеидами (сложными белками). Это глкжопротеиды. К этой группе относятся тиреотропный гормон (ТГГ), фолли-кулостимулирующий гормон (ФСГ), лютешшзирующий гормон (ЛГ). Вторая группа — это пептидные гормоны, состоящие из 30—90 аминокислотных остатков. К этой группе относят­ся адренокортикотропный гормон (АКТГ), соматотропный гормон (СТГ), меланоцитстиму-лирующий гормон (МСГ), пролактин, паратгормон, инсулин, глюкагон. Например, АКТГ содержит 39 аминокислотных остатков, СТГ— 191, пролактин— 198. Третья группа белко­вых гормонов — это группа олигопептидов (малых пептидов), она представлена гормонами, состоящими из небольшого числа аминокислотных остатков: это либерины, статины, гормо­ны желудочно-кишечного тракта. Например, соматостатин содержит 14 аминокислот, гона-долиберин — 10 аминокислот, окситоцин содержит 9 аминокислотных остатков.

Важно отметить, что белковые гормоны, во-первых, являются гидрофильными и потому они не способны проходить пассивно через фосфолипидные барьеры (плазматические мем­браны), во-вторых, их гидрофильность позволяет самостоятельно транспортироваться с кровью, так как они растворимы в крови.

Стероидные, или липндные, гормоны представляют собой производные холестерина (хо­лестерин переходит в прегненолон, из которого происходят все основные стероидные гор­моны) — кортикостерон, кортизол, альдостерон, прогестины, эстрадиол, эстриол, эстрон, тестостерон, стеролы витамина Д. Кроме того, к этой группе гормонов относятся арахидо-новая кислота и ее производные — простагландины, простациклины, тромбоксаны, лейко-триены. Для всех этих гормонов характерна гидрофобность. Поэтому они хорошо прохо­дят из мест своего синтеза через клеточную мембрану и попадают беспрепятственно в дру­гие среды (кровь, межклеточное пространство). В крови они требуют специальных носите­лей, так как гидрофобный

Группа гормонов — производных аминокислот, представлена такими гормонами, как адреналин, норадреналин, дофамин, тироидные гормоны (трийодтиронин, тироксин) — все они являются производными аминокислоты тирозин. Серотонин — производное триптофа­на, гистамин — производное гистидина. Только тиреоидные гормоны способны проходить

через клеточные барьеры, все остальные производные аминокислот не могут проходить через плазматическую мембрану внутрь клетки.

В целом, знание химической природы гормона позволяет в определенной степени по­нять отдельные этапы сложного процесса, который возникает при воздействии гормона на орган-мишень.

СИНТЕЗ И ТРАНСПОРТ ГОРМОНОВ

1.Белковые гормоны (белково-пептидные гормоны) образуются путем процессинга бел­
ковых предшественников (прогормонов) или даже нрепрогормонов. Как правило, синтез
осуществляется в рибосомах шероховатого ретикулюма эндокринной клетки. Принцип син­
теза таков — во внутреннем пространстве ретикулюма на рибосомах синтезируется пре-
прогормон. Затем от него отщепляется 20—25 аминокислотных остатков и в таком виде
образовавшийся прогормон отшнуровывается от ретикулюма в виде везикул или гранул и
попадает в аппарат Гольджи. В этом аппарате содержимое гранул (везикул) высвобождает­
ся, происходит отщепление от прогормона лишних аминокислотных фрагментов и таким
образом образуется гормон. Этот синтезированный гормон окружается мембранами и вы­
носится в виде везикулы к плазматической мембране. По мере транспорта везикулы в ней
происходит дозревание гормона, например, ацетилирование его конца. После слияния ве­
зикулы с плазматической мембраной происходит разрыв везикулы и излитие гормона в ок­
ружающую среду — происходит явление экзоцитоза.

Вот пример синтеза инсулина: в результате рибосомального синтеза на мембранах ше­роховатого ретикулюма образуется пропроинсулин — 109 аминокислотных остатков; здесь же, в ретикулюме, от него отщепляется гидрофобный фрагмент, состоящий из 23 аминокис­лотных остатков, и остается проинсулин. Везикула с проинсулином переносится в аппарат Гольджи, где мембранная протеиназа выщепляет из молекулы проинсулина (1-86) фраг­мент 31-65. В результате образуется инсулин — две цепи А и В, соединенные между собой двумя S-S мостиками. Здесь же в аппарате Гольджи заготовленная заранее везикула захва­тывает инсулин, а также ионы цинка. После присоединения везикулы к плазматической мембране ее содержимое — инсулин — выбрасывается в межклеточное пространство. Син­тез молекулы происходит за 1 —2 минуты, транспорт проинсулина от ретикулюма до аппа­рата Гольджи занимает 10—20 минут, а «созревание» везикул, несущих инсулин от аппара­та Гольджи до плазматических мембран, происходит за 1—2 часа.

В целом от начала синтеза белковых гормонов до момента их появления в местах секре­ции проходит 1—3 часа. Самое «улкое» место — это процесс секреции — процесс от эндо-плазматического ретикулюма до плазматической мембраны. Поэтому в основном регуля­ция уровня гормонов в крови осуществляется на этапах секреции, а не на этапах синтеза.

Некоторые гормоны образуются из общего предшественника, например, АКТГ, МСГ, липотропины, эндорфины, энкефалины образуются из общего предшественника — пропио-омеланокортина. Поэтому индукция или репрессия синтеза этого предшественника сказы­вается одновременно на каждом из перечисленных гормонов.

Белковые гормоны в силу их гидрофильности хорошо растворимы в крови и поэтому не требуют специальных переносчиков. Их разрушение в крови и тканях осуществляется с участием специфических протеиназ, содержащихся в клетках-мишенях, а также протеиназ крови, печени, почек. Например, окситоцин разрушается окситоциназой. Полупериод жиз­ни их в крови составляет 10—20 минут и меньше.

2. Синтез стероидных гормонов.Он осуществляется в клетках, начиная с подготовки
холестерина, основного источника всех стероидов. В клетках-продуцентах стероидов име­
ется холестерин, который частично поступает из плазмы. Обычно холестерин связан с жир­
ными кислотами. Поэтому первый этап синтеза — это отщепление жирных кислот, оно
происходит под влиянием фермента холестеринэстеразы. Свободный холестерин поступа­
ет в митохондрии и здесь он превращается в прегненолон. В его образовании принимают

участие цитохром Р45О, десмолаза и другие ферменты. Затем, образованный прегненолон поступает из митохондрий в эндоплазматический ретикулюм и микросомы. Здесь вначале образуется прогестерон, из которого с помощью различных ферментов образуются все сте­роидные гормоны. Один путь — это превращение прогестерона в кортикостерон и альдос-терон. Второй путь — превращение прогестерона в кортизол, из которого образуются анд-рогены (тестостерон), которые в свою очередь превращаются в эстрогены. Суть всех пре­вращений, начиная от процесса преобразования холестерина в прегненолон в митохондри­ях и последующих реакций в микросомах, заключается в гидроксилировании молекул сте­роидов. Эти процессы осуществляются специальными ферментами — гидроксилазами и оксидазами. Набор этих ферментов и определяет те стероидные гормоны, которые синтези­руются в конкретной эндокринной клетке (глкжокортикоиды, минералокортикоиды, поло­вые гормоны, прогестины). Интенсивность синтеза стероидных гормонов контролируется АКТГ и ЛГ, которые за счет изменения уровня цАМФ и (как следствие этого) повышения активности протеинкиназ активируют ферменты, участвующие в стероидогенезе, усиливая скорость образования соответствующих гормонов.

Период полужизни в крови для стероидов примерно равен 0,5—1,5 часа. Транспорт осу­ществляется транскортином (для кортикостероидов), тестостерон-эстроген-связывающим глобулином.

3. Синтез катехоламинов. Он осуществляется за счет последовательного превращения аминокислоты тирозина в ДОФА (диоксифенилаланин), дофамин, норадреналин, адрена­лин. Превращение тирозина в ДОФА происходит в цитоплазме хромаффинной клетки под влиянием фермента тироэингидроксилазы. Это наиболее медленная стадия в биосинтезе катехоламинов. Инсулин, глюкокортикоиды, ацетилхолин повышают активность этого фер­мента и ускоряют процесс образования катехоламинов. Образовавшийся ДОФА в цитоплазме превращается в дофамин. Дофамин проникает в специально образованные гранулы (вези­кулы), в которых при наличии фермента дофамин-бета-оксидазы и кофакторов превращает­ся в норадреналин. Из этих везикул норадреналин может выбрасываться в синаптическую щель (если речь идет о синапсе) или в цитоплазму. В цитоплазме с помощью фермента метилазы образуется адреналин, который поступает в специальные гранулы (везикулы) и с помощью этих гранул секретируется клеткой во внеклеточное пространство. Считается, что полу период жизни катехоламинов в крови человека I—3 минуты. Катехоламины в кро­ви связываются белками и лишь 5—10% их находится в свободном состоянии. Благодаря этому белки выполняют функцию буфера, поддерживая на постоянном уровне концентра­цию гормона в крови.

РЕЦЕПТОРЫ ГОРМОНОВ

Гормональные рецепторы — а число идентифицированных рецепторов в настоящее вре­мя достигло 60, в 50% случаев локализуются на мембранах клетки-мишени, а в остальных случаях — внутри клетки. Гормоны, которые не способны проникать через плазматичес­кую мембрану, должны иметь рецепторы на поверхности клетки. Плазматические рецепто­ры имеют белковые гормоны — ТТГ, ФСГ, ЛГ, хорионический гормон, СТГ, пролактин, хорионический соматотропин (плацентарный лактоген), инсулин, инсулиноподобный фак­тор роста I и Н, соматомедин, релаксин, гастрин, холецистокинин, глюкагон, ВИП, АКТГ, альфа-МСГ, энкефалины, эндорфины, бета-липотропин, окситошш, вазопрессин (АДГ), эпидермальный фактор роста, паратирин (паратгормон), кальцитонин, тиролиберин, гонадо-либерин, соматостатин, соматолиберин. На поверхности клетки имеются рецепторы для вос­приятия катехоламинов (альфа- и бета-адренорецепторы), простагландинов (пока идентифи­цировано лишь 6 видов рецепторов), серотонина, нейротензина, вещества Р, гистамина.

Внутриклеточные рецепторы служат для восприятия стероидных гормонов — глюко-кортикоидов, минералокортикоидов, эстрогенов, андрогенов, прогестинов, а также тирео-идных гормонов — тироксина и трийодтиронина.

Ко многим гормонам рецепторы еще не выявлены.

Все гормональные рецепторы представляют собой специфические структуры клетки, связывание с которыми — обязательное условие для проявления эффектов гормонов. Ре­цепторы обладают высоким средством и избирательностью к гормонам, но в то же время они могут связывать структурные аналоги гормонов. Поэтому в литературе принято такое понятие: вещества, имитирующие действие гормона — это агонисты, или миметики, а ве­щества, которые связываются с рецепторами, но при этом не вызывают биологического эффекта или препятствуют связыванию гормона — антагонисты, или литики.

В одной и той же клетке и даже на одной и той же мембране клетки могут располагаться десятки разных типов рецепторов. Рецепторы представляют собой белковые структуры. Их синтез происходит в эндоплазматическом ретикулюме (в рибосомах). После образования они проходят «дозревание» в аппарате Гольджи, откуда транслоцируются в плазматичес­кие мембраны или в цитозоль. Количество рецепторов одного и того же типа, например, адренорецепторов, на поверхности клетки варьирует. Существуют несколько видов регуля­ции концентрации рецепторов. Один из них — это регуляция за счет изменения синтеза рецепторов. Например, при беременности у женщин в миометрии существенно меняется концентрация окситоциновых, серотониновых рецепторов, холино- и адренорецепторов. Так, согласно нашим данным, при беременности миометрии женщин лишается М-холино-рецепторов, но в то же время в нем возрастает концентрация окситоциновых, серотонино­вых и гистаминовых рецепторов, повышается концентрация бета-адренорецепторов и сни­жается уровень альфа-адренорецепторов. Все эти изменения, вероятнее всего, происходят под влиянием эстрогенов и прогестерона.

Концентрация рецепторов на поверхности клетки зависит также от уровня гормонов. Например, когда содержание в крови гормона возрастает, то число рецепторов для этого гормона на поверхностной мембране снижается. Этим самым как бы происходит сниже­ние чувствительности клетки к гормону, находящемуся в крови в избыточном состоянии. И наоборот, если уровень гормона в крови снижается, то концентрация рецепторов для этого гормона возрастает, повышается чувствительность клетки к данному гормону. Этот принцип регуляции числа гормональных рецепторов внутри и на поверхности клетки-ми­шени получил название «даун-регуляции».

Для взаимодействия гормона с рецептором важно его сродство к этому рецептору. Эта величина тоже может модулироваться. Например, при закислении среды с рН 7,4 до 7,0 связывание инсулина с инсулиновыми рецепторами снижается на 50%. Установлено, что «пустые» рецепторы имеют высокое сродство к гормону, когда же «оккупированы», то их сродство к гормону снижается.

Сродство к гормону, или количество функционально активных рецепторов, может регу­лироваться (в условиях патологии) за счет появления аутоантител к специфическим рецеп­торам. Например, при некоторых формах сахарного диабета несмотря на достаточно высо­кий уровень инсулина в крови имеет место функциональная недостаточность инсулярного аппарата — часть инсулиновых рецепторов оккупирована антителами.

МЕХАНИЗМ ДЕЙСТВИЯ ГОРМОНОВ

Взаимодействие гормона с рецептором — это обязательный начальный этап, запускаю­щий целый каскад реакций, в результате которого гормон оказывает свой физиологический эффект, например, повышение синтеза специфических белков-рецепторов, повышение син­теза гормона, сокращение гладкомышечных клеток и т. п. Рассмотрим более конкретно эти каскады.

источник