 |
|
АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология |
Классификация гормоновОбщая характеристика гормонов К гормонам относят разнообразные по химической природе соединения, вырабатываемые в эндокринных железах, секретируемые непосредственно в кровь, оказывающие дистанционный биологический эффект. Они являются гуморальными посредниками, которые обеспечивают поступление сигнала в клетки-мишени и вызывают специфические изменения в сенситивных к ним тканях и органах. Отдельно выделяют тканевые гормоны, синтезируемые особыми эндокринными или рабочими клетками внутренних органов (почек, кишечника, легких, желудка и так далее), крови и оказывающие действие преимущественно в месте выработки. Гормоны оказывают свой эффект в очень малых концентрациях (10-3–10-12 моль/л). У каждого из них существует свой ритм секреции в течение суток, месяца или времени года, специфический для каждого гормона период жизни, как правило, очень короткий (секунды, минуты, редко часы). По химической природе гормональные молекулы относят к трем группам соединений:
Регуляция Регуляцию деятельности эндокринных органов и тканей осуществляет центральная нервная система посредством прямых иннервационных воздействий (нейро-проводниковый компронент), а также через управление работой гипофиза гипоталамическими рилизинг-факторами: стимулирующими либеринами и тормозящими статинами (нейро-эндокринный компонент). Гипофиз транслирует эти сигналы в виде своих тропных гормонов соответствующим эндокринным железам. Гормоны влияют на работу нервной системы попосредством изменения содержания глюкозы, регуляции синтеза белка в мозге, потенцирования действия медиаторов и т. д. Чаще всего это влияние осуществляется по механизму отрицательной обратной связи. Тот же механизм действует внутри эндокринной системы: гормоны периферических желез снижают активность центральной железы – гипофиза. Синтез Синтез гормонов в эндокринных железах и клетках завершается, как правило, на стадии образования активной формы. Иногда синтезируются малоактивные или вообще неактивные молекулы, называемые прогомонами. В таком виде может осуществляться резервирование или транспортировка к месту рецепции (например, после ферментативного отщепления C‑пептида от проинсулина освобождается активный инсулин). Секреция Секреция гормонов в кровь осуществляется посредством активного выброса и зависит от нервных, эндокринных, метаболических воздействий. В эндокринных опухолях такая зависимость может быть нарушена и гормоны секретируются спонтанно. Молекулы гормонов способны депонироваться в клетках эндокринных желез (иногда – рабочих органов) за счет образования комплекса с белками, ионами двухвалентных металлов, РНК или накопления внутри субклеточных структур. Транспорт Транспорт гормона от места синтеза к месту действия, метаболизма или выведения осуществляется кровью. В свободной форме циркулирует до 10% общего количества гормона, остальной пул ‑ в комплексе с белками плазмы и форменными элементами крови. С неспецифическим транспортным белком – альбумином связано менее 10% гормона, со специфическими белками более 90%. Специфическими белками являются: транскортин для кортикостероидов и прогестерона, секс-стероидсвязывающий глобулин для андрогенов и эстрогенов, тироксинсвязывающий и интер-a‑глобулины для тиреоидов, инсулинсвязывающий глобулин и другие. Вступив в комплекс с белками, гормоны депонируются в кровяном русле, временно выключаясь из сферы биологического действия и метаболических превращений (обратимая инактивация). Активной становится свободная форма гормона. С учетом этого факта разработаны методы определения общего количества гормона, свободной и связанной с белками форм и самих белков-переносчиков. Рецепция Рецепция и эффект гормона на органы-мишени является основным звеном эндокринной регуляции. Способность гормона к передаче регуляторного сигнала обусловлена наличием в клетках-мишенях специфических рецепторов. Рецепторы в большинстве случаев – белки, преимущественно гликопротеиды, имеющие специфическое фосфолипидное микроокружение. Связывание гормона с рецептором определяется законом действующих масс по кинетике Михаэлиса. При рецепции возможно проявление положительного или отрицательного кооперативных эффектов, когда ассоциация первых молекул гормона с рецептором облегчает или затрудняет связывание последующих. Рецепторный аппарат обеспечивает избирательный прием гормонального сигнала и инициацию специфического эффекта в клетке. Локализация рецепторов в определенной мере обуславливает тип действия гормона. Выделяют несколько групп рецепторов: 1) Поверхностные: при взаимодействии с гормоном меняют конформацию мембран, стимулируя перенос ионов или субстратов в клетку (инсулин, ацетилхолин). 2). Трансмембранные: имеют контактный участок на поверхности и внутримембранную эффекторную часть, связанную с аденилат- или гуанилатциклазой. Образование внутриклеточных мессенджеров – цАМФ и цГМФ – стимулирует специфические протеинкиназы, влияющие на синтез белка, активность ферментов и т.д. (полипептиды, амины). 3) Цитоплазматические: связываются с гормоном и в виде активного комплекса поступают в ядро, где контактируют с акцептором, приводя к усилению синтеза РНК и белка (стероиды). 4) Ядерные: существуют в виде комплекса негистонового белка и хроматина. Контакт с гормоном напрямую включает механизм его действия (гормоны щитовидной железы). Величина эффекта гормона зависит от концентрации гормонального рецептора, поступающего к клеткам-мишеням, от числа специфических рецепторов, степени их сродства и избирательности к гормону. На величину эффекта может влиять действие других гормонов, как антагонистическое (инсулин и глюкокортикоиды разнонаправленно действуют на поступление глюкозы в клетку), так и потенцирующее (глюкокортикоиды усиливают влияние катехоламинов на сердце и мозг). Изучение функционирования рецепторного аппарата актуально в клинике, особенно при сахарном диабете, вызванном рецепторной инсулинорезистентностью, при синдроме тестикулярной феминизации или определении гормон-чувствительных опухолей молочной железы. Инактивация Инактивация гормонов происходит под влиянием соответствующих ферментных систем в самих железах внутренней секреции, в органах-мишенях, а также в крови, печени и почках. Основные химические превращения гормонов:
Катаболизм является важным механизмом регуляции активности гормонов. Через влияние на концентрацию свободного гормона в крови, по механизму обратной связи, контролируется скорость его секреции железой. Усиление катаболизма смещает в крови динамическое равновесие между свободным и связанным гормоном в сторону его свободной формы, тем самым, повышая доступ гормона в ткани. Длительное усиление распада некоторых гормонов может подавлять биосинтез специфических транспортных белков, увеличивая пул свободного ‑ активного гормона. Скорость разрушения гормона – его метаболический клиренс – оценивают величиной объема плазмы, очищенной от исследуемых молекул за единицу времени. Выведение Выведение гормонов и их метаболитов осуществляется почками с мочой, печенью с желчью, желудочно-кишечным трактом с пищеварительными соками, кожей с потом. Продукты распада пептидных гормонов поступают в общий пул аминокислот организма. Способ выведения зависит от свойств гормона или его метаболита: структуры, растворимости и т.д. Приоритетным материалом при изучении выведения гормонов в клинике является моча. Исследование порционной или суммарной величины экскреции гормонов и метаболитов с мочой дает представление об общей величине секреции гормона за сутки или в отдельные их периоды. Таким образом, эндокринная функция представляет собой сложную, многокомпонентную систему взаимосвязанных процессов, определяющих на различных уровнях как специфику и силу гормонального сигнала, так и чувствительность клеток и тканей к данному гормону. Нарушения в системе эндокринной регуляции могут быть связаны с любым из названных звеньев. Классификация гормонов
Хотя основные данные о химии пептидов были получены до 1953 г., но именно в это время начались работы по установлению аминокислотной последовательности пептидов и белков. Основополагающими явились сообщения Дю Виньо (du Vineaaud) и его школы о структуре пептидов задней доли гипофиза. Первым крупным пептидом, аминокислотную последовательность которого удалось выяснить, был инсулин. Пионерскую работу Сангера по инсулину можно считать краеугольным камнем не только эндокринологии, но и всех других областей биологической науки. По мере развития методов пептидной химии была выяснена структура всех пептидов и белков, перечисленных в табл., причем многие из этих веществ были впоследствии синтезированы. В табл. перечислены также основные источники гормонов. Однако исследования по клеточной локализации многих гормонов показали, что такие пептиды, как АК, ТГ. гипоталамические рилизинг-гормоны (либерины), многие гормоны желудочно-кишечного тракта, ангиотензин, энкефалин, все гормоны задней доли гипофиза, встречаются и во внегипоталамических областях головного мозга. Эти данные удалось получить лишь после разработки высокочувствительного иммунофлуоресцентного метода, позволяющего избирательно метить и выявлять внутриклеточные гормоны с помощью специфических антител, ковалентно связанных с флуоресцирующими веществами. Хотя функция этих пептидов в ЦНС выяснена недостаточно, имеются убедительные доказательства их важной модуляторной роли в деятельности центральных нейронов. У вещества, отнесенного к классу гормонов, впоследствии могут быть обнаружены и какие-то иные функции. Следует остановиться на особом классе гликопротеиновых гормонов, перечисленных в табл. Эти вещества представляют собой димерные белки и содержат идентичную альфа-субъединицу. Расшифровка структуры гликопротеиновых гормонов оказалась особенно важной для разработки радиоиммунологических методов их определения, поскольку различать подобные гормоны удается только с помощью антител к их различным единицам. Иногда химический принцип классификации бывает менее полезным, чем какой-либо иной, например по вырабатывающим гормоны железам. "Клетки передней доли гипофиза вырабатывают не менее шести гормонов: пролактин (ПРЛ), лютеинизирующий гормон (ЛГ), фолликулостимулирующий гормон (ФСГ), адренокортикотропин (АКТГ), тиреотропин (ТТГ) и гормон роста (ГР, или СТГ). Предполагается, что значительное место среди гипофизарных гормонов занимает, кроме того, бета-липотропин - предшественник эндогенных пептидов с морфиноподобной активностью. Структурно близкие вещества отдельных подгрупп часто рассматриваются вместе, например катехоламины: дофамин, норадреналин и адреналин; или тиреоидные гормоны: тироксин (14) и трииодтиронин (Т з). Некоторые гормоны регулируют определенные физиологические функции, и поэтому их удобно группировать именно по функции. Примерами могут служить вазопрессин (АДГ), альдостерон, ангиотензин и предсердные натриуретические факторы (ПНФ), которые все вместе участвуют в поддержании гомеостаза жидкости и электролитов. Подобно этому, гормоны, секретируемые клетками островков Лангерганса, химически различны, но функционально очень близки: инсулин, глюкагон и соматостатин. Паратгормон, кальцитонин и холекальциферолы (производные витамина D) совместно участвуют в гомеостатиической регуляции уровня кальция в организме. Гормональные системы могут включать гормоны разных химических классов. Например, к гонадотропной системе у особей женского пола относятся: 1. Один или несколько нейромедиаторов ЦНС. 2. Пептидергические нейроны, секретирующие гонадотроопин-рилизинг (гонадолиберин) и гонадотропин-ингибирующий (гонадостатин) факторы. 3. Клетки передней доли гипофиза трех разных типов: одни секретируют ЛГ, вторые - ФСГ и третьи - ПРЛ. 4. Стероидные гормоны, вырабатываемые специфическими клетками яичников и желтого тела (эстрогены и прогестерон). 5. Ткани-мишени (органы размножения, молочные железы, мозг). 6. Ингибитор ФСГ, продуцируемый яичниками. Следует учесть, что эта система использует химические переносчики, принадлежащие к моноаминам, олигопептидам, гликопротеинам и стероидам. Аналогичные системы существуют для регуляции функции семенников, коры надпочечников и щитовидной железы. Таблица. Химическая классификация гopмонов
Дата добавления: 2015-11-02 | Просмотры: 617 | Нарушение авторских прав |
Химическая характеристика гормонов началась с установления структуры катехоламинов (в начале ХХ в.). В 30-х годах наступил «золотой век» биохимии стероидов и была расшифрована структура половых гормонов. Немногим более чем за 10 лет удалось выяснить структуру эстрогенов, прогестерона, тестостерона, кортизола и надпочечниковых андрогенов.