Функции гормонов
ЖЕЛЕЗЫ ВНУТРЕННЕЙ СЕКРЕЦИИ
Железы внутренней секреции обеспечивают гуморальную регуляцию функций организма, т. е. регуляцию за счет веществ, растворенных в жидкой среде. В отличие от нервных механизмов, которые развиваются быстро, гуморальные механизмы возникают с большим латентным периодом и характеризуются длительностью действия. Гуморальная регуляция представлена:
1) метаболитами (углекислый газ, ионы водорода, АДФ, АМФ и т. д.);
2) регуляторами местного действия (паракринные факторы, например гистамин, простагландины, брадикинин и т. д.);
3) гормонами.
Критерии понятия «гормон»
1. Вещество выделяется специализированными органами или клетками. Данный орган или клетка не выполняют никаких других функций.
2. Оказывает специфическое действие на орган-мишень. Это действие не воспроизводится никакими другими веществами.
3. Обладает высокой биологической активностью, т. е. действует в очень малых концентрациях.
4. Действует дистантно, т. е. от места образования до органа-мишени переносится кровью.
Функции гормонов
1. Обеспечивают физическое, половое, умственное развитие, функционирование репродуктивной системы, регулируют поведение.
2. Обеспечивают адаптацию организма к меняющимся условиям среды.
3. Регулируют константы гомеостаза.
Действие гормона в клетке-мишени
1. Активация или угнетение имеющихся ферментов.
2. Стимуляция синтеза ферментов.
3. Увеличение проницаемости мембран.
Все гормоны переносятся кровью с помощью белков-переносчиков. Это защищает их от разрушения и выделения почками, а также облегчает связывание с рецепторами клеток-мишеней.
Биохимическая классификация гормонов
1. Гормоны белково-пептидной природы (инсулин, вазопрессин, соматотропный гормон, статины и либерины гипоталамуса). 2. Производные аминокислоты тирозина (тиреоидные гормоны).
3. Производные холестерина (глюкокортикоиды, альдостерон, половые гормоны).
Гормоны белково-пептидной природы обладают видовой специфичностью, а стероидные гормоны не обладают видовой специфичностью.
Физиологическая классификация гормонов
1. Эффекторные гормоны — клетки-мишени находятся в тканях организма.
2. Тропные гормоны — клетки-мишени находятся в железах внутренней секреции.
3. Гормоны гипоталамуса — клетки-мишени находятся в аденогипофизе. Могут стимулировать образование гормонов аденогипофиза (либерины) или тормозить (статины).
Регуляция выделения гормонов железами
1. Осуществляется центральной нервной системой (выделение катехоламинов, гормонов нейрогипофиза).
2. Осуществляется гормонами аденогипофиза (половые гормоны, глюкокортикоиды).
3. Осуществляется веществами плазмы (уровень глюкозы в крови определяет выделение инсулина или глюкагона).
Механизмы взаимодействия гормонов с клетками-мишенями
Гормоны белково-пептидной природы и катехоламины не проникают внутрь клетки, а взаимодействуют с белками-рецепторами, расположенными на наружной плазматической мембране. Образуется гормон-рецепторный комплекс, который приводит к активации мембранных ферментов и появлению различных вторичных посредников гормонального регуляторного эффекта, реализующих свое действие в цитоплазме, органоидах и ядре клетки. К ним относятся четыре системы:
1. Аденилатциклаза-циклический АМФ (цАМФ).
2. Гуанилатциклаза-циклический ГМФ (цГМФ).
3. Фосфорилаза С-инозитол-3-фосфат (ИЗФ), диацилглицерол (ДАГ).
4. Кальций-кальмодулин.
Вторичные посредники в клетке активируют или угнетают ферменты, изменяют проницаемость мембраны.
Гормоны стероидной природы и тиреоидные проникают внутрь клетки и взаимодействуют с белками-рецепторами в цитоплазме клетки. Комплекс гормон — рецептор проникает в ядро клетки и активирует геном, образуется информационная РНК, и на рибосомах начинается синтез белка.
Система аденилатциклаза — цАМФ
Фермент аденилатциклаза встроен в мембрану и может находиться в двух формах: активной и неактивной. Этот фермент, в свою очередь, связан на мембране с двумя регуляторными белками: стимулирующим белком (GS) и ингибирующим белком (GI). Если при взаимодействии гормона с мембранным рецептором происходит активация GS-белков, то происходит присоединение к аденилатциклазе иона магния и фермент становится активным. Аденилатциклаза катализирует процесс образования цАМФ из АТФ. Вторичный посредник — цАМФ активирует протеинкиназы цитоплазмы, которые в свою очередь изменяют метаболизм и функции клетки-мишени. Эти изменения могут проявляться в виде фосфорилирования белков-ферментов, что приводит к изменению обменных процессов, фосфорилировании белков мембраны и как следствие изменение ее проницаемости мембраны. Кроме активации протеинкиназ, цАМФ может действовать и через другие механизмы:
систему кальций-кальмодулин (см. ниже), активацию трансметилаз. Метилирование ДНК и РНК приводит к изменению процессов транскрипции и трансляции. Если гормон-рецепторный комплекс взаимодействует с GI-белком, то происходит гидролиз ГТФ до ГДФ, которая угнетает активность аденилатциклазы и цАМФ не образуется. Угнетение самой молекулы цАМФ осуществляется с помощью фермента фосфодиэстеразы.
Система гуанилатциклаза — цГМФ
Мембранный фермент гуанилатциклаза активируется не гормон-рецепторным комплексом, а ионами кальция и тканевыми биологически активными веществами (БАВ), например продуктами перекисного окисления липидов. При активации гуанилатциклазы образуется цГМФ, который активирует цГМФ-зависимые протеинкиназы, а они, в свою очередь, снижают скорость фосфорилирования миозина в гладких мышцах, вызывая их расслабление. В большинстве клеток цАМФ и цГМФ выступают как антагонисты.
Система фосфолипаза С — ИЗФ и ДАГ
Ряд гормональных рецепторов мембраны связаны через G-белок, с мембранным ферментом фосфолипазой С. При активации фосфолипазы С из фосфолипидов мембраны образуется два вторичных посредника: ИЗФ и ДАГ. ИЗФ инициирует выход кальция из эндоплазматической сети. Кальций в цитоплазме взаимодействует с белком кальмодулином. Этот комплекс через активацию протеинкиназ фосфорилирует клеточные ферменты. ДАГ в клетке действует двумя путями. Во-первых, ДАГ повышает сродство протеинкиназ к кальцию (без участия кальмодулина), а протеинкиназы фосфорилируют белки. Во-вторых, ДАГ активирует фермент фосфолипазу А2, который катализирует процесс образования БАВ паракринного действия (простагландинов, лейкотриенов). В каждой клетке доминирует определенный путь образования вторичных посредников гормонов.
Система ионизированный кальций — кальмодулин
Образование гормон-рецепторного комплекса стимулирует повышение проницаемости кальциевых каналов, что способствует увеличению концентрации кальция в цитоплазме за счет поступления из вне или выхода кальция из эндоплазматической сети. В цитоплазме немышечных клеток комплекс кальций — кальмодулин активирует многочисленные протеинкиназы, фермент фосфодиэстеразу цАМФ, который подавляет эффекты цАМФ как вторичного посредника, вызывает секрецию гормонов и медиаторов клеткой. В гладких мышцах запускается процесс сокращения. Ингибирование аденилатциклазы осуществляется следующим образом. При взаимодействии гормона с рецептором на мембране активируется другой регуляторный ингибирующий белок — GI-белок, который вызывает гидролиз ГТФ до ГДФ, при этом активность аденилатциклазы угнетается и цАМФ не образуется.
В большинстве клеток могут образовываться все вторичные посредники кроме цГМФ. Между ними в клетке устанавливаются различные взаимосвязи в виде равноправного участия в реализации эффектов, доминирования одного посредника над другими, последовательной активации посредников, антагонистических отношений между посредниками.
Система гипоталамус — аденогипофиз
В гипоталамусе мелкие клетки синтезируют высвобождающие гормоны (либерины) или ингибирующие гормоны (статины). Либерины и статины 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 обнаружено 6 либеринов и 3 статина: соматолиберин, кортиколиберин, тиреолиберин, люлиберин, пролактолиберин, меланолиберин, соматостатин, пролактостатин, меланостатин. Стимулом для синтеза либеринов или статинов являются нервные импульсы или вещества, приносимые кровью в гипоталамус. В гипоталамусе отсутствует гематоэнцефалический барьер, и имеются рецепторы к гормонам.
Дата добавления: 2015-09-27 | Просмотры: 590 | Нарушение авторских прав
|