Классификация гормонов по химической природе, эффекты гормонов, гормон-рецепторное взаимодействие.
1)белковые подразделяют на пептидные (АКТГ, соматотропный (СТГ), меланоцитостимулирующий (МСГ), пролактин, паратгормон, кальцитонин, инсулин, глюкагон) и протеидные (тиротропный (ТТГ), фолликулостимулирующий (ФСГ), лютеинизирующий (ЛГ), тироглобулин). Гипофизотропные гормоны и гормоны ЖКТ принадлежат к олигопептидам (малым пептидам);
2)к стероидным (липидным) гормонам относятся кортикостерон, кортизол, альдостерон, прогестерон, эстрадиол, эстриол, тестостерон, которые секретируются корой надпочечника и половыми железами. К этой группе можно отнести и стеролы витамина D – кальцитриол. Производные арахидоновой кислоты являются простагландинами и относятся к группе эйкозаноидов;
3)адреналин и норадреналин, синтезируемые в мозговом слое надпочечника и других хромаффинных клетках, также тироидные гормоны — производные аминокислоты тирозина.
Белковые гормоны гидрофильны и могут переноситься кровью как в свободном, так и в частично связанном с белками крови состоянии. Стероидные и тироидные гормоны липофильны (гидрофобны), отличаются небольшой растворимостью, основное их количество циркулирует в крови в связанном с белками состоянии.
1)выделяются из вырабатывающих их клеток во внеклеточное пространство;
2)не являются структурными компонентами клеток и не используются как источник энергии;
3)способны специфически взаимодействовать с клетками, имеющими рецепторы для данного гормона;
4)обладают очень высокой биологической активностью — эффективно действуют на клетки в очень низких концентрациях (около 10-6 — 10-11 моль/л).
1)регуляция роста, развития и дифференцировки тканей и органов, что определяет физическое, половое и умственное развитие;
2)обеспечение адаптации организма к меняющимся условиям существования;
3)обеспечение поддержания гомеостаза.
Каждый гормон не работает в одиночку. Возможные результаты их взаимодействия:
1)синергизм — однонаправленное действие двух или нескольких гормонов (адреналин и глюкагон активируют распад гликогена печени до глюкозы и вызывают увеличение уровня сахара в крови);
2)антагонизм всегда относителен (инсулин и адреналин оказывают противоположные действия на уровень глюкозы в крови. Инсулин вызывает гипогликемию, адреналин — гипергликемию. Биологическое значение этих эффектов сводится к одному — улучшению углеводного питания тканей);
3)пермиссивное действие — гормон, сам не вызывая физиологического эффекта, создает условия для ответной реакции клетки или органа на действие другого гормона (глюкокортикоиды, не влияя на тонус мускулатуры сосудов и распад гликогена печени, создают условия, при которых даже небольшие концентрации адреналина увеличивают артериальное давление и вызывают гипергликемию в результате гликогенолиза в печени).
Связывание гормона с рецептором — важнейший этапом гуморальной передачи сигнала. Именно рецепторное взаимодействие обуславливает специфическое действие гормона на клетки-мишени. Большая часть рецепторов представляет собой гликопротеиды, которые встроены в мембрану, — находятся в специфическом фосфолипидном окружении.
Взаимодействие рецептора и гормона происходит по закону действующих масс согласно кинетике Михаэлиса. В ходе взаимодействия возможно проявление как положительного, так и отрицательного кооперативного эффектов. Связывание гормона с рецептором может улучшить связывание с ним всех последующих молекул, либо затруднить его.
Взаимодействие гормона и рецептора может приводить к разным биологическим эффектам, во многом они определяются типом рецептора, его расположением. Выделяют следующие варианты локализации рецепторов:
1)поверхностные — при взаимодействии с гормоном меняют свою структуру (конформацию), за счет чего увеличивается проницаемость мембраны, и в клетку проходят определенные вещества;
2)трансмембранные — поверхностная часть взаимодействует с гормоном, противоположная ей (внутри клетки) — с ферментом (аденилатциклаза или гаунилатциклаза), способствует выработке внутриклеточных медиаторов (циклический аденин- или гуанинмонофосфат). Последние являются – внутриклеточные мессенджеры, усиливают синтез белка или его транспортировку, — оказывают определенный биологический эффект;
3)цитоплазматические — находятся в цитоплазме в свободном виде. С ними связывается гормон, комплекс поступает в ядро, где усиливает синтез информационной РНК и стимулирует образование белка на рибосомах;
4)ядерные — негистоновый белок, который связан с ДНК. Взаимодействие гормона и рецептора приводит к усилению синтеза белка клеткой.
Эффект гормона зависит от множества факторов — от его концентрации, от количества рецепторов, плотности их расположения, аффинности (сродства) гормона и рецептора, наличия антагонистического или потенцирующего воздействия на эти же клетки или ткани других биологически активных веществ.
Источник
31. Гормоны, общая характеристика, химическая природа. Механизм действия.
При функционировании эндокринной системы регуляторные молекулы синтезируются в клетках специализированных органов (железы внутренней секреции), затем они поступают в кровь и переносятся кровью £ другие органы и ткани, где и оказывают свое специфическое действие. Эти регуляторные молекулы принято называть гормонами.
При работе паракринной системы регуляторные молекулы синтезируются клетками, поступают в межклеточную фазу и воздействуют на рядом находящиеся клетки той же самой ткани. Эти регуляторные молекулы часто называют тканевыми гормонами или местными гормонами
Молекулы принимающие участие в передаче регуляторных сигналов между клетками принято называть сигнальными молекулами. Например инсулин и кортизол являются типичными горонамн, а простогландины, тромбоксаны являются тканевыми гормонами, но и те и другие относятся к сигнальным молекулам. Гормоны — сигнальные молекулы, синтезируемые в клетках желез внутренней секреции, поступающие в кровеносную и лимфатическую систему и оказывающие регуляторный эффект на клетки других органов и тканей. Оказывается гормонам присущ целый ряд основных свойств — 3 свойства:
1 Высока биологическая активность. Гормоны оказывают регуляторный эффект в концентрациях в 10′ -10′ 12 молей. 1 Высокая специфичность действия. Во-первых для каждого гормона характерен свой регуляторный эффект
Во-вторых отсутствие гормонов не может быть заменена в организме комбинацией
других гормонов. 3 Дистантносгь действия — способность оказывать регуляторный эффект в органах удаленных от места синтеза гормонов в связи с этим огромное значение имеет состояние механизмы их транспорта. Патология эндокринной системы иногда связана с нарушением транспорта гормона соответствующим органам-
Механизм действия гормонов
Молекулы гормонов белковой природы, гормонов пептидов и гормоны производных аминокислот за исключением полированных тиронинов гидрофильны, поэтому они без особых проблем переносятся током крови, но не могут проникать через мембраны клеток, поэтому рецепторы для таких гормонов локализуются в наружной клеточной мембране, причем гормон связывающий домен этих рецепторов расположен всегда на внешней стороне мембраны и может взаимодействовать с гормоном, находящимся в жидкости окружающей клетку. Поэтому требуется специальный механизм, обеспечивающий трансформацию внеклеточного регулягорного сигнала в сигнал внутриклеточный. Это связано с синтезом в клетке соединений выступающих в клетки «вторых вестников» (мессенджеры). Механизмы действия отдельных гормонов этой группы сильно различается, тем не менее формирование ответа клетками на воздействие регуляторного сигнала всегда начинается с образования гормон-рецепторного комплекса. Образование этого комплекса сопровождается в дальнейшем генерацией химического сигнала изменяющего метаболизм клетки
Рецепторы этих биорегуляторов локализуются на внешней стороне наружной клеточной мембраны. Далее происходит активация О,-белка и этот белок взаимодействует с аденилатциклазой.
Адекилатциклаза отщепляет от АТФ пирофосфат и образуется цАМФ, который далее соединяется с ферментом с АМФ-зависимой протеинкиназой (А-киназа) и пререаодит фермент в активную форму. Неактивная форма представляет собой тетромер, состоящий из 2-х каталитических и 2-х регуляторных субъединиц.
При взаимодействии цАМФ происходит диссоциация комплекса на регуляторные субъединицы связанные с цАМФ и свободные каталитические субъединицы способные фосфорилировать различные внутриклеточные белки по остаткам серина или треонина. Это фосфорклировакие белков есть ни что иное как ковалентная модификация которая сопровождается изменением их фуккщшналъной активности, т.е. в клетке меняется каталитическая активность фермента, изменяется способность транспортных белков переносить свои лиганды через мембраны, а фосфорилированне белков участвующих в работе механизмов отвечающих за экспрессию генов приводит к изменению количества отдельных белков клетки. За счет этих изменений и формируется метаболический ответ клетки на воздействие гормонов.
Возврат клетки в исходите состояние обусловлен работой нескольких механизмов:
1. Поскольку гормон-рецепторный комплекс формируется за счет слабых взаимодействий, то он легко диссоциирует, а сворбодный гормон быстро инактивируется
2. Gs-белок сам обладает способностью гидролизовать ГТФ, поэтому уже через 10-15 секунд активированный Gs-белок после годролиза связанного с ним ГТФ переходит в неактивное состояние, и теряет способность взаимодействовать с аденилатциклазой.
3. цАМФ в клетке быстро расщепляется ферментом ФДЭ — фосфодиэетераза.
4. В клетках имеется ферменты — фосфопротеинфосфатазы, которые обеспечивают дефосфорилирование белков,
т.е. возврат функцианальной активности клеточных белков к исходному состоянию. По химической природе: 1 Гормоны белковой природы.
а) гормоны простые белки (инсулин, соматотротш)
б) гормоны сложные белки (тириогропный гормон СП’1″), гонадотропные гормоны —
глюкопротеиды) 2 Полипептиды. (либирины и статики гипоталамуса, вазопресин, окснтоцин, гжогон (р-клетки Лангерганса), кортикотропин.)
3. Производные аминокислот (адреналин, Кодированные тироникы, метатонии)
4. Стероидной природы (кортизол, альдостерон, половые гормоны (эстрадиол, тестостерон, прогестерон)).
Источник