31. Гормоны, общая характеристика, классификация по химическому строению, биологическому действию, механизму действия. Примеры.
Гормоны — от герческого (hormaino — побуждаю) — БАВ, выделяемые железами внутренней секреции в кровь или лимфу и оказывающие регуляторное влияние на метаболизм других клеток.
Основными их свойствами являются следующие:
1.действие на расстоянии от места продукции;
2.специфичность действия — эффект каждого из них не адекватен эффекту другого гормона;
3.высокая скорость образования и инактивации, с чем и связана кратковременность их действия;
4.высокая биологическая активность — нужный эффект достигается при очень малой концентрации вещества;
5.роль посредника (месенджера) в передаче информации от нервной системы к клетке.
Помимо гормонов известны еще гормоноиды или гормоноподобные вещества. Они синтезируются не железами внутренней секреции, а клетками желудочно-кишечного тракта (ЖКТ), тучными клетками соединительной ткани, клетками почек и т.д. Их особенность — они не секретируются в кровь, а действуют в месте образования (т.е. не соответствуют п. 1).
Номенклатура построена на том, что название отражает орган-продуцент или функцию гормона.
Классифицируют гормоны по химической природе и строению:
а)протеины (пролактин, гормон роста, инсулин);
б)протеиды (фолликулостимулирующий, лютеинизирующий, тиреотропный);
в)пептиды (АКТГ, глюкагон, кальцитонин, вазопрессин, окситоцин эндорфины).
2.Производные аминокислот: тироксин, мелатонин, сератонин, катехоламины.
Стероидной природы : кортикостероиды и половые гормоны.
Механизм действия гормонов
Гормоны действуют на органы избирательно, это объясняется тем, что клетки определенных органов содержат специальные образования — рецепторы. Органы или клетки, на которые действует конкретный гормон, называют органами-мишенями или клетками-мишенями. Рецепторы — это очень большие по молекулярной массе гликопротеины, которые встроены в клеточные мембраны. Их специфичность обусловлена углеводным компонентом белка, в составе мембраны, или углеводным компонентом липидного бислоя мембраны.
Существует три типа реализации гормонального действия.
1)Мембранный тип. При взаимодействии гормона с клеточной мембраной изменяется ее проницаемость для определенных веществ. Так под действием инсулина активируются системы транспорта глюкозы и она начинает активно проникать в клетку. Обычно такой тип действия сочетается с мембранно-клеточным.
2)При мембранно-клеточном типе гормон не проникая в клетку, а влияет на ее обмен через своего посредника (вторичного мессенджера, первичный — сам гормон). Существует ряд вторичных мессенджеров, среди которых циклические формы АМФ (Рис. 5), ГМФ (Рис. 6). Передача информации осуществляется следующим образом: гормон связывается с рецептором на поверхности клетки, комплекс гормон-рецептор взаимодействует с сопрягающим белком в толще цитоплазмы, конфигурация белка меняется и это активирует превращение цГДФ в ГТФ (т.е. фосфорилирование), ГТФ активирует каталитический белок уже внутри клетки (аденилатциклазу), которая активирует образование цАМФ, что активирует киназы, которые катализируют фосфорилирование разных клеточных белков, это сопровождается изменением их функциональной активности и реализацией эффекта.
Помимо циклических нуклеотидов вторичным мессенджером является кальций. Гормон связывается с рецептором на поверхности клетки, это ведет к изменению активности фермента Са-АТФ-азы (откачивает кальций из клетки с использованием АТФ), ионы кальция поступают в цитоплазму клетки и образуют комплекс со специальным белком — кальмодулином этот комплекс регулирует активность клеточных ферментов.
3)Цитозольный механизм (или ядерный) свойственен липофильным белкам — стероидам. Они проникают через клеточную мембрану в цитозоль и соединяются с внутриклеточными рецепторами. Комплекс гормон-рецептор проникает в ядро клетки, где избирательно влияет на активность генома, это приводит к снижению или активации синтеза определенных ферментов, что приводит к изменению скорости или направления определенных реакций.
4)Смешанный тип — присущ йодтиронинам (гормонам щитовидной железы).
32. Объясните понятия «клетка-мишень», «рецептор», «трансдуктор», «первичный и вторичный посредник», «триггер». Что такое гормонозависимые ткани (органы), что такое гормоночувствительные ткани (органы)?
Клетки-мишени — это клетки, которые специфически взаимодействуют с гормонами с помощью специальных белков-рецепторов. Эти белки-рецепторы располагаются на наружной мембране клетки, или в цитоплазме, или на ядерной мембране и на других органеллах клетки.
Рецептор— специальный белок, находящийся в составе клетки-мишени, и отвечающий за взаимодействие с определенным гормоном.
Трансдуктор— клетка, воспринимающая импульс, на который дает эндокринный ответ. К клеткам трансдукторам относятся:
• Хроматофинные клетки мозгового слоя надпочечников, которые отвечают на холинергический передатчик преганглионарных симпатичских волокон выделением адреналина и норадреналина;
• Юкстагломерулярные клетки почек, которые отвечают на адренергический передатчик постганглионарных симпатических волокон выделением в кровяное русло ренина;
• нейроны супраоптического и паравентрикулярного ядер гипоталамуса, которые реагируют на адренергический, холинергический и другие передатчики выделением вазопрессина и окситоцина;
• нейроны ядер гипоталамуса, которые выделяют в сосудистую систему факторы регуляции.
Первичные посредники — это химические соединения или физические факторы (квант света), способные активировать механизм передачи сигнала в клетке. По отношению к воспринимающей клетке первичные посредники являются экстраклеточными сигналами. Стоит отметить, что в качестве экстраклеточных стимулов могут выступать и молекулы, в изобилии присутствующие внутри клетки, но находящиеся в норме в очень низкой концентрации в межклеточном пространстве (например, АТФ или глутамат). В зависимости от функций первичные посредники могут быть разделены на несколько групп:
- гормоны
- цитокины
- нейротрансмиттеры
- факторы роста
- ионы кальция (Ca 2+ );
- циклический аденозинмонофосфат (цАМФ) и циклический гуанозинмонофосфат (цГМФ)
- инозитолтрифосфат
- липофильные молекулы (например, диацилглицерол);
- оксид азота (NO) (эта молекула выступает и в роли первичного посредника, проникающего в клетку извне).
- адренокортикотропный гормон
- тиреотропный гормон
- фолликулостимулирующий гормон
- лютеинизирующий гормон
- хорионический гонадотропный гормон
- соматотропный гормон
- пролактин
- меланоцитстимулирующий гормон
- липотропные гормоны
Источник
Классификация гормонов по химической природе:
Основные типы регуляторных влияний гормонов (способы управления)17
- Метаболическое
- Морфогенетическое
- Адаптивное
- Кинетическое (пусковое)
- Корригирующее
- Реактогенное
Метаболическое влияние — самое главное, которое составляет основу всех прочих воздействий. Это действие гормонов вызывает изменение обмена веществ в тканях.
Оно происходит за счет трех основных гормональных влияний:
- изменения проницаемости мембран клетки и органоидов;
- изменения активности ферментов в клетке;
- влияния на генетический аппарат ядра клетки.
Морфогенетическое действие гормонов на рост и развитие организма. Осуществляются эти процессы за счет изменений генетического аппарата клеток и обмена веществ. Примерами могут служить влияния соматотропина на рост тела и внутренних органов, половых гормонов — на развитие вторичных половых признаков.
Кинетическое или пусковое влияние гормонов заключается в том, что они запускают какую-то регулируемую ими функцию. Например, окситоцин вызывает сокращение мускулатуры матки, адреналин запускает распад гликогена в печени и выход глюкозы в кровь.
Корригирующее влияние гормонов заключается в том, что они изменяют интенсивность функций органов и тканей, которые могут регулироваться и без них. Например, гемодинамика прекрасно регулируется нервными механизмами, но гормоны (адреналин, тироксин и др.) усиливают и удлиняют нервные влияния.
Реактогенное влияние гормонов заключается в том, что они способны менять реактивность ткани к действию того же гормона, других гормонов или медиаторов нервных системы. Например, фолликулин усиливает действие прогестерона на слизистую оболочку матки, кальцийрегулирующие гормоны снижают чувствительность дистальных отделов нефрона к действию вазопрессина.
Разновидностью реактогенного действия гормонов является пермиссивное действие — способность одного гормона обеспечивать проявление эффекта другого гормона. Например, для реализации эффектов адреналина необходимо присутствие малых количеств кортизола.
Адаптивное влияние — приспособление интенсивности обмена к потребностям организма в определенной ситуации. Особенно оно присуще гормонам надпочечников, гипофиза, щитовидной железы, которые приводят обмен в соответствие с запросами организма. Эти гормоны обеспечивают оптимальную интенсивность обмена веществ в каждой конкретной ситуации, создавая необходимые условия для деятельности клеток. Характер действия кортикостероидов определяется исходным уровнем метаболизма: если он низок, гормоны усиливают его и наоборот.
Источник
10.1. Классификация гормонов по их химической природе
Синтез гормонов. Гормоны белковой природы синтезируются по принципам 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 определённые 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 — производные аминокислот 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.
Источник