Б И О Х И М И Я Г О Р М О Н О В ГОРМОНЫ - это биологически активные вещества, которые синтезируются в малых количествах в специализированных клетках эндокринной системы и через циркулирующие жидкости (например, кровь) доставляются к клеткам-мишеням, где оказывают свое регулирующее действие. ОБЩИЕ СВОЙСТВА ГОРМОНОВ. 1) выделяются из вырабатывающих их клеток во внеклеточное пространство; 2) не являются структурными компонентами клеток и не используются как источник энергии. 3)Телекринный эффект (или дистанционное действие) - гормоны действуют на клетки-мишени на большом расстоянии от места синтеза 4) способны специфически взаимодействовать с клетками, имеющими рецепторы для данного гормона. 5) обладают очень высокой биологической активностью - эффективно действуют на клетки в очень низких концентрациях (около 10 -6 - 10 -11 моль/л) 6) изменение скорости синтеза ферментов или их активности; 7) регуляция секреции по принципу прямой и (или) обратной связи
По химической природе гормоны делят на: A. Липофильные (стероиды, тироксин, ретиноевая кислота) B. Гидрофильные (производные аминокислот, пептидные, белковые) • пептиды (глюкагон, котрикотропин) и белки (сложные белки — тиреотропин, гонадотропины; простые белки — соматотропин, инсулин); • производные аминокислот (адреналин, тироксин); • стероиды (альдостерон, кортизол, половые гормоны); • производные липидов (эйкозаноиды).
МЕХАНИЗМЫ ДЕЙСТВИЯ ГОРМОНОВ Гормоны оказывают влияние на клетки-мишени. КЛЕТКИ-МИШЕНИ - это клетки, которые специфически взаимодействуют с гормонами с помощью специальных белковрецепторов. Белки-рецепторы располагаются на наружной мембране клетки, или в цитоплазме, или на ядерной мембране и обеспечивают выполнение двух функций: - "узнавание" гормона; - преобразование и передачу полученного сигнала в клетку. При нарушении синтеза или способности белков-рецепторов связываться с сигнальными молекулами, возникают заболевания - эндокринные нарушения. Есть три типа таких заболеваний: 1. Связанные с недостаточностью синтеза белков-рецепторов. 2. Связанные с изменением структуры рецептора - генетических дефекты. 3. Связанные с блокированием белков-рецепторов антителами.
МЕХАНИЗМЫ ДЕЙСТВИЯ ГОРМОНОВ НА КЛЕТКИ-МИШЕНИ В зависимости от строения гормона существуют два типа взаимодействия: -для липофильных гормонов рецепторы находятся внутри клетокмишеней, -для гидрофильных - рецепторы находятся в наружной мембране Для получения клеточного ответа на гормональный сигнал в случае гидрофильных молекул действует внутриклеточный механизм передачи сигнала. Это происходит с участием веществ, которых называют "ВТОРЫМИ ПОСРЕДНИКАМИ « (МЕСЕНДЖЕРЫ): -циклические нуклеотиды (ц. АМФ и ц. ГМФ), --инозитолтрифосфат, -кальций-связывающий белок - кальмодулин, -ионы кальция, -Диацилглицерин
Существует два главных способа передачи сигнала в клетки-мишени от сигнальных молекул с мембранным механизмом действия: 1. АДЕНИЛАТЦИКЛАЗНАЯ (ИЛИ ГУАНИЛАТЦИКЛАЗНАЯ) СИСТЕМЫ 2. ФОСФОИНОЗИТИДНЫЙ МЕХАНИЗМ
Особенности строения белков-рецепторов для стероидов. Наиболее изученным является рецептор для гормонов коры надпочечников глюкокортикостероидов(ГКС). В этом белке имеется три функциональных участка: 1 - для связывания с гормоном (С-концевой) 2 - для связывания с ДНК (центральный) 3 - антигенный участок, одновременно способный модулировать функцию промотора в процессе транскрипции (N-концевой). Функции каждого участка такого рецептора ясны из их названий. Очевидно, что такое строение рецептора для стероидов позволяет им влиять на скорость транскрипции в клетке. Это подтверждается тем, что под действием стероидных гормонов избирательно стимулируется (или тормозится) биосинтез некоторых белков в клетке. В этом случае наблюдается ускорение (или замедление) образования м. РНК. В результате изменяется количество синтезируемых молекул определенных белков (часто - ферментов) и меняется скорость метаболических процессов.
ОБЩАЯ СХЕМА РЕАЛИЗАЦИИ ЭНДОКРИННЫХ ФУНКЦИЙ В ОРГАНИЗМЕ
ГОРМОНЫ ГИПОТАЛАМУСА либерины стимулируют синтез и высвобождение тропных гормонов гипофиза посредством ц. АМФ
ГОРМОНЫ АДЕНОГИПОФИЗА Гормоны аденогипофиза можно разделить на 3 группы в зависимости от их химической природы: 1. простые белки; 2. гликопротеины - тиреотропный гормон (ТТГ), фолликулостимулирующий гормон (ФСГ), лютеинизирующий гормон (ЛГ) Действуют через ц. АМФ. 3. пептиды семейства проопиомеланокортина (ПОМК).
Гормон роста (соматотропный гормон, ГР, СТГ) является полипептидом, состоящим из 191 аминокислоты. • • • • Клетки-мишени гормона роста: Клетки печени, скелетных мышц, хрящевой и жировой тканей. Секреция гормона роста носит пульсирующий характер с интервалами в 30 минут. Один из самых больших пиков отмечается вскоре после засыпания. Секреция гормона роста увеличивается при стрессе, физических упражнениях, гипогликемии, голодании, приеме белковой пищи.
Метаболические эффекты гормона роста: Влияние на белковый обмен: Влияние на углеводный обмен: Влияние на липидный обмен: Влияние на минеральный обмен: увеличение транспорта аминокислот в клетке; – стимуляция синтеза белка; – стимуляция синтеза ДНК, РНК. уменьшение периферической утилизации глюкозы; – стимуляция глюконеогенеза; – повышение концентрации глюкозы в крови. – стимуляция липолиза; – стимуляция окисления высших жирных кислот в печени. задерживает в организме кальций, фосфор, магний. Влияние гормона роста на рост скелета и мягких тканей осуществляется через инсулиноподобные факторы роста (ИФР), которые синтезируются в ответ на взаимодействие гормона роста с рецепторами плазматической мембраны различных клеток, в основном печени.
Действие гормона роста через ИФР Гормон роста взаимодействует с рецептором плазматической мембраны клеток, стимулируя синтез ИФР (1). ИФР, в свою очередь, взаимодействуют со специфическими рецепторами клеток той же или других тканей (2) и стимулируют фосфорилирование белков, участвующих в митозе и росте (3).
Патология • Гипосекреция гормона роста в детском возрасте проявляется гипофизарным нанизмом (карликовость) • Гиперсекреция у детей проявляется гигантизмом, у взрослых – акромегалией.
Гормон Клетки-мишени Функции Тиреотропный гормон тиреоциты повышает синтез трийодтиронина и тироксина; - повышает гидролиз белка – тиреоглобулина; - повышает включение йода в структуру тиреоидных гормонов; - стимулирует синтез белка и нуклеиновых кислот в щитовидной железе. Фолликулостимулирующий гормон В женском организме фолликулярные клетки, • стимулирует рост фолликулов, подготавливают их к действию лютеинизирующего гормона (ЛГ). • индуцирует синтез андрогенсвязывающего белка. • Стимулирует рост семенных канальцев семенников и сперматогенез. В мужском организме - клетки Сертолли.
Гормон Клетки-мишени Функции Лютеинизирующий гормон В женском организме - клетки желтых тел, В мужском организме - клетки Лейдига. • Стимулирует образование в прогестерона. • индуцирует овуляцию Адренокортикотропный гормон кора надпочечников бета-липотропин Клетки жировой ткани стимулирует синтез стероидных гормонов надпочечников Вторым посредником является циклический АМФ. Гиперсекреция адренокортикотропного гормона характеризуется: Повышением уровня натрия в крови (в связи с этим возможно увеличение артериального давления, возникновение отеков); • Гипергликемией ( «стероидный диабет» ); • Увеличением содержания высших жирных кислот в крови; • Отрицательным азотистым балансом. Стимулирует образование тестостерона. стимулирует липолиз.
ГОРМОНЫ ЗАДНЕЙ ДОЛИ ГИПОФИЗА Гормон Клетки-мишени Функции Вазопрессин клетки гладкой мускулатуры увеличение реабсорции (антидиуретический гормон, сосудов и клетки почечных воды в почечных канальцах, АДГ) канальцев что ведет к снижению диуреза. Действует вазопрессин через циклический АМФ. Гипосекреция вазопрессина проявляется несахарным диабетом, когда возникает нарушение обратного всасывания воды и, вследствие этого, выделяется большое количество мочи низкой плотности. окситоцин • стимулирует сокращение гладкой мускулатуры матки • миоэпителиальных клеток молочных желез (вызывает перераспределение молока). Они образуются в гипоталамусе, транспотируются в заднюю долю гипофиза и секретируются оттуда.
2. Применение гормонов и их аналогов Кортикотропин и козинтропин используются - и восстановления продукции экзогенных глюкокортикоидов, а также с диагностической целью. Соматотропин и соматреп - при карликовом росте и для стимуляции роста скелета и всего организма. Соматостатин подавляет продукцию гормона роста и секрецию гормонов пищеварительного тракта (лечение панкреатита). Октреотид, лакреотид применяют для лечения аромегалии и некоторых опухолей. Тиротропин - при недостаточности функции щитовидной железы и диагностики микседемы. Рифатироин используется для диагностики патологии щитовидной железы. Гонадотропин менопаузальный - при недоразвитии фолликулов, недостатке эстрогенов и при гипогонадизме у мужчин. Гонадотропин хорионический применяется при бесплодии, нарушении менструального цикла, у мужчин - при гипогенитализме, инфантилизме, крипторхизме. Гонадорелина гидрохлорид (декапептид) - при диагностике и лечении гипогонадизма. Лаупролидацетат используется при раке предстательной железы. Даназол - при снижении функции яичников, эндометриозе, гинекомастии, маточных кровотечениях. Лактин - для повышения лактации в послеродовом периоде. Интермедин применяется в офтальмологии при поражении сетчатки и гемералопии ("куриная слепота"). Окситоцин используется для стимуляции родов и остановки послеродовых кровотечений, стимуляции лактации. Вазопрессин, десмопрессин и фелипрессин применяют при несахарном диабете.
