Гормоны периферических эндокринных желез — Периферические эндокринные железы

Автор: | 20.05.2021

Гормоны периферических эндокринных желез

Периферические эндокринные железы

Гормоны аденогипофиза регулируют выработку гормонов других эндокринных желез. Тиреотропин стимулирует выработку тиреоидных гормонов в щитовидной железе, кортикотропинглюкокортикоидов в коре надпочечников, гонадотропины – половых гормонов в гонадах. В коре надпочечников синтезируются также минералокортикоиды, андрогены, а в мозговом веществе – катехоламины.

Щитовидная железа

Основной особенностью щитовидной железы является способность эпителия её фолликулов поглощать йод из окружающей среды и в комбинации с аминокислотой тирозином синтезировать йод-содержащие тиреоидные гормоны: тетрайодтиронин (тироксин) и трийодтиронин. Последний вырабатывается в меньших количествах, но физиологически он значительно активнее. Тиреоидные гормоны имеют широкий спектр действия. Их основные эффекты состоят во влиянии на различные обменные процессы, рост и развитие, также они участвуют в адаптивные реакциях. Наиболее выражено влияние этих гормонов на энергетический обмен. Тироксин стимулирует общий рост тела, поэтому его недостаток может привести к карликовости. Недостаток этих гормонов сопровождается нарушением состояния нервной системы, задержкой роста и развития. У человека при недостатке этих гормонов наблюдается тяжёлая умственная отсталость. Секреторная функция отрицательной обратной связи.

Тиреоидные гормоны играют важную роль в регуляции жизненно важных функций организма, в связи с чем изменение уровня их содержания приводит к тяжёлым патологическим состояниям. Синдром диффузного токсического зоба (болезнь Базедова) возникает из-за образования в вилочковой железе стимулятора щитовидной железы, который неограниченно стимулирует образование тиреоидных гормонов. Этот стимулятор нарушает иммунологические процессы в организме, что позволяет рассматривать эту болезнь как аутоиммунное заболевание. При избыточной продукции этих гормонов происходит активация катаболизма белков, что сопровождается отрицательным азотистым балансом. При этом происходит также нарушение углеводного обмена, усиление мобилизации жира, нарушение водного и минерального обмена. Заболевание сопровождается похуданием, тахикардией, повышенной нервной возбудимостью, часто наблюдается пучеглазие (экзофтальм). Увеличение продукции тиреоидных гормонов наблюдается при токсической аденоме щитовидной железы (болезнь Пламмера). В этом случае в железе образуется доброкачественная опухоль. Тереотически возможен также гипертиреоз, но встречается он крайне редко.

Гипотиреоидное состояние связано с пониженной продукцией гормонов, что сопровождается разрастанием ткани щитовидной железы. Нарушение секреции гормонов связано с недостаточным количеством йода в окружающей среде (эндемический зоб). Введение йода с пищей предотвращает развитие заболевания. Другие формы гипотиреоза возникают в связи с генетическими нарушениями синтеза гормонов или при аутоиммунном разрушении железы. Синдром врождённой недостаточности щитовидной железы именуется кретинизмом. Снижение окислительных процессов и понижение синтеза белка приводят к задержке роста у детей. У взрослых недостаточность функции щитовидной железы вызывает умственную и физическую отсталость. При этом происходит нарушение белкового, углеводного, водного и минерального обменов, наблюдается брадикардия. Резко выраженная форма гипотиреоза называется микседемой. Она сопровождается тестовидным утолщение кожи, что связано с увеличением объёма соединительной ткани, задержкой в ней воды и муциноподобных веществ.

Гормоны коры надпочечников

Надпочечник состоит из коркового слоя и мозгового вещества. Кора образуется из целомического эпителия, также как и гонады, а мозговое вещество – из симпатобластов. В связи с этим и в коре надпочечников и в гонадах образуются стероиды, а в мозговом веществе и симпатической нервной системе – катехоламины.

Кора надпочечников состоит из клубочковой, пучковой и сетчатой зон и выделяет около 50 стероидов. Основным субстратом для синтеза стероидных гормонов является холестерин, поступающий в клетки с кровью. В коре надпочечников вырабатываются кортикостероиды, которые делятся на глюкокортикоиды, выделяемые пучковой и сетчатой зонами, минералокортикоиды, выделяемые в клубочковой зоне, и половые стероиды (андрогены), секретируемые в сетчатой зоне. У человека секретируется три кортикоида: кортизол (гидрокортизон), альдостерон, кортикостерон, которые находятся в связанном состоянии с белком-носителем – транскортином.

Кортикоиды обладают широким спектром действия. Основным действием глюкокортикоидов является влияние на углеводный обмен; минералокортикоиды связаны с балансом электролитов, андрогены регулируют белковый обмен. Влияние глюкокортикоидов весьма разнообразно. Кортизол увеличивает образование и отложение в печени и мышцах и повышает уровень глюкозы в крови. Глюкокортикоиды обладают катаболическим действием. Они тормозят синтез белков в периферических тканях и усиливают их катаболизм. Аминокислоты, образующие в результате этого, поступают в печень и служат для синтеза глюкозы. Избыток кортизола приводит к атрофии мышц. В отсутствие глюкокортикоидов нарушаются мобилизация и выделение жирных кислот из жировой ткани. Кортизол обеспечивает экскрецию воды благодаря повышению кровотока в клубочках и усилению клубочковой фильтрации. Он влияет также на экскрецию мочи – снижает проницаемость для дистальных почечных канальцев. При недостаточности коры надпочечника наблюдается мышечная слабость.

В головном мозге обнаружены многочисленные рецепторы глюкокортикоидов, благодаря чему эти гормоны оказывают разнообразное действие на функции центральной нервной системы и органы чувств. При недостаточности коры надпочечников нарушается способность различать оттенки вкусовых, обонятельных и звуковых ощущений. Глюкокортикоиды влияют на процессы обработки информации в центрах мозга, регулируя интеграцию сенсорных импульсов. Глюкокортикоиды оказывают значительное влияние на клеточный и гуморальный иммунитет. При снижении активности коры надпочечников происходит увеличение вилочковой железы и лимфатических узлов. Кортизол обладает чётким противовоспалительным эффектом, в связи с чем его применяют для лечения ревматических заболеваний. Регуляция секреции глюкокортикоидов происходит следующим образом. Кортиколиберин, образованный в гипофизарной зоне гипоталамуса, поступает в гипофиз и вызывает выделение адренокортикотропного гормона. Последний с кровью поступает к коре надпочечников, где он стимулирует синтез и секрецию глюкокортикоидов. Изменение синтеза глюкокортикоидов сопровождается серьёзными нарушениями функций организма. В результате повышения содержания кортизола наблюдается ожирение, гипергликемия, распад белков, задержка воды и хлорида натрия в организме (отёк), гипертензия, пониженная резистентность. При гипофункции коры надпочечников развивается аддисонова (бронзовая) болезнь. Она сопровождается гиперпигментацией кожи и слизистых оболочек (бронзовый отёк), ослаблением сердечной мышцы, артериальной гипотензией, повышенной утомляемостью, восприимчивостью к инфекциям, нарушением вводно-солевого обмена.

Половые железы

Среди гормонов половых гонад выделяют три группы: эстрогены, гестагены и андрогены. Гормоны первых двух групп являются женскими и среди них основными являются эстрадиол, эстрон и прогестерон, который является предшественником глюко- и минералокортикоидов и андрогенов. Андрогены являются мужскими гормонами, важнейшим из которых является тестостерон. Эстрогены служат производными тестостерона.

Половые стероиды оказывают влияние на развитие и созревание половых клеток, способствуют имплантации яйцеклетки в матку после её оплодотворения, обеспечивают нормальное протекание беременности (прогестерон), вызывают изменение молочных желез. Половые стероиды контролируют развитие вторичных половых признаков. В период полового созревания усиливается эндокринная активность гонад. Под влиянием гонадтропинов, эстрогенов, гестагенов у девочек и андрогенов у мальчиков происходит развитие и созревание половых гормонов. Тестостерон также необходим для осуществления сперматогенеза. У женщин половые гормоны обеспечивают нормальное протекание менструального цикла, имплантацию яйцеклетки и нормальное развитие плода.

Гонадные гормоны оказывают влияние и на функции, не связанные с половыми процессами. Андрогены обладают анаболическим эффектом, усиливают синтез сократительных белков, в связи с чем развивается мускулатура у самцов. Для прогестерона характерен катаболический эффект. Он усиливает основной обмен, что сопровождается повышением температуры, потоотделения и расширением сосудов. Половые стероиды влияют также и на рост костей, рост которых приостанавливается благодаря окостенению эпифизарных хрящей. При недостатке андрогенов гормон роста продолжает влиять на неокостеневшие эпифизы, усиливая рост, что приводит к развитию евнухоидного гигантизма. Уровнем тестостерона определяется агрессивное поведение самцов разных животных. Половые гормоны имеют важное значение для осуществления заботы о потомстве и выработки феромонов, необходимых для осуществления процесса размножения.

Секреция женских половых гормонов регулируется гонадтропными гормонами гипофиза – фолликулостимулирующим и лютеинизирующим, секреция которых регулируется рилизинг-гормоном – люлиберином. В преовуляционный период между эстрогенами и гонадотропинами существует положительная обратная связь. После овуляции происходит повышение уровня прогестерона. В этот период эстрадиол и прогестерон обеспечивают механизм отрицательной обратной связи, то есть повышение концентрации этих гормонов тормозит выделение фолликулостимулирующего и лютиинизирующего гормонов, что препятствует созреванию следующего фолликула. Торможение овуляции может быть достигнуто путём введения эстрогена и прогестерона, что используют при применение некоторых контрацептивных средств.

После оплодотворения яйцеклетка перемещается в матку, внедряется в её стенку, что сопровождается развитием плаценты. В оболочке плода – хорионе – вырабатываются собственные гормоны: хорионический гонадотропин и плацентарный лактогенный гормон. Первый поддерживает функциональную активность жёлтого тела и усиливает секрецию прогестерона на ранних этапах беременности, второй влияет на процессы метаболизма. При родах наблюдается падение уровня прогестерона, что способствует сокращению матки. Важным фактором, влияющим на начало родов, являются глюкокортикоиды, которые стимулируют образование эстрогена из прогестерона в плаценте.

Под влиянием эстроегенов при половом созревании происходит развитие молочной железы, а при беременности формулируются дистальные альвеолы и дольки железы. В этом процессе участвуют пролактин, инсулин, тироксин, кортизол. Секреция молока стимулируется сосанием и окситоцином.

Уровень мужских гормонов постоянный и регулируется с помощью обычного механизма обратной связи.

При нарушении развития гамет возникает бесплодие. При хромосомных аномалиях в случае ХО не развивается ткань гонады, а в случае ХХУ появляется неправильное развитие семенников при женском фенотипе. Одновременное развитие зачатков мужской и женской гонад приводит к истинному гермафродитизму. Нарушение секреции половых стероидов сопровождается разными отклонениями в органах половой сферы и в организме. Чаще всего встречается гипофункция стероидогенной ткани. При этом наблюдаются продолжительный рост, евнухоидное строение тела и другие нарушения.

Гормоны периферических эндокринных желез

Гормоны поджелудочной железы. Относится к железам со смешанной (внешней и внутренней) секрецией, выделяющая панкреатический сок и гормоны. В островках поджелудочной железы образуются: глюкагон (источники: α-клетки), инсулин (β-клетки) и соматостатин (δ-клетки), поступающие непосредственно в кровь и регулирующие углеводный и жировой обмен.

инсулин – ответственный за регуляцию метаболизма углеводов, жиров и белков. Стимулирует процессы клеточного дыхания и его сопряжение с фосфорилированием. Состоит из 2 полипептидных цепей, состоящих из аминокислот.

глюкагон – 29 аминокислотных остатков – одна полипептидная цепь. Гормон активирует фосфорилазу печени, липазы тканей, вместе с инсулином образует единую систему регуляции сопряжения глюкозы в организме.

— соматостатин угнетает выделение соматотропина гипофизом, тормозит секрецию глюкагона, регулирует освобождение инсулина и гастрина.

Гормоны щитовидной железы. В ней вырабатываются два активных гормона, которые являются производными ароматической аминокислоты тирозина: тироксин (Т4) и трийодтиронин (Т3).

Они обладают высокой гидрофобностью, действуют по цитозольному механизму.

Отмечают 3 основных эффекта гормонов:

— регуляция деления и дифференцировки клеток;

— регуляция энергетического обмена (калоригенное действие);

— индукция процессов транскрипции в биосинтезе многих белков.

Гормоны паращитовидной железы. Образуется два белковых гормона – кальцитонин (КТ) и паратгормон (ПТГ, паратиреоидный). Они регулируют в организме баланс ионов кальция и неорганического фосфата. ПТГ действует на клетки-мишени по мембрано-опосредованному механизму, причем это действие реализуется в почках, костной ткани и кишечнике. Кальцитонин является антагонистом паратгормона и ингибирует резорбцию костной ткани; уменьшает концентрацию кальция в плазме крови; способствует транспорту фосфора из крови в костную ткань; оказывает выраженное действие на почки, подавляя канальциевую реабсорбцию Са и Р.

Гормоны надпочечников. В надпочечниках различают мозговой и корковый слои. В мозговом слое образуются катехоламины: адреналин, норадреналин и их предшественники (дофамин). Они являются производными ароматической аминокислоты – тирозина:

Адреналин участвует в регуляции сердечно-сосудистой системы, обмена углеводов в печени и мышцах. При стрессах он выделяется в кровь («гормон страха»).

Норадреналин отличается от адреналина более сильным сосудосуживающим и прессорным действием, меньшим стимулирующим влиянием на сокращения сердца, слабым действием на гладкую мускулатуру бронхов и кишечника, слабым влиянием на обмен веществ.

В корковой части эндокринной железы из холестерина образуются две группы стероидных гормонов. Основу структуры составляет углеводород прегнан.

1.Кортикоиды – всего известно 46 гормонов, недостаток любого из них приводит к нарушению обмена веществ. Делят на две группы:

а. Глюкокортикоиды (кортизол, кортикостерон) контролируют многие стороны обмена углеводов, липидов и нуклеиновых кислот.

кортикостерон кортизол

б. Минералокортикоиды участвуют в регуляции водного и солевого обмена, например, альдостерон — обеспечивает транспорт натрия через почечные канальцы, стимулирует выделение с мочой ионов калия и аммония:

2. Половые гормоны — выделяются гипофизом и половыми железами.

Женские гормоны: Гестагены образуются в желтом теле яичников (прогестерон). Эстрогены контролируют менструальный цикл у самок, важными являются производные эстрана: эстрон и эстрадиол.

Мужские гормоны: Андрогены стимулируют развитие вторичных мужских половых признаков, влияют на эндокринную систему человека, дают сильный анаболический эффект. Основные — андростерон и тестостерон. В основе их структуры лежит скелет углеводорода андростана.

Тестостерон

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Общие сведения о гормонах периферических эндокринных желез

Названия желез, их зон, клеток Гормоны
Щитовидная железа: эпителиальные фолликулярные клетки светлые парафолликулярные клетки («С»-клетки) Паращитовидные железы: главные клетки Надпочечники: Кора надпочечников клубочковая зона (15% толщины коры) сетчатая зона (10% толщины коры) Мозговая часть надпочечников (хромаффинные клетки) Поджелудочная железа островки Лангерганса (около 1 млн) Втом числе от всей массы островков составляют: A(α)-клетки около 15% B(β)-клетки около 70% D(δ)-клетки около 10% F(f)-клетки около 5% Половые железы а) Семенники яичек клетки Лейдига клетки Сертоли б) Яичники клетки theca interna («тека») клетки theca granulos («гранулеза») в) Желтое тело, образующееся из остатков доминантного фолликула г) Плацента (временная эндокринная железа во время беременности) Тимус Трийодтиронин (L-3, 5, 3′-трийодтиронины) Тироксин (3, 5, 3′, 5′-тетрайодтиронин) Кальцитонин (тиреокальцитонин) Паратирин (паратиреокрин, паратгормон, паратиреоидный гормон, гормон паращитовидных желез) Минералокортикоиды (альдостерон, 11-дезоксикортикостерон) Глюкокортикоиды (кортизол, 17-гидрокортизон, кортизон, кортикостерон) Гормоны типа андрогенов (дегидроэпиандростерон, андростендион) Катехоламины (адреналин и норадренали) Глюкагон Инсулин Панкреатический соматостатин Панкреатический полипептид 1. Андрогены (андростендион, тестостерон, частично превращающийся в клетках-мишенях в 5α-дигидростерон) 2. 80% эстрогенов: — ингибируются — активируются Андрогены, мигрирующие через базальную мембрану в клетки гранулеза и там с участием ароматидного ферментного комплекса превращающиеся в эстрогены (эстрадион, эстрон, эстрион) Прогестин (прогестерон) 1. Прогестины (прогестерон) 2. Эстрогены 3. Тестостерон 4. Плацентарный лактоген 5. Хорионический гонадотропин 6. Тиреотропин Тимозин

Однако классификация гормонов в зависимости от места их происхождения оказалась несостоятельной. Есть случаи, когда одни и те же гормоны синтезируются несколькими железами. Они синтезируются в одних, а секретируются другими эндокринными органами (вазопрессин, окситоцин).

По химической природе гормоны и гормоноиды представляют собой довольно разные химические соединения, но в основном они делятся на три группы.

1. Гормоны белковой природы:

а) гормоны-белки (лютотропин, фоллитропин, тиреотропин, соматотропин, инсулин и др.)

б) гормоны-пептиды (кортикотропин, вазопрессин, окситоцин, гормоны гипоталамуса, ангиотензин, кинины и т. д.)

в) гормоны – производные белкового обмена, например, производные аминокислот (адреналин, йодтиронин, мелатонин)

2. Гормоны стероидной природы – производные холестерола. Различают две их разновидности:

а) гормоны с интактным стероидным ядром (состоят из 4-х колец – A, B, C, D циклопентанпергидродгенантрена), вырабатываемые в коре надпочечников глюкокортикоидами (кортизол, кортизон, кортикостерон) и минералокортикоидами (альдостерон, дзоксикортикостерон), в гонадах андрогенами (тестостерон) и эстрогенами (эстриол, эстрадиол, эстрон), в плаценте прогестинами (прогестерон)

б) стероиды с разорванным β-стероидным кольцом, представлены гормональными формами витамина D 1, 25-дигидроксикальциферолом (1, 25(ОН)2D3) и 24, 25-дигидроксикальциферолом (24, 25(ОН)2D3)

3. Эйкозаноиды – продукты превращения полиненасыщенных (С20:Δ n ) жирных кислот (простагландины, лейкотриены, тромбоксаны, простациклины).

По биологической активности гормоны делятся на пять групп.

1. Гормоны, регулирующие обмен углеводов, липидов, белков, аминокислот (йодтиронин, инсулин, глюкагон, адреналин, глюкокортикоиды).

2. Гормоны, регулирующие водно-солевой обмен (минералокортикоиды, вазопрессин, АНФ, компоненты ренин-ангиотензивной системы.

3. Гормоны, действующие не фосфорно-кальциевый обмен (паратирин, кальцитонин, 1, 25(ОН)2D3, 24, 25(ОН)2 D3, каротин).

4. Гормоны, реализующие репродуктивные функции (андрогены, эстрогены, прогестины).

5. Гормоны, влияющие на функциональное состояние эндокринных желез (рилизинг-факторы гипоталамуса, тропные гормоны гипофиза).

По растворимости гормоны делятся на:

1. Гидрофильные, растворимые в воде.

2. Липофильные (гидрофобные), растворимые в неполярных растворителях.

К гидрофильным относятся гормоны белково-пептидной природы, адреналин.

Липофильными являются стероидные гормоны, йодтиронин, с определенными допущениями ретиноевая кислота и регулятор некоторых процессов оксид азота (NO˙).

Биосинтез гормонов происходит обычно так же, как и образование аналогичных им веществ в неэндокринных тканях. Отличия состоят лишь в том, что секреторные клетки как правило синтезируют те или иные гормоны с целью поставки их на экспорт. Они обладают для этого аппаратом секреции, реализующим свою функцию при поступлении соответствующих сигналов.

Биосинтез белково-пептидных гормонов включает те же этапы, что и у любых других белков. Транскрипция и посттранскрипционный процессинг обеспечивают образование в ядре мРНК. На рибосомах в цитоплазме обычно синтезируются белки-предшественники. Последние мигрируют в аппарат Гольджи, одновременно претерпевая серии различных посттрансляционных превращений. В виде сформировавшихся гормонов они накапливаются и хранятся в секреторных гранулах до тех пор, пока не поступят соответствующие сигналы об их высвобождении.

Превращение белков-предшественников в активные гормоны обычно происходит методом ограниченного протеолиза. Белки или расщепляются на несколько отдельных молекул, или постепенно укорачиваются, образуя в конце концов, дееспособный гормон. Этот процесс порой происходит и в секреторных гранулах, но может осуществляться и после его секреции во внеклеточный матрикс. Например, в передней и промежуточной долях гипофиза синтезируется белок проопиомеланокортин (Mr 28,5 кДа, 265 аминокислотных остатков). Из него ограниченным протеолизом синтезируется кортикотропин. Вместе с тем в нем есть аминокислотные последовательности, обеспечивающие биосинтез и других гормонов, а именно, α, β, γ-меланотропинов, β, γ-липотропинов, α, β-эндорфинов, мет-эпкедалина (рис. 2.1).

γ-меланотропин прокортикотропин β-липотропин

(12 АМК остатков) (91 АМК остаток)

кортикотропин γ-липотропин β-эндорфин

(39 АМК остатков) (59 АМК остатков) (30 АМК остатков)

α-меланотропин β-меланотропин γ-эндорфин

(13 АМК остатков) (17 АМК остатков) (14 АМК остатков)

α-эндорфин (13 АМК остатков)

мет-эпкедалин (4 АМК остатка)

Рис. 2.1. Схема образования гормонов передней и средней долей гипофиза методом органического протеолиза из проопиомеланокортина.

Паратгормон вырабатывается в виде большой молекулы-предшественника-препрогормона, содержащего 115 аминокислотных остатков. В эндоплазматическом ретикулуме от него отщепляется 25 аминокислотных остатков. Образовавшийся прогормон в аппарате Гольджи превращается в зрелый гормон, включающий 84 аминокислотных остатка (паратирин 1 – 84). Паратгормон упаковывается и хранится в секреторных гранулах (везикулах).

Белки, полипептиды, находящиеся в этих везикулах, высвобождаются путем экзоцитоза, при котором происходит слияние пузырьков с плазматической мембраной и выход содержимого во внеклеточный матрикс.

Аминокислоты не только являются структурными единицами гормонов белково-пептидной природы, но и могут служить субстратами биосинтеза таких гормонов, как адреналин, йодтиронин, мелатонин.

Адреналин синтезируется из незаменимой аминокислоты фенилаланина. Последний в монооксигеназной реакции превращается в тирозин. А еще раз гидроксилируясь, он становится дигидрооксифенилаланином (ДОФА). Далее ДОФА декарбоксилируется и превращается в дофамин. Еще одно гидроксилирование приводит к образованию адреналина, а его метилирование, осуществляющееся преимущественно в цитоплазме и гранулах хромаффинных клеток мозгового слоя надпочечников, приводит к образованию адреналина (рис. 2.2).

Рис. 2.2. Схема биосинтеза катехоламинов в хромаффинных клетках мозгового слоя надпочечников. ТГБП – тетрагидробиоптерин; ДГБП – дигидробиоптерин; ПАЛФ – пиридоксальфосфат; SAL-S – аденозилметионин; SAF-S – аденозилгомоцистеин.

Тиреоидные гормоны также являются производными тирозина (рис. 2.3).

Рис. 2.3. Химическая природа гормонов щитовидной железы – йодтиронинов.

Их биосинтез происходит в фолликулярных клетках и коллоиде, заполняющем полости фолликулов щитовидной железы. В клетках синтезируется белок гликопротеин, получивший название тиреоглобулин ( Mr 660 кДа). Он содержит 115 остатков тирозина. Из него позже получаются йодтиронины. Сюда же поступает и активируется йод, используемый для образования этих гормонов (рис. 2.4).

Последовательность событий при этом следующая:

1. Поглощение йода клетками вторично активным транспортом с участием Na + , К¯-АТФ-азы.

2. Активирование йода в реакции:

I Тиреойодидпироксидаза I 0 (I + )

Его поступление в коллоид.

3. Биосинтез тиреоглобулина на рибосомах.

4. Экзоцитоз тиреоглобулина в коллоид.

5. Йодирование тирозилов в тиреоглобулине с образованием йодтиреоглобулина.

6. Эндоцитоз йодтиреоглобулина обратно в клетки.

7. Гидролитическое расщепление йодтиреоглобулина лизосомальными протеиназами и образование йодтиронинов (трийодтиронина, Т3 и тироксина, Т4).

Синтез и секреция Т3, Т4 находятся под контролем тиреотропина из аденогипофиза. В крови йодтиронины образуют комплексы с белками (транстиретином (ТСБ), альбуминами, α1-глобулинами (ТСГ)) и лишь небольшая часть из них остается свободной.

В щитовидной железе образуется ≈ 15% циркулирующего в крови Т3. Остальной трийодтиронин образуется при монодейодировании тироксина, происходящем преимущественно в печени.

Биологическая активность обусловлена свободной фракцией гормонов. Количество свободного Т3 в крови в 3 – 5 раз выше, чем Т4, а его аффинность к рецепторам в клетках-мишенях в 10 раз выше, чем у Т4. Все это объясняет значительное преобладание биологических эффектов у Т3 по сравнению с Т4, хотя его время полужизни вдвое меньше. Коллоид фолликула

Тиреоглобулин Тирозинйодиназа Йодтиреоглобулин

тиреоглобулина I 0 (I + )

Рис. 2.4. Схема биосинтеза и секреции йодтиронинов в эпителиальной клетке стенок фолликулов щитовидной железы. ПМ – плазматическая мембрана, Т3 – трийодтиронин, Т4 – тетрайодтиронин (тироксин), ТСБ – тиронинсвязывающий белок (транстиретин), ТСГ – тироксинсвязывающий глобулин (α1-глобулин).

Из аминокислоты триптофана в эпифизе синтезируется мелатонин. Промежуточным продуктом является серотонин. Он вначале ацетилируется с участием серотонин-N-ацетилтрансферазы, и затем метилируется под действием метилтрансферазы (рис. 2.5)

Рис. 2.5. Схема биосинтеза мелатонина. ТГБП – тетрагидробиптерин, ДГБП – дигидробиоптерин, ПАЛФ – пиридоксальфосфат, SAM-S-аденозилметионин, SAF-S-аденозилгомоцистеин.

Мелатонин активно образуется в темное время суток и не вырабатывается на свету. Он подавляет синтез гонадотропинов в аденогипофизе, замедляет половое созревание в молодом возрасте. Мелатонин регулирует сезонные колебания половой активности, которая возрастает с увеличением освещенности в весенне-летнем сезоне и снижается при удлинении ночей в осенне-зимний период.

Гормоны стероидной природы синтезируются в митохондриях клеток стероидных тканей. Субстратом является холестерол, который модифицируется в ходе последовательных ферментативных монооксигеназных реакций гидроксилирования и расщепления различных углерод-углеродных связей (рис. 2.6).

· Вначале у холестерола утрачивается боковая цепь и образуется прегненолон, а он окисляется (цикл А) в прогестерон.

· Прогестерон превращается в тестостерон либо непосредственно путем удаления боковой цепи у D-кольца, либо опосредованно через стадии дегидроэпиандростерона – андростендиона.

· Эстрадиол образуется в процессе ароматизации А-цикла с участием ароматазного ферментного (рис. 9.3)

· Прогестерон в этой цепи взаимопревращений является также субстратом для биосинтеза гормонов коры надпочечников кортизола и альдостерона.

Рис. 2.6. Схема биосинтеза некоторых стероидных гормонов (в кружочках показано максимальное количество углеродных атомов).

Холестерол по сути является субстратом биосинеза 1, 25-дигидроксикальциферола (1, 25(ОН)2D3) и 24, 25-дигидроксикальциферола (24, 25(OH)2D3) – активных форм витамина D. Их рассматривают как гормональные формы этого витамина. Они образуются при двукратном гидроксилировании холекальциферола, образующегося в коже из 7-дегидрохолестерола (рис. 2.7).

Вначале осуществляется окисление в положении 25 с помощью 25-монооксигеназы холекальциферола. Реакция идет в печени. Получающийся 25-гидроксикальциферол (25(OH)2D3) переносится кровью в почки и в клетках проксимальных канальцев повторно гидроксилируется с образованием 1, 25(ОН)2D3 и 24, 25(OH)2D3.

Обе бигидроксилированные формы витамина D3 транспортируются в плазме крови в комплексе со специальным белком-транспортером из α2-глобулиновой фракции.

Рис. 2.7. Метаболический цикл витамина D3, приводящий к образованию активных форм 1, 25(ОН)2D3 (кальцитриола) и 24, 25(OH)2D3.

Активные формы витамина D катаболизируют перед своей экскрецией. Подавляющая часть продуктов распада витамина D3 (93%) поступает с желчью в кишечник и выделяется с калом.

Тропные гормоны передней доли гипофиза (кортикотропин (АКТГ), фоллитропин (ФСГ), лютропин (ЛГ)) активируют аденилатциклазу в плазматических мембранах клеток коры надпочечников или гонаду, увеличивает концентрацию 3′, 5′ цАМФ, который в свою очередь, активирует ферменты, катализирующие образование стероидных гормонов.

Эти гормоны обычно не накапливаются в клетках, а, перемещаясь через плазматические мембраны, покидают их вскоре после синтеза.

Секреция гормонов может происходить в различных режимах. Многие железы секретируют минимальные количества гормонов постоянно в режиме т. н. базального уровня секреции. Сигналы, поступающие в секреторные клетки могут изменять этот уровень, повышая его или понижая.

Содержание гормонов в крови обычно зависит от скорости их секреции железистыми клетками. Интенсивность поступления гормонов в кровь зависит от скорости их синтеза. В секреторных гранулах обычно аккумулируются небольшие количества гормонов. В ответ на стимуляцию биосинтез гормонов возрастает.

Исключением являются лишь два случая. Йодтиронин запасается в щитовидной железе в больших количествах, защищая организм от дефицита йода при нерегулярном его поступлении в организм. Холекальциферол депонируется в жировой ткани, мобилизуясь оттуда в случаях слабой инсоляции организма. Гидрофильные гормоны (белки, пептиды и т. д.) после секреции циркулируют в плазме крови в растворенном состоянии. Йодтиронины и почти не растворимые в воде стероидные гормоны транспортируются белками-переносчиками. Комплексы этих белков с гормонами могут играть роль своеобразного депо готовых гормонов. В роли неспецифических белков-транспортеров в плазме крови выступают альбумины, переносящие, например, альдостерон, и белок транстиретин (преальбумин), образующий так называемый тироксинсвязывающий белок(ТСБ). Белки разных глобулиновых фракций чаще выступают в роли специфических транспортеров, так как имеют на своей поверхности высоко аффинные центры связывания гормонов. Такими белками являются транскортин (для глюкокортикоидов) и тироксинсвязывающий глобулин (ТСГ) из α1-глобулиновой фракции. К β-глобулинам относятся глобулины, связывающие половые гормоны (ГСПГ).

Гормоны белковой природы имеют короткий период полураспада (от нескольких минут до нескольких часов). Деградация их часто начинается уже в крови или на стенках кровеносных сосудов. Продолжение и завершение ее осуществляется в клетках печени, почек и других тканей после эндоцитоза. Некоторые белки-гормоны, содержащие дисульфидные связи, например инсулин, начинают инактивацию за счет восстановления остатков цистеина. В последующем их катаболизм происходит как и у других белков под действием тканевых протеиназ. Ферменты эти могут быть экзо- или эндотоксинами. А образующиеся промежуточные пептиды порой проявляют самостоятельную биологическую активность.

Аминокислоты как конечный продукт распада белково-пептидных гормонов могут продолжить путь катаболизма или включаются в общий пул и служат субстратами в анаболических процессах.

Время полусуществования (Т 1 /2) стероидных гормонов составляет 70 – 90 минут.

Процесс инактивации стероидных гормонов происходит в печени. Кортикостероиды при этом подвергаются или восстановлению с образованием парных соединений, или окисляются у С17. В первом случае вначале происходит восстановление по оксогруппе и двойной связи в цикле А (рис. 2.8), протекающее с использованием НАДФ•Н+Н + . Образующиеся метаболиты вступают в реакции конъюгирования при участии ФАФС или УДФГК. Получающиеся водорастворимые парные соединения выводятся из организма с мочой и через желчные пути с калом.

Рис. 2.8. Инактивация стероидных гормонов по пути восстановления и конъюгирования.

а) восстановление по методу двойной связи и оксогрупп в цикле А с использованием НАДФ•Н+Н + в качестве донатора водорода

б) конъюгирование с участием ФАФС или УДФГК с образованием парных водорастворимых соединений (сернокислые эфиры, глюкокортикоиды), экскретирующихся с мочой, калом

Во втором случае кортикостероиды подвергаются окислению с отщеплением боковой цепи у С17. Образующиеся 17-кетостероиды выводятся с мочой как конечные продукты обмена. У мужчин 17-кетостероиды образуются также при катаболизме тестостерона, поэтому суточная их экскреция составляет 10 – 20 мг против 5 – 12 мг у женщин, т. е. в два раза выше. Выведение 17-кетостероидов с мочой возрастает при гиперпродукции кортикостероидов, а у мужчин и андрогенов, и уменьшается при гипопродукции. Определение их содержания в моче долго использовали в качестве критерия диагностики поражений коры надпочечников, семенников.

В настоящее время предложенные чувствительные и специфичные методы иммунологического анализа стероидных гормонов вытеснили устаревшие способы диагностики заболеваний надпочечников. Измерение экскреции кортизола с мочой помогает диагностике синдрома «Иценно-Кушинга». «Стероидный профиль» мочи, при исследовании которого стероиды разделяются и измеряются методом газожидкостной хроматографии, позволяет получить точные данные о функциональном состоянии коры надпочечников.

Для определения концентрации тестостерона, дигидротестостерона, глобулина, связывающего половые гормоны, существуют специфические методики. Отпала необходимость определять 17-кетостероиды в моче для оценки функции половых желез. К тому же на две трети эти метаболиты в моче проходят из андрогенов коры надпочечников.

Считают, что инактивация эстрогенов в печени идет в основном по пути образования глюкуронидов или эфиров с серной кислотой с последующей их экскрецией с мочой, желчью, калом.

Время полужизни йодтиронинов составляет несколько дней (Т3 2 – 3 дня, Т4 5 – 7 дней). Их катаболизм идет в несколько стадий. Он сопряжен с участием аминотрансфераз (непрямое дезаминирование), дегалогеназ (освобождение йода) и завершается в печени конъюгированием фенолов с участием ФАФС и УДФГК. Парные соединения, а также частично неизмененные гормоны экскретируются почками или кишечником.

Некоторое количество Т4 в кишечнике реабсорбируется и включается в общий пул йодтиронинов.

Деградация катехоламинов (адреналин и другие биогенные амины) происходит в тканях-мишенях и прежде всего в печени по пути дезаминирования с участием моноаминоксидаз (МАО) и метилирования катехол-о-метилтрансфераз, работающих с S-аценозилметионином в качестве кофермента. В результате образуются и экскретируются с мочой 3-метокси-4-гидрокси-миндальная кислота (80%) и метанефрины (15%). Небольшая часть адреналина (5%) выделяется с мочой в неизмененном виде (рис. 2.9).

Мелатонин инактивируется путем образования конъюгатов с сульфатом, реже с глюкуронатом, с участием ФАФС- и УДФГК-зависимых трансфераз.

Рис. 2.9. Схема катаболизма катехоламинов и выделения с мочой конечных продуктов. Цифрами обозначены ферменты: 1 – дигидроксифенилэтаноламин-N-метилтрансфераза; 2 – моноаминоксидаза; 3 – катехол-о-метилтрансфераза.

Задание 2.1.

1. Составьте схемы, отражающие принципы классификации гормонов: анатомически, по химической природе, по биологической активности, по растворимости.

2. Перечислите этапы биосинтеза тиреоидных гормонов (Т3, Т4).

3. Напишите реакции синтеза из триптофана гормона мелатонина.

4. Дайте общую характеристику структурных отличий андрогенов и эстрогенов.

5. Обсудите возможные пути катаболизма гормонов различной природы.

6. Ответьте на вопросы:

v Чем отличается биосинтез гормонов в секреторных клетках от такого же процесса в неэндокринных тканях?

v Какие гормоны образуются из прооксимеланокортина методом ограниченного протеолиза?

v Какие ферменты участвуют в биосинтезе из триптофана серотонина и образования из него мелатонина?

v Из чего синтезируются гормоны стероидной природы?

v Где и как синтезируются гормональные формы витамина D?

v Что такое базальный уровень секреции гормонов?

v С какой целью и где могут создаваться депо йодтиронинов и холекальциферола?

v Какие гормоны катаболизируют по пути образования парных соединений?

Задание 2.2.

· Соматостатин:

А. Синтезируется в аденогипофизе

Б. Имеет прежнее название соматотропин-рилизинг-фактор

В. Образуется в гипоталамусе

Г. Контролирует выработку соответствующего гормона аденогипофиза

Д. Имеет стероидную природу

· Оцените достоверность утверждений в каждом предложении и связь между ними:

Время полусуществования (Т 1 /2) стероидных гормонов составляет 70 – 90 минут, поэтому при их катаболизме не происходит разрыва В-стероидного кольца.

· Местом синтеза указанных гормонов является:

1. Трийодтиронин 2. Прогестерон 3. Паратирин 4. Глюкагон 5. Вазопрессин 6. Эстрадиол 7. Тиреотропин А. Гипоталамус Б. Надпочечники В. Эпифиз Г. Поджелудочная железа Д. Нет правильного ответа

· Последовательность событий при биосинтезе йодтиронинов:

А. Эндоцитоз тиреоглобулина в коллоид

Б. Йодирование остатков тирозина в тиреоглобулин с образованием йодтиреоглобулинов

В. Поглощение йода клетками вторично активным транспортом с участием Na + , К + -АТФ-азы

Г. Гидролиз йодтиреоглобулина лизосомальными протеиназами

Д. Биосинтез тиреоглобулина на рибосомах

· Перечисленные сигнальные молекулы по химическому строению являются:

1. Простагландины 2. Фоллитропин 3. Окситоцин 4. Альдостерон 5. Инсулин 6. Ингибин 7. Мелатонин А. Стероиды Б. Белки В. Пептиды Г. Другой природы

Задание 2.3.

Решите задачи:

· Мужчина 22 лет обратился с жалобами на импотенцию. Осмотр пациента позволил установить наличие внешних признаков гипогонадизма: инфантильные половые органы, мышцы развиты слабо, астеническое телосложение и др. Предложите лаборатории тесты для подтверждения первичного диагноза.

· У пациента жалобы на мышечную слабость, особенно мышц нижних конечностей. При осмотре обращает внимание отложение жира в области шеи, «лункообразное лицо». Изменение экскреции кортизола с мочой выявило ее увеличение. Укажите патологию, для которой характерны перечисленные признаки.

В статье «Гормоны периферических эндокринных желез» использованы материалы:

http://infopedia.su/9xc399.html

http://vikidalka.ru/2-60456.html

http://megaobuchalka.ru/1/5551.html

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *