Синтез половых гормонов — Синтез половых гормонов

Синтез половых гормонов

II. Характеристика отдельных типов половых гормонов.

Болезненные расстройства, вызванные попаданием в организм ядовитых веществ, называются отравлением, Яд — понятие относительное, так как ядовитые свойства того или иного вещества зависят от целого ряда условий (физического состояния вещества, дозы и др.). Так, одно и то же вещество в одних условиях может оказаться безразличным для организма, в других — целебным, а в третьих — повлечет за собой тяжелое расстройство здоровья и даже смерть. Огромную роль в возникновении отравлений играют пути введения яда в организм.

Останавливаясь на симптоматике отдельных видов отравлений, можно сделать вывод, что зная основы судебной токсикологии, целый ряд отравлений может быть, установлен без особых затруднений.

Л е к ц и я

Тема: ПОЛОВЫЕ ГОРМОНЫ

План лекции

1. Половые гормоны: определение понятия, классификация, основные представители.

2. Общие закономерности в характеристике группы половых гормонов:

· синтез половых гормонов;

· основная локализация выработки;

· регуляция синтеза и секреции;

· разнообразие биологических эффектов;

· продукция половых гормонов в коре надпочечников.

3. Характеристика отдельных типов половых гормонов.

1) Андрогены (тестостерон):

· транспорт и преобразование в тканях;

· ткани-мишени и механизм действия;

2) Эстрогены и прогестины:

· ткани-мишени и биологические эффекты;

· женский половой цикл.

Половые гормоны –группа стероидных гормонов, которые вырабатываются преимущественно половыми железами и оказывают влияние на способность к репродукции и скорость анаболических процессов в организме. Дополнительно синтез половых гормонов осуществляется в коре надпочечников и плаценте.

Основные группы половых гормонов(слайд 1):

· андрогены:в эту группу включают основной гормон тестостерон, а также его более активную форму дигидротестостерон (ДГТ) и гормонально неактивные предшественники дегидроэпиандростерон (ДГЭА) и андростендион.

· эстрогены:эстрон, эстрадиол и эстриол (обладают гормональной активностью, наиболее важный – эстрадиол).

· прогестины(прогестерон).

Перечисленные группы гормонов вырабатываются в организме человека независимо от пола. Половые отличия заключаются в:

а) локализации синтеза и секреции;

б) особенностях регуляции;

в) органах и тканях-мишенях;

г) ответе тканей-мишеней на данный вид гормонов.

I. Общие закономерности в характеристике группы половых гормонов (свойственны им как группе гормонов и используются затем в характеристике отдельных представителей).

1. Синтез половых гормонов(слайд 2). Предшественником всех половых гормонов является холестерин. Этапы синтеза. 1) Образование половых гормонов начинается с отщепления боковой цепи холестерина (это скорость-лимитирующая реакция, направляющая холестерин на синтез стероидных гормонов, см. также предыдущую лекцию) 2) Продукт отщепления – прегненолон – превращается в тестостерон двумя путями: а) через образование прогестерона или б) дегидроэпиандростерона. 3) Тестостерон может превращаться в активный метаболит 5α-дигидротестостерон под действием НАДФН₂-зависимой 5α-редуктазы 4) Эстрогены образуются путем реакций ароматизации тестостерона и его предшественника андростендиона. Этот процесс осуществляется ароматазным комплексом, который содержит цитохром Р₄₅₀-оксидазу и включает 3 реакции гидроксилирования с участиемм О₂ и НАДФН₂.

2. Основная локализация выработки половых гормонов(слайд 3, 4).Половые железыв мужском и женском организме являются парными органами смешанной секреции. В них происходит как наработка половых клеток, так и синтез и секреция половых гормонов.

3. Регуляция выработки половых гормонов (слайд 5). Гипоталамус вырабатывает гонадотропин-рилизинг-гормон (ГнРГ), который стимулирует переднюю долю гипофиза к выработке 2-х основных тропных гормонов – фолликулостимулирующего (ФСГ) и лютеинизирующего (ЛГ). Мишенью тропных гормонов являются половые железы, где ФСГ стимулирует образование половых клеток (гамет), ЛГ – синтез и секрецию соответствующих половых гормонов. Половые гормоны и ингибин действуют на гипофиз по механизму отрицательной обратной связи.

4. Механизм действия половых гормонов (слайд 6). Стероидные половые гормоны являются гидрофобными соединениями, легко преодолевают фосфолипидный барьер мембран и действуют по цитозольному механизму. Гормон-рецепторный комплекс проникает в ядро, взаимодействует с хроматином и стимулирует или подавляет транскрипцию определенных генов. Таким образом, эти гормоны регулируют метаболизм путем изменения скорости биосинтеза ключевых белков (в том числе белков-ферментов). Прямое действие на активность ферментов по цитозольному механизму невозможно!

5. Особенности транспорта (слайд 7). Половые стероиды – плохорастворимые в воде соединения, поэтому перенос их кровью происходит в основном в связанном с белками состоянии. Основной транспортный белок – секс-стероид связывающий глобулин (глобулин, связывающий половые стероиды, ГСПС). Связывает в крови как тестостерон, так и эстрадиол, с большим сродством к тестостерону. Дополнительный связывающий белок – альбумин – связывает андрогены в меньшей степени, чем эстрогены. Биологической активностью (способностью проникать из крови в интерстиций и затем в клетки) обладают свободные формы гормонов и гормоны, связанные с альбумином.

6. Разнообразие биологических эффектов. Половые стероиды оказывают анаболическое влияние на органы и ткани, формируют вторичные половые признаки и поведенческие реакции по мужскому или женскому типу.

7. Продукция половых гормонов в коре надпочечников. Надпочечники и половые железы имеют общее эмбриональное происхождение (целомический мезотелий); синтез стероидных гормонов в обоих видах желез идет при участии аналогичных ферментных систем (см. предыдущую лекцию). Главным андрогеном коры надпочечников у обоих полов является ДГЭА (в меньшей степени андростендион, очень мало тестостерона). Вне надпочечников могут превращаться в более активные формы (тестостерон, эстрадиол). Основным стимулятором считается АКТГ (кортикотропин) передней доли гипофиза.

II. Характеристика отдельных типов половых гормонов.

Андрогены (мужские половые гормоны).

Тестостерон – основной мужской половой гормон, неслучайно названный «гормон королей – король гормонов» (Carruthers M, 1996).

Источники образования.Наработка тестостерона происходит:

а) в клетках Лейдига, располагающихся в интерстиции семенников;

б) в клетках теки фолликулов яичника;

в) крайне малые количества у обоих полов – в коре надпочечника.

Регуляция выработки.Стимулом к образованию является лютеинизирующий гормон гипофиза (в половых железах) и АКТГ (в коре надпочечников).

Транспорт и преобразование. Перенос кровью происходит в связанном с белками состоянии (свободного тестостерона в норме не более 2%). Количество доступного для тканей тестостерона зависит от концентрации в крови ГСПС (чем меньше ГСПС, тем выраженней действие тестостерона). В тканях преобразование тестостерона может протекать по 4-м направлениям (слайд 8):

1) усиление биологической активности – превращение тестостерона в более сильный андроген дигидротестостерон под действием 5α-редуктазы (в органах репродуктивной системы: предстательная железа, придаток яичка, семенные пузырьки, а также в коже);

2) изменение биологической активности – превращение тестостерона в эстрадиол под действием ароматазного комплекса (молочная железа, головной мозг, мышечная и жировая ткань, гранулеза развивающегося доминантного фолликула);

3) сохранение биологической активности – в тканях с малой активностью 5α-редуктазы и ароматазного комплекса тестостерон не подвергается преобразованиям и непосредственно связывается с рецепторами (мышечная ткань);

4) ослабление биологической активности – образование неактивных метаболитов в печени (аналогично кортикостероидам, см. предыдущую лекцию). При нарушении функции клеток печенитестостерон избыточно преобразуется в эстрогены.

Ткани-мишени и механизм действия. Мишенями тестостерона являются (слайд 9):

· мужская репродуктивная система;

Попадая внутрь клеток-мишеней, тестостерон может оказывать как прямое действие, так и опосредованное (через активные метаболиты ДГТ и эстрадиол). Для каждой конкретной ткани это зависит от активности в ней 5α-редуктазы и ароматазного комплекса.

В большинстве тканей тестостерон является прогормоном и превращается в ДГТ в ядре или цитоплазме под действием 5α-редуктазы. Тестостерон и ДГТ связываются с одним и тем же цитозольным рецептором – АР (андрогенный рецептор); способность к связыванию для тестостерона гораздо ниже, чем для ДГТ. После связывания комплексы транспортируются в ядро, где выступают как дерепрессоры генетической информации (слайд 6). Рецептор в составе комплекса связывается со специфическими последовательностями геномной ДНК, активирует РНК-полимеразу и стимулирует образование мРНК и рРНК и , как следствие, синтез белка в клетке (анаболическое действие на белковый обмен).

Дата добавления: 2014-12-18 ; просмотров: 50 | Нарушение авторских прав

Половые гормоны, строение, влияние на обмен веществ и функции половых желез

Женские половые гормоны.

Они синтезируются из холестерина. Место синтеза: яичники, кора надпочечников, семенники, плацента. Женские половые гормоны делятся на две группы, отличающиеся по химической структуре и биологической функции: эстрогены (эстрадиол) и прогестины (прогестерон).

Синтез женских половых гормонов стимулируют ФСГ и ЛГ гипофиза.

Синтез эстрогенов и прогестерона начинается после наступления половой зрелости. Они вызывают развитие вторичных половых признаков. Прогестерон подготавливает слизистую оболочку матки к успешной имплантации яйцеклетки в случае её оплодотворения. При наступлении беременности прогестерон оказывает тормозящее влияние на овуляцию и стимулирует развитие ткани молочной железы. Эстрогены обладают анаболическим действием, стимулируя синтез белка.

Мужские половые гормоны.

Андрогены синтезируются из холестерина. Место синтеза: семенники, кора надпочечников, яичники. Основной гормон — тестостерон. В отличие от эстрогенов андрогены уже в эмбриональном периоде оказывают существенное влияние на дифференцировку мужских половых желез. Во взрослом организме андрогены регулируют развитие мужских вторичных половых признаков, сперматогенез и т. д.

Андрогены обладают значительным анаболическим действием (стимулируют синтез белка во всех тканях, но в большей степени в мышцах).

Гормоны щитовидной железы, механизм образования, строение, биологическое действие. Гипо-, гиперфункция гормонов (кретинизм, микседема, Базедова болнзнь ). Эндемический зоб. Роль гормонов в регуляции обмена кальция и фосфатов у детей (паратгормон, кальцитонин, кальцитриол).

Паратгормон, состоящий из 84-аминокислотных остатка, он является антагонистом кальцитотина, так как увеличивает уровень кальция в крови за счет деминерализации костной ткани (вымывание солей кальция). Кроме того, он увеличивает реабсорбцию кальция в почечных канальцах и уменьшает реабсорбцию фосфатов. Это приводит к уменьшению фосфатов в крови (гипофасфатемия), что способствует активации фермента – фосфатазы, которая также вымывает фосфорно-кальцевые соли из костной ткани. Синергистом паратгормона является кальцитриол — активная форма витамина Д₃, который, кроме перечисленных выше механизмов, влияет на синтез кальций – связывающего белка в кишечнике. Зачаток щитовидной железы выявляется у плода уже к концу первого месяца беременности. Фолликулы в ткани железы отмечается на 6-7 недели развития зародыша. С 9-11 недели в фолликулах уже появляются капли коллоида и с этого момента железа способна задерживать йод. Щитовидная железа новорожденного имеет массу 1-5 г. До 6 месячного возраста масса щитовидной железы уменьшается, а затем до 5-6 летнего возраста начинается бурное её увеличение. Затем рост щитовидной железы вновь замедляется вплоть до препубертатного периода. В это время рост её снова ускоряется. Окончательное развитие железы заканчивается к 15 годам.

Щитовидная железа состоит из множества полостей – фолликулов, заполненных вязким секретом – коллоидом. В этих фолликулах из аминокистоты-тирозина и свободного йода, поступающего с пищей и водой, синтезируются йодтиронины, входящие в составе белка тиреоглобулина. Тиреоглобулин-гликопротеин содержит 115 остатков – тирозина, синтезируется в базальной части клетки и хранится во внеклеточном коллоиде, где происходит йодирование остатков тирозина и образование йодтиронинов.

Под действием тиреопероксидазы окисленный йод реагирует с остатками тирозина с образованием монойодтиронинов (МИТ) и дийодтиронинов (ДИТ). Две молекулы ДИТ конденсируются с образованием тироксина (Т₄), а МИТ и ДИТ – с образованием трийодтиронина (Т₃). Йодтиреоглобулин транспортируется в клетку путем эндоцитоза и гидролизуется ферментами лизосом с освобождением Т₃ и Т₄.

Синтез йодтиронинов стимулируется ТТГ гипофиза.

· рост, развитие и дифференцировку тканей;

· водно-электролитный обмен и др.

Гипофункция щитовидной железы в раннем возрасте приводит к развитию кретинизма (остановка роста, уродливое непропорциональное строение тела, умственная отсталость).

Гипофункция щитовидной железы во взрослом состоянии – микседема (слизистый отек). Клинические проявления: отеки (нарушается водно-электролитный обмен), патологическое ожирение, выпадение волос, зубов. Основной обмен при этом понижен.

Гиперфункция щитовидной железы — диффузный токсический зоб (базедова болезнь) сопровождается экзофтальмом (пучеглазие), тахикардией, зобом (увеличенная щитовидная железа), основной обмен при этом усилен. Повышена температура тела, больные раздражительны, у них потные ладони, они испытывают чувство голода. Это связано с тем, что тироксин является разобщителем окисления и фосфолирования.

Эндемический зоб – заболевание, связанное с недостатком йода в пище, воде. Это приводит к компенсаторному увеличению массы щитовидной железы за счет разрастания соединительной ткани.

В клетках щитовидной железы синтезируется также гормон – кальцитонин, состоящий из 32 – аминокислотных остатков. Он регулирует фосфорно-кальциевый обмен. Кальцитонин уменьшает содержание кальция в крови за счет торможения выхода его из костной ткани и стимулирует экскрецию кальция с мочой

Этапы обмена веществ. Катаболизм основных пищевых веществ- углеводов, жиров, белков. Специфические пути катаболизма (до образования пирувата и ацетил-КоА из углеводов, аминокислот и жирных кислот. Общий путь катаболизма(цикл Кребса).Цепь переноса электронов (дыхательная цепь)

Живые организмы находятся в постоянной и неразрывной связи с окружающей средой.

Эта связь осуществляется в процессе обмена веществ.

Обмен веществ (метаболизм)–совокупность всех реакций в организме.

Промежуточный обмен (внутриклеточный метаболизм) – включает 2 типа реакций: катаболизм и анаболизм.

Катаболизм – процесс расщепления органических веществ до конечных продуктов (СО₂ , Н₂О и мочевины). В этот процесс включаются метаболиты, образующиеся как при пищеварении, так и при распаде структурно-функциональных компонентов клеток.

Процессы катаболизма в клетках организма сопровождаются потреблением кислорода, который необходим для реакций окисления. В результате реакций катаболизма происходит выделение энергии (экзергонические реакции), которая необходима организму для его жизнедеятельности.

Анаболизм – синтез сложных веществ из простых. В анаболических процессах используется энергия, освобождающаяся при катаболизме (эндергонические реакции).

Источниками энергии для организма являются белки, жиры и углеводы. Энергия, заключенная в химических связях этих соединений, в процессе фотосинтеза трансформировалась из солнечной энергии. Обмен веществ состоит из 4 этапов.

I этап – расщепление в желудочно-кишечном тракте белков, жиров и углеводов до мономеров (аминокислот, высших жирных кислот и глицерина, моносахаридов). В процессе пищеварения теряется видовая специфичность питательных веществ.

II этап – внутриклеточный катаболизм- глюкоза, высшие жирные кислоты, аминокислоты подвергаются специфическим превращениям до образования ацетил-КоА (гликолиз, β-окисление высших жирных кислот, трансаминирование аминокислот и др.)- процессы протекают в цитоплазме.

III этап – общий путь катаболизма – цикл трикарбоновых кислот (цикл Кребса).

Окисление органических веществ в клетках, сопровождающееся потреблением кислорода и синтезом воды, называют тканевым дыханием, а цепь переноса электронов (ЦПЭ) – дыхательной цепью.

Особенности биологического окисления:

1. Протекает при температуре тела;

2. В присутствии Н₂О;

3. Протекает постепенно через многочисленные стадии с участием ферментов-переносчиков, которые снижают энергию активации, происходит уменьшение свободной энергии, в результате чего энергия выделяется порциями. Поэтому окисление не сопровождается повышением температуры и не приводит к взрыву.

Электроны, поступающие в ЦПЭ, по мере их продвижения от одного переносчика к другому теряют свободную энергию. Значительная часть этой энергии запасается в АТФ, а часть рассеивается в виде тепла.

Перенос электронов от окисляемых субстратов к кислороду происходит в несколько этапов. В нем участвует большое количество промежуточных переносчиков, каждый из которых способен присоединять электроны от предыдущего переносчика и передавать следующему. Так возникает цепь окислительно-восстановительных реакций, в результате чего происходят восстановление О₂ и синтез Н₂О.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Синтез половых гормонов

В яичниках фоллистатин продуцируется гранулезными клетками антральных фолликулов и гранулезолютеиновыми клетками, находящимися под стимулирующим влиянием ФСГ. Он направляет развитие гранулезных клеток в сторону лютеинизации или атрезии, нейтрализуя действие активина. Также он может напрямую регулировать метаболизм прогестерона в гранулезных клетках.

Фоллистатин является одноцепочечным полипептидом, состоящим из 315 аминокислот и действующим как активинсвязывающий белок. Иными словами, фоллистатин нейтрализует действие активина, и большинство его биологических функций объясняются антагонизмом с активином. Фоллистатин существует в двух формах: полноразмерной цепи (FS315) — эта форма обнаруживается в циркулирующей крови и преобразованной цепи (FS288) — эта форма обнаруживается в фолликулярной жидкости и гипофизе.

Он является звеном механизма внутригипофизарной отрицательной обратной связи, в котором активин стимулирует биосинтез ФСГ, а повышение выработки фоллистатина ограничивает его биодоступность для связывания с активиновыми рецепторами оболочек клеток-мишеней. Показано, что изоформа FS288 связывается с гепарансульфатом протеогликанами клеточной поверхности лучше, чем изоформа FS3I5. Из-за того что протеогликаны фиксированы к клеточной мембране, диффузия фоллистатина из места высвобождения ограничена, что приводит к поддержанию его высоких локальных концентраций.

Фиксированный к мембране фоллистатин способен конкурировать с активиновыми рецепторами, расположенными на соседних клетках, таким образом модулируя биологические эффекты активина. Будучи связанным с активином, фоллистатин способен ускорять эндоцитоз и лизосомальное разрушение активина клетками гипофиза.

Уровень фоллистатина, определяемый с помощью чувствительной и специфичной реакции двустадийного иммуноферментного анализа, существенно выше у женщин с СПКЯ по сравнению с контрольной группой. Столь высокие концентрации в сочетании со снижением уровня активина у таких пациенток указывают на роль фоллистатина в патологии созревания преовуляторных фолликулов и подавлении активности ФСГ.

Некоторые факторы роста принимают участие в межклеточных связях внутри яичников. К ним относят инсулиноподобные факторы роста (ИФР) I и II типов, эпидермальный фактор роста (ЭФР), трансформирующий фактор роста а (ТФРа), основной фактор роста фибробластов (оФРФ), цитокины — интерлейкины (ИЛ) 1 и 6, фактор некроза опухоли а (ФНОа).

ПОЛОВЫЕ ГОРМОНЫ И ИХ БИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ

Мужские половые гормоны (андрогены, от греч. andros — мужчина) —тестостерон и дигидротестостерон. Синтез андрогенов осуществляется главным образом в семенниках и частично в яичниках и надпочечниках. Эти гормоны действуют в ядре клетки, активируя синтез ДНК и син­тез белков в мышечной ткани, печени, почках, оказы­вают влияние на развитие головного мозга, в частности на половую дифференцировку гипоталамуса в эмбрио­нальном периоде. Андрогены стимулируют развитие по­ловых органов и желез, а в период полового созрева­ния — вторичных половых признаков у мужчин.

Женские половые гормоны — эстрогены (oistrus — страст­ное влечение) ипрогестерон (от лат. pro — в пользу и gestatio — беременность). Среди эстрогенов выделяютэстрадиол, эстрон, эстриол.

Эстрогены синтезируются в основном в яичниках и желтом теле, небольшое их количество синтезируется в надпочечни­ках и семенниках.

Эстрогены — гормоны анаболического действия. Они активируют синтез специфических белков, влияющих на рост и дифференцировку клеток, синтез белков в органах-мишенях; однако этот анаболический эффект у них менее выражен, чем у андрогенов. Более эффективно эстрогены действуют на жировой обмен, препятствуя отложению жиров в печени, усиливают вы­ведение холестерина из организма и способствуют уменьшению его уровня в крови. Эстрогены регулируют развитие органов женской половой сферы, формирование вторичных половых при­знаков, пролиферативные процессы в матке, развитие молоч­ных желез во время беременности. Прогестерон тормозит сокра­щение матки, готовит слизистую матки к беременности, сти­мулирует разрастание молочных ходов и лактации.

Во время беременности формируется своеобразный эндок­ринный орган — плацента, который образует систему плод — плацента (фетоплацентарная система). В ней образуется ряд гормонов белковой(хорионический гонадотропин, плацентарный лактоген, тиреотропин) и стероидной (эстрогены, прогестерон) природы.

МЕХАНИЗМЫ ДЕЙСТВИЯ ЭНДОКРИННОЙ СИСТЕМЫ.

Эндокринная система — совокупность желез внутренней секреции и некоторых специализированных эндокринных клеток в составе тканей, для которых эндокринная функция не является единственной (например, поджелудочная железа обладает не только эндокринной, но и экзокринной функциями). Любой гормон является одним из ее участников и управляет определенными метаболическими реакциями. При этом внутри эндокринной системы существуют уровни регуляции — одни железы обладают способностью управлять другими.

ОБЩАЯ СХЕМА РЕАЛИЗАЦИИ ЭНДОКРИННЫХ ФУНКЦИЙ В ОРГАНИЗМЕ.

Данная схема включает в себя высшие уровни регуляции в эндокринной системе — гипоталамус и гипофиз, вырабатывающие гормоны, которые сами влияют на процессы синтеза и секреции гормонов других эндокринных клеток.

Из этой же схемы видно, что скорость синтеза и секреции гормонов может изменяться также под действием гормонов из других желез или в результате стимуляции негормональными метаболитами.

Мы видим также наличие отрицательных обратных связей (-) — торможение синтеза и(или) секреции после устранения первичного фактора, вызвавшего ускорение продукции гормона.

В результате содержание гормона в крови поддерживается на определенном уровне, который зависит от функционального состояния организма.

Кроме того, организм обычно создает небольшой резерв отдельных гормонов в крови (на представленной схеме этого не видно). Существование такого резерва возможно потому, что в крови многие гормоны находятся в связанном со специальными транспортными белками состоянии. Например, тироксин связан с тироксин-связывающим глобулином, а глюкокортикостероиды — с белком транскортином. Две формы таких гормонов — связанная с транспортными белками и свободная — находятся в крови в состоянии динамического равновесия.

Это значит, что при разрушении свободных форм таких гормонов будет происходить диссоциация связанной формы и концентрация гормона в крови будет поддерживаться на относительно постоянном уровне. Таким образом, комплекс какого-либо гормона с транспортным белком может рассматриваться как резерв этого гормона в организме.

Один из самых важных вопросов — это вопрос о том, какие изменения метаболических процессов наблюдаются под действием гормонов. Назовем этот раздел:

ЭФФЕКТЫ, КОТОРЫЕ НАБЛЮДАЮТСЯ В КЛЕТКАХ-МИШЕНЯХ ПОД ВЛИЯНИЕМ ГОРМОНОВ.

Очень важно, что гормоны не вызывают никаких новых метаболических реакций в клетке-мишени. Они лишь образуют комплекс с белком-рецептором. В результате передачи гормонального сигнала в клетке-мишени происходит включение или выключение клеточных реакций, обеспечивающих клеточный ответ.

При этом в клетке-мишени могут наблюдаются следующие основные эффекты:

1) Изменение скорости биосинтеза отдельных белков (в том числе белков-ферментов);

2) Изменение активности уже существующих ферментов (например, в результате фосфорилирования — как уже было показано на примере аденилатциклазной системы;

3) Изменение проницаемости мембран в клетках-мишенях для отдельных веществ или ионов (например, для Са +2 ).

Уже было сказано о механизмах узнавания гормонов — гормон взаимодействует с клеткой-мишенью только при наличии специального белка-рецептора, (строение рецепторов и их локализация в клетке уже разбирались). Добавим, что связывание гормона с рецептором зависит от физико-химических параметров среды — от рН и концентрации различных ионов.

Особое значение имеет количество молекул белка-рецептора на наружной мембране или внутри клетки-мишени. Оно изменяется в зависимости от физиологического состояния организма, при заболеваниях или под влиянием лекарственных средств. А это означает, что при разных условиях и реакция клетки-мишени на действие гормона будет различной.

БИОСИНТЕЗ и СЕКРЕЦИЯ ГОРМОНОВ РАЗЛИЧНОГО СТРОЕНИЯ

В процессе образования белковых и пептидных гормонов в клетках эндокринных желез происходит образование полипептида, не обладающего гормональной активностью. Но такая молекула в своем составе имеет фрагмент(ы), содержащий(е) аминокислотную последовательность данного гормона. Такая белковая молекула называется пре-про-гормоном и имеет в своем составе (обычно на N-конце) структуру, которая называется лидерной или сигнальной последовательностью (пре-). Эта структура представлена гидрофобными радикалами и нужна для прохождения этой молекулы от рибосом через липидные слои мембран внутрь цистерн эндоплазматического ретикулума (ЭПР). При этом, во время перехода молекулы через мембрану в результате ограниченного протеолиза лидерная (пре-) последовательность отщепляется и внутри ЭПР оказывается прогормон. Затем через систему ЭПР прогормон транспортируется в комплекс Гольджи и здесь заканчивается созревание гормона. Вновь в результате гидролиза под действием специфических протеиназ отщепляется оставшийся (N-концевой) фрагмент (про-участок). Образованная молекула гормона, обладающая специфической биологической активностью поступает в секреторные пузырьки и накапливается до момента секреции.

При синтезе гормонов из числа сложных белков гликопротеинов (например, фолликулостимулирующего (ФСГ) или тиреотропного (ТТГ) гормонов гипофиза) в процессе созревания происходит включение углеводного компонента в структуру гормона.

Может происходить и внерибосомальный синтез. Так синтезируется трипептид тиролиберин (гормон гипоталамуса).

Гормоны — производные аминокислот

Из тирозина синтезируются гормоны мозгового слоя надпочечников АДРЕНАЛИН и НОРАДРЕНАЛИН, а также ЙОДСОДЕРЖАЩИЕ ГОРМОНЫ ЩИТОВИДНОЙ ЖЕЛЕЗЫ. В ходе синтеза адреналина и норадреналина тирозин подвергается гидроксилированию, декарбоксилированию и метилированию с участием активной формы аминокислоты метионина.

В щитовидной железе происходит синтез йодсодержащих гормонов трийодтиронина и тироксина (тетрайодтиронина). В ходе синтеза происходит йодирование фенольной группы тирозина. Особый интерес представляет метаболизм иода в щитовидной железе. Молекула гликопротеина тиреоглобулина (ТГ) имеет молекулярную массу более 650 кДа. При этом в составе молекулы ТГ около 10% массы — углеводы и до 1% — йод. Это зависит от количества иода в пище. В полипептиде ТГ — 115 остатков тирозина, которые иодируются окисленным с помощью специального фермента — тиреопероксидазы — йодом. Эта реакция называется органификацией йода и происходит в фолликулах щитовидной железы. В результате из остатков тирозина образуются моно- и ди-иодтирозин. Из них примерно 30% остатков в результате конденсации могутпревратитьться в три- и тетра- иодтиронины. Конденсация и иодирование идут с участием одного и того же фермента — тиреопероксидазы. Дальнейшее созревание гормонов щитовидной железы происходит в железистых клетках — ТГ поглощается клетками путем эндоцитоза и образуется вторичная лизосома в результате слияния лизосомы с поглощенным белком ТГ.

Протеолитические ферменты лизосом обеспечивают гидролиз ТГ и образование Т₃ и Т₄, которые выделяются во внеклеточное пространство. А моно- и дииодтирозин деиодируются с помощью специального фермента деиодиназы и иод повторно может подвергаться органификации. Для синтеза тиреоидных гормонов характерным является механизм торможения секреции по типу отрицательной обратной связи (Т₃ и Т₄ угнетают выделение ТТГ).

Стероидные гормоны синтезируются из холестерина (27 углеродных атомов), а холестерин синтезируется из ацетил-КоА.

Холестерин превращается в стероидные гормоны в результате следующих реакций:

— отщепление бокового радикала

— образование дополнительных боковых радикалов в результате реакции гидроксилирования с помощью специальных ферментов монооксигеназ (гидроксилаз) — чаще всего в 11-м, 17-м, и 21-м положениях (иногда в 18-м). На первом этапе синтеза стероидных гормонов сначала образуются предшественники (прегненолон и прогестерон), а затем другие гормоны (кортизол, альдостерон, половые гормоны). Из кортикостероидов могут образоваться альдостерон, минералокортикоиды.

Регулируется со стороны ЦНС. Синтезированные гормоны накапливаются в секреторных гранулах. Под действием нервных импульсов или под влиянием сигналов из других эндокринных желез (тропные гормоны) в результате экзоцитоза происходит дегрануляция и выход гормона в кровь.

Механизмы регуляции в целом были представлены в схеме механизма реализации эндокринной функции.

Транспорт гормонов определяется их растворимостью. Гормоны, имеющие гидрофильную природу (например, белково-пептидные гормоны) обычно транспортируются кровью в свободном виде. Стероидные гормоны, йодсодержащие гормоны щитовидной железы транспортируются в виде комплексов с белками плазмы крови. Это могут быть специфические транспортные белки (транспортные низкомолекулярные глобулины, тироксинсвязывающий белок; транспортирующий кортикостероиды белок транскортин) и неспецифический транспорт (альбумины).

Уже говорилось о том, что концентрация гормонов в кровяном русле очень низка. И может меняться в соответствии с физиологическим состоянием организма. При снижении содержания отдельных гормонов развивается состояние, характеризуемое как гипофункция соответствующей железы. И, наоборот, повышение содержания гормона — это гиперфункция.

Постоянство концентрации гормонов в крови обеспечивается также процессами катаболизма гормонов.

Белково-пептидные гормоны подвергаются протеолизу, распадаются до отдельных аминокислот. Эти аминокислоты вступают дальше в реакции дезаминирования, декарбоксилирования, трансаминирования и распадаются до до конечных продуктов: NH₃, CO₂ и Н₂О.

Гормоны — производные аминокислот подвергаются окислительному дезаминированию и дальнейшему окислению до СО₂ и Н₂О. Стероидные гормоны распадаются иначе. В организме нет ферментных систем, которые обеспечивали бы их распад. Что же происходит при их катаболизме ?

В основном происходит модификация боковых радикалов. Вводятся дополнительные гидроксильные группы. Гормоны становятся более гидрофильными. Образуются молекулы, представляющие собой структуру стерана, у которого в 17-м положении находится кетогруппа. В таком виде продукты катаболизма стероидных половых гормонов выводятся с мочой и называются 17-КЕТОСТЕРОИДЫ. Определение их количества в моче и крови показывает содержание в организме половых гормонов.