Варианты действия гормонов — Классификация гормонов и баб по химической структуре

Варианты действия гормонов

Классификация гормонов и баб по химической структуре:

Белковые гормоны подразделяют на пептидные: АКТГ, соматотропный (СТГ), меланоцитостимулирующий (МСГ), пролактин, паратгормон, кальцитонин, инсулин, глюкагон, и протеидные – глюкопротеиды: тиротропный (ТТГ), фолликулостимулирующий (ФСГ), лютеинизирующий (ЛГ), тироглобулин. Гипофизотропные гормоны и гормоны желудочно-кишечного тракта принадлежат к олигопептидам, или малым пептидам.

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, как уже указывалось, простагландинами и относятся к группе эйкозаноидов.

Производные аминокислот: производные тирозина: тироксин, трийодтиронин, дофамин, адреналин, норадреналин; производные триптофана: мелатонин, серотонин; производные гистидина: гистамин.

Производные жирных кислот: арахидоновая кислота и ее производные: простагландины, простациклины, тромбоксаны, лейкотриены.

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.

Несмотря на то, что гормоны имеют разное химическое строение, для них характерны некоторые общие биологические свойства.

Общие свойства гормонов:

1. Строгая специфичность (тропность) физиологического действия.

2. Высокая биологическая активность: гормоны оказывают свое физиологическое действие в чрезвычайно малых дозах.

3. Дистантный характер действия: клетки-мишени располагаются обычно далеко от места образования гормона.

4. Многие гормоны (стероидные и производные аминокислот) не имеют видовой специфичности.

5. Генерализованность действия.

6. Пролонгированность действия.

Установлены четыре основных типа физиологического действия на организм: кинетическое, или пусковое, вызывающее определенную деятельность исполнительных органов; метаболическое (изменения обмена веществ); морфогенетическое (дифференциация тканей и органов, действие на рост, стимуляция формообразовательного процесса); корригирующее (изменение интенсивности функций органов и тканей).

Гормональный эффект опосредован следующими основными этапами: синтезом и поступлением в кровь, формами транспорта, клеточными механизмами действия гормонов. От места секреции гормоны доставляются к органам-мишеням циркулирующими жидкостями: кровью, лимфой. В крови гормоны циркулируют в нескольких формах: 1) в свободном состоянии; 2) в комплексе со специфическими белками плазмы крови; 3) в форме неспецифического комплекса с плазменными белками; 4) в адсорбированном состоянии на форменных элементах крови. В состоянии покоя 80% приходится на комплекс со специфическими белками. Биологическая активность определяется содержанием свободных форм гормонов. Связанные формы гормонов являются как бы депо, физиологическим резервом, из которого гормоны переходят в активную свободную форму по мере необходимости.

Обязательным условием для проявления эффектов гормона является его взаимодействие с рецепторами. Гормональные рецепторы представляют собой особые белки клетки, для которых характерны: 1) высокое сродство к гормону; 2) высокая избирательность; 3) ограниченная связывающая емкость; 4) специфичность локализации рецепторов в тканях. На одной и той же мембране клетки могут располагаться десятки разных типов рецепторов. Количество функционально активных рецепторов может изменяться при различных состояниях и в патологии. Так, например при беременности в миометрии исчезают М-холинорецепторы, и возрастает количество окситоциновых рецепторов. При некоторых формах сахарного диабета имеет место функциональная недостаточность инсулярного аппарата, т.е. уровень инсулина в крови высокий, но часть инсулиновых рецепторов оккупирована аутоантителами к этим рецепторам. В 50% случаев рецепторы локализуются на мембранах клетки- мишени; 50% — внутри клетки.

Классификация, свойства, механизмы действия гормонов и биологически активных веществ

Гормоны— специфические вещества, которые вырабатываются в организме и

регулируют его развитие и функцианирование. В переводе с греческого – гормоны-

означают двигаю, возбуждаю. Гормоны образуются специальными органами –

железами внутренней секреции ( или эндокринными железами ) .Эти органы

названы так потому, что продукты их работы не выделяются во внешнюю среду (

как, например, у потовых или пищеварительных желез) , а “ подхватываются “

током крови и разносятся по всему организму.

Варианты действия гормонов.

В настоящее время различают следующие варианты действия гормонов:

1) гормональное, или гемокринное, т.е. действие на значительном удалении от

2) изокринное, или местное, когда химическое вещество, синтезированное в

одной клетке, оказывает действие на клетку, расположенную в тесном контакте с

первой, и высвобождение этого вещества осуществляется в межтканевую жидкость

3) нейрокринное, или нейроэндокринное (синаптическое и несинаптическое),

действие, когда гормон, высвобождаясь из нервных окончаний, выполняет функцию

нейротрансмиттера или нейромодулятора, т.е. вещества, изменяющего (обычно

усиливающего) действие нейротрансмиттера;

4) паракринное — разновидность изокринного действия, но при этом гормон,

образующийся в одной клетке, поступает в межклеточную жидкость и влияет на

ряд клеток, расположенных в непосредственной близости;

5) юкстакринное – разновидность паракринного действия, когда гормон не

попадает в межклеточную жидкость, а сигнал передается через плазматическую

мембрану рядом расположенной другой клетки;

6) аутокринное действие, когда высвобождающийся из клетки гормон оказывает

влияние на ту же клетку, изменяя ее функциональную активность;

7) солинокринное действие, когда гормон из одной клетки поступает в просвет

протока и достигает таким образом другой клетки, оказывая на нее

специфическое воздействие (например, некоторые желудочно-кишечные гормоны).

Синтез белковых гормонов, как и других белков, находится под генетическим

контролем, и типичные клетки млекопитающих экспрессируют гены, которые

кодируют от 5000 до 10 000 различных белков, а некоторые

высокодифференцированные клетки – до 50 000 белков. Любой синтез белка

начинается с транспозиции сегментов ДНК, затем транскрипции,

посттранскрипционного процессинга, трансляции, посттрансляционного

процессинга и модификации. Многие полипептидные гормоны синтезируются в форме

больших предшественников-прогормонов (проинсулин, проглюкагон,

проопиомеланокортин и др.). Конверсия прогормонов в гормоны осуществляется в

Классификация гормонов по химической природе.

По химической природе гормоны делятся на белковые, стероидные (или липидные)

И производные аминокислот.

Белковые гормоны подразделяют на пептидные: АКТГ, соматотропный (СТГ),

меланоцитостимулирующий (МСГ), пролактин, паратгормон, кальцитонин, инсулин,

глюкагон, и протеидные – глюкопротеиды: тиротропный (ТТГ),

фолликулостимулирующий (ФСГ), лютеинизирующий (ЛГ), тироглобулин.

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, как уже указывалось, простагландинами и относятся к группе

Свойства гормонов.

Особый интерес представляет способность организма сохранять гормоны в

иноктивированном ( недеятельном) состоянии.

Гормоны, являясь специфическими продуктами желез внутренней секреции, не

остаются стабильными, а изменяются структурно и функционально в процессе

обмена веществ. Продукты превращения гормонов, могут обладать новыми

биокаталитическими свойствами и играть определенную роль в процессе

Работа гормонов осуществляется под контролем и в теснейшей зависимости с

Специфичность физиологического действия гормонов является относительной и

зависит от состояния организма как целого. Большое значение имеет изменение

состава среды, в которой действует гормон, в частности, увеличение или

уменьшение концентрации водородных ионов, сульфгидрильных групп, солей калия

и кальция, содержание аминокислот и прочих продуктов обмена веществ, влияющих

на реактивность нервных окончаний и взаимоотношения гормонов с ферментными

Механизм действия гормонов

В управлении метаболизмом гормоны участвуют следующим образом. Поток информации о состоянии внутренней среды организма и об изменениях, связанных с внешними воздействиями поступает в нервную систему, там перерабатывается и формируется ответный сигнал. Он поступает к органам–эффекторам в виде нервных импульсов по цетробежным нервам и опосредованно через эндокринную систему.

Пунктом, где сливаются потоки нервной и эндокринной информации является гипоталамус – сюда поступают нервные импульсы из разных отделов головного мозга. Они определяют продукцию и секрецию гипоталамических гормонов, влияющих в свою очередь через гипофиз на продукцию гормонов периферическими эндокринными железами. Гормоны периферических желез, в частности мозгового вещества надпочечников, контролируют секрецию гипоталамических. В конечном счете, содержание гормона в кровотоке поддерживается по принципу саморегуляции. Высокий уровень гормона выключает или ослабляет по механизму отрицательной обратной связи его образование, низкий уровень усиливает продукцию.

Гормоны действуют на ткани избирательно, что обусловлено неодинаковой чувствительностью к ним тканей. Органы и клетки, наиболее чувствительные к влиянию определенного гормона, принято называть мишенью гормона (орган-мишень или клетка-мишень).

Концепция ткани- мишени. Ткань-мишень – это такая ткань, в которой гормон вызывает специфическую физиологическую (биохимическую) реакцию Общую реакцию ткани- мишени на действие гормона определяет целый ряд факторов. Прежде всего это локальная концентрация гормона вблизи ткани-мишени, зависящая от:

1. скорости синтеза и секреции гормона;

2. анатомической близости ткани-мишени к источнику гормона;

3. констант связывания гормона со специфическим белком-переносчиком (если такой существует);

4. скорости превращения неактивной или малоактивной формы гормона в активную;

5. скорости исчезновения гормона из крови в результате распада или выведения.

Собственно тканевой ответ определяется:

— относительной активностью и (или) степенью занятости специфических рецепторов

— состоянием сенситизации — десентизации клетки.

Специфичность гормонов по отношению к клеткам-мишеням обусловлена нరличием у клеток специфических р䐵цепторов.

Все рецепторы гормонов можно разделить на 2 䑂ипа:

1) локализованныеࠠна наружной поверхности клеточной мембраны;

2) расположенные в цитоплазме клетки.

— четкая субстратная специфичность;

— сродство к гормону в пределе биологических концентраций гормона;

В зависимости от того, где в клетке происходит передача информации, можно выделить следующие варианты действия гормонов:

1) Мембранный (локальный).

2) Мембранно-внутриклеточный или опосредованный.

3) Цитоплазматический (прямой).

Мембранный тип действия реализуется в месте связывания гормона с плазматической мембраной и заключается в избирательном изменении ее проницаемости. По механизму действия гормон в данном случае выступает как аллостерический эффектор транспортных систем мембраны. Так, например, обеспечивается трансмембранный перенос глюкозы под действием инсулина, аминокислот и некоторых ионов. Обычно мембранный тип действия сочетается с мембранно-внутриклеточным.

Мембранно-внутриклеточное действие гормонов характеризуется тем, что гормон не проникает в клетку, а влияет на обмен в ней через посредник, который является как бы представителем гормона в клетке – вторичным посредником (первичный посредник – сам гормон). По типу вторичных посредником действуют циклические нуклеотиды (цАМФ, цГМФ) и ионы кальция.

Регуляция – сложный комплексный механизм, реагирующий на различного рода воздействия изменением обмена веществ и поддерживающий постоянство внутренней среды.

Регуляция через цАМФ или цГМФ. В цитоплазматическую мембрану клетки встроен фермент аденилатциклаза, состоящий из 3-х частей – узнающей (набор рецепторов, располагающихсяна поверхности мембраны), сопрягающей (N-белок, занимающий в липидном бислое мембраны промежуточное положение между рецептором и каталитической частью) и каталитический (собственно ферментный белок, активный центр которого обращен внутрь клетки). В каталитическом белке имеются раздельные участки для связывания цАМФ и цГМФ.

Передача информации, источником которой является гормон, происходит следующим образом:

— гормон связывается с рецептором;

— комплекс гормон-рецептор взаимодействует с N-белком, изменяя его конфигурацию;

— изменение конфигурации приводит к превращению ГДФ (присутствующим в неактивном белке) в ГТФ;

— комплекс белок-ГТФ активирует собственно аденилатциклазу;

— активная аденилатциклаза нарабатывает цАМФ внутри клетки (АТФ ¾® цАМФ + H₄P₂O₇)

Аденилатциклаза работает до тех пор, пока сохраняется комплекс гормон-рецептор, поэтому одна молекула комплекса успевает образовывать от 10 до 100 молекул цАМФ.

Синтез цГМФ запускается таким же путем, с той лишь разницей, что комплекс гормон-рецептор активирует гуанилатциклазу, продуцирующую цГМФ из ГТФ.

Далее процессы происходят следующие процессы:

— циклические нуклеотиды активируют протеинкиназы (цАМФ-зависимые или цГМФ-зависимые);

— активированные протеинкиназы фосфорилируют за счет АТФ разные белки;

— фосфорилирование сопровождается изменением функциональной активности (активацией или угнетением) этих белков.

Циклические нуклеотиды (цАМФ и цГМФ) действуют на разные белки, поэтому эффект зависит от мембранного рецептора, связывающего гормон. Характер рецептора определяет, будет буде изменена активность цАМФ- или цГМФ-зависимых белков-ферментов. Нередко эти нуклеотиды оказывают противоположные эффекты. Поэтому биохимические процессы в клетке под влиянием одного гормона могут активироваться или угнетаться в зависимости от того, какими рецепторами располагает клетка. Например, адреналин может связываться b- и a-рецепторами. Первые включают аденилатциклазу и образование цАМФ, вторые – гуанилатциклазу и образование ц ГМФ. Циклические нуклеотиды активируют разные белки, поэтому характер метаболических изменений в клетке зависит не от гормона, а от рецепторов, которыми располагает клетка.

Влияние циклических нуклеотидов на метаболизм прекращается с помощью ферментов фосфодиэстераз.

Таким образом, процесс управляемый через аденилатциклазную систему, зависит от соотношения между скоростью продукции цАМФ или цГМФ и скоростью их распада.

Механизм действия гормонов, включающий аденилатциклазную систему, присущ гормонам белковой и полипептидной природы, а также катехоламинам (адреналину, норадреналину).

Цитоплазматический механизм действия присущ гормонам стероидной природы.

Рецепторы стероидных гормонов расположены в цитоплазме клетки. Эти гормоны (обладающие липофильными свойствами), проникая в клетку, взаимодействуют с рецепторами с образованием гормон-рецепторного комплекса, который после молекулярной перестройки, приводящей к его активации, поступает в ядро клетки, где взаимодействует с хроматином. При этом происходит активация генов и в последующем развивается цепь процессов, сопровождающихся усиленным синтезом РНК, в том числе информационных. Это приводит к индукции соответствующих ферментов в ходе процесса трансляции, что влечет за собой изменение скорости и направленности метаболических процессов в клетке.

Таким образом, в этом случае гормональный эффект реализуется на уровне генетического аппарата клетки-мишени.

Биологические эффекты гормонов, воздействующих на генетический аппарат клетки, проявляются главным образом во влиянии на рост и дифференцировку тканей и органов.

Смешанный тип передачи информации свойственен иодтиронинам (гормонам щитовидной железы), которые по липофильным свойствам занимают промежуточное положение между водорастворимыми и липофильными (стероидными) гормонами. Эта группа гормонов реализует свой эффект и мембранно-внутриклеточным и цитозольным механизмами.

Дата добавления: 2015-07-17 | Просмотры: 1838 | Нарушение авторских прав