Какими особенностями характеризуются гормоны. Гормоны

Гормоны - органические вещества разнообразного строения, вырабатывающиеся в специализированных органах - железах внутренней секреции, поступающие с кровью в различные органы и оказывающие в них регулирующее влияние на метаболизм и физиологические функции. Синтезируются гормоны в ничтожно малых концентрациях (10 -6 - 10 -12 М).

В клетках органов, в которых реализуется действие гормонов («органы-мишени»), имеются особые белки, называемые рецепторами гормонов . Эти белки обладают способностью специфически связываться только с определенными гормонами, и поэтому органы-мишени избирательно извлекают из протекающей крови лишь те гормоны, которые необходимы данному органу для регуляции в нем обмена веществ. Такой механизм позволяет гормонам строго избирательно воздействовать на определенные органы. Рецепторные белки находятся либо внутри клеток, либо встроены в клеточную мембрану.

Для некоторых гормонов (например, для адреналина и глюкагона) таким рецептором является мембраносвязанный (встроенный в клеточную мембрану) фермент аденилатциклаза . Присоединение гормона к этомуферменту приводит к повышению его каталитической активности. Под действием активированной аденилатциклазы внутри клеток имеющийся там АТФ превращается в циклическую форму АМФ (цАМФ ). Образовавшийся цАМФ непосредственно участвует в регуляции клеточного метаболизма.

В клетках органов-мишеней содержатся ферменты, разрушающие поступающие в них гормоны, что ограничивает действие гормонов во времени и предупреждает их накопление.

Чувствительность рецепторов и активность ферментов, расщепляющих гормоны, может меняться при нарушениях метаболизма, изменениях физико-химических параметров организма (температура, кислотность, осмотическое давление) и концентрации важнейших субстратов, возникающих при заболеваниях, а также при выполнении мышечной работы. Следствием этого является усиление или ослабление влияния гормонов на соответствующие органы.

Внутриклеточные механизмы действия гормонов разнообразны. Но все же можно выделить три главных механизма, присущих большинству гормонов:

1. Гормоны влияют на скорость синтеза ферментов, ускоряя или замедляя его. В результате такого воздействия в органах-мишенях повышается или снижается концентрация определенных ферментов, что сопровождается соответствующим изменением скорости ферментативных реакций.

2. Гормоны влияют на активность ферментов в этих органах. В одних случаях гормоны оказываются активаторами ферментов и поэтому повышают скорость ферментативных реакций. В других же случаях гормон проявляет ингибирующее действие на ферменты, что приводит к снижению скорости ферментативных реакций.

3.Гормоны влияют на проницаемость клеточных мембран по отношению к определенным химическим соединениям. В результате такого действия в клетки поступает больше или меньше субстратов для ферментативных реакций, что тоже обязательно сказывается на скорости химических процессов.

В конечном итоге все три основные механизмы действия гормонов направлены на регуляцию скорости химических реакций, протекающих в клетках, что, в свою очередь, оказывает влияние на физиологические функции.

По химическому строению гормоны можно разделить на 3 группы:

1. Гормоны белковой природы (белки и полипептиды) : гормоны гипоталамуса, гормоны гипофиза, кальцитонин щитовидной железы, гормон паращитовидных желез, гормоны поджелудочной железы.

2. Гормоны - производные аминокислоты тирозина : йодсодержащие гормоны щитовидной железы, гормоны мозгового слоя надпочечников.

3. Гормоны стероидного строения : гормоны коры надпочечников, гормоны половых желез.

Синтез и выделение гормонов в кровь находятся под контролем нервной системы. В упрощенном виде взаимосвязь между гормональной (эндокринной) и нервной системами можно представить следующим образом. При воздействии на организм каких либо внешних факторов или же при возникновении изменений в крови и в различных органах соответствующая информация передается по афферентным (чувствительным) нервам в ЦНС. В ответ на полученную информацию в гипоталамусе (часть промежуточного мозга) вырабатываются биологически активные вещества (гормоны гипоталамуса) , которые затем поступают в гипофиз (мозговой придаток) и стимулируют или тормозят в нем секрецию так называемых тропных гормонов (гормоны передней доли) . Тропные гормоны выделяются из гипофиза в кровь, переносятся в железы внутренней секреции и вызывают в них синтез и секрецию соответствующих гормонов, которые далее воздействуют на органы-мишени. Таким образом, в организме имеется единая нервно-гормональная или нейро-гуморальная регуляция.

Все железы внутренней секреции функционируют согласованно и оказывают друг на друга взаимное влияние. Введение в организм гормонов сказывается не только на функции железы, вырабатывающей вводимый гормон, но и может оказать негативное воздействие на состояние всей нервно-гормональной регуляции в целом. Поэтому использование в качестве допингов гормональных препаратов является опасным для здоровья спортсменов.

6.2. Краткая характеристика отдельных гормонов

· Гормоны – органические сигнальные молекулы беспроводного системного действия. Гормоны – органические вещества, синтезирующиеся в эндокринных железах, транспортируемые кровью и действующие на ткани мишени (гормоны щитовидной железы, надпочечников, поджелудочной железы и т.д). Всего известно более 100 гормонов.

· Гормоноподобные вещества - органические вещества, синтезирующиеся апудоцитами, транспортируемые кровью и действующие на ткани мишени. Апудоциты – это диффузные эндокриноциты (отдельные клетки, не оформленные в железу), они образуются из эктодермы, эндодермы или мезодермы. Апудоциты формируют АПУД систему (диффузную гормональную систему ). Апудоциты находятся в ЖКТ, вилочковой железе, сердце, печени, почках, ЦНС, плаценте и коже. Часто гормоноподобные вещества имеют то же самое строение, что и истинные гормоны, нейромедиаторы. Например, в ЖКТ синтезируются вазоактивный интестинальный пептид (ВИП), холецистокинин, гастрин, нейротензин, мет-, лейэнкефалин и др..

· Тканевые гормоны - органические вещества, синтезирующиеся отдельными клетками, не транспортируемые кровью и действующие на ткани мишени.

Особенности действия гормонов:

1. Действуют в малых количествах (10 -6 -10 -12 ммоль/л);

2. Существует абсолютная или высокая специфичность в действии гормонов.

3. Переносят только информацию. Не используются в энергетических и строительных целях;

4. Действуют опосредованно через рецепторы и внутриклеточные посредники (Са 2+ , цАМФ, цГМФ, ДАГ, ИФ 3 и т.д.). Например, через аденилатциклазную, инозитолтрифосфатную системы;

5. Регулируют активность или количество ферментов;

6. Зависят от ЦНС;

7. Беспороговый принцип. Даже 1 молекула гормона способна оказать эффект;

8. Пермессивность действия. Конечный эффект - результат действия множества гормонов.

Гормоны могут оказывать как системное, так и местное действие.

Эндокринное (системное) действие гормонов (эндокринный эффект ) реализуется, когда они транспортируются кровью и контактируют с органами и тканями всего организма. Характерно для истинных гормонов и гормоноподобных веществ.

Местное действие гормонов реализуется, когда они влияют на клетки, в которых были синтезированы (аутокринный эффект) , или на соседние клетки (паракринный эффект) . Характерно для тканевых гормонов, есть также у истинных гормонов и гормоноподобных веществ.

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Этапы метаболизма гормонов
Факультеты: лечебно-профилактический, медико-профилактический, педиатрический. 2 курс. Основное свойство всех живых организмов – поддержание гомеостаза. Нарушение

Принципы организации нейроэндокринной системы
В основе работы нейроэндокринной системы лежит принцип прямой, обратной, положительной и отрицательной связи. Принцип прямой положительной связи – активация текущего з

Концепция ткани мишени
В организме около 200 типов дифференцированных клеток, лишь некоторые из них продуцируют гормоны, но все являются мишенями для действия гормонов. Ткань мишень

I. Обмен белковых (пептидных) гормонов
1. Синтез гормонов происходит на рибосомах. 2. Активация. Гормоны синтезируются, как правило, в неактивной форме. Активация происходит в ЭПС

II. Обмен стероидных гормонов
1. Синтез гормонов происходит из холестерина в гладком ЭПР и митохондриях коры надпочечников, гонадах, коже, печени, почках. Превращение стероидов состоит в отщеплении алифа

Симпато-адреналовая ось
Подобно задней доле гипофиза, мозговой слой надпочечников - производное нервной ткани. Его можно рассматривать как продолжение симпатической нервной системы, так как преганглионарные волокна чревно

Гипоталамо-гипофизарно-тиреоидная ось
Синтез тиреоидных гормонов (йодтиронины: 3,5,3"-трийодтиронин (три-йодтиронин, Т3) и 3,5,3",5"-тетрайодтиронин (Т4, тироксин)) происходит в клетках и колл

Заболевания щитовидной железы
Гипотиреоз развивается вследствие дефицита йодтиронинов при недостаточности функции щитовидной железы (хронический аутоиммунный тиреоидит - зоб Хашимото), при заболеваниях гипо

РОЛЬ ИММУННОЙ СИСТЕМЫ В РЕГУЛЯЦИИ МЕТАБОЛИЗМА
Иммунокомпетентными клетками секретируются цитокины, к которым относятся g-интерферон, интерлейкин 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 9, 10, 11 и 12; фактор некроза опухолей, грану

Биологическое значение эйкозаноидов
Эйкозаноиды регулируют тонус ГМК и вследствие этого влияют на АД, состояние бронхов, кишечника, матки. Эйкозаноиды регулируют секрецию воды и натрия почками, влияют на образование тромбов. Разные т

Синтез кортикостероидов
Общим предшественником кортикостероидов служит ХС, который поступает из крови в составе ЛПНП или синтезируется из ацетил-КоА и хранится в цитоплазме в виде эфиров.

А. Синтез кортизола
1. В цитозоле прегненолон (из митохондрий) под действием 3-β-гидроксистероиддегидрогеназы превращается в прогестерон. 2. В мембранах ЭР

Б. Синтез альдостерона
1. В цитозоле прегненолон (из митохондрий) под действием 3-β-гидроксистероиддегидрогеназы превращается в прогестерон. 2. В мембране ЭР

В. Синтез андрогенов и их предшественников
В коре надпочечников образуются предшественники андрогенов дегидроэпиандростерон (ДЭА) (наиболее активный) и андростендион (слабый), и в малых количе

Гипофункция коры надпочечников
Большинство клинических проявлений надпочечниковой недостаточности обусловлено дефицитом глюкокортикоидов и минералокортикоидов. Причина - острая недостаточность коры

Вторичная недостаточность надпочечников
Причина: может развиться при дефиците АКТГ, вследствие опухоли или инфекционного поражения гипофиза. В отличие от болезни Аддисона, отсутствует гиперпигментация.

Гиперпродукция глюкокортикоидов (гиперкортипизм)
Причина: может быть следствием повышения уровня АКТГ при опухолях гипофиза (болезньИценко-Кушинга) и опухолях других клеток (бронхов, тимуса, подже

Синтез андрогенов
Биосинтез андрогенов в яичках и коре надпочечников одинаков. Предшественником андрогенов служит ХС, который либо поступает из плазмы в составе ЛПНП, либо синтезируется в самих железах из ацетил-КоА

Регуляция синтеза и секреции андрогенов
1. Из гипоталамуса импульсно секретируется гонадотропин-рилизинг-гормон (декапептид). 2. Гондотропный гормон импульсно стимулирует в гипофизе синтез и секрецию

Транспорт
Тестостерон транспортируется в крови в основном в комплексе с альбумином (40%) и специфически связывающим половые гормоны β-глобулином (называемым секс-гормонсвязывающи

ЖЕНСКИЕ ПОЛОВЫЕ ГОРМОНЫ
В яичниках синтезируются женские половые гормоны - эстрогены и прогестины, среди которых наиболее активны 17β-эстрадиол и прогестерон.

Секреция
Регуляция секреции 1. Из гипоталамуса импульсно секретируется гонадотропин-рилизинг-гормон (ГТГ) (декапептид). 2. Гондотропный гормон

Действие гормонов
Эстрогены через ядерные рецепторы регулируют транскрипцию свыше 50 структурных генов. Эстрогены: 1. стимулируют развитие тканей, участвующих в размножении; 2. опре

ОБЩИЙ АДАПТАЦИОННЫЙ СИНДРОМ
АДАПТАЦИЯ (от лат. adaptatio - приспособляю) - приспособление организма к условиям существования. Целью адаптации является устранение либо ослабление вр

Гормонами называются вещества, которые вырабатываются железами внутренней секреции. Это биологически активные вещества, способные в количестве 10 -3 и даже 10 -6 мг вызвать изменения метаболических процессов в организме. В течение суток в организме человека синтезируется всего несколько миллиграммов или долей миллиграммов отдельных гормонов. Концентрация их в крови составляет 10 -6 - 10 -9 г на 100 мл. Большинство гормонов действуют кратковременно и быстро разрушаются.

Многие гормоны не проникают внутрь клеток, а проявляют свое действие через другие вещества - посредники. Некоторые же гормоны проникают внутрь клеток и далее через ядерную мембрану в ядро клеток.

У человека и высших животных гормоны являются важным звеном регуляторных механизмов. Выделяясь в кровь, они оказывают влияние на все функции организма. Регуляторная роль гормонов направлена в основном на поддержание и активирование самых главных процессов обмена. Свое биологическое действие они проявляют путем влия-ния на активность ферментов, поскольку влиять на обмен можно именно путем изменения ферментативных процессов.

С химической точки зрения гормоны можно разделить на четыре группы:

1) гормоны белковой природы (гормоны гипофиза, гипоталамуса, поджелудочной железы и др.);

2) гормоны - производные аминокислот (гормоны мозговой части надпочечников, щитовидной железы);

3) гормоны - производные жирных кислот (простагландины);

4) стероидные гормоны - производные холестерина (женские и мужские половые гормоны, гормоны коры надпочечников).

По характеру действия все гормоны можно разделить на две группы. Первую составляют гормоны, которые не проникают в клетку и оказывают свое влияние через посредников. Действуют они быстро, мгновенно изменяя один или несколько метаболических процессов. Сюда относится большинство гормонов первых трех групп.

Гормоны второй группы проникают в ядра клеток и действие их проявляется на уровне генов. Они стимулируют синтез специфиче-ских РНК и белков. К ним относятся стероидные гормоны.

Гормоны, действующие через посредника, доставляются плазмой крови в свободном или связанном со специальными белками плазмы виде к клеткам тканей. При этом для гормонов характерна определенная специфичность по отношению к клеткам - каждый из них действует только на определенные типы клеток, называемых «клетками-мишенями». Достигнув этих клеток, гормоны фиксируются клеточной мембраной. Как установлено в последнее время, на мембранах клеток-мишеней имеются рецепторы, специфические для каждого из гормонов. Зафиксировав соответствующий гормон, рецептор клеточной мембраны активирует затем расположенный в клеточной мембране фермент - аденилатциклазу. Аденилатциклаза в свою очередь катализирует синтез вещества, называемого циклическим АМФ (цАМФ), кото-рый оказывает дальнейшее влияние внутри клетки. Другими словами, внутри клетки гормональное действие продолжает не сам гормон, а

егo посредник - цАМФ. Это соединение способствует осуществлению

всевозможных реакций фосфорилирования белков, в результате чего их свойства изменяются именно в том направлении, которое соответствует характеру действия гормона.

Каким образом осуществляется взаимосвязь между рецептором гормона и аденилатциклазой, пока неясно. Предполагается, что гормон, присоединяясь к рецептору, изменяет его конформацию, которая и вызывает активацийю фермента аденилатциклазы.

Гормоны гипофиза

Гипофиз - одна из самых маленьких желез внутренней секреции (массой 0,5-0,7 г), однако его гормонам принадлежит ведущая роль в регуляции многих процессов.

Гормоны, выделяемые гипофизом (в настоящее время их известно девять), регулируют основные процессы роста и развития организма. Особенностью действия гормонов гипофиза является то, что они влияют не только непосредственно на обмен веществ определенных тканей, но и на другие железы внутренней секреции, активируя их деятельность. Среди девяти гормонов гипофиза пять стимулируют развитие и активность других желез внутренней секреции. Гипофиз состоит из трех долей: передней, средней и задней. Кгормонам передней доли гипофиза принадлежит большая группа разнооб-разных как по биологическому действию, так и по химическому строению гормонов: соматотропин, пролактин, тиреотропин, кортикотропин и гонадотропные гормоны.

Соматотропин, или гормон роста, устойчив к дей-ствию повышенной температуры, обладает свойствами глобулинов. Молекула его состоит из одной полипептидной цепи.

Соматотропин оказывает многогранное действие на все виды обмена веществ. Он активизирует деятельность ферментов синтеза РНК и интенсивность белкового синтеза. Усиливает проницаемость клеток для аминокислот, митотическое деление клеток, биосинтез гликогена и мобилизацию жиров из жировых депо, а также отложение кальция и фосфора в костях.

Повышенная продукция соматотропина в раннем возрасте приводит к гигантизму, недостаточная - к нанизму (карликовому росту).

У взрослых людей чрезмерное выделение этого гормона вызывает заболевание акромегалию, которое выражается в непропорциональном увеличении выступающих частей тела (стоп, кистей, челюстей, губ, носа).

Под контролем соматотропина находится рост костной ткани, тесно связанный с синтезом белков.

Пролактин, или лактогенный гормон, относится к белкам. Регулирует развитие и функционирование молочных желез и материнский инстинкт. После родов количество этого гормона всегда увеличивается и остается на повышенном уровне на протяжении всего периода секреции молока.

Функция пролактина в организме тесно связана с действием гонадотропных гормонов, под влиянием которых усиливается рост железистой ткани и выводных протоков молочной железы. В свою очередь пролактин необходим для продуцирования половых гормонов и таким образом как бы дополняет действие гонадотропных гормонов. Пролактин участвует также в регуляции водно-солевого обмена.

Тиреотропин, или тиреотропный гормон, стимулирует развитие и деятельность щитовидной железы. Тиреотропин принадлежит к сложным белкам гликопротеидам, содержащим 3,5% гексозы, 2,5 % глюкозамина и около 1 % серы. Под влиянием этого гормона усиливается выделение гормонов щитовидной железы. Влияние тиреотропина на щитовидную железу заключается в том, что он. способствует накоплению иода этой железой и включению его в молекулу тирозина.

При заболевании передней доли гипофиза синтез тиреотропина замедляется, что приводит к перерождению железистой ткани щитовидной железы, сопровождающемуся появлением зоба.

Кортикотропин, или адренокортикотропный гормон (АКТГ), стимулирует деятельность коры надпочечников. По своей химической природе молекула кортикотропина - неразвет-вленный полипептид.

Кортикотропин способствует повышению количества холестерина в коре надпочечников и превращению его в кортикостероиды - гормоны надпочечников. Кроме того, он повышает проникновение глюкозы в клетки надпочечников и активизирует процессы, связанные с образованием восстановленных форм НАДФ*Н 2 . Атомы водорода НАДФ Н 2 используются затем при синтезе гормонов в коре надпочечников из уксусной кислоты и холестерина. Кортикотропин является также стимулятором липаз, фосфорилаз и других ферментов.

Гонадотропные гормоны являются стимуляторами функций мужских и женских половых желез.

Фоллитропии, или фолликулостимулирую-щий гормон, стимулирует рост и созревание фолликулов яичника у самок и образование спермы у самцов. Фоллитропин относится к сложным белкам гликопротеидам, в составе которых содержится сера, азот, глюкоза и глюкозамин. Интенсивность выделения гормона зависит от фаз полового цикла.

Лютропин, или лютеинизирующий гормон, стимулирует у самок рост и созревание фолликулов, овуляцию и образование желтого тела. У самцов лютропин вызывает развитие интер-стициальной ткани семенников и синтез тестостерона. Гормон относится к гликопротеидам. Его молекула содержит тирозин, триптофан и глюкозамин.

Послепроявления своего биологического действия фоллитропин и лютропин разрушаются.

Гормоны средней доли гипофиза. В этой части гипофиза выявлен лишь один гормон - меланотропин, или меланоцитстимулирующий гормон, регулирующий пигментацию кожи. Егомолекула представляет собой полипептид, состоящий из 18 различных аминокислот. Под влиянием этого гормона аминокислота тирозин превращается в меланин.

В последнее время установлено, что меланотропин активизирует биосинтез родопсина - светочувствительного пигмента сетчатки гла-за, чем способствует повышению остроты зрения.

Гормоны задней доли гипофиза. Вазопрессин, или анти-диуретический гормон, действуя на рецепторы кровенос-

ных сосудов, вызывает их сужение, в результате чего повышается кро-вяноедавление. Наряду с этим происходит обратное всасывание воды в капиллярах почечных канальцев, благодаря чему вазопрессин получил еще одно название - антидиуретический гормон.

Вазопрессин участвует в поддержании постоянного водно-солевого обмена в организме.

При нарушении функции гипофиза продукция вазопрессина ослаб-ляется, что приводит к усиленному диурезу. Количество мочи в сутки может достигать десяти литров и больше. Такое заболевание назы-вается несахарным диабетом.

Окситоцин повышает тонус гладкой мускулатуры, особенно матки. Механизм действия окситоцина состоит в том, что он повышает проникновение калия в клетки мышц матки и тем самым угнетает активность ацетилхолинэстеразы. В результате этого повышается возбудимость и сокращение мышц. Поэтому окситоцин применяют в акушерско-гинекологической практике для стимулирования мускулатуры матки при слабых потугах во время родов, а также для стимуляции мышечных сокращений молочной железы.

В заключение следует отметить, что влияние гормонов гипофиза на железы внутренней секреции осуществляется двумя путями: нервным и гуморальным. Циркулируя в крови, гормоны достигают соответствующих эндокринных желез и обусловливают тем самым определенные изменения в их функциях. Одновременно с этим гипофиз является частью мозга, т.е. функционально и структурное ним связан. Благодаря этому гормоны гипофиза достигают мозга и тогда влияние их на органы происходит через нервную систему. Таким образом, существует единый нейрогуморальный механизм влияния гипофиза на железы внутренней секреции.