31. Гормоны, общая характеристика, классификация по химическому строению, биологическому действию, механизму действия. Примеры.

Гормоны

Гормоны - от герческого (hormaino - побуждаю) - БАВ, выделяемые  железами внутренней секреции в кровь или лимфу и оказывающие регуляторное влияние на метаболизм других клеток.

Основными их свойствами являются следующие:

1.действие на расстоянии от места продукции;

2.специфичность действия - эффект каждого из них не адекватен эффекту другого гормона;

3.высокая скорость образования и инактивации,  с чем и связана кратковременность их действия;

4.высокая биологическая активность - нужный эффект достигается при очень малой концентрации вещества;

5.роль посредника (месенджера) в передаче информации от нервной системы к клетке.

Помимо гормонов известны еще гормоноиды или гормоноподобные вещества. Они синтезируются не железами внутренней секреции, а клетками желудочно-кишечного тракта (ЖКТ), тучными клетками соединительной ткани, клетками почек и т.д. Их особенность - они не секретируются в кровь, а действуют в месте образования (т.е. не соответствуют п. 1).

Номенклатура построена на том, что название отражает орган-продуцент или функцию гормона.

Классифицируют гормоны по химической природе и строению:

Белковой природы

1.Белково-пептидные:

а)протеины (пролактин, гормон роста, инсулин);

б)протеиды (фолликулостимулирующий, лютеинизирующий, тиреотропный);

в)пептиды (АКТГ, глюкагон, кальцитонин, вазопрессин, окситоцин эндорфины).

2.Производные аминокислот: тироксин, мелатонин, сератонин, катехоламины.

Стероидной природы : кортикостероиды и половые гормоны.

Механизм действия гормонов

Гормоны действуют на органы избирательно, это объясняется тем, что клетки определенных органов содержат специальные образования - рецепторы. Органы или клетки, на которые действует конкретный гормон, называют органами-мишенями или клетками-мишенями. Рецепторы - это очень большие по молекулярной массе гликопротеины, которые встроены в клеточные мембраны. Их специфичность обусловлена углеводным компонентом белка, в составе мембраны, или углеводным компонентом липидного бислоя мембраны.

Существует три типа реализации гормонального действия.

1)Мембранный тип. При взаимодействии гормона с клеточной мембраной изменяется ее проницаемость для определенных веществ. Так под действием инсулина активируются системы транспорта глюкозы и она начинает активно проникать в клетку. Обычно такой тип действия сочетается с мембранно-клеточным.

2)При мембранно-клеточном типе гормон не проникая в клетку, а влияет на ее обмен через своего посредника (вторичного мессенджера, первичный - сам гормон). Существует ряд вторичных мессенджеров, среди которых циклические формы АМФ (Рис. 5), ГМФ (Рис. 6). Передача информации осуществляется следующим образом: гормон связывается с рецептором на поверхности клетки, комплекс гормон-рецептор взаимодействует с сопрягающим белком в толще цитоплазмы, конфигурация белка меняется и это активирует превращение цГДФ в ГТФ (т.е. фосфорилирование), ГТФ активирует каталитический белок уже внутри клетки (аденилатциклазу), которая активирует образование цАМФ, что активирует киназы, которые катализируют фосфорилирование разных клеточных белков, это сопровождается изменением их функциональной активности и реализацией эффекта.

Помимо циклических нуклеотидов вторичным мессенджером является кальций. Гормон связывается с рецептором на поверхности клетки, это ведет к изменению активности фермента Са-АТФ-азы (откачивает кальций из клетки с использованием АТФ), ионы кальция поступают в цитоплазму клетки и образуют комплекс со специальным белком - кальмодулином этот комплекс регулирует активность клеточных ферментов.

3)Цитозольный механизм (или ядерный) свойственен липофильным белкам - стероидам. Они проникают через клеточную мембрану в цитозоль и соединяются с внутриклеточными рецепторами. Комплекс гормон-рецептор проникает в ядро клетки, где избирательно влияет на активность генома, это приводит к снижению или активации синтеза определенных ферментов, что приводит к изменению скорости или направления определенных реакций.

4)Смешанный тип - присущ йодтиронинам (гормонам щитовидной железы).

32. Объясните понятия «клетка-мишень», «рецептор», «трансдуктор», «первичный и вторичный посредник», «триггер». Что такое гормонозависимые ткани (органы), что такое гормоночувствительные ткани (органы)?

Клетки-мишени — это клетки, которые специфически взаимодействуют с гормонами с помощью специальных белков-рецепторов. Эти белки-рецепторы располагаются на наружной мембране клетки, или в цитоплазме, или на ядерной мембране и на других органеллах клетки.

Рецептор- специальный белок, находящийся в составе клетки-мишени, и отвечающий за взаимодействие с определенным гормоном.

Трансдуктор- клетка, воспринимающая импульс, на который дает эндокринный ответ. К клеткам трансдукторам относятся:

• Хроматофинные клетки мозгового слоя надпочечников, которые отвечают на холинергический передатчик преганглионарных симпатичских волокон выделением адреналина и норадреналина;

• Юкстагломерулярные клетки почек, которые отвечают на адренергический передатчик постганглионарных симпатических волокон выделением в кровяное русло ренина;

• нейроны супраоптического и паравентрикулярного ядер гипоталамуса, которые реагируют на адренергический, холинергический и другие передатчики выделением вазопрессина и окситоцина;

• нейроны ядер гипоталамуса, которые выделяют в сосудистую систему факторы регуляции.

Первичные посредники

Первичные посредники — это химические соединения или физические факторы (квант света), способные активировать механизм передачи сигнала в клетке. По отношению к воспринимающей клетке первичные посредники являются экстраклеточными сигналами. Стоит отметить, что в качестве экстраклеточных стимулов могут выступать и молекулы, в изобилии присутствующие внутри клетки, но находящиеся в норме в очень низкой концентрации в межклеточном пространстве (например, АТФ или глутамат). В зависимости от функций первичные посредники могут быть разделены на несколько групп:

• гормоны

• цитокины

• нейротрансмиттеры

• факторы роста

Вторичные посредники

Вторичные посредники (англ.second messenger) — это низкомолекулярные вещества, которые образуются или высвобождаются в результате ферментативной активности одного из компонентов цепи передачи сигнала и способствуют его дальнейшей передаче и амплификации. Вторичные посредники характеризуются следующими свойствами: имеют небольшую молекулярную массу и с высокой скоростью диффундируют в цитоплазме; быстро расщепляются и быстро удаляются из цитоплазмы. Ко вторичным посредникам относятся:

• ионы кальция (Ca²⁺);

• циклический аденозинмонофосфат (цАМФ) и циклический гуанозинмонофосфат (цГМФ)

• инозитолтрифосфат

• липофильные молекулы (например, диацилглицерол);

• оксид азота (NO) (эта молекула выступает и в роли первичного посредника, проникающего в клетку извне).

Иногда в клетке образуются и третичные посредники. Так, обычно ионы Ca²⁺ выступают в роли вторичного посредника, но при передаче сигнала с помощью инозитолтрифосфата (вторичный посредник) выделяющиеся при его участии из ЭПР ионы Ca²⁺ служат третичным посредником.

Триггер

Фактор, способствующий началу, или усилению секреции определенных гормонов. Например- тропные гормоны гипофиза:

Тропные гормоны, или тропины— подкласс гормонов передней доли гипофиза, реализующих своё физиологическое действие путём стимуляции синтеза и секреции гормонов периферических эндокринных желёз либо путём специфического «тропного» (от греч. tropos — поворот, направленность) воздействия на определённые органы и ткани. Тропным гормоном регулируется активность эндокринных клеток пучковой зоны коры надпочечников, фолликуллов щитовидной железы, клубочковой зоны коры надпочечников, и НЕ регулируется активность околощитовидной железы.

К тропным гормонам относятся:

• адренокортикотропный гормон

• тиреотропный гормон

• фолликулостимулирующий гормон

• лютеинизирующий гормон

• хорионический гонадотропный гормон

• соматотропный гормон

• пролактин

• меланоцитстимулирующий гормон

• липотропные гормоны