Номенклатура и классификация гормонов
Несмотря на то что химическая природа почти всех известных гормонов выяснена в деталях (включая первичную структуру белковых и пептидных гормонов), до настоящего времени не разработаны общие принципы их номенклатуры. Поскольку химические наименования многих гормонов, основанные на их точной химической структуре, были бы очень громоздкими, более распространены общеупотребительные (так называемые рабочие) названия гормонов. Принятая номенклатура указывает на источник происхождения гормона (например, инсулин от лат. Insula — островок) или отражает его функцию (например, пролактин, вазопрессин). Для некоторых гормонов гипофиза (в частности, для лютеинизирующего и фолликулостимулирующего гормонов), а также для всех гипоталамических факторов (гормонов) созданы недостающие или новые рабочие названия.
Аналогичное положение существует и в отношении классификации гормонов. Во-первых, гормоны классифицируют в зависимости от их природного источника, в соответствии с которым различают гормоны гипоталамуса, гипофиза, щитовидной железы, надпочечников, поджелудочной железы, половых желез, зобной железы и др. Однако подобная анатомическая классификация недостаточно совершенна, поскольку некоторые гормоны или синтезируются не в тех железах внутренней секреции, из которых они секретируют в кровь (например, гормоны задней доли гипофиза, вазопрессин и окснтоцин, синтезируются в гипоталамусе, откуда переносятся в заднюю долю гипофиза), или синтезируются и в других железах (например, частичный синтез половых гормонов в надпочечниках, синтез простагландинов не только в предстательной железе, но и в других органах) и т.д. С учетом этих обстоятельств были предприняты попытки создания классификации гормонов, основанной на их химической природе. Наиболее приемлемой следует, очевидно, признать классификацию, представленную в монографии под редакцией Н. А. Юдаева. В соответствии с этой классификацией все известные гормоны можно разделить на пять групп.
1.Сложные белки — гликопротеиды; к ним относятся фолликулостимулирующий, лютеинизирующий и тиреотропный гормоны.
2. Простые белки: пролактин, гормон роста, инсулин, и др.
3. Пептиды: адренокортикотропный гормон (АКТГ), глюкагон, кальцитонин, соматостатин, вазопрессин, окситоцини др.
4. Производные аминокислот: адреналин, норадреналин, тироксин и др.
5. Стероидные соединения, составляющие большую группу гормональных веществ; к ним относятся гормоны коры надпочечников (кортикостероиды) и половые гормоны (андрогены и эстрогены).
Нетрудно видеть, что первые три группы гормонов могут быть объединены в одну общую группу пептидных и белковых гормонов.
Таким образом, далее будут рассмотрены химическое строение, функция, механизм действия и пути биосинтеза и распада пяти основных групп гормонов в соответствии с классификацией, в основе которой лежит химическая природа гормонов.
Пептидные и белковые гормоны гормоны гипоталамуса
Гипоталамус служит местом непосредственного взаимодействия высших отделов ЦНС и эндокринного аппарата. Природа связей, существующих между ЦНС и эндокринной системой, стала выясняться в последнее десятилетие, когда из гипоталамуса были выделены первые гуморальные факторы, называемые медиаторами и оказавшиеся гормональными веществами с чрезвычайно высокой биологической активностью. Потребовалось немало труда и экспериментального мастерства для того, чтобы доказать, что эти вещества образуются в нервных клетках гипоталамуса, откуда по системе портальных капилляров достигают гипофиза, регулируя секрецию гипофизарных гормонов, точнее их освобождение (и, возможно, биосинтез); эти вещества получили наименование сначала нейрогормонов, а затем рилизинг-факторов (от англ. геlеаs — освобождать); вещества с противоположным действием, т. е угнетающие освобождение (и, возможно, биосинтез) гипофизарных гормонов, получили название ингибирующих факторов. Таким образом, гормонам гипоталамуса принадлежит ключевая роль в физиологической системе гормональной регуляции многосторонних биологических функций отдельных органов, тканей и целостного организма.
Сказанное можно представить в виде следующей схемы:
К настоящему времени в гипоталамусе открыто семь стимуляторов (рилизинг-гормоны) и три ингибитора (ингибирующие факторы) секреции гормонов гипофиза. Из них в чистом виде выделено только три гормона, для которых установлена их структура, подтвержденная химическим синтезом.
Нельзя не указать на одно важное обстоятельство, которым можно объяснить трудности получения гормонов гипоталамуса в чистом виде, — чрезвычайно низкое содержание их в исходной ткани. Так, для выделения всего 1 мг тиреотропин-рилизинг-фактора потребовалось переработать 7 т гипоталамусов, полученных от 5 млн. овец.
Следует отметить, что не все гормоны гипоталамуса, по-видимому, являются строго специфичными в отношении одного какого-либо гипофизарного гормона. В частности, для тиролиберина показана способность освобождать, помимо тиротропи-на, также пролактин, а для люлиберина, помимо лютеинизирующего гормона, — также фоллпкулостимулирующий.
Относительно химического строения гормонов гипоталамуса, как было указано выше, установлено, что все они являются низкомолекулярными пептидами, так называемыми олигопептидами необычного строения, хотя точный аминокислотный состав и первичная структура выяснены только у трех из них: тиролиберина (способствующего освобождению тиреотропина), люлиберина (способствующего освобождению лютеинизирующего гормона) и соматостатина (оказывающего ингибирующее действие на освобождение гормона роста — соматотропина.
Помимо перечисленных гипоталамических гормонов, полученных в чистом виде и подтвержденных синтезом, из ткани гипоталамуса выделено два очищенных препарата, стимулирующих освобождение гормона роста; они отличаются друг от друга по ряду свойств, а также по молекулярной массе, хотя обладают почти одинаковой биологической активностью. Интенсивно изучалась химическая природа другого гормона — кортикотропин-рилизинг-фактора. Активные препараты его были выделены как из ткани гипоталамуса, так и из задней доли гипофиза (нейрогипофиза); существует мнение, что она может служить депо для него, подобно тому как она служит депо для вазопрессина и окситоцина.
Данные о механизме действия гипоталамических гормонов свидетельствуют как об их непосредственном влиянии па секрецию (точнее, освобождение) «готовых» гормонов гипофиза, так и на биосинтез их de novo. Получены доказательства участия циклического АМФ в передаче гормонального сигнала. Показано существование в плазматических мембранах клеток гипофиза специфических аденогипофизарных рецепторов, с которыми связываются гормоны гипоталамуса и через систему аденилатциклазы и мембранных комплексов Са2+ — АТФ и Мg2+ — АТФ освобождаются ионы Са2+ и цАМФ; последний действует как на освобождение, так и на синтез соответствующего гормона гипофиза путем активирования протеинкипазы.
Для выяснения механизма действия рилизинг-факторов, включая их взаимодействие с соответствующими рецепторами, большую роль сыграли структурные аналоги тиролиберина и люлиберина; некоторые из них обладают даже более высокой гормональной активностью и пролонгированным действием, чем природные гормоны гипоталамуса. Однако предстоит еще огромная работа не только для выяснения химического строения уже открытых рилизинг-факторов, но и для расшифровки механизма их действия в уникальной физиологической системе гормонального контроля огромного разнообразия биологических функций.