1.3. Классификация гормонов и биологически активных веществ (бав)

Итак, гуморальная регуляция осуществляется двумя способами. Первый способ - системой желез внутренней секреции или эндокринными железами, а также системой эндокринной ткани других органов.

Второй способ гуморальной регуляции - системой местной саморегуляции в пределах одного органа или ткани действием на соседние клетки биологически активных веществ – тканевых гормонов, а также продуктов клеточного метаболизма, например, при физической работе молочная кислота ведет к расширению сосудов в работающих мышцах, что облегчает доставку кислорода.

Химическая природа гормонов и биологически активных веществ различна. От сложности строения гормона зависит продолжительность его биологического действия, например, от долей секунды у медиаторов и пептидов до часов и суток у стероидных гормонов и йодтиронинов. Анализ и классификация химической структуры и физико-химических свойств гормонов помогает понять механизмы их действия, разрабатывать методы их определения в биологических жидкостях и осуществлять их синтез.

Все известные гормоны могут быть разделены в зависимости от своего химического состава и способа синтеза следующим образом:

• Производные аминокислот включают в себя соединения, образованные из аминокислоты тирозина. В эту группу входят тиреоидные гормоны щитовидной железы (тироксин и трийодтиронин) и катехоламины (адреналин, норадреналин). Формирование тиреоидных гормонов зависит от поглощения фолликулярными клетками щитовидной железы тирозина и минерального йода. Катехоламины также образуются на основе тирозина, однако, их синтез происходит в клетках мозгового слоя надпочечников. Ткань мозгового слоя надпочечников в действительности представляет собой модифицированный компонент симпатической части вегетативной нервной системы. Мозговая ткань надпочечников получает сигнал непосредственно от нервных окончаний симпатической нервной системы и представляет собой пример нейроэндокринной функции. К производным аминокислот относятся также гормоны, производные триптофана: мелатонин, серотонин; производные гистидина: гистамин.

• Белковые и пептидные гормоны представляют собой аминокислотные цепи. В случае если количество аминокислотных остатков в цепи не превышает 20, гормон обычно называют пептидным, если цепь включает в себя 20 аминокислотных остатков и более, гормон называют белковым. В эту группу относят: полипептиды, простые белки, сложные белки, куда в основном входят гормоны гипофиза, поджелудочной железы, паращитовидной и некоторые гормоны щитовидной желез. Полипептиды: глюкагон, кортикотропин, меланотропин, вазопрессин, окситоцин, пептидные гормоны желудка и кишечника. Простые белки (протеины): инсулин, соматотропин, пролактин, паратгормон, кальцитонин. Сложные белки (гликопротеиды): тиреотропин, фоллитропин, лютропин.

Независимо от своего конечного строения, все белково-пептидные гормоны синтезируются в эндокринных клетках подобно всем остальным белкам. Это означает, что синтез их предшественников происходит на рибосомах при участии тРНК и мРНК. Сформированные прогормоны затем попадают в комплекс Гольджи, где завершается их синтез. Гормон хранится в секреторной везикуле до момента получения соответствующего сигнала.

• Стероидные гормоны синтезируются из холестерина в коре надпочечников, клетках Лейдига семенников, в фолликулах и желтом теле яичников, а также в плаценте. К этой группе относятся половые стероиды (андрогены, эстрогены, прогестины), которые продуцируются в половых железах, а также глюкокортикоиды (кортизол) и минералокортикоиды (альдостерон), которые синтезируются корой надпочечников. Эндокринные железы, которые продуцируют стероиды, не способны накапливать вновь синтезированный гормон, поэтому по мере синтеза стероид выделяется в систему кровообращения и, соответственно, скорость секреции гормона в кровь равна скорости его продукции в клетках эндокринной железы.

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

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

• Строгая специфичность или направленность (тропность) физиологического действия.

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

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

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

• Пролонгированность действия.

Установлены четыре основных типа физиологического действия на организм:

1) кинетическое, или пусковое, вызывающее определенную деятельность исполнительных органов;

2) метаболическое (изменение обмена веществ);

3) морфогенетическое (дифференциация тканей и органов, действие на рост, стимуляция формообразовательного процесса);

4) корригирующее (изменение интенсивности функций органов и тканей).

Функциональная классификация гормонов:

Эффекторные гормоны - гормоны, которые оказывают влияние непосредственно на орган-мишень.

Тропные гормоны - гормоны, основной функцией которых является регуляция синтеза и выделения эффекторных гормонов. Выделяются аденогипофизом.

Рилизинг-гормоны (либерины), регулирующие синтез тропных гормонов аденогипофиза. Выделяются нервными клетками гипоталамуса. Здесь также синтезируются ингибирующие (статины) гормоны, угнетающие секрецию аденогипофиза.

В зависимости от локализации рецепторов в клетках-мишенях, гормоны можно разделить на три группы.

1. Первую группу составляют гормоны липидной природы, или стероидные гормоны. Будучи жирорастворимыми, они легко проникают через клеточную мембрану и взаимодействуют с рецепторами, локализованными внутри клетки, - как правило, в цитоплазме. К этой группе относятся гормоны, экскретируемые: корковым веществом надпочечников (кортизол, альдостерон), половыми железами (эстроген, прогестерон, тестостерон).

2. Вторая группа – гормоны белковой природы (белки и полипептиды). Они состоят из аминокислот и по сравнению с гормонами липидной природы имеют более высокую молекулярную массу, из-за чего с трудом проходят через мембрану. Их рецепторы находятся на поверхности клеточной мембраны. Это - гормоны гипофиза, поджелудочной железы, околощитовидных желез, а также гипоталамические нейропептиды.

3. Третья группа – производные аминокислоты тирозина – йодсодержащие гормоны щитовидной железы (тиреоидные). Они легко проникают в клетки тела и взаимодействуют с рецепторами, локализованными в ядре.

Одна и та же клетка может иметь рецепторы всех трех типов, т.е. локализованные в ядре, цитоплазме и на поверхности плазматической мембраны. Кроме того, в одной и той же клетке могут присутствовать разные рецепторы одного типа, например, на поверхности клеточной мембраны могут находиться рецепторы разных пептидных и белковых гормонов.

Контрольные вопросы:

1. Способы гуморальной регуляции.

2. Основные критерии классификации гормонов.

3. Классификация гормонов в зависимости от химического состава и способа синтеза.

4. Общие биологические свойства гормонов.

5. Физиологические действия гормонов на организм.

6. Функциональная классификация гормонов.

7. Классификация в зависимости от локализации рецепторов в клетках-мишенях.