Лекция №12.

« Гормоны».

Гормоны (от греч. «hormao» – побуждаю, привожу в движение) жизненно необходимые соединения, синтезируемые в клетках желез внутренней секреции и влияющие на все виды метаболических процессов.

Установлено, что гормоны оказывают специфическое действие следующими способами:

1. Воздействуют на скорость биосинтеза ферментов и других белков.

2. Изменяют скорость ферментативных реакций.

3. Влияют на проницаемость клеточных мембран по отношению к различным соединениям.

Гормоны синтезируются и секретируются клетками желез внутренней секреции ( эндокринными железами). Клетки данных желез окружены сетью кровеносных и лимфатических капилляров, поэтому секретируемые эндокринными железами гормоны поступают непосредственно в кровь и быстро оказывают свое специфическое действие на органы и ткани живого организма.

Особенности специфического действия гормонов можно сформулировать таким образом :

А) дистанционность действия- гормоны регулируют обмен и функции клеток на значительном расстоянии от места их синтеза;

Б) строгая специфичность действия – конкретный гормон дает конкретный биохимический эффект;

В) высокая биологическая активность – гормоны действуют в ничтожно малых концентрациях в жидкостях организма ( от 10^{-6 -} 10^-12 моль/л );

Г) относительно небольшой период «жизни» - около 1 часа.

По химической природе гормоны можно разделить на :

- гормоны- производные аминокислот;

- белково-пептидные гормоны;

- стероидные гормоны.

При изучении курса « Химия биополимеров» для нас представляет интерес две первые позиции.

Гормоны – производные аминокислот и пептидные гормоны.

1. Гормоны щитовидной железы.

Щитовидная железа секретирует гормоны – производные аминокислот (иодтиронины)-тироксин и триодтиронин, а также пептидные гормоны – кальцитонин и паратгормон.( структура и свойства в учебнике «Химия» С.А.Пузаков стр.579, 272). Иодтиронины регулируют энергетический обмен и влияют на дифференциацию и деление клеток. Кальцитонин содержит 32 аминокислотных остатка, а паратгормон - 84. Оба эти гормона регулируют обмен кальция и фосфатов в организме.

2. Гормоны надпочечников.

Мозговое вещество надпочечников вырабатывает катехоламины: адреналин, норадреналин, изопропиладреналин.

Основной путь биосинтеза данных гормонов основан на следующей цепи превращений:

Тирозин диоксифенилаланин ( ДОФА) диоксифенилметиламин

( дофамин) норадреналин адреналин

( структуру и химизм реакции см. в учебнике «Химия» С.А.Пузаков

Стр. 578).

По химической структуре данные гормоны являются производными аминокислоты – тирозина, в молекулах которых имеются дополнительные гидроксильные группы в бензольном кольце и при β-углеродном атоме,

а карбоксильная группа при α-углеродном атоме отсутствует.

ОН

β

ОН СН - ОН

α

СН₂ - NН₂

норадреналин

ОН

β

ОН СН - ОН

α

СН₂ – NН- СН₃

адреналин

ОН

β

ОН СН – ОН СН₃

α

СН₂ – NН- СН

СН₃ .

изопропиладреналин

Секреция адреналина вызывается стрессовыми состояниями и оказывает сосудосуживающий эффект, повышает кровяное давление и частоту сердечных сокращений.

3. Гормоны гипоталамуса.

В клетках гипоталамуса синтезируются особые пептидные гормоны ( релизинг-факторы) – либерины и статины. Либерины обладают активирующим действием, а статины – подавляющим действием на секрецию гормонов гипофиза. Гормонам гипоталамуса принадлежит ключевая роль в системе гормональной регуляции организма.

По химическом строению они представляют собой и отличаются необычным строением.

Тиреолиберин – трипептид, который состоит из остатков циклической пироглутаминовой кислоты, гистидина и пролинамида, соединенных пептидными связями. В отличие от классических пептидов он не содержит свободных амино- и карбокси- групп у концевых кислотных остатков. (структуру см. в учебнике «Химия» С.А.Пузаков Стр. 581). Соматостатин состоит из остатков 14 аминокислот и содержит одну сульфидную группу.

4. Гормоны гипофиза.

Они оказывают стимулирующее действие на эндокринные железы.

К ним относят – соматотропин ( гормон роста), окситоцин, вазопрессин. Соматотропин- полипептид, содержащий 191 аминокислотный остаток и отвечает за нормальный рост организма.

Вазопрессин – антидиуретический гормон( нонапептид), увеличивает скорость реасорбции воды из первичной мочи, в результате чего моча становится более концентрированная и понижается диурез, организм сохраняет необходимый объем жидкости.

Окситоцин – циклический нонапептид, который отличается от вазопрессина 2- мя аминокислотными остатками. Он повышает потребление глюкозы в организме, активирует лактацию, стимулирует сокращение мышц матки.

(структуры вазопрессина и окситоцина см. в учебнике «Химия» С.А.Пузаков Стр. 584).

В гипофизе обнаружено более 50-ти полипептидов, которые названы эндорфинами и энкефалинами. Установлено, что они влияют на функции нейронов и передачу нервного импульса, способны снимать болевые ощущения, влияют на поведенческие реакции, процессы памяти, сна, обучения. (структуры см. в учебнике «Химия» С.А.Пузаков Стр. 593).