Лекция Гормоны №1

Лекция: «Гормоны»

Гормоны - биологически активные вещества, которые образуются в эндокринных железах, секретируются в кровь и оказывают регуляторное воздействие на обмен веществ и функцию внутренних органов.

Общие признаки для всех гормонов:

1.Дистантность действия т.е. регулируют обмен и функции клетокмишеней на расстоянии

2.Обладают высокой специфичностью (т.е. один гормон нельзя заменить на другой)

3.Очень высокая степень биологической активности

Эндокринной системе человека свойственен иерархический принцип управления.

Это означает строгую подчиненность каждого нижележащего отдела регуляции вышестоящему.

Высшим центром эндокринной регуляции является гипоталамус, который находится под нисходящим регулирующим влиянием коры.

Гипоталамус осуществляет регуляторное влияние на аденогипофиз посредством либеринов и статинов.

Также, в гипоталамусе синтезируются два нейрогормона: антидиуретический гормон (АДГ) и окситоцин.

В тоже время гипоталамус является высшим вегетативным центром и оказывает нисходящее регулирующее влияние на центры симпатической нервной системы, расположенные в «боковых рогах» спинного мозга (T1-L4).

Редуцированным спинальным ганглием является мозговое вещество надпочечника. Поэтому при стимуляции симпатической нервной системы вырабатываются катехоламины.

ЦНС (нисходящее влияние)

Гипоталямус

высший центр эндокринной регуляции

Тиреотропин Пролактин

Аденогипофиз, управляемый гипоталамусом,под действием либеринов и статинов вырабатывает собственные гормоны, тропные к другим периферическим эндокринным железам.

Аденогипофиз воспринимает только изменение концентрации гормонов периферических эндокринных желез. При помощи аденогипофиза поддерживается уровень этих гормонов.

Тропные гормоны аденогипофиза оказывают следующие эффекты:

1.Регулируют биосинтез и секрецию гормонов периферических желез

2.Регулируют функциональное состояние отделов нервной системы

3.Регулируют функции и метаболизм в клетках мишенях. Таким образом, под контролем аденогипофиза находятся периферические эндокринные железы.

Таким образом под контролем аденогипофиза находятся периферические эндокринные железы.

Следующий этап регуляции осуществляется на уровне клетки. Это аутокринная и паракринная регуляции.

При аутокринной регуляции гормон секретируется клетками в межклеточное пространство и действует на функции тех же клеток, в которых продуцируется, связываясь с рецепторами на их поверхности.

При паракринной регуляции гормоны секретируются клетками в межклеточное пространство и воздействуют на соседние клетки различных типов.

Классификация гормонов по химическому строению

(выделяют 3 класс гормонов)

Классификация гормонов по биологическим функциям:

А) Гормоны, регулирующие метаболизм углеводов, аминокислот, липидов: Пример: инулин, глюкагон.

Б) Гормоны, регулирующие водно-солевой обмен: Пример: ПНФ, вазопрессин, альдостерон.

В) Гормоны, регулирующие обмен фосфора и кальция: Пример: кальцитонин, кальцитриол, парагормон.

Г) Гормоны, регулирующие синтез и секрецию гормонов эндокринных желез.

Пример: тиреотропин, АКТГ и др.

Однако, эта классификация гормонов условна, поскольку одни и те же гормоны могут выполнять разные функции.

Механизм действий гормонов:

Все гормоны могут воздействовать по 3-м механизмам:

1.Мембранный

2.Мембранно-внутриклеточный

3.Цитозольный или внутриклеточный

1. Мембранный механизм в чистом виде не встречается.

Рецепторы к гормону (Г) располагаются на поверхности плазматической мембраны. Под воздействием рецептора соединенного с гормоном из цитозоля в мембрану встречаются транспортные белки, без которых невозможно функционирование систем транспорта.

В результате в зоне окружения рецептора происходит открытие транспортных белковых каналов. В клетку поступают различные ионы, глюкоза, аминокислоты.

ионы глюкозы

Г

Re

ионы глюкозы транспортные канальные белки

2. Мембранно-внутриклеточный механизм.

Характерен для гормонов белково-пептидной природы и катехоламинов. Рецепторы располагаются на поверхности мембраны клетки. Гормон соединяется с мембранным рецептором, но в клетку не попадает. После взаимодействия Г Re меняется конформация Re и происходит образование вторичных посредников – внутри клетки.

Это вещества реализующие действие гормона на внутриклеточном уровне: ц- АМФ, ионы Ca2+, диглицериды, инозитолтрифосфат (ИФ3), ц-ГМФ, NO..

Образование вторичных посредников

Гормон, взаимодействуя с рецептором, приводит к образованию ц-АМФ, действует через трехкомпонентную систему, включающую: белокрецепторов, G-белок и E-аденилатциклазу. Образующийся под действием аденилатциклазы ц-АМФ из АТФ , активирует протеинкиназу А, фосфорилирующего ферменты и белки.

G-белок состоит из 3х субъединиц: α, β, γ.

Вотсутствие гормона α-субъединица G-белка связана с ГДФ. Образование комплекса гормон-рецептор приводит к конформационным изменениям α субъединицы, замене ГДФ на ГТФ и отщеплению димера β-r от α-ТТФ.

Вслучае рецепторов сопряженных с Gs(стимулирующие) –белком , αs–ГТФ активирует E-аденилатциклазу.

Вслучае рецепторов сопряженных с Gi(ингибирующие) –белком, αi – ГТФ ингибирует аденилатциклазу.

Примеры:

Гормоны активирующие аденилатциклазу: кортикотропин, глюкагон, катехоламины (через B1 и B2 рецепторы), паратгормон, вазопрессин, (через V2 рецепторы), тиреотропин.

Гомоны ингибирующие аденилатциклазу: ангиотензин II, катехоламины (через α2 рецепторы).

Другая система, генерирующая цГМФ, сопряжена с Е-гуанилатциклазой, которая переводит ГТФ в цГМФ подобно аденилатциклазе.

!Молекулы ц-ГМФ могут активировать ионные каналы, присоединяясь к белковым субъединицам, что приводит к открытию канала и прохождению ионов.

Либо, молекулы цГМФ могут активировать ц-ГМФ-зависимую протеинкиназу G, участвующую в формировании Е и белков.

Например, Е-фосфодиэстераза активируется в результате фосфорилирования протеинкиназой G и гидролизует цАМФ до АМФ.

Схема: Механизм действия гормонов через цАМФ и цГМФ

ион

Г

R

ответ

Другими вторыми посредниками являются диацилглицерол и инозитолтрифасфат (содержит 3 остатка H3PO4). После взаимодействия гормона с рецептором в межмембранном пространстве активируется фермент фосфолипаза C, прикрепленная к внутренней поверхности рецептора. Этот фермент катализирует распад ФЛ в мембране, а точнее фосфатидил

инозитол-4,5-бифосфата на два вторичных посредника: инозитол-три-фосфат и диацилглицерол.

фосфатидил инозитол- 4,5-бифосфат (ФИФ2)

О

Инозитол-три-фосфат (ИФ3) усиливает выброс ионов Са2+ из MX и внутриклеточных запасов в цитоплазму клетки. Затем ионы Са2+ ведут себя как вторичные посредники, вызывал сокращения мышц, а также ионы Са2+ связываются с белком кальмодулином, который в гладких мышцах вызывает сокращение и активирует E-протинкиназы, фосфорилирующие белки.

ДАГактивирует Е-протеинкиназу С, которая затем фосфорилирует большое количество белка, формирующего клеточный ответ.

Схема: Механизм действия гормонов белково-пептидной природы через фосфотидилинозитол-4-5-биофосфат.

Г

Re

фосфорилирование белков

Передача сигналов через рецепторы, сопряженные с ионными каналами.

Рецепторы, cопряженные с ионными каналами являются интегральными мембранными белками, состоящими из нескольких субъединиц. Они действуют одновременно как ионные каналы, и как рецепторы, которые связываются с гормонами, либо нейромедиатором.

По такому типу работает ацетилхолин. Рецептор к нему состоит из 5 субъединиц: α2, β, γ, σ, которые образуют канал. При присоединении двух молекул ацетилхолина с наружной стороны к центрам связывания (α2-субъединицы) все субъединицы меняют свою конформацию и канал переходит в открытое состояние. В результате в клетку постулат ионы Na+. В отсутствие ацетилхолина канал закрыт.

3. Цитозольнный механизм Характерен для гормонов стероидной природы, и гормонов производных аминокислот.

Стероидные гормоны в крови образуют тройственный ассоциат и циркулируют в комплексе гормон-белок транскортин-альбумин. Белки транскортин и альбумин синтезируются в печени.

На цитоплазматической мембране есть рецепторы( рецепторы узнавания), которые узнают этот комплекс по участку гормон-транскортин и этот тройственный ассоциат присоединяется к рецептору участком гормонтранскортин.

Гормоны гипоталамуса и аденогипофиза.

Гормоны гипоталамуса.

В клетках нейронов гипоталамуса синтезируются пептидные гормоны 2 типов. Одни через систему гипоталамо-гипофизарных сосудов поступают в переднюю долю гипофиза, где стимулируют или ингибируют синтез тропных гормонов. Другие, такие как окситоцин и АДГ, поступают через аксоны в заднюю долю гипофиза, где они хранятся в везикулах и секретируются в кровь в ответ на соответствующие сигналы.

Гормоны гипоталамуса, регулирующие синтез и секрецию гормонов аденогипофиза:

1.Тиреолиберин-трипептид, синтезируется из препротиреолиберина (242 а.к.) путем частичного протеолиза. Он стимулирует синтез и секрецию ТТГ. Механизм действия-мембранно-внутриклеточный через цАМФ и инозитол-три-фосфатную систему. В крови существует 3-4 минуты.

2.Кортиколиберинполипептид (41 а.к.), синтезируется в виде прополипептида. В аденогипофизе он увеличивает синтез и секрецию АКТГ. Механизм действия: мембранно-внутриклеточный через цАМФ и инозитол-три-фосфатную систему. В крови существует 60 минут.

3.Гонадолиберин-декапептид, синтезируется из предшественника (92 а.к.). Он стимулирует синтез и секрецию 2х гормонов аденогипофиза: ЛГ и ФСГ. Механизм действия: мембранно-внутриклеточный через цАМФ и инозитол-три-фосфатную систему. В крови существует 5-7 минут.

4.Соматолиберин-полипептид (44 а.к.), стимулирует в аденогипофизе синтез и секрецию соматотропина. Механизм действия: мембранновнутриклеточный через цАМФ и инозитол-три-фосфатную систему. В крови существует 7 минут.

5.Соматостатин-пептид (14 а.к.). Механизм действия: мембранновнутриклеточный (вторичные посредники цАМФ, инозитол-три- фосфат, Ca2+).

Соматостатин тормозит секрецию гормона роста, глюкагона, инсулина, гастрина, секретина, вазоактивного интестинального пептида, холецистокинина, кальцитонина, паратгормона, ренина, иммуноглобулинов. Соматостатин синтезируется также в кишечнике, но в форме предшественника (содержащего 28 а.к.), который затем путем частичного протеолиза переходит в активную форму. Соматостатин (14 а.к.) находится преимущественно в ЦНС, а соматостатин (28 а.к.)-в кишечнике.