Гормоны:

Живая клетка – это открытая система (постоянно обменивающаяся с окружающей средой веществами и энергией). Особенность живых организмов состоит в том. Что они способны поддерживать постоянство внутренней среды (гомеостаз). Таким образом живые организмы способны к саморегуляции. У одноклеточных организмов саморегуляция внутренней среды поддерживается через регуляцию активности ферментов.

Регуляция активности ионами (активация).

Появились аллостерические центры, через которые ферменты активировались или ингибировались.

Ферменты фиксировались строго в определенных структурах клетки. У многоклеточных организмов появилась необходимость получения информации о состоянии обменных процессов между клетками, т.е. на уровне тканей и органов, а так же на уровне целого организма, т.е. появляется централизованный контроль, который осуществляется ЦНС и эндокринной системой. ЦЕС играет главную роль, так как в нее поступают сигналы из внешней и внутренней среды организма и здесь происходит анализ этих сигналов.

В регуляции ЦНС участвует путем выработки медиаторов. Эндокринная систем а участвует в регуляции путем выработки гормонов.

Гормоны: это биологические активные вещества вырабатывающиеся в эндокринных железах и в малых концентрациях влияющие на активность ферментов, генетический аппарат, физиологические функции и биохимические процессы организма.

Они отличаются следующими признаками:

1. дистантность действия – место выработки гормонов и место регуляции его действия, находится на большом расстоянии.

2. высокая биологическая активность, т.е. гормоны действуют в очень малых концентрациях.

3. строгая специфичность биологического действия.

Классификация гормонов:

Существует несколько классификаций.

1. по железам, где вырабатываются гормоны (гормоны гипофиза, гормоны надпочечников).

2. по химическому строению: делят на три группы:

• гормоны – производные аминокислот (тиреоидные гормоны, катехоламины).

• Гормоны пептидной и белковой природы: А) простые белки и пептиды (глюкогон, вазопрессин, окситозин, соматостатин), Б) сложные белки – гликопротеины (тиротропин, фолликулостимулирующий, лютеинизирующий)

• стероидные гормоны.

3. по механизму действия: механизм действия гормонов зависит от их физико-химических свойств. Т.е. растворимости в воде (гидрофльности) или растворимости в липидах (гидрофобности) – это означает могут ли гормоны пройти через мембрану клетки.

В зависимости от механизма действия, гормоны делят на 3 группы:

1) гормоны не проникающие в клетку. К ним относятся гормоны белково-пептидной природы и катехоламины. Все они гидрофильные и не могут пройти через мембрану, их рецепторы локализованы на поверхности клеточной мембраны.

2)т гормоны проникающие в клетку. К ним относятся стероидные и тириоидные гормоны, которые липофильные и хорошо проходят через мембрану. Их рецепторы локализованы в цитоплазме или других структурах клетки.

3) гормоны смешанного действия, т.е. они действуют на мембрану, а затем проникают в клетку. Сюда относится только инсулин.

Первым этапом действия гормонов любой группы является их связывание с рецепторами.

Механизм действия непроникающих в клетку гормонов. Так как эти гормоны не проходят в клетку, то их действие в клетке осуществляется через посредники.

Такими посредниками являются: циклические нуклеотиды, ионы кальция, продукты превращения инозитолфосфатов.

Циклические нуклеотиды: в мембранах клеток находится фермент аденилитциклаза, который состоит из трех частей: а) рецепторная, б) сопрягающая, в) каталитическая.

А) рецепторная часть. Состоит из набора рецепторов, который находится на наружной поверхности мембраны. Рецепторы – это обычно ГП. Их признаки:

1. высокая специфичность к гормонам, если клетка является мишенью для действия нескольких гормонов, то для каждого гормона есть свой рецептор.

2. большое сродство к гормонам,

3. рецепторы должны насыщаться малыми концентрациями гормона.

Б) сопрягающая часть: находится между рецепторной и каталитической частями и представлена особымиN-белками, которые могут быть N_S (стимулирующими) и N_i (ингибирующими) белки. Они конкурируют друг с другом, поэтому проявляют разные эффекты.

Оба белка связаны с одной каталитической субъединицей. Оба белка состоят из трех типов субъединиц α, β, γ.

β и γ у них одинаковые, а α – разная.

N_S может быть связан с ГДФ или ГТФ.

В покое N_S белок связан с ГДФ. N_S-белок может проявлять ГТФ-азную активность (расщеплять ГТФ → ГДФ + Н3РО4)

С) каталитическая часть. Расположена на внутренней поверхности мембраны и превращает АТФ в ц-3’,5’-АМФ.

Н2О

АТФ –––––→ Н4Р2О7 +

ц-3’,5’-АМФ является посредником гормонов, которые действуют в клетке.

Поступление гормонального сигнала в клетку: происходит в 4 этапа:

1. взаимодействие гормона с рецептором с образованием гормон-рецепторного комплекса, при этом рецептор изменяет свою конформацию.

2. активация АЦ (аденилатциклазы): гормон-рецепторный комплекс взаимодействует с N_S-белком. Его конформация изменяется и отделяются β, γ субъединицы и освобождается α-субъединица. От α-субъединицы отщепляется ГДФ и присоединяется ГТФ. Комплекс α-субъединица + ГТФ является активатором каталитической субъединицы. Она превращает АТФ → ц-3’,5’-АМФ.

3. активация протеинкиназы.

4. фосфорелирование белков протеинкиназами: активные протеинкиназы фосфорелируют в клетке различные белки: ферменты, структурные (белки мембран), ядерные, белки рибосом. Отсюда получаются разные эффекты. Кроме ц-3’,5’-АМФ, есть второй посредник ц-3’,5’-ГМФ. Который образуется гуанилат циклазой. Она может находиться в мембране и цитоплазме клеток. ц-3’,5’-ГМФ действует на ц-ГМФ-зависимые протеинкиназы, которые тоже состоят из С и R субъединиц, но присоединение ц-3’,5’-ГМФ только изменяют свою конформацию. Эффекты ц-3’,5’-АМФ и ц-3’,5’-ГМФ часто противоположны.