Класифікація антиметаболітів гормонів

Класифікація антиметаболітів гормонів базується на різних критеріях. За походженням антигормони поділяють на природні і синтетичні, за особливостями біологічної дії виділяють антигормони і антагоністи гормонів, за місцем утворення на нутрієнти і ксенобіотики.

Існує фізіологічна класифікація антигормонів, в якій враховується назва залози внутрішньої секреції або гормонів, які вона продукує.

Наприклад, антигормони гормонів підшлункової залози, щитоподібної залози, або інсуліну чи тироксину.

Найчастіше антигормони класифікують за хімічною природою. За цим критерієм можна виділити такі їх групи, як антиметаболіти гормонів білкової і пептидної природи, стероїдної природи, похідних амінокислот, гормоноїдів та ін.

Антиметаболіти гормонів білкової і пептидної природи. Ця група гормонів є однією з найчисленніших і включає значну кількість сполук, які виявляють на організм різнопланові ефекти. Оскільки під їх регуляторним впливом знаходяться чисельні метаболічні процеси, пов'язані з розкладом і синтезом різних сполук, транспортом речовин та йонів, генерацією та акумулюванням енергії.

Спільним для всіх цих гормонів є не лише їх хімічна природи, але і механізми реалізації гормональних ефектів в клітинах-мішенях за участю специфічних вторинних посередників, оскільки для них характерний мембранний та мембранно-цитоплазматичний механізм дії.

Між гормонами білкової і пептидної природи і їх антиметаболітами можуть існувати як конкурентні, так і неконкурентні взаємні відносини. Тобто, ці сполуки можуть виступати в ролі типових антигормонів або ж їх антагоністів. Антиметаболіти цієї групи гормонів мають ендо- чи екзогенне походження, серед них зустічаються ксенобіотики і нутрієнти. Важливими є також взаємні міжгормональні відносини між гормонами білкової і пептидної природи. Це особливо чітко прослідковується на прикладі інсуліну і соматотропіну, інсуліну і глюкагону. У першому випадку взаємні відносини між гормонами базуються на синергізмі, оскільки вони виявляють подібні ефекти на ряд біохімічних показників і фізіологічних функцій. Для цих гормонів характерні анаболічні ефекти, позитивний вплив на процеси росту і розвитку організму. Більше того, позитивний вплив кожного з цих гормонів у більшій мірі реалізується у присутності іншого: вплив соматотропіну на процеси росту гальмуються при відсутності інсуліну. Між інсуліном і глюкагоном взаємні відносини антагоністичні, вони по-різному впливають на регуляцію вмісту глюкози в крові: перший знижує її вміст і стимулює використання організмом, другий підвищує внаслідок посилення процесів фосфоролізу глікогену в печінці. Тобто вони регулюють цей показник по різному, однак не блокують і не звязують циторецептори один одного. Такий антагонізм є фізіологічно доцільним, оскільки забезпечує надійне підтримання важливого показника гомеостазу (цукру в крові) залежно від потреб організму.

Характерним є те, що незважаючи на різний вплив на вміст цукру в крові, глюкагон не є, по суті, контрінсуліновим гормоном, оскільки при інсулінзалежному цукровому діабеті секреція його суттєво не змінюється, і не може бути надійним діагностичним показником. Типові антиінсулінові ефекти характерні для катехоламінів і кортикостероїдів, яких відносять до контрінсулінових гормонів, оскільки вони виявляють протилежну дію на зміст цукру в крові і, подібно до глюкагону, реалізують її через ферментні системи.

Одночасно з цим, прояви контрінсулінових ефектів цих гормонів різні: катехоламіни виявляють типову антигормональну дію, оскільки їх регулюючий вплив стосується ферментних систем, які не знаходяться під контролем інсуліну.

Глюкокортикоїди виявляють конкурентні взаємні відносини з інсуліном за фермент гексокіназу: інсулін підвищує активність цього ферменту, а глюкокортикоїди - пригнічують. Крім того, інсулін може запобігати негативному впливу глюкокортикоїдів, зокрема гідрокортизону, на активність гексокінази, внаслідок утворення гормон-ферментного комплексу: взаємодії тіолових груп гексокінази з сульфгідрильними групами інсуліну. За умов дефіциту інсуліну при ІЗЦД дія контрінсулінових гормонів посилюється, оскільки вони пригнічують його біологічні ефекти. Зокрема, при порушенні функцій надниркових залоз (гіперкортицизмі та феохромоцитомі) можливий розвиток симптоматичного вторинного діабету. Ефективність дії інсуліну знижується також при підвищенні вмісту жирних кислот, однак ці сполуки не є антигормонами, оскільки не впливають на його активність, а лише підвищують необхідність його інкреції. Значна частина гормонів володіє антигенними властивостями і може викликати в організмі утворення антитіл. Цим, у значній мірі, визначається інсулінорезистентність та відсутність ефекту соматотропного гормону.

У ролі антагоністів інсуліну можуть виступати аутоантитіла, які з'являються при ІЗЦД внаслідок системного аутоімунного процесу як проти антигенів (3-клітин і інших елементів панкреатичної залози, так і інших залоз внутрішньої секреції та їх гормонів (гіпофізу, щитоподібної залози та ін.). Реалізація клітинних механізмів аутоімунної агресії є однією з основних причин руйнування та втрати фізіологічних функцій (3-клітинами підшлункової залози. При вторинній інсулінорезистентності можлива поява аутоантитіл проти гормонів білкової природи, зокрема проти інсуліну.

Антигормональні ефекти можуть виявляти також окремі метаболіти, які утворюються при діабеті. Зокрема, в умовах кетоацидозу значно пригнічується синтез тестостерону, крім того, посилене гліколювання білків за умов тривалої гіперглікемії може зумовлювати порушення біологічних ефектів гормонів внаслідок неефективності циторецепторів, порушення протеолізу прогормонів чи аутоімунної активації гормонів.

Антагоністами інсуліну можуть бути ксенобіотики, які руйнують острівцеві клітини підшлункової залози, зокрема, типовим антагоністом інсуліну є ксенобіотик алоксан (похідне піримідинів), який незворотньо руйнує (3-клітини підшлункової залози і зумовлює абсолютну інсулінову недостатність.

Важливим аспектом міжгормональних взаємних відносин є регуляція їх інкреції за принципом плюс/мінус взаємодії. Так, зокрема, підвищення рівня НСІ в шлунковому соці за принципом зворотенього зв'язку гальмує синтез гастрину. В свою чергу гастрин стимулює секрецію пепсину і панкреатичного соку, а також частково інсуліну і глюкагону. Відомо також, що при зниженні інкреторної функції (5-клітин острівцевої тканини підшлункової залози зростає вміст соматостатину. Соматостатин продукується Д-клітинами панкреатичної залози. Секрецію цього інгібітора стимулюють метаболіти вуглеводного і ліпідного обміну (цукри, амінокислоти, жирні кислоти), а також тканинні гормони (панкреатозимін, холецистокінін, секретин).

Стимулюючий вплив на інкрецію соматостатину виявляють пероральні антидіабетичні препарати, які застосовують при інсулінонезалежному діабеті, зокрема толбутамід та його аналоги. На цьому базуються їх терапевтичні ефекти.

Ряд біологічно активних сполук, а також органічно зв'язаних йонів металів можуть виявити позитивний вплив на секрецію інсуліну. Зокрема, відома стабілізуюча та захисна роль йонів 2л2+, які утворюють комплексну сполуку з гормоном (2п2+-інсулін), для якого характерна пролонгуюча дія.

Позитивний вплив на прояви біологічних ефектів інсуліну виявляє також фактор толерантності до глюкози (ФТГ). який було виділено з екстрактів дріжджів та іншого біоматеріалу. Цей фактор значно посилює гіпоглікемічні ефекти інсуліну. При вивченні хімічної природи цього фактору з'ясувалося, що до його складу входить ряд амінокислот (гліцин, цистеїн, глютамінова кислота), а також органічно зв'язані йони хрому у вигляді тетрагідронікотинового комплексу:

Саме наявністю органічно зв'язаних йонів хрому зумовлена -іпоглікемічна дія ФТГ.

Характерним є те, що ефективність біологічних ефектів органічно зв'язаного хрому значно вища, ніж його неорганічних сполук, зокрема

СіСІз, який не може замінити дію ФТГ. При дослідженні біогенних ефектів оТГ було висловлене припущення, що він виконує роль посередника між глецифічними циторецепторами та інсуліном і підвищує ефективність зв'язування гормону, тобто виявляє до інсуліну синергічну дію.