Биохимия гормонов

ГОРМОНЫ
Гормоны-это биологические высоко-активные вещества различной химической природы, вырабатываемые железами внутренней секреции.
Железы внутренней секреции- гипофиз, гипоталамус, щитовидная железа, паращитовидная железа, поджелудочная железа, надпочечники, половые железы (гонады), эпифиз (шишковидное тело), тимус (вилочковая железа).

Функции гормонов
1. Регулируют внутриклеточные реакции обмена веществ.
2.Обеспечивают гомеостаз(постоянство внутренней среды организма).
3.Обеспечивают рост, умственное, физическое, половое развитие организма.
4. Участвуют в дифференцировке тканей.
5. Адаптивная -обеспечивают адаптацию организма к изменяющимся условиям окружающей среды, стрессовым ситуациям.
6. Репродуктивная- управляют процессами размножения и развития организма.

Свойства гормонов
1.Высокая биологическая активность (гормоны активны в ничтожно малых количествах (наномоли и пикамоли)
2.Высокая скорость образования и инактивации («время жизни» гормонов от нескольких секунд до 90 минут).
3.Действие гормонов специфично.
4. Гормоны действуют дистантно.
5.После своего действия разрушаются и выводятся из организма.
6. Транспортируются кровью и лимфой.
7. Действуют по принципу обратной отрицательной связи.
8. Синтезируются в специализированных клетках эндокринных желез.
9. Не являются структурными компонентами клеток, клеточных мембран и источником энергии.

КЛАССИФИКАЦИЯ ГОРМОНОВ
По химическому строению и месту секреции

Классификация гормонов
По биологическим функциям

Классификация гормонов
Классификация по механизму действия
Гидрофильные
(на мембране)
Липофильные
(внутриклеточный)
Белковые, пептидные, производные аминокислот
Стероидные, трийодтиронин, тетрайодтиронин
Не проникают в клетку, связываются с рецептором на поверхности мембраны клетки
Проникают внутрь клетки, связываются с рецептором в цитозоле или в ядре

Механизм действия гормонов
мембранный
Мембранно-внутриклеточный
Прямой, цитозольный
Изменяют проницаемость
клетки для других веществ
(инсулин)
В клетку не проникают,
но действуют через
посредника – аденилатциклазу
(пептидные, белковые гормоны)
Гормоны проникают в клетку и
в комплексе
с рецептором усиливают
синтез белка (стероидные гормоны, тироксин)

МЕХАНИЗМ ДЕЙСТВИЯ ПЕПТИДНЫХ ГОРМОНОВ

Механизм гормональной регуляции

Классификация гормонов по типу сигнала

Рилизинг-факторы
Либерины:
Кортиколиберин
Тиреолиберин
Соматолиберин
Меланолиберин
Люлиберин
Фоллилиберин
Пролактолиберин
Статины:
Соматостатин
Меланостатин
Пролактостатин

тиреолиберин
Тиреолиберин - трипептид, состоящий из пироглутаминовой кислоты, гистидина и пролинамида
Синтез тиреолиберина происходит в различных участках гипоталамуса, выполняет функцию нейромедиатора, повышающего двигательную активность и АД. Предшественник тиреолиберина препротиреолиберин человека включает 242 аминокислотных остатка. Образование активного гормона происходит по механизму частичного протеолиза. В передней доле гипофиза тиреолиберин стимулирует синтез и секрецию тиреотропина и пролактина, разрушается в клетках-мишенях и в крови под действием специфических протеаз. Т1/2 в крови составляет 3-4 мин.

Кортиколиберин - полипептид, содержащий 41 аминокислотный остаток. Как и другие пептидные гормоны, Кортиколиберин синтезируется в виде прогормона. Т1/2 кортиколиберина в плазме крови составляет 60 мин. Основное количество кортиколиберина образуется в гипоталамусе, выполняет роль медиатора, участвуя в ответной реакции на различные стрессовые ситуации.
В передней доле гипофиза кортиколиберин увеличивает синтез и секрецию проопиомеланокортина и образование кортикотропина.
Гонадолиберин – декапептид следующего строения
Пиро-Глу–Гис–Трп–Сер–Тир–Гли–Лей–Арг–Про–Гли-NН2
Предшественник гонадолиберина человека состоит из 92 аминокислотных остатков и имеет молекулярную массу около 10 кДа. Гонадолиберин стимулирует синтез и секрецию 2 гормонов гипофиза - ЛГ и ФСГ, а также играет важную роль в регуляции репродуктивной функции человека и животных, стимулирует сперматогенез у самцов и созревание фолликулов у самок, индуцирует овуляцию, влияет на сексуальное поведение. Т1/2 гонадолиберина в плазме крови составляет 5-7 мин.

Соматолиберин - полипептид, состоящий из 44 аминокислотных остатков. В передней доле гипофиза соматолиберин стимулирует синтез и секрецию соматотропина. Т1/2 соматолиберина в крови составляет около 7 мин. Соматолиберин применяют в клинической практике для диагностики нарушений функции гипофиза.
Соматостатин первично был выделен из гипоталамуса, но впоследствии оказалось, что он синтезируется во многих клетках, расположенных вне гипоталамуса: в желудке, кишечнике, поджелудочной железе, в области периферических нервных окончаний, в плаценте, надпочечниках и в сетчатке глаза. Соматостатин выполняет функции гормона и медиатора, вызывая торможение секреторных процессов, снижение активности гладкой мускулатуры и нейронов. Соматостатин состоит из 14 аминокислотных
остатков и имеет циклическую структуру, образованную дисульфидной связью между двумя остатками цистеина
Соматостатин угнетает выделение инсулина и глюкагона, СТГ. ТТГ, местных гормонов ЖКТ

Меланолиберин, химическая структура имеет следующее строение:
Н-Цис–Тир–Иле–Глн–Асн–Цис-ОН.
Меланолиберин оказывает стимулирующее действие на синтез и секрецию меланотропина в передней доле гипофиза.
Меланостатин (меланотропинингибирующий фактор) представлен трипептидом: Пиро-Глу–Лей–Гли-NН2, или пентапептидом со следующей последовательностью: Пиро-Глу–Гис–Фен–Aрг–Гли–NН2.
Меланостатин–антагонист меланолиберина, оказывает ингибирующее действие на синтез и секрецию меланотропина в передней доле гипофиза.
Люлиберин (гонадолиберин) – пептид из 10 аминокислот, стимулирует высвобождение лютеинизирующего и фолликулостимулирующего гормонов. Гонадолиберин присутствует также в гипоталамусе, участвуя в центральной регуляции полового поведения.
Фоллилиберин - стимулирует высвобождение фолликулостимулирующего гормона. Гликопротеид.
Пролактолиберин - стимулирует секрецию лактотропного гормона

гипофиз
Передняя доля
Адренокортикотропный гормон (АКТГ),
Тиреотропный гормон (ТТГ),
Фолликулостимулирующий гормон (ФСГ),
Лютеинизирующий гормон (ЛГ),
Соматотропный гормон(СТГ), Пролактин
Промежуточная доля
Меланоцитостимулирующий
гормон
Задняя доля
Вазопрессин (АДГ),
Окситоцин

Вазопрессин- антидиуретический гормон (АДГ), нонапептид,
клетки мишени: сосуды, почки. В почках регулирует реабсорбцию воды из
первичной мочи в кровь и в межклеточную жидкость. В сосудах
поддерживает стабильное давление крови, стимулируя тонус сосудов.
Патологии: несахарный диабет.
При избыточной продукции вазопрессина наблюдается задержка воды в организ­ме, повышается кровяное давление, появляются мягкие отеки, головные боли, олигоурия, повышается удельный вес мочи. Эти изменения наблюдаются при болезни Пархона (синдром Пархона).
Окситоцин - пептид из 9 аминокислот. Клетки-мишени: гладкая мускулатура
матки, молочные железы. Вызывает сокращение матки во время родов, приток молока во время грудного кормления.
Патологии: При недостаточной продукции окситоцина в родовой период может наступить состояние слабой сократительной активности матки, что опасно как для матери, так и для ребенка. При избыточном уровне окситоцина могут иметь место стремительные роды. Высокий уровень окситоцина в период беременности может привести к абортам.

Гормоны щитовидной железы
тиронин
Тетрайодтиронин, Т4
Трийодтиронин, Т3
дийодтиронин
Вырабатывает йодсодержащие гормоны
Регулирует обмен веществ и энергии
Кальцитонин – регулирует обмен в клетках кальция
Регулирует процессы роста и развития костного аппарата

Секреция инсулина
β-клетки панкреатической железы
Препроинсулин,
104 аминокислоты
Проинсулин,
84 аминокислоты
Инсулин, 51 аминокислота
Гексамер инсулина, Ζn (+2)
С-пептид, 33 аминокислоты

Инсулин(нобелевские премии 1928, 1953 гг)

инсулин
Клетки-
мишени:
Печень
Мышцы
Жировая ткань
Синтез гликогена
Синтез белка
глюконеогенез
Синтез гликогена
Синтез белка
Транспорт глюкозы
в клетку
Синтез жиров
из глюкозы
Транспорт глюкозы
в клетку
Механизм действия: взаимодействует с мембранным рецептором и
активирует ферменты путем дефосфорилирования, усиливает или
подавляет синтез ферментов, увеличивая или уменьшая количество
ферментов в клетке.

Адреналин, норадреналин

Клетки-мишени адреналина: печень, мышцы, жировая ткань, сердце, сосуды.
адреналин
Сужение кровеносных
сосудов, повышение
артериального давления
Повышение уровня
глюкозы в крови
Учащение
сердцебиения
тормозит выделение
гистамина
снижает тонус бронхов,
учащение дыхания
уменьшает перистальтику
органов ЖКТ
головокружение
Усиленное
потоотделение
анурия
Бледность кожи

ИНАКТИВАЦИЯ АДРЕНАЛИНА
В сутки с мочой
не более о,3 мг.
В сутки с мочой
не более о,3 мг.

КОРТИКОСТЕРОИДЫ
Синтез кортикостероидов

КЛАССИФИКАЦИЯ СТЕРОИДНЫХ ГОРМОНОВ

Глюкокортикоиды
Ткани-мишени : печень, мышцы, жировая, лимфоидная и соединительная ткани.

ГЛЮКОКОРТИКОИДЫ
1. глюконеогенез
2. Синтез белков в печени
Стимулируют
3. Липолиз в конечностях
4. Липогенез лица и туловища
подавляют
1.Синтез белков в костной,
соединительной, лимфоидной,
мышечной, жировой тканях
2. Активность иммунной системы
Обеспечивают адаптацию организма к стрессу

МИНЕРАЛОКОРТИКОИДЫ
Основные эффекты:
Активация канальцевой реабсорбции натрия и секреции калия
Поддержание осмотического давления, артериального давления, возбудимости клеток
Регуляция ионного транспорта в потовых и слюнных железах, ЖКТ
При избытке: гипертензия, отеки, алкалоз, гипокалиемия, гиперволемия, нарушение сердечного ритма, повышение экскреции магния и кальция
При недостатке: гипотензия, ацидоз, гиповолемия, гиперкалиемия, мозговые нарушения, нарушения сердечного ритма, нарушения пищеварения, избыток вазопрессина

МИНЕРАЛОКОРТИКОИДЫ
Ткани-мишени: клетки эпителия дистальных канальцев почек, потовые и слюнные железы.
Биологическая роль: увеличение реабсорбции Na+ в тканях-мишенях и возрастание экскреции К+, NH4+ c мочой и потом.
Главной тканью-мишенью для действия гормонов является эпителий дистальных канальцев почек, где альдостерон увеличивает реабсорбцию натрия из мочи в кровь. Поэтому альдостерон называют натрийзадерживающим гормоном. Поскольку натрий "тянет" за собой воду, то при избытке минералокортикоидов в организме повышается артериальное давление, усиливаются отеки и воспалительные процессы.
Одновременно с увеличением реабсорбции натрия под действием альдостерона возрастает экскреция калия с мочой. Поэтому при избытке гормона в организме снижается концентрация калия в крови, что приводит к повышению возбудимости миокарда, нарушению работы сердца, возникают сильная слабость, и может развиться сердечная недостаточность.
В жару альдостерон препятствует чрезмерной потере натрия с потом.
При недостаточном синтезе альдостерона натрий теряется с мочой, что приводит к потере воды, т.е. дегидратации организма.

Нарушения гормональной функции коры надпочечников
Гиперфункция коры надпочечников, или гиперкортицизм:
1. Синдром Иценко-Кушинга (опухоль пучковой зоны коры надпочечников, синтезирующая, главным образом, кортизол) и болезнь Иценко-Кушинга (неопухолевая гиперплазия, то есть разрастание, коры надпочечников под влиянием избыточной секреции кортикотропина гипофизом).
2. Первичный альдостеронизм, или болезнь Конна – избыточное образование минералокортикоидов в организме (в клубочковой зоне коры надпочечников).
3. Адреналовый вирилизм, или адреногенитальный синдром – сопровождается гиперсекрецией мужских половых гормонов в сетчатой зоне коры надпочечников. При этом у женщин наблюдается появление мужских признаков, у мужчин – усиление мужских признаков, у детей – преждевременное половое созревание.
Гипокортицизм, называемый Аддисоновой, или бронзовой болезнью, сопровождается дефицитом глюко- и минералокортикоидов и смешанными изменениями обмена веществ и функций организма. Причиной гипокортицизма может явиться туберкулёз или атрофия коры надпочечников. Недостаточное образование кортикостероидов приводит к сильной слабости, утомляемости, снижению артериального давления, наблюдаются пигментации кожи, тяга к соленой пище, высокая чувствительность к стрессам и инфекциям, непереносимость голода из-за выраженной гипогликемии. В крови снижается концентрация натрия и увеличивается концентрация калия.