Гормони 3 біохімія
У багатоклітинних істот завжди стоїть завдання забезпечення взаємозв'язку різних органів і балансу їх активності. Тому більшість гормональних систем взаємопов'язані між собою і регулюються відповідно до ієрархічною драбиною.
У вищих тварин верхню частину сходів займає система гормонів гіпоталамуса. контрольована центральною нервовою системою. Сигнали, одержувані від органів, приймаються і обробляються, після чого клітини гіпоталамуса відповідають за допомогою специфічних сигнальних молекул - рилізинг-факторів. На стимулюючі або гальмують стимули з ЦНС секретируются стимулюючі або інгібуючі рилізинг-фактори, які носять назву ліберіни або статини відповідно. Ці нейрогормони з кровотоком досягають аденогіпофіза. де стимулюють (ліберіни) або інгібують (статини) біосинтез і секрецію тропних гормонів.
Гормони тропів впливають на периферичні залози, стимулюючи виділення відповідних периферичних гормонів. До подібних систем відносяться групи гормонів тиреоїдної функції, глюкокортикоїдної функції і профіль статевих гормонів. Регуляція цих систем здійснюється за принципом зворотного негативного зв'язку. тобто накопичення гормонів периферичних залоз гальмує секрецію рилізинг-факторів гіпоталамуса і тропний гормонів гіпофіза. Найбільш клінічно значимо це проявляється у ставленні регуляції стероїдних гормонів. Переважна дія на активність ендокринних залоз може надавати і результат відповіді клітин-мішеней.
Існують ендокринні залози для яких відсутня регуляція тропними гормонами - паращитовидної залози, мозкову речовину надниркових залоз, ренін-альдостеронової системи і підшлункова залоза. Вони контролюються нервовими впливами або концентрацією певних речовин в крові.
Регуляція деяких гормональних систем:
Сімейство гіпоталамічних гормонів - рилізинг-факторів - включає речовини, як правило невеликі пептиди, які утворюються в ядрах гіпоталамуса. Їх функція - регуляція секреції гормонів аденогіпофіза: стимулювання - ліберіни і придушення - статини.
Доведено існування семи либеринов і трьох статинів.
Тиреоліберином - є трипептидом, стимулює секрецію тиреотропного гормону і пролактину. також проявляє властивості антидепресанту.
Кортіколіберін - поліпептид з 41 амінокислоти, стимулює секрецію АКТГ і? Ендорфіну, широко впливає на діяльність нервової, ендокринної, репродуктивної, серцево-судинної та імунної систем.
Гонадоліберину (люліберін) - пептид з 10 амінокислот, стимулює вивільнення лютеїнізуючого і фолікулостимулюючого гормонів. Гонадоліберину присутній також в гіпоталамусі, беручи участь в центральній регуляції статевої поведінки.
Фолліберін - стимулює вивільнення фолікулостимулюючого гормону.
Пролактоліберін - стимулює секрецію лактотропного гормону.
Пролактостатін - передбачається, що він є дофамином. Знижує синтез і секрецію лактотропного гормону.
Соматоліберин складається з 44 амінокислот і підвищує синтез і секрецію гормону росту.
Соматостатін - пептид з 12 амінокислот, що інгібує секрецію ТТГ, пролактину, АКТГ і СТГ з гіпофіза. Він утворюється також в острівцях підшлункової залози і контролює вивільнення глюкагону та інсуліну, а також гормонів шлунково-кишкового тракту.
Меланостимулирующего фактор. пентапептид, надає стимулюючу дію на синтез меланотропного гормону.
Меланостатин. може бути як три-, так і пентапептид, володіє антіопіоідним ефектом і активністю в поведінкових реакціях.
Крім рилізинг-гормонів в гіпоталамусі синтезуються також вазопресин (антидіуретичний гормон) і окситоцин.
Являє собою поліпептид, що включає 191 амінокислоту з молекулярної масою 22 кДа і періодом напіврозпаду 20-25 хв.
Здійснюється в ацидофільних клітинах гіпофіза - підклас соматотрофов з хвилеподібною секрецією і піком кожні 20-30 хв.
Регуляція синтезу і секреції
Активують. стрес (біль, тривога, холод), гіпоглікемія (при фізичному навантаженні і короткому голодуванні), андрогени і естрогени, деякі амінокислоти (наприклад, аргінін), повільна фаза сну (незабаром після засипання), морфін, вазопресин, трийодтиронін (особливо у дітей, через вивільнення соматолиберина).
Зменшують. гіперглікемія, Соматомедин.
Рецептор з каталітичної тірозінкіназной активністю. Частина ефектів пов'язана зі збільшенням кількості молекул аденілатциклази в цитоплазматичної мембрані.
Істотну роль в ефектах гормону грають Соматомедин (ростові фактори), що виробляються в печінці після впливу на неї СТГ.
Мішені ті ефекти
Мішенню є кісткова, хрящова, м'язова, жирова тканини і печінку. Гормон стимулює загальне зростання клітини-мішені, але не її диференціювання.
Білковий обмін. Викликає позитивний азотистий баланс, в цілому підвищує транспорт амінокислот в печінку, м'язову, хрящову і кісткову тканини, активує всі стадії біосинтезу білка.
Нуклеїнових обмін. Активує синтез РНК і ДНК.
Вуглеводний обмін. Пригнічує поглинання глюкози в периферичних тканинах, перемикаючи їх на використання жирних кислот, стимулює глюконеогенез і глікогеноліз в печінці, що викликає гіперглікемію. У м'язах пригнічує гліколіз і стимулює синтез глікогену. У дітей стимулює утворення хондроітінсульфата в кістковій тканині.
Жировий обмін. Активує ліполіз. накопичення жирних кислот в крові і, при нестачі інсуліну, кетогенез.
Мінеральний обмін. Стимулює гидроксилирование і активацію вітаміну D в нирках. Формує позитивний баланс іонів Mg 2+. Ca 2+. Na +. До +. Cl -. SO4 2-. фосфатів.
при порушенні синтезу у дорослих відзначається зниження м'язової маси і тенденція до гіпоглікемії,
при порушенні рецепції або пострецепторних передачі сигналу відбувається пропорційне, але недостатній розвиток тіла. Прикладом можуть служити пігмеї. племена Центральної Африки.
у дітей виникає гігантизм. так як ще немає заростання епіфізарних щілин і можливий прискорений ріст кістки,
у дорослих розвивається акромегалія - через акральна зростання кістки відбувається збільшення розміру носа, стопи, кистей, щелепи
Проопиомеланокортина є пептид, що включає 254 амінокислоти. При його гідролізі в клітинах переднього і проміжного гіпофіза з'являються три основні групи пептидів цього сімейства:
1. Адренокортикотропний гормон (АКТГ) з якого може утворитися α-меланоцітстімулірующій гормон (МСГ),
2. β-ліпотропін. службовець попередником α-липотропина, β-МСГ і β-ендорфіну.
3. γ-меланоцітстімулірующій гормон.
Зазначені пептиди здатні зазнавати додаткові модифікації з утворенням нових регуляторних пептидів. Механізми дії і ефекти більшості похідних проопиомеланокортина недостатньо вивчені.
β-ліпотропін являє собою поліпептид з 91 амінокислоти.
Мішені ті ефекти
Мішенню є жирова тканина, де він стимулює ліполіз і мобілізацію жирних кислот.
Основна роль - джерело ендогенних опіатів (α-, β-, γ-ендорфінів) в головному мозку, які викликають знеболювання, зняття відчуттів страху і т.п.
Являє собою групу пептидів α-, β-, γ-МСГ. За будовою, наприклад, α-МСГ включає 13 амінокислот, γ-МСГ включає 11 амінокислот.
Відбувається в середній частці гіпофіза.
Мішені ті ефекти
Мішенню є меланоцити шкіри, райдужної оболонки, пігментного епітелію сітківки ока, в яких стимулює меланіногенез і пігментацію.
Виявляється як симптом посиленою пігментації шкіри при первинній недостатності кори надниркових залоз (хвороби Аддісона), в зв'язку з чим такий гіпокортицизм також називають "бронзова хвороба".
Антидіуретичний гормон (вазопресин)
Являє собою пептид, що включає 9 амінокислот, з періодом напіврозпаду 2-4 хвилини.
Здійснюється в супраоптіческого ядрі гіпоталамуса. В точку секреції - задню частку гіпофіза - гормон потрапляє по аксонах з білком-переносником нейрофізін.
Регуляція синтезу і секреції
емоційний і фізичний стрес, нікотин, морфін, ацетилхолін, ангіотензин II.
активація барорецепторів серця і каротидного синуса (зниження обсягу крові в судинному руслі),
збудження осморецепторов гіпоталамуса і печінки (підвищення осмолярності плазми при зневодненні, ниркової або печінкової недостатності, накопиченні осмотично активних речовин),
У зрілому і літньому віці кількість осморецепторов знижується. Отже, знижується чутливість гіпоталамуса до підвищення осмолярності і зростає ймовірність хронічного зневоднення.
Зменшують. етанол, глюкокортикоїди.
Регуляція секреції і ефекти антидіуретичного гормона
Залежить від рецепторів:
кальцій-фосфоліпідний механізм, проявляється при високих концентраціях, пов'язаний з V1 рецепторами гладких м'язів артеріол, печінки, тромбоцитів,
аденілатціклазную механізм - з V2 рецепторами ниркових канальців.
Мішені ті ефекти
бере участь в механізмах пам'яті і поведінкових аспектах стресу,
через V3 рецептори стимулює в кортікотрофах секрецію АКТГ.
Збільшує реабсорбцію води в епітеліоцитах дистальних канальців і збірних трубочок, завдяки "виставляння" на мембрану транспортних білків для води - аквапорінов:
через аденілатціклазную механізм викликає фосфорилювання молекул аквапорінов (тільки тип 2), їх взаємодія з білками мікротубул і шляхом екзоцитозу вбудовування аквапорінов в апикальную мембрану,
за тим же механізмом стимулює синтез аквапоріновde novo.
Підтримує стабільний тиск крові, стимулюючи спазм судин і збільшуючи в'язкість крові:
підвищує тонус гладких м'язів судин шкіри, скелетних м'язів і міокарда (в меншій мірі),
підвищує чутливість механорецепторів в каротидних синусах до змін артеріального тиску,
викликає експресію фактора Віллебранда ендотелієм,
посилення активності тромбоцитів.
Будучи для нижчих тварин гормоном стресу, він частково зберіг свою функцію:
активує глікогеноліз і глюконеогенез у голодних тварин, що викликає відтік глюкози в кров і гіперглікемію,
у ситих тварин стимулює гліколіз,
захоплення жирних кислот і їх окислення або етерифікація (в залежності від умов),
експресія і секреція VIII фактора згортання.
Виявляється у вигляді нецукрового діабету (diabetes insipidus - несмачний діабет). Його частота приблизно 0,5% всіх ендокринних захворювань. Виявляється великим об'ємом сечі до 8 л / добу, спрагою і полидипсией, сухістю шкіри і слизових, млявістю, дратівливістю.
Існують різні причини гіпофункції:
1. Первинний нецукровий діабет - дефіцит АДГ при порушенні синтезу або пошкодженнях гіпоталамо-гіпофізарного тракту (переломи, інфекції, пухлини);
2. Нефрогенний нецукровий діабет:
спадковий - порушення рецепції АДГ в канальцях нирок,
придбаний - захворювання нирок, пошкодження канальців солями літію при лікуванні хворих психозами.
3. Гестагенний (при вагітності) - підвищений розпад вазопресину аргінін-амінопептидази плаценти.
4. Функціональний - тимчасове (у дітей до року) підвищення активності фосфодіестерази в нирках, що призводить до порушення дії вазопресину.
Синдром неадекватної секреції - при утворенні гормону будь-якими пухлинами, при захворюваннях мозку. З'являється ризик водної інтоксикації і ділюціонная гіпонатріємія.
Гормони гіпофізарно-надниркової системи
До гормонів гіпофізірно-надниркової системи відносять адренокортикотропний гормон. який регулює активність коркового шару надниркових залоз, і глюкокортикоїди (кортикостероїди).
Проопиомеланокортина є пептид, що включає 254 амінокислоти. При його гідролізі в клітинах переднього і проміжного гіпофіза утворюється ряд гормонів: α-, β-, γ-меланоцітстімулірующій гормони, адренокортикотропний гормон (АКТГ), β-, γ-липотропини, ендорфіни, мет-енкефалінів.
Являє собою пептид, що включає 39 амінокислот.
Регуляція синтезу і секреції
Максимальна концентрація в крові досягається в ранкові години, мінімальна опівночі.
Активують. кортиколиберин при стресі (тривога, страх, біль), вазопресин, ангіотензин II, катехоламіни
Мішені ті ефекти
У жирової тканини стимулює ліполіз.
У надниркових залозах стимулює утворення білка і нуклеїнових кислот для зростання їх тканини, активує синтез холестеролаde novo і його освіту з ефірів, синтез прегненолона.
Можлива при гіпофізарної недостатності, супроводжується зниженням активності кори надниркових залоз.
Виявляється хворобою Іценко-Кушинга - симптоми гіперкортицизму (див нижче) і специфічні симптоми:
збільшення пігментації шкіри через часткове меланоцітстімулірующего ефекту, завдяки чому з'явився термін "бронзова хвороба".
Глюкокортикоїди є похідними холестерину - стероїдні гормони. Основним гормоном у людини є кортизол.
Здійснюється в сітчастої і пучкової зонах кори надниркових залоз:
Регуляція синтезу і секреції
Зменшують. кортизол за механізмом зворотного негативного зв'язку.
Мішені ті ефекти
Мішенню є м'язова. лимфоидная. епітеліальна (слизові оболонки і шкіра), жирова і кісткова тканини, печінку.
значне підвищення катаболізму білків в мішеневих тканинах. Однак в печінці в цілому стимулює анаболізм білків.
В цілому викликають підвищення концентрації глюкози крові:
зниження проникності мембран для глюкози в інсулінозалежних тканинах.
стимуляція глюконеогенезу за допомогою збільшення синтезу фосфоенолпіруват-карбоксікінази і синтезу амінотрансфераз. забезпечують використання вуглецевого скелета амінокислот,
збільшення синтезу глікогену в печінці за рахунок активації фосфатаз і дефосфорилирования глікогенсінтази.
стимуляція ліполізу в жировій тканині завдяки збільшенню синтезу ТАГ-ліпази. що підсилює ефект АКТГ, СТГ, глюкагону, катехоламінів (пермісивними дію, англ. permission - дозвіл).
слабкий мінералокортикоїдної ефект на канальці нирок викликає реабсорбцію натрію і втрату калію,
втрата води в результаті придушення секреції вазопресину і зайва затримка натрію через збільшення активності ренін-ангіотензин-альдостеронової системи.
Протизапальну і імунодепресивну дію
збільшення переміщення лімфоцитів, моноцитів, еозинофілів і базофілів в лімфоїдну тканину,
підвищення рівня лейкоцитів в крові за рахунок їх викиду з кісткового мозку і тканин,
придушення функцій лейкоцитів і тканинних макрофагів через зниження синтезу ейкозаноїдів за допомогою порушення транскрипції ферментів фосфоліпази А2 і циклооксигенази.
Підвищує чутливість бронхів і судин до катехоламінів. що забезпечує нормальне функціонування серцево-судинної та бронхолегеневої систем.
Первинна недостатність - хвороба Аддісона проявляється:
підвищена чутливість до інсуліну,