Тема: Гормоны
План лекции:
1. Общие свойства гормонов.
2. Механизм действия гормонов.
3. Классификация гормонов.
3.1. Стероидные гормоны (стероиды).
3.2. Гормоны – производные аминокислот.
3.3. Пептидные гормоны.
3.4. Белковые гормоны.
Общие свойства гормонов
Гормоны – биологически активные органические вещества, которые вырабатываются железами внутренней секреции и регулируют деятельность органов и тканей живого организма.
Железы внутренней секреции (эндокринные) – железы, выделяющие продукты своей жизнедеятельности – гормоны – во внутреннюю среду организма (кровь, лимфа, тканевые жидкости).
Гормоны выполняя столь и соответствующим набором характерных свойств, среди которых важнейшими являются:
· чрезвычайно высокая физиологическая активность - очень малые количества гормонов вызывают весьма значительные изменения в работе органов и тканей;
· дистанционное действие – способность регулировать работу органов, удаленных от желез, вырабатывающей гормон; это становится возможным, потому что гормоны – продукты желез внутренней секреции, достигаются к этим органам с током крови;
· быстрое разрушение в тканях, так как, оказывая очень сильное влияние на работу органов и тканей, не должны накапливаться в них;
· непрерывное продуцирование (секреция) соответствующей железой вызвано необходимостью постоянного регулирования, более или менее сильного воздействия на работу соответствующего органа в каждый момент времени.
Механизм действия гормонов
Гормоны оказывают влияние на клетки-мишени.
Клетки-мишени - это клетки, которые специфически взаимодействуют с гормонами с помощью специальных белков-рецепторов. Эти белки-рецепторы располагаются на наружной мембране клетки, или в цитоплазме, или на ядерной мембране и на других органеллах клетки.
Биохимические механизмы передачи сигнала от гормона в клетку-мишень.
Любой белок-рецептор состоит, минимум из двух доменов (участков), которые обеспечивают выполнение двух функций:
· узнавание гормона;
· преобразование и передачу полученного сигнала в клетку.
Каким образом белок-рецептор узнает ту молекулу гормона, с которой он может взаимодействовать?
Один из доменов белка-рецептора имеет в своем составе участок, комплементарный какой-то части сигнальной молекулы. Процесс связывания рецептора с сигнальной молекулой похож на процесс образования фермент-субстратного комплекса и может, определяется величиной константы сродства.
Большинство рецепторов изучены недостаточно, потому что их выделение и очистка очень сложные, а содержание каждого вида рецепторов в клетках очень низкое. Но известно, что гормоны взаимодействуют со своими рецепторами физико-химическим путем. Между молекулой гормона и рецептором формируются электростатические и гидрофобные взаимодействия. При связывании рецептора с гормоном происходят конформационные изменения белка-рецептора и комплекс сигнальной молекулы с белком-рецептором активируется. В активном состоянии он может вызывать специфические внутриклеточные реакции в ответ на принятый сигнал. Если нарушен синтез или способность белков-рецепторов связываться с сигнальными молекулами, возникают заболевания - эндокринные нарушения.
Есть три типа таких заболеваний.
1. Связанные с недостаточностью синтеза белков-рецепторов.
2. Связанные с изменением структуры рецептора - генетические дефекты.
3. Связанные с блокированием белков-рецепторов антителами.
Механизмы действия гормонов на клетки-мишени.
В зависимости от строения гормона существуют два типа взаимодействия. Если молекула гормона липофильна, (например, стероидные гормоны), то она может проникать через липидный слой наружной мембраны клеток-мишеней. Если молекула имеет большие размеры или является полярной, то ее проникновение внутрь клетки невозможно. Поэтому для липофильных гормонов рецепторы находятся внутри клеток-мишеней, а для гидрофильных - рецепторы находятся в наружной мембране.
Для получения клеточного ответа на гормональный сигнал в случае гидрофильных молекул действует внутриклеточный механизм передачи сигнала. Это происходит с участием веществ, которых называют вторыми посредниками. Молекулы гормонов очень разнообразны по форме, а "вторые посредники" - нет.
Надежность передачи сигнала обеспечивает очень высокое сродство гормона к своему белку-рецептору.
Гормоны являются основными гуморальными регуляторами физиологических функций организма, и в настоящее время хорошо известны их свойства, процессы биосинтеза и механизмы действия.
Гормоны являются высокоспецифичными веществами по отношению к клеткам-мишеням и обладают очень высокой биологической активностью.
Классификация гормонов
По химическому строению гормоны делят на 4 класса:
· стероидные (стероиды);
· гормоны – производные аминокислот;
· пептидные;
· белковые.
3.1. Стероидные гормоны (стероиды) - производные углеводорода стерана.
Стероиды можно разделить на две группы: стероидные половые гормоны и гормоны коры надпочечников.
а) половые гормоны делятся:
· эстрогены – женские половые гормоны, или стероиды, содержащие в молекуле 18 атомов углерода (С18- соединения).
эстрадиол – С18Н24О2 прогестерон – С21Н30О2
Эстрадиол — основной и наиболее активный для человека женский половой гормон; эстроген. Вырабатывается фолликулярным аппаратом яичников у женщин. Небольшие количества эстрадиола вырабатываются также корой надпочечников у обоих полов и яичками у мужчин.
У человека выделяют три типа эстрогенов: эстрадиол, эстриол и эстрон.
Прогестерон — стероидный гормон желтого тела яичников и надпочечников. (Приложение 6)
· андрогены – мужские половые гормоны, или С19-стероиды, в основе молекулы которых лежит скелет молекулы углеводорода сложного строения – андростана.
тестостерон- С19Н28О2 андростендиол
Тестостеро́н — основной мужской половой гормон, андроген. Секретируется клетками Лейдига семенников у мужчин, а также в небольших количествах яичниками у женщин и корой надпочечников и у мужчин, и у женщин.
Андростендион — основной андроген, секретируемый яичниками.
Также в небольших количествах андростендион секретируется корой надпочечников у обоих полов и яичками у мужчин. (Приложение 6)
б) гормоны коры надпочечников – вырабатываются корковым слоем надпочечников.
кортизол
Кортизо́л — биологически активный глюкокортикоидный гормон стероидной природы, то есть в своей структуре имеет стерановое ядро. Кортизол секретируется наружным слоем (корой) надпочечников под воздействием адренокортикотропного гормона (АКТГ). Секреция АКТГ, в свою очередь, стимулируется соответствующим рилизинг-фактором гипоталамуса.
Кортизол является регулятором углеводного обмена организма, а также принимает участие в развитии стрессовых реакций. (Приложение 7)