Химическая характеристика и физиологическое значение гормонов

Лекция № 32

Витамин Е – токоферол

Витамин К – филлохинон

Витамин В12 – цианкобаламин

Получен синтетическим путем в 1971г состоит из планарной группы, которая образована пирольными кольцами с атомом Со в центре и нуклеотидной группой, в котрой в качестве основания диметилимидозол и углевод рибоза. В12 в темноте устойчив, на свету теряет активность. При недостатке В12 нарушается кроветворение в костном мозге, развивается анемия. В12 участвует в синтезе белка и НК, накапливается в печени. Источники – мясо, молоко, яйца, печень. Растительная пища не содержит В12. Он синтезируется микроорганизмами кишечника. В12 находит применение в животноводстве, что приводит к увеличению продуктивности животных.

Получен синтетическим путем в 1939г, имеет несколько витамеров, в частности витамер К1 имеет циклическое строение, боковая цепь содержит до 20 атомов углерода с одной тройной связью. У К2 боковая цепь включает 49 атомов углерода и 9 тройных связей. Этот витамин регулирует процесс свертывания крови. При недостатке его в пище происходит самопроизвольные кровотечения (носовые, кровавая рвота, внутренние кровоизлияния). У растений витамин К участвует в переносе электронов при фотосинтезе. Источники – томаты, капуста, тыква, печень.

Синтезирован в 1938г, циклический, боковая цепь содержит 16 атомов углерода.При недостатке нарушаются процессы размножения, нарушается эмбриогенез, наблюдается дегенерация спинного мозга, паралич. Источники – растительное масло, капуста, листовой салат, зерновые продукты.

План:

1. Общая характеристика гормонов.

2. Номенклатура и классификация гормонов.

3. Характеристика отдельных классов гормонов.

4. Механизм действия гормонов.

1. Общая характеристика гормонов

Гормоны относятся к биологически активным веществам, определяющим состояние физиологических функций организма, микро и макро структуру органов и тканей, а также скорость протекания биохимических процессов. Гормоны – органические вещества, которые вырабатываются в специальных клетках желёз внутренней секреции, поступают в кровь и регулируют обмен веществ. Одной из особенностей живых организмов является их способность сохранять постоянство гомеостаза, при помощи механизмов саморегуляции. У высших организмов координационное протекание всех биохимич. процессов не только в целостном организме, но и в отдельных субклеточных образованиях определяется нейрогуморальным механизмом. В регуляции обмена веществ последовательности множества реакций гормоны занимают промежуточное место между нервной системой и действием ферментов. В 1890 г французский ученый Броун-Секар экспериментально подтвердил предположение о существовании в организме человека и животных веществ, стимулирующих жизненные функции. Он вводил экстракты семенников молодых баранов под кожу старым, при этом у них появлялись признаки общего подъема – поднимается давление и повышается мышечная активность. Термин «гормон» - с греческого означает возбуждаю- был введен в 1905г Старлингом. Он дал им определение: «Гормоны – регуляторы обмена веществ». В настоящее время открыто более 60-ти веществ, обладающих гормональной активностью, синтезирующихся в железах внутренней и смешанной секреции.

Специфические особенности гормонов:

1. Оказывают биологическое действие в особо малых концентрациях (10*-
9 – 10*-12)

2. На действие гормонов оказывает влияние ЦНС

3. Железы внутренней секреции и продуцирующие ими гормоны составляют единую эндокринную систему, которая управляется гипофизом.

К железам внутренней секреции относятся: гипофиз, эпифиз, щитовидная, паращитовидная, зобная железы, надпочечники. Железы смешанной секреции: поджелудочная железа и половые железы.

4. Гормоны не долговечны, необходима постоянная их секреция

5. Гормоны могут поступать во все органы и накапливаться, а проявляют они себя только в определенных органах, где есть специфические рецепторы.

6. Образование и выделение гормонов находится под влиянием ЦНС.

7. Действие гормонов разнообразно. Они либо «возбуждают», либо «тормозят» функцию того или иного органа.

В настоящее время в медицине применяют синтетические гормоны и препараты, полученные из эндокринных желез животных.

Классификация гормонов

Химическая природа выяснена почти у всех гормонов. Поэтому каждому гормону можно дать химическое название, но порой оно сложно и громоздко, поэтому пользуются тривиальными названиями гормонов, которые отражают происхождение или функцию гормона. Например, название «инсулин» - тривиальное, а химическое название будет складываться из 51 АК. По химической природе гормоны делят на стероидные и азотсодержащие.

К стероидным гормонам относятся гормоны коры надпочечников и половые гормоны. К азотсодержащим относятся гормоны белковой природы, гормоны пептиды и гормоны производные АК.

Кроме того гормоны классифицируют по происхождению, в зависимости от железы их продуцирующей.

1. Гормоны коры надпочечников

2. Гормоны мозгового слоя надпочечников

3. Гормоны половых желез

4. Гормоны щитовидной железы

5. Гормоны поджелудочной железы

6. Гормоны гипофиза.

Характеристика стероидных гормонов

Половые гормоны образуются в половых железах, в небольшом количестве в плаценте и в корковом слое надпочечников. И в мужском и в женском организме образуются и те и другие, но в разном количестве. В том случае, когда в женском организме образуются больше нормы мужских половых гормонов (андрогенов), у женщин развивается заболевание герсутизм. Половые гормоны обеспечивают нормальное развитие организма, его половых функций, влияют на поведение и на психику. После удаления половых желез при кастрации животных, наблюдаются патологические изменения обмена веществ.

К стероидным гормонам относятся гормоны коры надпочечников: альдостерон, гидрокартизон, кортикостерон. Альдостерон регулирует баланс натрия и калия в организме, гидрокартизон и кортикостерон регулируют углеводный обмен.

Характеристика азотсодержащих гормонов

Гормоны мозгового слоя надпочечников: адреналин и норадреналин. Они являются производными ТИР. Адреналин влияет на распад гликогена в печени, снижает тонус гладких мышц, вызывает сокращение радиальной мышцы глаза, гладких мышц кожи, повышает кровяное давление, учащает сердцебиение. Эмоциональное возбуждение и болевые ощущения приводят к повышению содержания адреналина в крови. Норадреналин обладает аналогичным действием.

Гормоны щитовидной железы: тироксин (тетраиодтиронин) и трииодтиронин. Они являются производными ТИР.

Эти гормоны влияют на окислительные процессы в организме и на внутриклеточный обмен. Щитовидная железа аккумулирует иод, поступающий в организм в пищей. При гипофункции развивается микседема (слизистый отек), при гиперфункции – Базедова болезнь – пучеглазие, учащенное сердцебиение, повышенная раздражительность, повышение обмена веществ - исхудание. При недостатке иода в воде и в пище развивается заболевание «эндемический зоб», при удалении щитовидной железы наблюдается задержка в росте и в половом созревании.

1. Гормоны поджелудочной железы – гормоны-белки – инсулин и глюкагон. Они регулирую углеводный обмен. Инсулин снижает содержание сахара в крови, способствует активированию глюкозы и её переводу в гликоген. Глюкагон повышает содержание сахара в крови, способствует расщеплению глюкозы в печени. В сутки в организме человека вырабатывается 2г инсулина.

2. Гормоны гипофиза – гормоны белковой природы и пептиды, влияют на все железы внутренней секреции.

соматотропин – гормон роста

тириотропин – действует на щитовидную железу

кортикотропин – действует на надпочечники

пролактин – усиливает функцию яичников

лютенизирующий гормон – стимулирует образование половых гормонов

интермидин – регулирует пигментацию кожи

вазопрессин – угнетает мочеобразование, повышает кровяное давление

окситоцин – сокращает гладкие мышцы матки.

В 1987г появились данные о том, что к пептидам относится гормон, производящийся сердцем. Он называется атриальным гормоном. Он усиливает выработку мочи, выделение натрия из организма, понижает артериальное давление, является антагонистом альдостерона и вазопрессина.

Механизм действия гормонов

В отличии от ферментов и витаминов гормоны изменяют скорость протекания не конкретной реакции, а затрагивают в целом обмен веществ.

Механизм действия стероидных гормонов

Стероидные гормоны взаимодействуют с клетками-мишенями, избирательно регулируют в них синтез и-РНК, которые обеспечивают выработку специфических белков, оказывающих влияние на обмен веществ. Стероиды непосредственно не взаимодействуют с генетическим аппаратом клетки, с хроматином вступает в контакт гормон-рецепторный комплекс, т.е. комплекс стероидных гормонов с белком рецептором. Этот комплекс образуется в цитоплазме клетки-мишени. В этом комплексе гормон преобразуется и белок-рецептор изменяет свою конфигурацию. В новой конфигурации гормон-рецепторный комплекс транслацируется в ядро, где связывается с акцепторным участком хроматина, переводя ДНК в этой зоне хроматина в транскрипционно активное состояние. Определенный стероидный гормон узнает свою клетку-мишень, а в ней свой специфический белок-рецептор.

Механизм действия пептидных гормонов

Пептидные гормоны не проникают внутрь клеток-мишеней, а взаимодействуют с белками-рецепторами, расположенными на их поверхности. Гормоны пептидной природы в результате связывания с рецепторами клеточных мембран возбуждают аденилат-циклазу, встроенную в ту же мембрану. Под действием аденилат-циклазы АТФ переходит в ц-АМФ.

аденилатциклаза

АТФ -------------------→ ц-АМФ + Н4Р2О7

ц-АМФ передает гормональный сигнал метаболитам клетки и является регулятором протеинкиназ – ферментов, при участии которых фосфорилируются гистоны, негистоновые белки хроматина, рибосомальные белки и белковые факторы трансляции. Некоторые гормоны-пептиды действуют не по аденилат-циклазному механизму. Например, гормон-белок инсулин, связываясь с белком рецептором мембраны клетки-мишени, изменяет её проницательность. В результате усиливается проникновение в клетку субстратов - глюкозы, аминокислот и т.д.

Дата добавления: 2014-01-04