Химическая структура гормонов и их превращение в организме

ЭНДОКРИННЫЕ ЖЕЛЕЗЫ И ИХ ГОРМОНЫ

Эндокринные железы (от греч. endon – внутри, crino – выделяю), или железы внутренней секреции, представляют собой специализированные органы или группы клеток, основная функция которых заключается в выработке и выделении во внутреннюю среду организма специфических биологически активных веществ. Железы внутренней секреции не имеют выводных протоков. Их клетки оплетены обильной сетью кровеносных и лимфатических сосудов, и продукты жизнедеятельности выделяются непосредственно в кровь, лимфу, тканевую жидкость. Эта особенность принципиально отличает эндокринные железы от экзокринных, которые выделяют свои секреты через выводные протоки.

Продукты, вырабатываемые железами внутренней секреции, получили название гормонов (греч. hormao – возбуждаю, активирую, Таблица 1). Термин «внутренняя секреция» был предложен в 1885 году французским физиологом К. Бернаром, а термин «гормон» – английскими физиологами У. Бейлисом и Е. Старлингом в 1902 году.

Для гормонов характерны следующие особенности.

Синтез и выделение их осуществляется специализированными клетками. Гормоны образуются в железистых эндокринных клетках, после чего они поступают во внутреннюю среду, в основном в кровь и лимфу Промежуточные продукты синтеза или метаболизма гормонов нередко обладают биологической активностью, но, как правило, не секретируются.

Высокая биологическая активность. Гормоны оказывают физиологическое действие в очень малых концентрациях. Так, концентрация женского полового гормона (эстрадиола) в крови колеблется от 0,2 до 0,6 мкг (10^-6 г) в 100 мл плазмы. Содержание гормона роста в крови измеряется еще меньшими величинами - нанограммами (10^-9 г). Гипофиз реагирует на пикограммы (10^-12 г) гипоталамических гормонов, ангиотензин-II – продукт эндокринных клеток почек - вызывает чувство жажды в фемтограммах (10^-15 г). Кроме гормонов, никакие другие химические продукты жизнедеятельности не эффективны в таких малых дозах.

Специфичность. Каждый гормон характеризуется определенными, присущими только ему химической структурой, местом синтеза и функцией. В связи с этим дефицит какого-либо гормона не может быть восполнен другими гормонами или биологически активными веществами.

Дистантность действия. Гормоны, как правило, переносятся кровью далеко от места образования, влияя на отдаленные органы и ткани. Этим они отличаются от медиаторов и цитокинов, действующих на одну клетку или группу клеток на месте их образования.

По химическому строению гормоны можно разделить на 4 основные группы:

1 белки и пептиды;

2 производные аминокислот;

3 стероиды;

4 простагландины.

Примерами белковых гормонов могут служить инсулин, соматотропин (гормон роста), тропные гормоны передней доли гипофиза. Некоторые из них (фоллитропин, тиротропин, лютропин) относятся к сложным белкам, другие (инсулин, кальцитонин и другие) – к простым белкам. Пептидную структуру имеют глюкагон, вазопрессин, окситоцин, гипоталамические гормоны. К производным аминокислот относятся гормоны щитовидной железы – трийодтиронин, тироксин, а также адреналин и норадреналин. Стероидные гормоны имеют в своей основе ядро циклического углеводорода – циклопентанопергидрофенантрена. К этой группе относятся гормоны коры надпочечников и половых желез.

Основные этапы образования и превращения гормона можно представить следующим образом:

1 биосинтез гормона;

2 секреция, т.е. выделение из эндокринной клетки;

3 транспорт кровью к периферическим тканям;

4 распознавание гормонального сигнала клетками-мишенями;

5 трансдукция (перевод) гормонального сигнала в биологический ответ;

гашение гормонального сигнала.

1. Биосинтез гормонов запрограммирован в генетическом аппарате специализированных эндокринных клеток. Следовательно, он зависит от структуры и экспрессии генов, кодирующих синтез этих гормонов, а также от ферментов, регулирующих синтез гормона и посттрансляционные процессы. Отсутствие или дефект соответствующих генов приводит к эндокринопатии. Примером может служить карликовость при генетическом дефекте гормона роста.

2. Секреция гормонов. Как указывалось, важнейший признак любого гормона – его секретируемость. Будучи упакованным в везикулы или гранулы, гормон транспортируется по направлению к цитоплазматической мембране. Выходу белково-пептидных гормонов и катехоламинов из клетки предшествует взаимодействие цитоплазматической мембраны и мембраны секреторной гранулы. После этого происходит их лизис и выход гормона из клетки. Данный процесс активируется многими факторами – медиаторами, высокой концентрацией калия, электрическими стимулами и др. Секреция гормона – акт, сопровождаемый затратой энергии, поэтому она всегда сопряжена со сдвигами в системе АТФ – цАМФ. Для секреции необходимо участие ионов кальция, которые активируют белки микро-тубулярно-микрофиламентозной системы, способствуя взаимодей­ствию с ними гранул гормона, и влияют на образование цАМФ. Поэтому снижение содержания ионов кальция во внеклеточной среде и поступление его в эндокринную клетку неминуемо приводит к уменьшению секреторной активности этой клетки.

Таблица 1

Органы, ткани и клетки с эндокринной функцией

№ п./п.	Структуры	Ткань, клетки	Гормоны
1.	Гипоталамус	Нервные клетки мелкоклеточных структур заднего гипоталамуса     Нервные клетки крупноклеточных ядер переднего гипоталамуса	Гипоталамические нейрогормоны: А) либерины: кортиколиберин, люлиберин тиролиберин, фоллиберин, соматолиберин, пролактолиберин, меланолиберин Б) Статины: пролактостатин, меланостатин, соматостатин. Вазопрессин, окситоцин, дофамин.
2.	Гипофиз А. Аденогипофиз   Б. Нейрогипофиз	Кортикотрофы Гонадотрофы Тиротрофы Соматотрофы Лактотрофы Питуициты	Кортикотропин, меланотропин Фоллитропин, лютропин Тиротропин Соматотропин Пролактин Вазопрессин, окситоцин
3.	Надпочечники А. Корковое вещество Б. Мозговое вещество	Клубочковая зона Пучковая зона Сетчатая зона Хромаффинные клетки	Минералокортикоиды Глюкокортикоиды Половые стероиды: андрогены, эстрогены Адреналин, норадреналин
4.	Щитовидная железа	Фолликулярные тироциты К-клетки	Трийодтиронин, тетрайодтиронин Кальцитонин, катакальцин, ко-кальцигенин
5.	Околощитовидные железы	Главные клетки К-клетки	Паратирин Кальцитонин
6.	Эпифиз	Пинеоциты	Мелатонин
7.	Поджелудочная железа	Островки Лангерганса: Альфа-клетки Бета-клетки Дельта-клетки	Глюкагон Инсулин Соматостатин
8.	Половые железы А. Семенники Б. Яичники	Клетки Лейдига Клетки Сертоли Клетки гранулёзы Жёлтое тело	Тестостерон Эстрогены, ингибин Эстрадиол, эстрон, прогестерон Прогестерон

Дата добавления: 2014-12-16