Гормоны: классификация и функции

Гормоны. Классификация
гормонов.Гормоноиды.
Гормоны – биологически активные вещества,
вырабатывающиеся клетками эндокринных желез (желез
внутренней секреции).
Оттуда они поступают в кровь и с кровотоком попадают в
клетки и ткани-мишени. Там они связываются со
специфическими рецепторами и таким образом регулируют
обмен веществ и множество физиологических функций.
Отвечают за:
• за обмен веществ;
• аппетит;
• настроение;
• циклы сна и бодрствования;
• температуру;
• частоту пульса и артериальное давление;
• половые функции и размножение;
• жизненные циклы клеток;
• смену жизненных периодов (детство, пубертат, юношество
и т.д.)
• иммунитет;
• рост и развитие
• выработку других гормонов и поддержание гормонального
равновесия в организме.
По химическому строению гормоны делят на 4 вида
Стероиды – производные холестерина. Вырабатываются в коре надпочечников
(кортикоиды) и половых железах (андрогены, эстрогены). В эту же группу входит
кальцитриол.
Производные жирных кислот– эйкозаноиды. К ним относятся простагландины –
повышают чувствительность рецепторов к боли и воспалительным процессам,
тромбоксаны – участвуют в процессах свертывания крови, лейкотриены – участвуют в
патогенезе бронхоспазма.
Производные аминокислот, преимущественно тирозина – гормон стресса адреналин,
предшественник адреналина норадреналин и гормоны щитовидной железы.
Белково-пептидные соединения – гормоны поджелудочной железы инсулин и
глюкагон, а также гормон роста соматотропин и кортикотропин – стимулятор синтеза
гормонов коры надпочечников. В эту же группу входит антидиуретический гормон
вазопрессин, «гормон материнства» окситоцин и ТТГ (тиреотропный гормон,
тиротропин) и АКТГ (Адренокортикотропный гормон).
По месту образования выделяют гормоны:
• гипофиза и гипоталамуса;
• щитовидной, паращитовидной и поджелудочной желез;
• ЖКТ и надпочечников;
• яичек и яичников;
• жировой ткани;
• предсердия.
По механизму действия различают
гормоны:
• проникающие в клетки – изменяют
биосинтез белка;
• не проникающие в клетки – изменяют
активность ферментов;
• мембранного действия – изменяют
скорость транспортирования
соединений через клеточные
мембраны.
По биологическим функциям различают
гормоны, регулирующие:
• обмен белков, жиров и углеводов;
• водно-солевой обмен;
• обмен фосфатов и кальция;
• репродуктивные функции.
По физиологическому действию
гормоны подразделяются на:
• Пусковые (гормоны гипофиза,
эпифиза, гипоталамуса). Воздействуют
на другие железы внутренней
секреции.
• Исполнители - воздействуют на
отдельные процессы в тканях и
органах
•
•
•
•
Механизмы действия гормонов
Мембранный тип действия
Мембранно-внутриклеточное
действие
Цитоплазматический механизм
действия
Смешанный механизм действия
Мембранно-внутриклеточное действие
GTP-гуанозинтрифосфат
GDP -гуанозиндифосфат
АТФ - Аденозинтрифосфат
Цитоплазматический механизм действия присущ гормонам стероидной
природы
Гормоны гипоталамо-гипофизарной системы
В гипоталамических ядрах секретируются регуляторные гормоны, которые поступают в аденогипофиз, где меняется продукция
гипофизальных гормонов. Пример: кортиколиберин - активирует синтез АКТГ в гипофизе, пролактостатин - ингибирует синтез
пролактина. Либерины - стимуляторы синтеза гормонов гипофиза, статины - ингибиторы. По химической природе это олигопептиды.
В гипофизе (под регуляцией гипоталамуса) образуются тропные гормоны, которые контролируют функцию периферических желез.
В аденогипофизе:
Тиреотропный гормон - гликопротеид, работает по мембранно-клеточному механизму в клетках щитовидной железы
(вторичный мессенджер - цАМФ) и в клетках жировой ткани (ускоряет процесс липолиза).
АКТГ (аденокортикотропный гормон) - полипептид из 39 АК. Работает по мембранно-клеточному механизму в клетках коры
надпочечников, там он стимулирует реакцию гидроксилирования холистерина, в результате которой образуются кортикостероиды.
Кроме того активирует липолиз в жировой ткани.
Гонадотропные гормоны - фолликулостимулирующий - гликопротеид, состоящий из двух субъединиц, лютеинизирующий также гликопротеид, пролактин - простой белок.
Гормон роста - простой белок. Он стимулирует синтез РНК и белков (анаболическое действие), повышает уровень глюкозы в
крови, стимулирует образование гликогена, повышает уровень высших жирных кислот, и оказывает еще ряд физиологических
эффектов.
Липотропины a и b - два близких по АК набору белка. Активируют липолиз в клетках жировой ткани. b - липотропин
предшественник эндорфинов (опиатоподобные эффекты).
Нейрогипофиз секретирует:
Вазопрессин - нонапептид, эффект реализуется по мембранно-клеточному механизму, активируется гиалуронидаза, что
приводит к расщеплению гиалуроновой кислоты и в результате увеличивается проиницаемость канальцевого эпителия почек.
Окситоцин - нонапептид как и вазопрессин, действует по мембранно-клеточному механизму.
Шишковидная железа (эпифиз)
В ней синтезируется производное триптофана мелатонин. Синтез его тормозится на свету (через
зрительный тракт).
Щитовидная железа
Тироксин и трийодтиронин поступают в кровь и транспортируются тироксинсвязывающими белками (альбуминами
и преальбуминами). Разрушаются гормоны в печени в результате образования конъюгатов с глюкуроновой и серной
кислотами, при этом высвобождается йод. Эффекты реализуются по мембранно-внутриклеточному и цитозольному типам.
Калоригенный эффект проявляется повышением потребления кислорода и повышенным образованием тепла (это
обусловлено разобщением клеточного дыхания и окислительного фосфорилирования) кроме того активируется АТФ зависимое выкачивание натрия из клеток, на которое тратится 25-40% всей энергии АТФ. Еще один важный эффект этих
гормонов - стимуляции отдельных этапов синтеза белка.
Паращитовидные железы
Паратгормон - одиночная полипептидная цепь. Скорость секреции его зависит от концентрации ионов кальция в
сыворотке крови: повышение концентрации снижает секрецию. Действует по мембранно-внутриклеточному механизму.
Кальцитонин - одоцепочечный полипептид. Повышение концентраци ионов кальция активирует секрецию гормона..
Действует изменяя активность кальциевого насоса (через калцийзависимую АТФ-азу). Действие этих двух гормонов тесно
связано с витамином Д.
Надпочечники
В мозговом слое продуцируются два катехоламина - адреналин и норадреналин. Их образование
включает следующие этапы: тирозин (АК) - диоксифенилаланин (ДОФА) - диоксифенилэтиламин (дофамин)
- норадреналин - адреналин. Эффекты реализуются по мембранно-внутриклеточному типу. В печени и
мышцах активируют гликогенолиз (распад гликогена) это приводит к увеличению концентрации глюкозы и
накоплению лактата. Стимулируют липолиз, в следствии чего в кровоток высвобождаются жирные кислоты.
Корковый слой продуцирует около 30 стероидных гормонов, содержащих 19 или 21 атом углерода. Различают три группы
стероидов: глюкокортикоиды - преимущественно влияют на углеводный обмен, минералокортикоиды - на минерально-водный
и половые гормоны (андрогены и эстрогены). Кортикостероиды синтезируются на основе холестерола. Важный этап этого
процесса - гидроксилирование - катализирует цх Р-450, а кофермент - НАДФН. Транспортируются гормоны специфическим aглобулином (транспортином). Эффект реализуется по цитоплазматическому типу, через изменение скорости продукции
специфических белков в клетках-мишенях. В результате в печени увеличивается гликогенез (синтез гликогена) и глюконеогенез
(образование глюкозы) из АК в связи с повышением активности аминотрансфераз, пируваткарбоксилазы, гликогенсинтетазы и
глюкозо-6-фосфотазы.
Интенсивный синтез белков в печени сопровождается торможением синтеза белков в мышцах, активацией расщепления белков в
лимфоидной ткани. В них снижается уровень свободных АК и теряется белковый азот, увеличивается синтез мочевины и
развивается отрицательный азотистый баланс. При длительных воздействиях кортикостероидов развивается атрофия мышц.
Подавляя белковый синтез в лимфоидной ткани, кортекостероиды препятствуют образованию антител (которые являются
белками), участвующих в формировании аллергической ответной реакции организма. Т.е. Кортикостероиды таким путем
снижают интенсивность аллергических реакций. Кроме того эти гормоны активируют синтез липидов.
Альдостерон - минералокортикоид. Это липофильное соединение, которое проникает в цитоплазму клеток (цитозотльный тип) и
активирует транскирипцию генов, содержащих информацию о структуре натрий-транспортных белков эпителия канальцев
почек. Синтез в клетках таких белков приводит к усиленному переносу ионов натрия из первичной мочи обратно в кровь.
Поджелудочная железа
Инсулин - глобулярный белок, синтезируется в виде предшественника, затем активируется. Мишенями инсулина (т.е.
где есть рецепторы) являются мышечная, соединительная и жировая ткани. Мало рецепторов содержат гепатоциты и совсем
нет у нервных клеток. Эффект реализуется по мембранному типу. Кроме того существует еще и мембранно-внутриклеточные
эффекты при участии цГМФ и цАМФ. В совокупности инсулин активирует: транспорт в клетку глюкозы, АК, ионов калия и
кальция, превращение глюкозы по основному пути, синтез гликогена и триацилглицеридов. Инсулин тормозит: расщепление
гликогена (гликогенолиз) и образование глюкозы (глюконеогенез), расщепление жиров, образование кетоновых тел и синтез
холестерола, протеолиз, обмен АК и образование мочевины.
Глюкагон - образуется в виде предшественника. Действует по мембранно-внутриклеточному типу. Мишень гепатоциты, миоциты и жировая ткань. Гормон повышает концентрацию глюкозы в крови за счет расщепления гликогена,
угнетения синтеза белка, активации распада белка и липидов. Т.е. глюкагон - антагонист инсулина.
Гормоны половых желез
Эстрогены - женские половые гормоны, продуцируются яичниками и в ограниченном количестве надпочечниками.
Стероидной природы, эффекты реализуются по цитозольному механизму.
Гестогены - гормоны желтого тела. Важнейший - прогестерон, который синтезируется также плацентой и
надпочечниками. Механизм действия - цитозольный, мишени: эндометрий, плацента, молочные железы.
Релаксин - гормон желтого тела полипептидной природы, состоит из двух цепей, связанных полипептидным
мостиком.
Андрогены - мужские половые гормоны. Тестостерон и дигидротестостерон. Ткани-мишени - простата, мышцы.
Эффект реализуется по цитозольному типу. Выраженно активируют синтез белка в миоцитах. На основе этих веществ
синтезированы анаболические стероиды. Отношение анаболической активности к андрогенной у лучших из этих
соединений выше чем у тестостерона в 5-12 раз.
Эсторгены и андрогены являются по отношению к рецепторам друг друга антигормонами (т.е. по аналогии с ферментами конкурентными ингибироами). Поэтому в онкологической практике применяют для лечения опухолей половой сферы у
самок - тестостерон, у самцов - эстрадиол.
Гормоноиды или парагормоны, разнородные по химической структуре биологически
активные вещества, действующие на обмен веществ и многие физиологические
процессы в организме. Образуются, как правило, не в железах внутренней секреции,
как Гормоны, а в др. тканях и органах. Биологическое действие Г. кратковременно, так
как они разрушаются или связываются тканевыми белками. К Г. относят Ацетилхолин,
некоторые предшественники и продукты превращения адреналина, тканевые гормоны,
или гистогормоны (Гастрин, Гепарин, Секретин и др.), Гистамин, Серотонин и некоторые
др. Амины биогенные.
Гастрин, секретируемый слизистой оболочкой привратника желудка, имеет полипептидную природу: Гли-гли-про-тримет-глу-глу-глу-глу-глу-ала-тир-гли-три-мет-асп-фен- NH2
Холецистокинин представляет собой полипептид и также синтезируется клетками слизистой оболочки тонкого отдела
кишечника. Он вызывает сокращение мускулатуры желчного пузыря и стимулирует выделение желчи в
двенадцатиперстную кишку.
Гистамин вырабатывается тканями кожи, желудочно-кишечного тракта, легких. Он стимулирует секрецию соляной
кислоты в желудке, повышает тонус гладкой мускулатуры, расширяет капилляры, снижает кровяное давление,
обуславливает аллергические реакции
Серотонин образуется из аминокислоты триптофан в центральной нервной системе, клетках слизистой оболочки кишечника и
поджелудочной железы. Он повышает кровяное давление, участвует в регуляции температуры тела, дыхания, мочеотделения,
фунционировании желудочно-кишечного тракта.
Ацетилхолин синтезируется из активной уксусной кислоты и холина под действием фермента ацетилхолинтрансферазы в
эндоплазматической сети многих нейронов центральной и периферической нервной системы.
Кинины образуются в тканях и крови из кининогенов ферментативным путем. Наибольшее значение имеют брадикинин:
Арг-про-про-гли-фен-сер-про-фен-арг
Каллидин: Арг-про--гли-фен-сер-про-фен-арг-три
Эти полипептиды участвуют в регуляции скорости кровотока, уменьшают кровяное давление, усиливают работу сердца и легких.
Простагландины были впервые обнаружены У.Эйлером в сперме человека и экстрактах из семенных пузырьков барана,
как вещества оказывающие выраженное вазопрессорное действие и вызывающие сокращение гладкой мускулатуры матки
• Тестостерон — вырабатывается и у мужчин, и у женщин. Отвечает:
• за половую функцию и образование сперматозоидов у мужчин;
• половое влечение;
• качество мышечной ткани;
• работоспособность;
• рост волос;
• стрессоустойчивость;
• поведение и эмоции;
• выработку эритроцитов и гемоглобина в крови;
• депонирование кальция в костной ткани.
• Эстрогены – женские половые гормоны. Отвечают за формирование первичных
половых признаков у женщин. Обеспечивают репродуктивные функции и
эмоциональное состояние. У мужчин вырабатываются в жировой ткани живота из
тестостерона. Стимулируют синтез коллагена и обеспечивают эластичность кожи.
Принимают участие в работе кровеносной системы.
• Прогестерон – сохраняет беременность и обеспечивает менструальный цикл у
женщин. Кроме этого, и у женщин, и у мужчин он:
• является предшественником кортизола;
• повышает уровень ионов магния в крови и головном мозге;
• подавляет разрушение гормона счастья - серотонина;
• защищает миелиновые оболочки нервных волокон;
• оказывает успокаивающее действие;
• поддерживает нормальную трофику всех структур организма.
• Дигидроэпиандростерон – вырабатывается в головном мозге и
надпочечниках.
• повышает иммунитет;
• является предшественником половых гормонов;
• оказывает антистрессовое и антидепрессивное действие;
• улучшает память, тормозит развитие болезни Альцгеймера;
• отвечает за увеличение мышечной массы;
• активирует образование фолликулов в яичниках;
• улучшает качество костной ткани и препятствует развитию
остеопороза.
• Д-гормон (так называемый витамин Д):
• оказывает антиоксидантное и противоопухолевое действие;
• регулирует обмен фосфора и кальция, за счет чего препятствует развитию
остеопороза у взрослых и рахита у детей;
• обладает противовоспалительным и иммуномодулирующим эффектом;
• улучшает работу сердечно-сосудистой системы;
• препятствует развитию осенне-весенних депрессий;
• улучшает созревание половых клеток;
• улучшает жировой обмен;
• повышает чувствительность клеток к инсулину;
• необходим при лечении псориаза.
• ТТГ — тиреотропный гормон гипофиза. Регулирует выработку
гормонов щитовидной железы трийодтиронина Т3 и тироксина
Т4. При дисбалансе гормонов щитовидной желез развиваются
гипер- и гипотиреоз.
• Инсулин – отвечает за усвоение глюкозы клетками. Стимулирует
мышечный рост и аппетит. При нехватке инсулина развивается
сахарный диабет. Избыток инсулина приводит к
инсулинорезистентности (снижение чувствительности
инсулинозависимых клеток к действию инсулина с последующим
нарушением метаболизма глюкозы и поступления ее в клетки),
что ведет к ожирению и развитию сахарного диабета 2 типа
• Дигидротестостерон – влияет на рост волос, образование акне,
увеличение простаты у мужчин.
• Кортизол – образуется из прогестерона. Адаптирует организм к
влиянию стресса, защищает от воспалений, аллергических реакций,
поддерживает в норме артериальное давление.
• Альдостерон – гормон коры надпочечников; образуется из
прогестерона. Отвечает за обмен солей и воды в организме.
• ПТГ (паратиреоидный гормон) - вырабатывается в паращитовидных
железах. Отвечает за кальце-фосфорный обмен.
• СТП (соматотропный гормон) – гормон роста, избыток которого ведет
к развитию акромегали