ГОРМОНЫ - Ответы на вопросы по биологической химии

• Понятие. Общие свойства и функции гормонов.
• Классификация гормонов по ряду признаков. Механизм действия гормонов.
• Гормоны гипоталамуса. Химическая природа, биологическая роль.
• Гормоны гипофиза. Химическая природа, биологическая роль.
• Гормоны щитовидной железы. Химическая природа, биологическая роль.
• Гормоны паращитовидных желез. Химическая природа, биологическая роль.
• Гормоны поджелудочной железы. Химическая природа, биологическая роль.
• Гормоны надпочечников. Химическая природа, биологическая роль.
• Половые гормоны. Химическая природа, биологическая роль.

             Гормоны – биологические активные вещества, выделяемые железами внутренней секреции в кровь и оказывающие регуляторное влияние на метаболизм в организме.

            Наука о железах внутренней секреции – эндокринология.

            Центральная роль в нейрогуморальной регуляции обмена веществ отводится ЦНС, непосредственно влияющей на деятельность эндокринных желез. Железы внутренней секреции непосредственно контролируют деятельность органов и тканей и оказывают влияние на ЦНС.

            Термин «гормон» (от греч. hormao –возбуждаю, побуждаю) был введен в 1905 г. У.Бейлисом и Э.Старлингом. К настоящему времени открыто более ста различных веществ, наделенных гормональной активностью, синтезирующиеся в железах внутренней секреции и регулирующие процессы обмена веществ.

            Для всех гормонов общим является следующее:

-действие на расстоянии от места выделения;

-специфичность эффекта;

-высокая биологическая активность;

-высокая скорость образования и распада;

-роль посредника между ЦНС и тканями;

-действие по принципу прямой и обратной связи.

            В организме гормоны выполняют ряд функций:

-поддерживают гомеостаз (изоосмию, изотермию, изогидрию);

-обеспечивают адаптацию организма к изменяющимся условиям внешней среды;

-поддерживают циклические изменения (день-ночь, пол, возраст и др.);

-поддерживают циклические, морфологические и функциональные изменения в онтогенезе.

            Гормоны классифицируются по ряду признаков: по месту выработки, по характеру и механизму действия, по химической природе.

            По месту синтеза выделяют гормоны гипоталамуса, гипофиза, щитовидной, паращитовидной, поджелудочной, половых желез, надпочечников. По химической структуре гормоны подразделяются на гормоны пептидно-белковой природы, производные аминокислот и стероидные. В зависимости от расположения белков-рецепторов и химической природы гормонов различают два механизма передачи гормонального сигнала в клетки-мешени.

            I механизм для гормонов-белков, пептидов, адреналина. Белки-рецепторы расположены на наружной поверхности цитоплазматической мембраны. Взаимодействие гормона с белком-рецептором приводит к активации аденилатциклазы и образованию ц-АМФ или ц-ГМФ, который в клетке запускает каскадный механизм активации ряда ферментов, изменяющих интенсивность обмена углеводов, белков, липидов.

            II механизм для гормонов стероидной природы. Гормоны проникают через цитоплазматическую мембрану в цитоплазму и взаимодействуют с белками-рецепторами, находящимися в цитозоле. Образованный комплекс «гормон-белок-рецептор» проникает в ядро клетки и на уровне оперона является индуктором или репрессором трансляции белков-ферментов.

            По  характеру действия гормоны делятся на пусковые и гормоны-исполнители. К пусковым относятся гормоны гипоталамуса. Они стимулируют деятельность соответствующих желез внутренней секреции. Гормоны – исполнители, оказывающие действие на основные реакции обмена веществ организма, обеспечивающие его рост, развитие, продуктивность, адаптацию, размножение и др.

            В клинике часто встречаются гормональные нарушения – гипо- и гиперфункции желез внутренней секреции.

            Гормоны в организме находятся в связанном и свободном состояниях. Между действием различных гормонов существует взаимосвязь.

            Гормоны гипоталамуса. Гипоталамус служит местом непосредственного взаимодействия высших отделов ЦНС и эндокринной системы. Гормонам гипоталамуса принадлежит ключевая роль в физиологической системе гормональной регуляции многосторонних биологических функции отдельных органов, тканей и целостного организма. Гормоны гипоталамуса по системе портальных капилляров достигают гипофиза, регулируя либо освобождение, либо торможение гормонов гипофиза. Первые подучили название рилизинг-факторов (от анг. release-освобождать), или либеринов, а вторые получали название ингибирующих факторов, или статинов. Они имеют пептидную природу. Известно семь либеринов: кортиколиберин, тиреолиберин, соматалиберин, пролактолиберин, меланолиберин, фоллилиберин, люлиберин и три статина: соматостатин, пролактостатин, меланостатин.

            Гормоны гипофиза. В гипофизе синтезируется ряд гормонов белковой и пептидной природы. Различают гормоны передней, задней и промежуточной долей гипофиза. В передней доле вырабатываются в основном белковые и полипептидные гормоны, называемые тропинами, вследствие их стимулирующего действия на ряд других эндокринных желез: соматотропин (гормон роста), кортикотропин, тиреотропин, лактотропин, фоллитропин, лютропин, липотропин.

            Соматотропин – гормон роста. При гиперфункции наблюдается гипофизарный гигантизм, акромегалия (чрезмерный рост отдельных частей тела), а при гипофункции – гипофизарная карликовость.

            Тиреотропин – стимулирует функцию щитовидной железы. При гиперфункции – гипертиреоз, а при гипофункции – вторичный гипотиреоз.

            Кортикотропин регулирует функцию коры надпочечников, лактотропин – развитие и функционирование молочной железы, материнский инстинкт.

Фоллитропин стимулирует у самок рост и созревание фолликулов яичника, у самцов – процессы сперматогенеза.

Лютропин у самок вызывает рост фолликулов, стимулирует овуляцию и образование желтого тела, а у самцов – образование тестостерона.

            При недостатке липотропина развивается ожирение, а при избытке – истощение.

            В промежуточной доле гипофиза синтезируется меланотропин, регулирующий пигментацию кожи у животных, а также возможно влияет на окраску меха и секреторную функцию сальных желез. К гормоном задней доли гипофиза относят вазопрессин, окситоцин, когерин. Основной биологический эффект окситоцина у млекопитающих связан со стимуляцией сокращения гладкой мускулатуры матки при родах и сокращения мышечных волокон, расположенных вокруг альвеол молочных желез, вызывающего секрецию молока. Вазопрессин стимулирует сокращение гладкой мускулатуры сосудов, однако основная роль – регуляция водного обмена, т.е. способствует обратному процессу всасывания воды в канальцах почек. Когерин влияет на перистальтику кишечника.

            Гормоны щитовидной железы. Щитовидная железа играет исключительно важную роль в обмене веществ.

            Основной гормон щитовидной железы – тироксин. Гормональной активностью обладают также 3, 5, 31 – трииодтиронин и 3, 31 – диодтиронин. Эти гормоны, являясь производными аминокислоты тирозина, регулируют скорость основного обмена, рост и дифференцировку тканей, обмен белков, углеводов и липидов, водно-электролитный обмен, деятельность ЦНС, ЖКТ, функцию сердечно-сосудистой системы, потребность в витаминах, сопротивляемость организма инфекциям.

            Гипофункция щитовидной железы у молодняка приводит к кретинизму, что сопровождается остановкой роста, уродливым развитием тела, глубоким нарушением психики. В зрелом возрасте развивается микседема, а при недостатке йода – эндемический зоб. В результате молодняк животных отстает в росте, понижается продуктивность.

            Гиперфункция железы вызывает развитие гипертиреоза, или базедову болезнь.

            Помимо перечисленных гормонов в щитовидной железе синтезируется гормон пептидной природы- кальцитонин, обеспечивающий постоянство кальция в крови путем задержки его мобилизации из костной ткани.

            Гормон паращитовидных желез - паратгормон (по химической природе – белок), регулирует содержание кальция и фосфора в крови, препятствуя отложению в костях.

            Гормоны поджелудочной железы – инсулин и глюкагон. Инсулин вырабатывается β-клетками островков Лангерганса и содержит 51 аминокислоту, а глюкагон α-клетками и имеет полипептидную природу.

            При недостаточной секреции инсулина развивается заболевание сахарный диабет, сопровождающийся нарушением углеводного обмена: увеличение уровня сахара крови (гипергликемия) и повышенным выделением с мочой (глюкозурия) и усиленным распадом белков и липидов в тканях.

            Инсулин – гипогликемический гормон, тогда как глюкагон относится к гипергликимическим факторам. Глюкагон вызывает увеличение концентрации глюкозы в крови главным образом за счет распада гликогена в печени.

            Гормоны надпочечников. Мозговое вещество вырабатывает гормоны адреналин и норадреналин, относящиеся к производным аминокислоты тирозина. Корковое вещество секретирует гормоны стероидной природы.

            Адреналин и норадреналин относятся к катехоламинам – веществам, обладающим сильным биологическим действием. Все они оказывают мощное сосудосуживающее действие – повышают артериальное давление. Адреналин вызывает также резкое повышение уровня глюкозы в крови за счет ускорения распада гликогена печени, учащается пульс и усиливает потребление тканями кислорода.

            Гормоны коры надпочечников в зависимости от характера биологического эффекта условно делят на глюкокортикоиды, оказывающие влияние на обмен углеводов, жиров, белков и нуклеиновых кислот, и минералокортикоиды, регулирующие обмен солей и воды.

            Глюкокортикоиды (кортикостерон, кортизол, гидрокортизон) обладают гипергликимическим действием, усиливая процессы глюконеогенеза – синтез глюкозы из продуктов распада белков и жиров.

            Минералокортикоиды (альдостерон и дезоксикортикостерон) способствуют удержанию ионов натрия и хлора в организме и выведению с мочой ионов калия.

            Половые гормоны. Половые гормоны синтезируются в основном в половых железах (яичниках, семенниках), некоторое их количество образуется в плаценте и корковом веществе надпочечников. Следует отметить, что в мужских половых железах образуется небольшое  количество женских гормонов и наоборот.

            Половые гормоны имеют стероидную природу.

Женские половые гормоны – эстрогены (эстрадиол, эстриол, эстрон) и прогестерон вызывают развитие вторичных половых признаков, обеспечивают репродуктивную функцию и создают оптимальные условия для оплодотворения.

            Мужские половые гормоны – андрогены (андростерон, тестостерон) регулируют развитие мужских вторичных половых признаков, сперматогенез, стимулируют синтез белка во всех тканях, но в большей степени в мышцах.