Белковые и пептидные гормоны.
К числу белково-пептидных относятся гормоны поджелудочной железы (глюкагон, инсулин), а также гипоталамуса и гипофиза (гормон роста, кортикотропин и др.). В их состав может входить самое разнообразное количество аминокислотных остатков - от 3 до 250 и более.
Стоит отметить, что биологически активные вещества, которые вырабатывают рассеянные по организму клетки, зачастую относят к так называемым тканевым гормонам. Их отличительными особенностями является секреция в тканевую жидкость и преимущественно местное действие, тогда как гормоны оказывают свой эффект дистанционно.
Регуляция работы
Работа эндокринных желез (интенсивность синтеза гормонов) регулируется центральной нервной системой. При этом деятельность всех периферических желез внутренней секреции определяется также корригирующими влияниями из центральных структур эндокринной системы.
Существует два механизма влияния нервной системы на эндокринную: нейро-проводниковый и нейроэндокринный. Первый заключается в непосредственном влиянии нервной системы за счет нервных импульсов на периферические железы. Например, интенсивность синтеза гормонов может изменяться за счет снижения или увеличения тонуса сосудов железы, т.е. изменения интенсивности ее кровоснабжения. Второй механизм заключается во влиянии нервной системы на гипоталамус, который посредством рилизинг факторов (стимуляторы – либерины, и подавляющие секрецию - статины) определяет работу гипофиза. Гипофиз, в свою очередь, продуцирует тропные гормоны, регулирующие деятельность периферических желез.
|
|
|
Все железы внутренней секреции связаны с центральными структурами по механизму обратной отрицательной связи – повышение концентрации гормонов в крови ведет к уменьшению стимулирующего влияния со стороны нервной системы и центральных структур эндокринной системы.
Образование
Большинство гормонов синтезируется эндокринными железами в активной форме. Некоторые поступают в плазму в виде неактивных веществ – прогормонов. Например, проинсулин, который становится активным только после отщепления от него небольшой части - так называемого С-пептида.
Выделение
Секреция гормонов – это всегда активный процесс, который строго регулируется нервными и эндокринными механизмами. При необходимости может не только снижаться продукция гормона, но и происходить его депонирование в клетках эндокринных желез, например, за счет связывания с белком, РНК, двухвалентными ионами.
|
|
|
Транспортировка
Транспорт гормона осуществляется исключительно кровью. При этом большая его часть в крови находится в связанной форме с белками (около 90%). Стоит отметить, что почти все гормоны связываются со специфическими белками, тогда как с неспецифическим белком (альбумином) связано лишь 10% пула. Связанные гормоны являются неактивными, они переходят в активную форму лишь после выхода из комплекса. Если гормон не понадобился организму, то со временем он выходит из комплекса и метаболизируется.
Рецепторные взаимодействия
Связывание гормона с рецептором является важнейшим этапом гуморальной передачи сигнала. Именно рецепторное взаимодействие обуславливает специфическое действие гормона на клетки-мишени. Большая часть рецепторов представляет собой гликопротеиды, которые встроены в мембрану, т.е. находятся в специфическом фосфолипидном окружении.
Взаимодействие рецептора и гормона происходит по закону действующих масс согласно кинетике. В ходе взаимодействия возможно проявление как положительного, так и отрицательного кооперативного эффектов. Иными словами, связывание гормона с рецептором может улучшить связывание с ним всех последующих молекул, либо сильно затруднить его.
|
|
|
Взаимодействие гормона и рецептора может приводить к разным биологическим эффектам, во многом они определяются типом рецептора, а именно его расположением. В связи с этим выделяют следующие варианты локализации рецепторов:
1. Поверхностные. При взаимодействии с гормоном меняют свою структуру (конформацию), за счет чего увеличивается проницаемость мембраны, и в клетку проходят определенные вещества.
2. Трансмембранные. Поверхностная часть взаимодействует с гормоном, а противоположная ей (внутри клетки) - с ферментом (аденилатциклаза или гаунилатциклаза), способствует выработке внутриклеточных медиаторов (циклический аденин- или гаунинмонофосфат). Последние являются так называемыми внутриклеточными мессенджерами, они усиливают синтез белка или его транспортировку, т.е. оказывают определенный биологический эффект.
3. Цитоплазматические. Находятся в цитоплазме в свободном виде. С ними связывается гормон, комплекс поступает в ядро, где усиливает синтез информационной РНК и, таким образом, стимулирует образование белка на рибосомах.
4. Ядерные. Это негистоновый белок, который связан с ДНК. Взаимодействие гормона и рецептора приводит к усилению синтеза белка клеткой.
|
|
|
Эффект гормона зависит от множества факторов, в частности, от его концентрации, от количества рецепторов, плотности их расположения, аффинности (сродства) гормона и рецептора, а также наличия антагонистического или потенцирующего воздействия на эти же клетки или ткани других биологически активных веществ.
Чувствительность рецепторов имеет не только академическое, но и большое клиническое значение, поскольку, например, рецепторная резистентность к инсулину лежит в основе развития сахарного диабета второго типа, а блокирование рецепторов при гормончувствительных опухолях (в частности, молочной железы) значительно увеличивает эффективность лечения.
Инактивация
Гормоны могут подвергаться метаболизму в самих эндокринных железах, если в них нет необходимости, в крови, а также в органах-мишенях после того, как они выполнили свою функцию.
Метаболизм гормонов может осуществляться несколькими путями:
1. Расщепление молекулы (гидролиз).
2. Изменение структуры активного центра за счет присоединения дополнительных радикалов, например, метилирование или ацетилирование.
3. Окисление или восстановление.
4. Связывание молекулы с остатком глюкуроновой или серной кислоты с образованием соответствующей соли.
Разрушение гормонов является не только средством их утилизации после того, как они справились со своей функцией, но и важным механизмом регуляции уровня гормонов в крови и их биологического эффекта. Стоит отметить, что усиление катаболизма повышает пул свободных гормонов, делая их, таким образом, более доступным для органов и тканей. Если достаточно долгое время сохраняется повышенным катаболизм гормонов, то происходит снижение уровня транспортных белков, что также повышает биодоступность.
Выведение из организма
Гормоны могут выводиться всеми без исключения путями, в частности, почками с мочой, печенью через желчь, желудочно-кишечным трактом с пищеварительными соками, дыхательными путями с выдыхаемыми парами, кожей с потом. Пептидные гормоны гидролизируются до аминокислот, которые попадают в общий пул и могут быть снова использованы организмом. Преимущественный способ выведения того или иного гормона определяется его растворимостью в воде, структурой, особенностями метаболизма и так далее.
По количеству гормонов или их метаболитов в моче зачастую удается отследить общую величину секреции гормона за сутки. Поэтому моча является одной из основных сред для функционального изучения эндокринной системы, не меньшее значение для лабораторной диагностики имеет и исследование плазмы крови.
Подводя итог, стоит отметить, что эндокринная система – это сложная и многокомпонентная система, все процессы в которой тесно связаны между собой, а нарушение функционирования может быть связано с патологией на каждом из вышеуказанных этапов: от образования гормона до его выведения.
Понятие о гормонах и клетках–мишенях.
Работа нашего организма регулируется несколькими системами. Наиболее изучены нервная и эндокринная.
Эндокринная система влияет на все вегетативные функции. Она обеспечивает поддержание гомеостаза путем выработки в кровь гормонов. Гормоны – это биологически активные вещества, которые даже в небольших количествах избирательно оказывают значительный физиологический эффект на клетки-мишени, быстро изменяя их метаболизм.
Клетки-мишени это клетки, имеющие специальные рецепторы к молекулам гормонов.
По химической природе гормоны либо белки и полипептиды, либо производные аминокислот, либо производные холестерина (стероидные гормоны). Известны 2 основных механизма действия гормонов.
Если молекула гормона белковой природы и гидрофильна, она не может пройти через мембрану клетки-мишени. Тогда она связывается с трансмембранным белком-рецептором, изменяя его структуру. Это вызывает синтез в цитоплазме вторичного посредника – мессенджера, который запускает синтез ферментов и изменяет внутриклеточный метаболизм.
Жирорастворимые стероидные и тиреоидные гормоны проникают в цитоплазму, здесь связываются с белком- рецептором, проникают в ядро и изменяют активность генов. Могут действовать на органеллы (митохондрии).
Между клетками нашего организма известно несколько видов регуляторных воздействий.
Аутокринное (на саму себя или клетку своего же типа). Например, у каждой клетки в геноме есть ген, обеспечивающий выработку ростового фактора для самой себя. Этот эмбриональный ген заставляет клетку расти и делиться, когда еще не сформировались эндокринные железы. Позже он блокируется или может модифицироваться в онкоген. Другие аутокринные гормоны выделяются всю жизнь.
Паракринное (через тканевую жидкость гормон действует на близлежащие клетки других видов)
Эндокринное (через гормоны, циркулирующие в крови)
Нервное (действие нейрона на орган-мишень путем выброса нейромедиатора)
Нейроэндокринное (сочетает признаки эндокринного и нервного).
Эндокринные клетки по происхождению могут быть разные. Чаще всего эпителиального, но кроме того нейрального (эпифиз, нейрогипофиз, мозговое вещество надпочечников, многие клетки ДЭС), соединительнотканного (клетки Лейдига в семенниках) и даже мышечного (секреторные кмц и юкстагломерулярные клетки в артериолах почечных клубочков).
В них всегда хорошо развит синтетический аппарат. Если гормоны белковой природы, то грЭПС и комплекс Гольджи, если стероидные – то гладкая ЭПС и митохондрии с везикулярными кристами. Другая морфологическая особенность – множество секреторных гранул, обычно распределенных по всей клетке. Внеклеточное накопление гормонов происходит только в фолликулах щитовидной железы. Нейрогормоны вырабатываются нейронами, накапливаясь в аксонах, при этом в отдельных участках они могут их резко растягивать (накопительные нейросекреторные тельца).
Дата добавления: 2021-03-18; просмотров: 95; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!