Заняття 17. Загальна характеристика гормонів,...

Биохимия гормонов.Биохимия гормонов.

Общие сведения.Общие сведения.

Гормоны центральных Гормоны центральных желез внутренней желез внутренней

секрециисекреции

В 1855 году Клод Бернар установил, что печень В 1855 году Клод Бернар установил, что печень обладает способностью превращать сахар крови обладает способностью превращать сахар крови в животный крахмал – гликоген и, наоборот, в в животный крахмал – гликоген и, наоборот, в необходимых случаях расходовать гликоген, необходимых случаях расходовать гликоген, превращая его в сахар. Способность печени превращая его в сахар. Способность печени выделять сахар в кровь, то есть во внутреннюю выделять сахар в кровь, то есть во внутреннюю среду организма, Клод Бернар назвал среду организма, Клод Бернар назвал внутренней внутренней секрециейсекрецией. Присущую же этому органу . Присущую же этому органу способность вырабатывать желчь, которая через способность вырабатывать желчь, которая через специальный выводной проток поступает в специальный выводной проток поступает в кишечник (орган, сообщающийся с внешней кишечник (орган, сообщающийся с внешней средой), Клод Бернар назвал средой), Клод Бернар назвал наружной наружной секрециейсекрецией..

Термин Термин «гормон»«гормон» введен Бейлиссом и введен Бейлиссом и Старлингом в 190Старлингом в 19022 году при изучении ими году при изучении ими работы поджелудочной железыработы поджелудочной железы. Он образован . Он образован от корня греческого слова от корня греческого слова hormaohormao, имеющего , имеющего смысл «возбуждать», приводить в движение. смысл «возбуждать», приводить в движение.

Э.Г. Старлинг (1866-1927) У.М. Бейлисс (1860-1924)

Многоклеточному организму необходима Многоклеточному организму необходима интеграция его жизненных функцийинтеграция его жизненных функций

Эта интеграция у высших организмов Эта интеграция у высших организмов достигается при участии двух систем: достигается при участии двух систем:

•Путем передачи нервных импульсов Путем передачи нервных импульсов (нервная (нервная регуляция)регуляция)

•Путем передачи определенных Путем передачи определенных информационных веществ информационных веществ (эндокринная (эндокринная регуляция)регуляция)

Все вещества, входящие в состав живого Все вещества, входящие в состав живого организма, можно разделить на:организма, можно разделить на:

-УтилизоныУтилизоны (глюкоза, жирные кислоты и (глюкоза, жирные кислоты и т.п.т.п.

-ИнформоныИнформоны

Гистогормоны и модуляторы действия Гистогормоны и модуляторы действия гормоновгормонов

ГормоныГормоны

Нейромедиаторы и трансмиттерыНейромедиаторы и трансмиттеры

АнтителаАнтитела

Аутокоиды (гистамин, брадикинин и Аутокоиды (гистамин, брадикинин и т.п.)т.п.)

Вторичные мессенджерыВторичные мессенджеры

ГормоныГормоны – химические посредники, которые – химические посредники, которые секретируются в кровоток секретируются в кровоток специализированными клетками, и специализированными клетками, и обладающиеобладающие

специфичностьюспецифичностью

высокой биологической активностьювысокой биологической активностью

дистантностью действиядистантностью действия

способностью оказывать свое действие способностью оказывать свое действие только после связывания со только после связывания со специфическими рецепторамиспецифическими рецепторами

Гормоны никогда Гормоны никогда не используютсяне используются как как энергетический или пластический материалэнергетический или пластический материал

СпецифичностьСпецифичность – своеобразие химической – своеобразие химической структуры гормона, его функций, места структуры гормона, его функций, места образования и действия (концепция образования и действия (концепция железы/мишени)железы/мишени)

Высокая биологическая активностьВысокая биологическая активность: : гормоны активны в концентрации до 10гормоны активны в концентрации до 10-11 -11 ММ

Короткое время нахождения в Короткое время нахождения в биологических жидкостяхбиологических жидкостях

Дистантность действияДистантность действия: гормоны : гормоны секретируются специфическими железами, а секретируются специфическими железами, а действуют в тканях-мишенях, куда действуют в тканях-мишенях, куда транспортируются кровотоком в свободном транспортируются кровотоком в свободном или связанном с белками видеили связанном с белками виде

Механизмы действия Механизмы действия гормоновгормоновКлассификация гормонов по Классификация гормонов по

механизму действиямеханизму действия

І.І. Гормоны, связывающиеся с Гормоны, связывающиеся с внутриклеточным рецепторомвнутриклеточным рецептором

-ЭстрогеныЭстрогены

-АндрогеныАндрогены

-КортикостероидыКортикостероиды

-ПрогестиныПрогестины

-ИодтирониныИодтиронины

-КальцитриолКальцитриол

ІІII.. Гормоны, связывающиеся с рецептором Гормоны, связывающиеся с рецептором на на поверхности клеткиповерхности клетки

1. Вторичным посредником является 1. Вторичным посредником является цАМФцАМФ

-Тропные гормоныТропные гормоны

-ГлюкагонГлюкагон

-Статины и либериныСтатины и либерины

2. Втричным посредником является 2. Втричным посредником является СаСа2+2+

-адренергические лиганды-адренергические лиганды

-АцетилхолинАцетилхолин

-ГастринГастрин

-ВазопрессинВазопрессин

3. Гормоны, у которых вторичный посредник неизвестен3. Гормоны, у которых вторичный посредник неизвестен

-гормон ростагормон роста

-ИнсулинИнсулин

-Окситоцин Окситоцин

І.І. Гормоны, связывающиеся с внутриклеточным Гормоны, связывающиеся с внутриклеточным рецепторомрецептором

Гидрофобные вещества, способные проникать Гидрофобные вещества, способные проникать сквозь мембраны; обладают продолжительным сквозь мембраны; обладают продолжительным эффектом эффектом

Для их проникновения в клетку Для их проникновения в клетку также есть рецепторы; в клетке также есть рецепторы; в клетке они обычно связываюстя с они обычно связываюстя с ядерными рецепторами, и ядерными рецепторами, и комплекс гормон/рецептор комплекс гормон/рецептор связывается с определенным связывается с определенным участком хроматина (чаще всего – участком хроматина (чаще всего – энхансерами или сайленсерами), энхансерами или сайленсерами), влияя на экспрессию влияя на экспрессию соответствующих генов;соответствующих генов;

Стероидные гормоныСтероидные гормоны влияют на влияют на дифференцировку, дифференцировку, рост и адаптациюрост и адаптацию клеток к новым метаболическим клеток к новым метаболическим условиям; их действие направлено на геном условиям; их действие направлено на геном на на долгосрочные изменения.долгосрочные изменения.

Тиреоидные гормоныТиреоидные гормоны влияют на влияют на энергетические энергетические процессыпроцессы в митохондриях, влияя ни синтез в митохондриях, влияя ни синтез митохондриальных белков (через ядерную и митохондриальных белков (через ядерную и митохондриальную ДНК), а также на сопряжение митохондриальную ДНК), а также на сопряжение окисления и фосфорилированияокисления и фосфорилирования

ІІII.. Гормоны, связывающиеся с рецептором Гормоны, связывающиеся с рецептором на на поверхности клеткиповерхности клетки

Гидрофильные вещества, не способные Гидрофильные вещества, не способные проникать сквозь мембраны проникать сквозь мембраны требуют требуют наличия «представителя» в клетке. наличия «представителя» в клетке.

В ответ на связывание этих гормонов с В ответ на связывание этих гормонов с рецептором в клетке появляются рецептором в клетке появляются «вторичные «вторичные мессенджеры»,мессенджеры», опосредующие эффект гормона: опосредующие эффект гормона: цАМФ, цГМФ, цАМФ, цГМФ, ССaa2+2+, NO, NO, инозитол-трифосфат , инозитол-трифосфат (ИФ3), диацилглицерол (ДАГ) и другие(ИФ3), диацилглицерол (ДАГ) и другие

Связывание рецептора с гормоном и появление Связывание рецептора с гормоном и появление вторичного мессенджера обычно сопрягается вторичного мессенджера обычно сопрягается через особые мембранные ГТФ-связывающие через особые мембранные ГТФ-связывающие белки белки ((GG-белки), -белки), которые бывают двух типов: которые бывают двух типов: стимулирующие стимулирующие (G(Gss) ) и ингибирующие и ингибирующие (G(Gii))..

Химическая Химическая структура структура гормоновгормоновВ структуре гормонов выделяют:В структуре гормонов выделяют:

-Адресные фрагменты (Адресные фрагменты (гаптомеры или гаптомеры или рекогнонырекогноны),), обеспечивающие поиск мест обеспечивающие поиск мест специфического действия, но сами не специфического действия, но сами не производящие биологических эффектовпроизводящие биологических эффектов

-Актоны (Актоны (эффектомеры, эргомерыэффектомеры, эргомеры)) – – фрагменты, обеспечивающие включение фрагменты, обеспечивающие включение гормональных эффектов в реагирующих гормональных эффектов в реагирующих клетках.клетках.

Аналоги гормонов могут проявлять только Аналоги гормонов могут проявлять только адресную активность (адресную активность (антагонистыантагонисты), или еще ), или еще и актонную (и актонную (агонистыагонисты))

Классификация гормонов по Классификация гормонов по химической структурехимической структуре

ІІ. Стероиды (долго действуют):. Стероиды (долго действуют):

1.1. СС2121-стероиды (прегнановые)-стероиды (прегнановые)

а) кортикостероидыа) кортикостероиды

-глюкокортикоиды-глюкокортикоиды

- минералокортикоиды- минералокортикоиды

2. С2. С1919-стероиды (андростановые)-стероиды (андростановые)

андрогеныандрогены

3. С3. С1818-стероиды (эстрановые)-стероиды (эстрановые)

эстрогеныэстрогены

4. С4. С2727-стероиды (холестановые)-стероиды (холестановые)

а) 1,25(ОН)а) 1,25(ОН)22--DD33

б)экдизоныб)экдизоны

ІІІІ. Производные аминокислот (быстро . Производные аминокислот (быстро синтезируюся):синтезируюся):

1.1. ТирозиновыеТирозиновые

а) катехоламиныа) катехоламины

б) тиреоидныеб) тиреоидные

2. Триптофановые 2. Триптофановые

-серотонин-серотонин

- мелатонин- мелатонин

ІІІІІІ. Белково-пептидные (наиболее . Белково-пептидные (наиболее специфичные):специфичные):

1.1. Нейрогипофизарные пептидыНейрогипофизарные пептиды

а) ряд вазопрессинаа) ряд вазопрессина

б) ряд окситоцинаб) ряд окситоцина

2. Гипоталамические рилизинг-факторы2. Гипоталамические рилизинг-факторы

3. Ангиотензины3. Ангиотензины

4. Олигопептидные гормоны ЖКТ4. Олигопептидные гормоны ЖКТ

а) ряд глюкагонаа) ряд глюкагона

б) ряд гастринаб) ряд гастрина

5. Олигопептидные гормоны гипофиза 5. Олигопептидные гормоны гипофиза

- АКТГ (адренокортикотропный гормон)- АКТГ (адренокортикотропный гормон)

6. Олигопептидные гормоны тимуса6. Олигопептидные гормоны тимуса

7. Двуцепочечные полипептиды (инсулин и 7. Двуцепочечные полипептиды (инсулин и релаксин)релаксин)

8. Полипептидные гормоны, регулирующие 8. Полипептидные гормоны, регулирующие обмен Са (кальцитонин, парат-гормон)обмен Са (кальцитонин, парат-гормон)

9. Мономерные белки ряда соматотропного 9. Мономерные белки ряда соматотропного гормона (СТГ) – СТГ, пролактин, гормона (СТГ) – СТГ, пролактин, соматомаммотропинсоматомаммотропин

10. Димерные гликопротеидные гормоны 10. Димерные гликопротеидные гормоны (гонадотропины – лютеинизирующий (ЛГ) и (гонадотропины – лютеинизирующий (ЛГ) и фолликулостимулирующий (ФСГ) гормоны, фолликулостимулирующий (ФСГ) гормоны, тиреотропный гормон (ТТГ), плацентарный тиреотропный гормон (ТТГ), плацентарный хорионический гонадотропинхорионический гонадотропин

Организация Организация эндокриннойэндокриннойсистемысистемы

ГипофиГипофиззПередняя доляПередняя доля::

СоматотропинСоматотропинТиреотропинТиреотропинКортикотропинКортикотропинФоллитропинФоллитропинЛютропинЛютропинПролактинПролактинМеланотропинМеланотропинЛипотропиныЛипотропины

Средняя доляСредняя доля::МСГ (меланоцит-МСГ (меланоцит-стимулирующий стимулирующий гормон)гормон)

Задняя доляЗадняя доля::Вазопрессин Вазопрессин (АДГ);(АДГ); окситоцин, окситоцин, поступающие из поступающие из гипоталамусагипоталамуса

Регулируют Регулируют образование и образование и секрецию гормонов в секрецию гормонов в периферических периферических эндокринных железахэндокринных железах

Регулирует Регулирует пигментный обмен, пигментный обмен, формирование памятиформирование памяти

ДействуютДействуют непосредственно на непосредственно на обмен веществ обмен веществ периферических периферических тканей и органовтканей и органов (гладкой мускулатуры)(гладкой мускулатуры)

ГипоталамуГипоталамусс1. 1. НейропептидыНейропептиды: :

а) либерины а) либерины КортиколиберинКортиколиберинЛюлиберинЛюлиберинФоллилиберинФоллилиберинТиролиберинТиролиберинСоматолиберинСоматолиберинМеланолиберинМеланолиберин

б) статиныб) статиныСоматостатинСоматостатинПролактостатинПролактостатинМеланостатинМеланостатин

Регулируют секрецию Регулируют секрецию тропных гормонов тропных гормонов гипофизагипофиза (статины – (статины – ослабляют, либерины – ослабляют, либерины – усиливают)усиливают)

2. 2. Вазопрессин и Вазопрессин и окситоцинокситоцин

Регулируют обмен веществ и Регулируют обмен веществ и функции периферических тканей и функции периферических тканей и органоворганов (водный статус, тонус (водный статус, тонус артериол, сокращение гладкой артериол, сокращение гладкой мускулатуры (в т.ч. роды)мускулатуры (в т.ч. роды)

ЭпифизЭпифиз

1.1. МелатонинМелатонин

1.1. СеротонинСеротонин

Регулирует Регулирует образование образование гонадотропинов в гонадотропинов в гипофизегипофизе, , пигментный обменпигментный обменРегулирует тонус Регулирует тонус ЦНС ЦНС

33. . АдреноАдрено--гломерулотропингломерулотропин

Регулирует секрецию Регулирует секрецию альдостерона корой альдостерона корой надпочечниковнадпочечников