Общие свойства гормонов

Несмотря на различия химического строения, все гормоны имеют общие свойства, основанные на общности их физиологической функции – все они являются биологическими регуляторами.

1.5.1.Действие на чувствительные клетки

Гормоны не инициируют новых реакций в клетках-мишенях, а регулируют. Повышение или снижение активности клеток под действием гормона присуща самим этим клеткам и проявляется в процессе их дифференцировки.

1.5.2.Биосинтез

В соответствии с различной химической структурой синтез различных гормонов осуществляется по разному.

Белковые и пептидные гормоны, как и другие белки, синтезируются на рибосомах путем трансляции соответсвующей матричной РНК. Как правило, первичная аминокислотная цепь значительно длиннее окончательной цепи будущего гормона и содержит ряд последовательностей аминокислот, которые отщепляются в процессе «посттрансляционной модификации (процессинг)».

Гормоны, состоящие из 2 и более различных субъединиц, например ЛГ, ФСГ, инсулин, исходно синтезируются в виде одного полипептида, который в ходе процессинга «разрезается» на несколько субъединиц.

Стероидные гормоны синтезируются из холестерина,как циркулирующего в крови, так и синтезируемого de novo в клетках эндокринных желез. В дальнейшем холестерин подвергается серии превращений, совершая строго запрограммированные перемещения в цитоплазме и митохондриях клеток коры надпочечника, яичек и яичников, теряя короткую цепь и гидроксилируясь в различных положениях стеранового скелета. В результате образуются соединения пяти классов: глюкокортикоиды, минералокортикоиды, эстрогены, прогестины и андрогены.

Биосинтиез катехоламинов происходит в специфических хромаффинных гранулах, которые содержат комплексы гидроксилирующих и декарбоксилирующих ферментов и НАДФ. Цепь превращений включает превращение фенилаланиана или тирозина в диоксифенилаланин (ДОФА), а затем ДОФА в дофамин и далее в норадреналин и адреналин.

1.5.3. Секреция

Гормоны секретируются с различной скоростью, зависящей от присутствия в крови субстратов, ионов, нейромедиаторов или других гормонов.

Секреторные механизмы можнго разделить на три типа в зависимости от их особенностей:

- освобождение гормонов из клеточных секреторных гранул (секреция белково-пептидных гормонов и катехоламинов);

- освобождение гормонов из белково-связанной формы (секреция тиреоидных гормонов);

- относительно свободная диффузия гормонов через клеточные мембраны (стероидные гормоны).

Основным способом секреции белково-пептидных гормонов и катехоламинов является экзоцитоз. Наряду с этим возможна секреция путем диффузии синтезирующихся молекул гормона по градиенту концентрации в плазму крови. В этом случае скорость биосинтеза гормона и интенсивность секреции в большей мере определяются скоростью кровотока в железе.

Секреция некоторых гормонов обнаруживает суточные ритмы (соматотропин и др.), а также подчиняется «биологическим часам» других ритмов – менструального цикла, цикла беременность - лактация, смене периодов онтогенеза (эмбриональный период, детство, половое созревание, детородный период, менопауза, старость) и др.

1.5.4. Высокая биологическая активность

Гормоны оказывают действие на органы и ткани в очень малых количествах. Физиологическими концентрациями являются 10¹⁰ - 10¹² М. Особенно активными являются гипоталамические гормоны и некоторые гормоны гипофиза. Менее активны гормоны поджелудочной и щитовидной желез.

1.5.5. Циркуляция в крови

Секретируемые эндокринными железами гормоны попадают во внутреннюю среду организма - кровь, лимфу, межклеточную жидкость. Транспортные формы гормонов различны в зависимости от того, является ли гормон гидрофильным или нет.

Для гидрофильных гормонов не требуется специальных транспортных переносчиков.

Транспортировка не растворимых в воде гормонов осуществляется специфическими транспортными системами: как специализироваынными протеинами – транскортином (для кортизола). Секс-стероидсвязывающим глобулином (для эстрогенов, андрогенов и гестагенов), так и универсальными транспортными молекулами – альбуминами и преальбуминами.

Кроме смвязанных фракций в крови постоянно присутсвует свободный гормон, фракция которого составляет не более 10 % от его общего содержания в крови. Однако связываться с белками-рецепторами клеток, а также подвергаться дальнейшим метаболическим превращениям, могут только свободные гормоны.

Комплексообразование с белками обеспечивает не только транспортировку гидрофобных гормонов, но и их депонирование в крови.

Гормоны, связанные с белками, не проявляют своего биологического действия. Посредством этого поддерживается низкий физиологический уровень свободного гормона в крови.

1.5.6. Дистантность действия

Гормон, выделенный из клеток железы, переносится кровью к другим клеткам, часто далеко расположенным от места образования и выделения. Дистантность действия гормонов обусловлена длительным периодом полужизни и, соответственно, длительным временем их действия. Если расположить химические передатчики по срокам их действия, то порядок окажется следующим:

нейромедиаторы (мс)

пептиды (с – мин)

белки и гликопротеины (мин – ч)

стероиды (ч)

иодтиронины (сутки)

1.5.7.Метаболическая инактивация и экскреция.

Гормоны непрерывно элиминируются из организма в результате метаболической инактивации и (или) экскреции.

Все разнообразие химических превращений циркулирующих в крови гормонов можно разделить на 2 группы:

- метаболические превращения в процессе реализации гормонального эффекта;

- метаболическая деградация гормонов с целью их инактивации и выведения из организма.

Период полужизни (полураспада) различных гормонов в плазме составляет от нескольких минут до нескольких дней. В тканях определенных органов гормон отщепляется от связанного с ним белка и подвергается дальнейшим превращениям. Образующиеся метаболиты нередко обладают иными физиологическими свойствами. В ряде случаев в печени, мышцах и почках гормоны распадаются на более простые вещества и выводятся из организма с мочой или калом.

Инактивация стероидных гормонов осуществляется путем восстановления двойной связи в А кольце стерана и гидроксилирования углеродных атомов. Эти процессы протекают, прежде всего, в печени, почках, кишечнике и с меньшей интенсивностью – в других тканях организма.

Белково-пептидные гормоны разрушаются, в основм, в печени под действием специфических пептидаз.

Инактивация катехоламинов осуществляется многими тканями посредством метилирования и дезаминирования молекулы. Продукты ферментных превращений моноаминов выводятся с мочой.

Инактивацию и экскрецию с желчью тиреоидных гормонов осуществляет печень. Инактивация происходит за счет поэтапного дейодирования, а также окислительного дезаминирования и декарбоксилирования боковых цепей молекулы.

Лекция 2