ХІМІЧНА СТРУКТУРА ГОРМОНІВ І ФУНКЦІОНАЛЬНА ОРГАНІЗАЦІЯ ЇХ МОЛЕКУЛ

За хімічною структурою всі гормони можуть бути розділені на кілька груп. Такий поділ особливо важливо, що передається гормонами інформація закодована в будові їх молекул.

Перша група - білково-пептидні гормони, що представляють собою амінокислотні ланцюжки різної довжини. До них відносяться ліберіни і статини гіпоталамуса, гормони гіпофіза, інсулін, натрійуретичний гормон і деякі інші.

Ці гормони сильно розрізняються за своїми розмірами: від олігопептидів, що складаються всього з трьох амінокислотних залишків (тіреотропін- рилізинг-фактор), до білків, що включають в себе до 2200 амінокислотних залишків (соматотропний гормон гіпофіза).

Білково-пептидні гормони синтезуються у вигляді великих білкових молекул - прегормони, які не володіють власною біологічною активністю. Як і інші білки, прегормони синтезуються на шорсткою ЕПР, де потім розщеплюються пептидазами до більш дрібних молекул - прогормонов - і в апараті Гольджі упаковуються в мембранні секреторні везикули. В процесі зберігання в цих везикулах прогормони розщеплюються, утворюючи деяку кількість активних молекул гормону. Гормони зберігаються в везикулах до тих пір, поки в організмі не виникає в них потреба (рис. 1.3).

Мал. 1.3. Механізм утворення і секреції пептидних гормонів

Секреція гормонів здійснюється в тому випадку, коли везикули вбудовуються в клітинну мембрану шляхом екзоцитозу і що містяться в них гормони потрапляють у міжклітинний простір або безпосередньо в кровотік.

У багатьох випадках стимулом для екзоцитозу є збільшення концентрації іонів кальцію в цитоплазмі клітини, що викликається деполяризацией плазматичноїмембрани. В інших випадках стимуляція поверхневих рецепторів ендокринної клітини призводить до збільшення цАМФ і подальшої активації протеітсіназ, стимулюючих секрецію гормону.

Пептидні гормони водорозчинні (гідрофільних), що дозволяє їм легко проникати в кровоносну систему, що доставляє їх до тканям- мішенях, але не дозволяє вільно проходити через зовнішню клітинну мембрану, основу якої складають фосфоліпіди. Залози, секретіру- ющие білково-пептидні гормони, мають ентодермальні походження.

друга група - стероїди, що представляють собою похідні холестерину. До них відносяться гормони кори надниркових залоз (кортикостероїди, мінералокортикоїди) і статеві гормони (андрогени, естрогени і прогестини).

Стероїдні гормони жірорастворіми і складаються з трьох циклогексанового і одного циклопентанового кілець, об'єднаних в єдину структуру (рис. 1.4).

Мал. 1.4. Хімічні структури деяких стероїдів, що виробляються в кірковому шарі надниркових залоз і в статевих залозах

Зазвичай стероїди запасаються в секреторних клітинах в дуже малих кількостях, але зате в цих клітинах в вакуолях є запаси ефірів холе- стеролу, з яких в разі необхідності може бути синтезовано

достатню кількість гормонів. Холестерол надходить в клітини залоз з плазми крові. Так як стероїди ліпофільних, то вони легко дифундують через клітинні мембрани і потрапляють через міжклітинний простір в кровоносні капіляри. Досягнувши клітин-мішеней, стероїдні гормони легко проходять крізь їх зовнішню мембрану і зв'язуються зі своїми внутрішньоклітинними рецепторами. Стероідпродуцірующіе клітини мають мезодермальне походження.

третя група - гормони - похідні окремих амінокислот. Так, похідними амінокислоти тирозину є адреналін і НА - гормони мозкового шару надниркових залоз, а також гормони щитовидної залози - тироксин і трийодтиронін (рис. 1.5).

Мал. 1.5. Будова гормонів мозкового шару надниркових залоз, тиреоїдних гормонів щитовидної залози (Т₃ і Т₄) І гормону епіфіза мелатоніну

катехоламіни - адреналін і НА - синтезуються в клітинах мозкової речовини надниркових залоз, причому адреналіну синтезується в чотири рази більше, ніж НА. Ці гормони депонуються в мембранних бульбашках до моменту стимуляції клітини і секреції шляхом екзоцитозу. В кровотоці адреналін і НА можуть бути як у зв'язаному, так і у вільному стані.

тиреоїдні гормони синтезуються і зберігаються в щитовидній залозі, включаючись в макромолекули білка тиреоглобуліну, який розміщується у великих фолікулах щитовидної залози. Секреція гормону здійснюється за умови відщеплення амінів від тиреоглобуліну, вільні гормони виділяються в кровотік. Після потрапляння в кров велика частина молекул тиреоїдних гормонів зв'язується з тирозин-глобуліном (білком-переносником) і частково з деякими іншими білками плазми. При необхідності гормони отщепляются від цих білків і взаємодіють з внутрішньоклітинними рецепторами.

мелатонін - ще один гормон, що відноситься до цієї хімічної групи, - секретується епіфізом. Мелатонін синтезується з амінокислоти триптофану.

четверта група - простагландини, тромбоксани, лейкотрієни - похідні арахідонової кислоти, що відноситься до класу ненасичених жирних кислот. Вони були виявлені в багатьох тканинах людини та інших ссавців. Раніше ці речовини відносили до гістогормонам, що володіє місцевою дією, проте до теперішнього часу доведено, що ці речовини здатні вступати до кровотік і надавати системний вплив на функції організму. Простагландини синтезуються шляхом циклізації ділянки в центрі вуглеводневого ланцюга (С20) ейкозанових поліненасичених кислот, частіше арахідонової (рис. 1.6).

Мал. 1.6. Будова молекули простагландину Е₂ (PgE₂)

Родинна група регуляторів - тромбоксани, виділені спочатку з тромбоцитів; містять Циклопентанова кільце, в яке включений атом кисню.

Класифікація гормонів за хімічною структурою представлена в табл. 1.3.

Таблиця 1.3

Класифікація гормонів за хімічною структурою

Незважаючи на величезну різницю в хімічному будову, гормони різних хімічних груп мають багато спільного в організації функціональної структури.

Так, в ідеальному випадку в молекулі гормону можна виділити адресний ділянку, або гаптон, відповідальний за взаємодію всієї молекули з місцем специфічного гормонального впливу. Гаптон сам по собі жодним біологічним ефектом не володіє. Інша ділянка гормональної молекули називається Актон. Саме Актон викликає фізіологічні ефекти гормону в клітці-мішені, але сам по собі без гаптона Актон не може приєднуватися до регульованої клітці. І нарешті, до складу гормональної молекули може входити цілий ряд ділянок, які захищають цю молекулу від дії руйнівних ферментів, що підсилюють або послаблюють гормональний ефект. Ці ділянки молекули отримали назву акцесорних. Актон, гаптон і акцесорних ділянки можуть бути розташовані в різних частинах гормональної молекули, а можуть і перекривати один одного (рис. 1.7).

Мал. 1.7. Розташування Актон і гаптонного ділянок в молекулі

трийодтиронина (Т₃)

Потрапивши в кров, багато гормони специфічно зв'язуються з транспортними білками. Пов'язаний зі своїм транспортним білком гормон вимикається з сфер біологічної дії і метаболізму, за рахунок чого знижується швидкість його розпаду, і збільшується період його напіввиведення. Це дозволяє створювати певний депо гормону, пом'якшуючи різкі зміни його концентрації в крові. В даний час відкрито багато транспортних білків, що продукуються, головним чином, печінкою, які пов'язують гормони в крові. Детальніше транспорт гормонів описаний в параграфі 1.7.

1. Інгібітори ферментів, оборотні інгібітори - біохімія
   Швидкість ферментативних реакцій може бути частково знижена або повністю заблокована певними речовинами, так званими інгібіторами ферментів. Деякі інгібітори ферментів є для організму тварин і людини ефективними лікарськими речовинами, інші - смертельними отрутами. Розрізняють три типи оборотного
2. Імунодефіцити - біохімія частина 2.
   терміном імунодефіцит позначають часткове придушення імунної системи, пов'язане з дефектами одного або декількох механізмів, його складових. розрізняють первинні імунодефіцити, обумовлені генетичними порушеннями, і вторинні , пов'язані з впливом на організм інфекційних або інших чинників
3. Імпульсна електротерапія - сестринський догляд в фізіотерапевтичної практиці
   електросонтерапія - лікувальний вплив імпульсних струмів на структури головного мозку. Використовувані в даному методі імпульсні струми проникають в порожнину черепа через отвори очниць. 1. Перед початком роботи перевірити апарат «Електросон-4» на справність. 2. Ознайомитися з призначенням
4. Хрящова тканина - цитологія, гістологія і ембріологія
   Хрящова тканина - це різновид опорно-трофічних тканин, що складається з хрящових клітин і щільного міжклітинної речовини (матриксу). Хрящова тканина виконує в основному механічну функцію, покриваючи суглобові поверхні, підвищує стійкість до зношування, здійснює амортизацію і перерозподіл сил
5. Хромосомна теорія спадковості, статеве розмноження - генетика в 2 Ч. Частина 1
   Пол - ознака, властивий переважній більшості рослин і тварин, у яких статеве розмноження засновано на існуванні двох статей: жіночого і чоловічого. Статеве розмноження пов'язане з формуванням гамет - чоловічих і жіночих гаплоїдних статевих клітин, які, з'єднуючись між собою в процесі запліднення,
6. Хірургічні захворювання печінки, короткі анатомо-фізіологічні дані - факультетська хірургія
   Після вивчення глави студент повинен: знати основи хірургічної гепатології; етіологію і патогенез захворювань печінки, їх клініку, діагностику та принципи лікування; вміти - проводити диференційну діагностику захворювань печінки, вибирати метод лікування і необхідний обсяг операції; володіти
7. Хіміко-ферментативний синтез полінуклеотидів - генетика
   У 1970 р в США в лабораторії Х. Г. Корани вперше був здійснений синтез гена. Це був цистрон, що кодує дріжджову тРНК /, Й , що складається з 77 пар нуклеотидів. Синтез здійснювали поступово, приєднуючи нуклеотиди один за іншим. Отримані хімічним синтезом фрагменти з'єднували між собою за допомогою
8. Хімічні формули речовин - мова хімії - біохімія людини
   В основі зображення будови молекул лежать формули будови (структурні). Ступінь подробиці залежить від контексту, в якому використовується формула. При цьому повинна зберігатися функція наочності. Допускається можливість суміщення різних ступенів подробиці при зображенні однієї і тієї ж Біоорган