Головна
Cоціологія || Гуманітарні науки || Мистецтво та мистецтвознавство || Історія || Медицина || Науки про Землю || Політологія || Право || Психологія || Навчальний процес || Філософія || Езотерика || Екологія || Економіка || Мови та мовознавство
ГоловнаМедицина → Фізіологія людини і тварин
««   ЗМІСТ   »»

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).

Механізм утворення і секреції пептидних гормонів

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).

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

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).

Будова гормонів мозкового шару надниркових залоз, тиреоїдних гормонів щитовидної залози (Т і Т) і гормону епіфіза мелатоніну

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).

Будова молекули простагландину Е (PgE)

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

клас

сімейство

ряд

представники

стероїдні

З21-стсроіди

(Прегнановие)

кортикостероїди:

глюкокортикоїди

Кортікостсрон, гідрокортизон

кортикостероїди:

мінералокортикоїди

альдостерон

Прогесгіни

прогестерон

З19-стероїди

(Андростановие)

андрогени

тестостерон;

5а-дигідротестостерон

З18-стероїди

(Естрановие)

естрогени

Естрадіол, естрон, естріол

З27-стероїди

(Холестановие)

вітамін D:)

l, 25 (OH)2D3

клас

сімейство

ряд

представники

Похідні іена- насичення жирних кислот

ретиноїди

(С20: 5)

ретиноевую кислоти

ретиноєва кислота

ейкозаноїди

  • (С20: 3)
  • (гисто гормони)

тромбоксани

ТХА2

простагландини

PGF2a

Простаці кліпи

PGI{

лейкотрієни

lta4

похідні амінокислот

похідні

тирозину

катехоламіни

Адреналін, дофамін

тиреоїдні гормони

Тироксин, трійодтіро- нин

похідні

триптофану

мелатонін

мелатонін

Серотонін (гістогормон)

серотонін

білково

пептидні

Пептиди нейро- гіпофіза

ряд вазопресину

Аргінін-вазопресин

ряд окситоцину

окситоцин

Рилізинг-фак- тори гіпоталамуса

кортіколіберін,

соматостатін

ангіотензин

ангіотензин II

олігопептиди

АКТГ-типу

АКТГ, а-МСГ, р-ліпотропін

Олігопептиди шлунково-кишкового тракту

Ряд глюкагону.

Ряд гастрину.

Ряд гастрин-рилізинг пептиду.

Ряд соматостатина. Ряд панкреатичного поліпептиду

Глюкагон, секретин,

вип.

Гастрін, холецістокі- нин.

ГРП, субстанція Р. Нейротензин. нейропептид Y

сімейство інсуліну

Інсулін і інсуліноподібний ростові фактори

інсулін, IGF-l, IGF-U

релаксин

релаксин

гормони тимуса

Тимозин, тимопоетин

Атріопентіди

натрийуретичні чинники ANF, BNF

Олігопептід- ні регулятори обміну Са2^

ряд кальцитонина

Кальцитонін, кальці- тонин ген-роственний пептид, адреномедуллін

ряд паратгормона

Паратгормон, білок, споріднений паратгормону

клас

сімейство

ряд

представники

Мономірні білки типу СТГ

Соматотропін, про- лактин, плацентарний лактоген

Мономірні білки типу FGF (Гістогормони)

FGR3, EGF

Цитокіни (гисто-

інтерлейкіни

IL-, IL-3, еритропоетин

гормони)

інтерферони

INFa, INFy

лептин

лептин

Димерні глікопротеїди типу Л Г

Л Г, хоріонічний гонадотропін, тиреотропин

Димерні глікопротеїди типу TGF3

Фактор регресії мюл- леров каналів, акти- провини, ингибин, TGF

Димерні білки типу фактора росту тромбоцитів (гістогормони)

PDGF, VEGF

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).

Розташування Актон і гаптонного ділянок в молекулі

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
© 2014-2021  ibib.ltd.ua