Side 4 av 9

Virkningsmekanismer av hormoner på målceller

Avhengig av strukturen til hormonet er det to typer interaksjoner. Hvis hormonmolekylet er lipofilt (for eksempel steroidhormoner), kan det trenge inn i lipidlaget til den ytre membranen til målceller. Hvis et molekyl har store størrelser eller er polar, så er det umulig å trenge inn i cellen. Derfor, for lipofile hormoner, er reseptorene plassert inne i målcellene, og for hydrofile hormoner er reseptorene plassert i den ytre membranen.

For å oppnå en cellulær respons på et hormonelt signal i tilfelle av hydrofile molekyler, fungerer en intracellulær signaltransduksjonsmekanisme. Dette skjer med deltakelse av stoffer som kalles andre budbringere. Hormonmolekyler er svært forskjellige i form, men "second messengers" er det ikke.

Påliteligheten til signaloverføring er sikret av den svært høye affiniteten til hormonet for dets reseptorprotein.

Hva er mellomleddene som er involvert i den intracellulære overføringen av humorale signaler?

Disse er sykliske nukleotider (cAMP og cGMP), inositoltrifosfat, kalsiumbindende protein - kalmodulin, kalsiumioner, enzymer involvert i syntesen av sykliske nukleotider, samt proteinkinaser - proteinfosforyleringsenzymer. Alle disse stoffene er involvert i reguleringen av aktiviteten til individuelle enzymsystemer i målceller.

La oss undersøke mer detaljert virkningsmekanismene til hormoner og intracellulære mediatorer.

Det er to hovedmåter for å overføre et signal til målceller fra signalmolekyler med en membranvirkningsmekanisme:

adenylatcyklase (eller guanylatcyklase) systemer;

fosfoinositid mekanisme.

Før vi finner ut rollen til syklasesystemet i virkningsmekanismen til hormoner, la oss vurdere definisjonen av dette systemet. Syklasesystemet er et system som består av adenosincyklofosfat, adenylatsyklase og fosfodiesterase inneholdt i cellen, som regulerer permeabiliteten cellemembraner, er involvert i reguleringen av mange metabolske prosesser levende celle, medierer virkningen av visse hormoner. Det vil si at cyclasesystemets rolle er at de er andre mellomledd i virkningsmekanismen til hormoner.

Adenylatcyklase - cAMP-systemet. Membranenzymet adenylatcyklase kan finnes i to former - aktivert og ikke-aktivert. Aktivering av adenylatcyklase skjer under påvirkning av et hormonreseptorkompleks, hvis dannelse fører til binding av guanylnukleotid (GTP) til et spesielt regulatorisk stimulerende protein (GS-protein), hvoretter GS-proteinet forårsaker tilsetning av magnesium for å adenylere cyklase og dens aktivering. Dette er hvordan hormonene som aktiverer adenylatcyklase virker: glukagon, tyrotropin, parathyrin, vasopressin, gonadotropin, etc. Noen hormoner, tvert imot, undertrykker adenylatcyklase (somatostatin, angiotensin-P, etc.).

Under påvirkning av adenylatcyklase syntetiseres cAMP fra ATP, som forårsaker aktivering av proteinkinaser i cellecytoplasmaet, som sikrer fosforylering av en rekke intracellulære proteiner. Dette endrer permeabiliteten til membraner, dvs. forårsaker metabolske og følgelig funksjonelle endringer som er typiske for hormonet. De intracellulære effektene av cAMP er også manifestert i deres innflytelse på prosessene med spredning, differensiering og tilgjengeligheten av membranreseptorproteiner for hormonmolekyler.

"Guanylate cyclase - cGMP" system. Aktivering av membranguanylatcyklase skjer ikke under direkte påvirkning av hormonreseptorkomplekset, men indirekte gjennom ionisert kalsium og oksidative membransystemer. Dette er hvordan atrielt natriuretisk hormon, atriopeptid, realiserer effektene. vevshormon vaskulær vegg. I de fleste vev er de biokjemiske og fysiologiske effektene av cAMP og cGMP motsatte. Eksempler inkluderer stimulering av hjertekontraksjoner under påvirkning av cAMP og inhibering av dem med cGMP, stimulering av sammentrekninger av glatt tarmmuskulatur ved cGMP og hemming av cAMP.

I tillegg til adenylatcyklase- eller guanylatcyklasesystemene, er det også en mekanisme for overføring av informasjon i målcellen med deltakelse av kalsiumioner og inositoltrifosfat.

Inositoltrifosfat er et stoff som er et derivat av et komplekst lipid - inositolfosfatid. Det dannes som et resultat av virkningen av et spesielt enzym - fosfolipase "C", som aktiveres som et resultat av konformasjonsendringer i det intracellulære domenet til membranreseptorproteinet.

Dette enzymet hydrolyserer fosfoesterbindingen i fosfatidyl-inositol 4,5-bisfosfatmolekylet for å danne diacylglycerol og inositoltrifosfat.

Det er kjent at dannelsen av diacylglycerol og inositoltrifosfat fører til en økning i konsentrasjonen ionisert kalsium inne i cellen. Dette fører til aktivering av mange kalsiumavhengige proteiner inne i cellen, inkludert aktivering av ulike proteinkinaser. Og her, som med aktiveringen av adenylatcyklasesystemet, er et av stadiene av signaloverføring inne i cellen proteinfosforylering, som fører til en fysiologisk respons fra cellen på hormonets virkning.

Et spesielt kalsiumbindende protein, calmodulin, deltar i fosfoinositidets signaleringsmekanisme i målcellen. Dette er et protein med lav molekylvekt (17 kDa), 30 % bestående av negativt ladede aminosyrer (Glu, Asp) og derfor i stand til aktivt å binde Ca+2. Ett calmodulin-molekyl har 4 kalsiumbindingsseter. Etter interaksjon med Ca+2 oppstår konformasjonsendringer i calmodulin-molekylet og "Ca+2-calmodulin"-komplekset blir i stand til å regulere aktiviteten (allosterisk hemme eller aktivere) mange enzymer - adenylatcyklase, fosfodiesterase, Ca+2,Mg+ 2-ATPase og ulike proteinkinaser.

I forskjellige celler når Ca+2-calmodulin-komplekset virker på isoenzymer av samme enzym (for eksempel adenylatcyklase forskjellige typer) i noen tilfeller observeres aktivering, og i andre observeres hemming av cAMP-dannelsesreaksjonen. Disse forskjellige effektene oppstår fordi de allosteriske sentrene til isoenzymene kan inkludere forskjellige aminosyreradikaler og deres respons på virkningen av Ca+2-kalmodulinkomplekset vil være forskjellig.

Dermed kan rollen til "second messengers" for overføring av signaler fra hormoner i målceller være:

sykliske nukleotider (c-AMP og c-GMP);

kompleks "Ca-calmodulin";

diacylglycerol;

inositoltrifosfat.

Mekanismene for å overføre informasjon fra hormoner inne i målcellene ved å bruke de oppførte mellomleddene har fellestrekk:

et av stadiene av signaloverføring er proteinfosforylering;

opphør av aktivering skjer som et resultat av spesielle mekanismer initiert av deltakerne i prosessene selv - det er mekanismer for negative tilbakemelding.

Hormoner er de viktigste humorale regulatorene fysiologiske funksjoner organisme, og deres egenskaper, biosynteseprosesser og virkningsmekanismer er nå godt kjent. Hormoner er svært spesifikke stoffer i forhold til målceller og har svært høy biologisk aktivitet.

Virkningsmekanismen til skjoldbruskhormoner på målceller

T3- og T4-hormoner er fettløselige hormoner som transporteres over membranen inn i cytoplasmaet til målcellen (trinn 1) og binder seg til skjoldbruskkjertelreseptorer i kjernen (trinn 2). Det dannede GR-komplekset interagerer med DNA (trinn 3), stimulerer transkripsjonsprosesser - dannelsen av mRNA (trinn 4) og, som en konsekvens, syntese av nye proteiner på ribosomer (trinn 5), noe som fører til en endring i funksjonen av målcellen (trinn 6) (fig. 6.13).

Rollen til hormoner skjoldbruskkjertelen i prosessene med vekst, mental utvikling og metabolisme

Påvirkning av hormoner på vekst. Skjoldbruskhormoner, som synergister av veksthormon og somatomediner (IGF-I), stimulerer i fysiologiske konsentrasjoner skjelettvekst og utvikling ved å potensere proteinsyntese i målceller, inkludert kondrocytter og skjelettmuskler.

Hormoner fremmer også beinforbening - lukking av epifysevekstplater. Hvis de er mangelfulle, lukker ikke vekstplatene på lenge og beinutviklingen henger etter kronologisk alder.

Påvirkning av hormoner på sentralnervesystemet. Utviklingen av sentralnervesystemet hos barn etter fødselen utføres med obligatorisk deltakelse

RIS. 6.13. Ordning for virkningsmekanismen til skjoldbruskkjertelhormoner og deres viktigste effekter på kroppsfunksjoner. 1-6 - sekvens av reaksjonen av hormonet med strukturene til kjernen og systemet for syntese av nye proteiner

thyreoideahormoner. De fremmer myelinisering og forgrening av hjerneneuronprosesser og utvikling av mentale funksjoner. Størst innflytelse vises på cortex stor hjerne, basalganglier, helix. I fravær av skjoldbruskkjertelhormoner i perinatalperioden, mental retardasjon - kretinisme. Det er en veldig kort periode etter fødselen når hormonbehandling kan fremme normal mental utvikling. Derfor er det viktig å identifisere hormonmangler før barnet blir født.

Hos voksne opprettholdes normale mentale funksjoner, hukommelse og hastigheten på refleksreaksjoner med deltakelse av skjoldbruskkjertelhormoner direkte og indirekte - på grunn av en økning i antall adrenerge reseptorer i nevronene i sentralnervesystemet.

Folk som har et overskudd av skjoldbruskkjertelhormoner blir irritable, rastløse, og hastigheten på tankeprosesser akselererer. Hos personer med mangel på skjoldbruskkjertelprosesser bremses tankeprosesser, hukommelsen forringes og hastigheten på refleksreaksjoner reduseres.

Påvirkning av hormoner på metabolsk hastighet. Intensiteten av metabolisme i hvile under påvirkning av hormoner øker, dette er spesielt merkbart under forhold med overflødig skjoldbruskhormoner. En økning i metabolsk hastighet forekommer i nesten alle målceller, med unntak av hjernen, testiklene, lymfeknuter, milt, adenohypofyse. Øker oksygenopptak og varmeutvikling.

Økningen i metabolsk hastighet under påvirkning av skjoldbruskkjertelhormoner kan være basert på deres innflytelse på syntesen av cellulært enzymprotein - natriumkalium ATPase, lokalisert i cellemembraner. I sin tur øker det intensive arbeidet med natrium-kalium-pumper stoffskiftet.

Påvirkningen av hormoner på karbohydratmetabolismen. Skjoldbruskhormoner i fysiologiske konsentrasjoner potenserer virkningen av insulin og fremmer glykogenese og glukoseutnyttelse.

Når konsentrasjonen av hormoner øker (under stress eller med farmakologiske midler), utvikles hyperglykemi på grunn av potensering glykogenolyse, forårsaket av adrenalin. Vokser glukoneogenese, glukoseoksidasjon og absorpsjon i tarmen ved sekundær aktiv transport.

Påvirkningen av hormoner på proteinmetabolismen. Skjoldbruskkjertelhormoner i fysiologiske konsentrasjoner har en anabol effekt - de stimulerer proteinsyntesen, men i høye konsentrasjoner forårsaker de deres katabolisme.

Påvirkning av hormoner på fettmetabolismen. Skjoldbruskhormoner stimulerer alle aspekter fettmetabolisme- lipidsyntese, deres mobilisering og bruk. En økning i deres konsentrasjon fører til lipolyse- en reduksjon i blodkonsentrasjonen av triglyserider, fosfolipider og en økning i frie fettsyrer og glyserin. Under påvirkning av hormoner øker antallet low-density lipoprotein (LDL) reseptorer og antall kolesterolreseptorer i leveren synker. Dette fører til en økning i utslipp kolesterol fra kroppen, redusere nivået i blodet.

Metabolisme fettløselige vitaminer er også påvirket av skjoldbruskkjertelhormoner - de er nødvendige for syntesen av vitamin A fra karoten og omdannelsen til retinen.

Påvirkningen av hormoner på den autonome nervesystemet ligger i det faktum at i målceller øker antallet beta-adrenerge reseptorer, som syntetiseres under påvirkning av skjoldbruskhormoner, noe som fører til økt effekt av katekolaminer i effektorceller.

Påvirkningen av hormoner på viscerale systemer. Sirkulasjonssystemet. Hjertefrekvensen akselererer på grunn av en økning i antall β-adrenerge reseptorer i pacemakeren og en økt effekt av katekolaminer; kontraksjonskraft - øker som et resultat av en økning i poolen av α-myosin tunge kjeder i kardiomyocytter, som har høy ATPase-aktivitet.

Luftveiene. Ventilasjon av lungene blir dypere, som er en adaptiv reaksjon på en økning i oksygenabsorpsjon med en økning i metabolsk hastighet.

Biokjemi av hormoner, V.250599

Menneskekroppen eksisterer som en helhet takket være et system av interne forbindelser som sikrer overføring av informasjon fra en celle til en annen i samme vev eller mellom forskjellige vev. Uten dette systemet er det umulig å opprettholde homeostase. Tre systemer tar del i overføringen av informasjon mellom celler i flercellede levende organismer: SENTRALE NERVESYSTEMET (CNS), DET ENDOKRINE SYSTEMET (ENDOKRINE KJERTLER) og IMMUNSYSTEMET.

Metodene for å overføre informasjon i alle disse systemene er kjemiske. SIGNALmolekyler kan være mellomledd i overføring av informasjon.

Disse signalmolekylene inkluderer fire grupper av stoffer: ENDOGENE BIOLOGISK AKTIVE STOFFER (immunresponsmediatorer, vekstfaktorer osv.), NEUROMEDIATORER, ANTISTOFFER (immunoglobuliner) og HORMONER.

B I O C H I M I A G O R M O N O V

HORMONER er biologiske aktive stoffer, som syntetiseres i små mengder i spesialiserte celler endokrine systemet og gjennom sirkulerende væsker (for eksempel blod) leveres til målceller, hvor de utøver sin regulerende effekt.

Hormoner, som andre signalmolekyler, deler noen felles egenskaper.

^ GENERELLE EGENSKAPER TIL HORMONER.

1) frigjøres fra cellene som produserer dem inn i det ekstracellulære rommet;

2) er ikke strukturelle komponenter i celler og brukes ikke som energikilde.

3) er i stand til spesifikt å samhandle med celler som har reseptorer for et gitt hormon.

4) har svært høy biologisk aktivitet - de virker effektivt på celler i en svært lave konsentrasjoner(ca. 10 -6 - 10 -11 mol/l).

^ HORMONERS VIRKNINGSMEKANISMER.

Hormoner har en effekt på målceller.

MÅLCELLER er celler som spesifikt samhandler med hormoner ved hjelp av spesielle reseptorproteiner. Disse reseptorproteinene er lokalisert på den ytre membranen av cellen, eller i cytoplasmaet, eller på kjernemembranen og andre organeller i cellen.

^ BIOKJEMISKE MEKANISMER FOR SIGNALOVERFØRING FRA ET HORMON TIL EN MÅLCELLE.

Ethvert reseptorprotein består av minst to domener (regioner) som gir to funksjoner:

- "gjenkjenning" av hormonet;

Konvertering og overføring av det mottatte signalet inn i cellen.

Hvordan gjenkjenner reseptorproteinet hormonmolekylet det kan samhandle med?

Et av domenene til reseptorproteinet inneholder en region som er komplementær til en del av signalmolekylet. Prosessen med reseptorbinding til et signalmolekyl ligner på prosessen med dannelse av et enzym-substratkompleks og kan bestemmes av verdien av affinitetskonstanten.

De fleste reseptorer er ikke tilstrekkelig studert fordi deres isolasjon og rensing er svært vanskelig, og innholdet av hver type reseptor i cellene er svært lavt. Men det er kjent at hormoner interagerer med reseptorene deres gjennom fysiske og kjemiske midler. Elektrostatiske og hydrofobe interaksjoner dannes mellom hormonmolekylet og reseptoren. Når reseptoren binder seg til et hormon, oppstår konformasjonsendringer i reseptorproteinet og komplekset til signalmolekylet med reseptorproteinet aktiveres. I sin aktive tilstand kan den forårsake spesifikke intracellulære reaksjoner som respons på et mottatt signal. Hvis syntesen eller evnen til reseptorproteiner til å binde seg til signalmolekyler er svekket, oppstår sykdommer - endokrine lidelser. Det er tre typer slike sykdommer:

1. Assosiert med utilstrekkelig syntese av reseptorproteiner.

2. Assosiert med endringer i strukturen til reseptoren - genetiske defekter.

3. Assosiert med blokkering av reseptorproteiner av antistoffer.

^ VIRKNINGSMEKANISMER AV HORMONER PÅ MÅLCELLER.

Avhengig av strukturen til hormonet er det to typer interaksjoner. Hvis hormonmolekylet er lipofilt (for eksempel steroidhormoner), kan det trenge inn i lipidlaget til den ytre membranen til målceller. Hvis molekylet er stort eller polart, er det umulig å trenge inn i cellen. Derfor, for lipofile hormoner, er reseptorene plassert inne i målcellene, og for hydrofile hormoner er reseptorene plassert i den ytre membranen.

For å oppnå en cellulær respons på et hormonelt signal i tilfelle av hydrofile molekyler, fungerer en intracellulær signaltransduksjonsmekanisme. Dette skjer med deltakelse av stoffer kalt "ANDRE MEDIATORER". Hormonmolekyler er svært forskjellige i form, men "second messengers" er det ikke.

Påliteligheten til signaloverføring er sikret av den svært høye affiniteten til hormonet for dets reseptorprotein.

Hva er mellomleddene som er involvert i den intracellulære overføringen av humorale signaler? Disse er sykliske nukleotider (cAMP og cGMP), inositoltrifosfat, kalsiumbindende protein - kalmodulin, kalsiumioner, enzymer involvert i syntesen av sykliske nukleotider, samt proteinkinaser - proteinfosforyleringsenzymer. Alle disse stoffene er involvert i reguleringen av aktiviteten til individuelle enzymsystemer i målceller.

La oss undersøke mer detaljert virkningsmekanismene til hormoner og intracellulære mediatorer. Det er to hovedmåter for å overføre et signal til målceller fra signalmolekyler med en membranvirkningsmekanisme:

^ 1. ADENYL SYKLUS (ELLER GUANYL SYKLUS) SYSTEMER

2. FOSFOINOSITIDMEKANISME

ADENYLATSYKLUSSYSTEM.

Hovedkomponenter: membranreseptorprotein, G-protein, adenylatcyklaseenzym, guanosintrifosfat, proteinkinaser.

I tillegg, for normal funksjon av adenylatcyklasesystemet, er ATP nødvendig.

Diagrammet over adenylatcyklasesystemet er vist i figuren:

Som det fremgår av figuren, er reseptorproteinet, G-proteinet, ved siden av som GTP og enzymet (adenylatcyklase) ligger, bygget inn i cellemembranen.

Inntil hormonet virker, er disse komponentene i en dissosiert tilstand, og etter dannelsen av et kompleks av signalmolekylet med reseptorproteinet, oppstår endringer i konformasjonen til G-proteinet. Som et resultat får en av G-proteinunderenhetene evnen til å binde seg til GTP.

G-protein-GTP-komplekset aktiverer adenylatcyklase. Adenylatcyklase begynner aktivt å konvertere ATP-molekyler til c-AMP.

C-AMP har evnen til å aktivere spesielle enzymer - proteinkinaser, som katalyserer fosforyleringsreaksjonene til forskjellige proteiner med deltakelse av ATP. I dette tilfellet er fosforsyrerester inkludert i proteinmolekylene. Hovedresultatet av denne fosforyleringsprosessen er en endring i aktiviteten til det fosforylerte proteinet. I forskjellige typer I celler gjennomgår proteiner med ulike funksjonelle aktiviteter fosforylering som et resultat av aktivering av adenylatcyklasesystemet. Dette kan for eksempel være enzymer, kjerneproteiner, membranproteiner. Som et resultat av fosforyleringsreaksjonen kan proteiner bli funksjonelt aktive eller inaktive.

Slike prosesser vil føre til endringer i hastighet biokjemiske prosesser i målcellen.

Aktivering av adenylatcyklasesystemet varer veldig lenge en kort tid, fordi G-proteinet, etter binding til adenylatcyklase, begynner å vise GTPase-aktivitet. Etter hydrolyse av GTP gjenoppretter G-proteinet sin konformasjon og slutter å aktivere adenylatcyklase. Som et resultat stopper cAMP-dannelsesreaksjonen.

I tillegg til deltakere i adenylatcyklasesystemet inneholder noen målceller G-proteinkoblede reseptorproteiner som fører til hemming av adenylatcyklase. I dette tilfellet hemmer GTP-G-proteinkomplekset adenylatcyklase.

Når dannelsen av cAMP stopper, stopper ikke fosforyleringsreaksjonene i cellen umiddelbart: så lenge cAMP-molekyler fortsetter å eksistere, vil prosessen med aktivering av proteinkinaser fortsette. For å stoppe virkningen av cAMP er det et spesielt enzym i cellene - fosfodiesterase, som katalyserer hydrolysereaksjonen av 3,5"-cyklo-AMP til AMP.

Noen stoffer som virker hemmende på fosfodiesterase (for eksempel alkaloider koffein, teofyllin) bidrar til å opprettholde og øke konsentrasjonen av cyklo-AMP i cellen. Under påvirkning av disse stoffene i kroppen blir varigheten av aktiveringen av adenylatcyklasesystemet lengre, det vil si at effekten av hormonet øker.

I tillegg til adenylatcyklase- eller guanylatcyklasesystemene, er det også en mekanisme for overføring av informasjon i målcellen med deltakelse av kalsiumioner og inositoltrifosfat.

Inositoltrifosfat er et stoff som er et derivat av et komplekst lipid - inositolfosfatid. Det dannes som et resultat av virkningen av et spesielt enzym - fosfolipase "C", som aktiveres som et resultat av konformasjonsendringer i det intracellulære domenet til membranreseptorproteinet.

Dette enzymet hydrolyserer fosfoesterbindingen i fosfatidyl-inositol 4,5-bisfosfatmolekylet for å danne diacylglycerol og inositoltrifosfat.

Det er kjent at dannelsen av diacylglycerol og inositoltrifosfat fører til en økning i konsentrasjonen av ionisert kalsium inne i cellen. Dette fører til aktivering av mange kalsiumavhengige proteiner inne i cellen, inkludert aktivering av ulike proteinkinaser. Og her, som med aktiveringen av adenylatcyklasesystemet, er et av stadiene av signaloverføring inne i cellen proteinfosforylering, som fører til en fysiologisk respons fra cellen på hormonets virkning.

Et spesielt kalsiumbindende protein, calmodulin, deltar i fosfoinositidets signaleringsmekanisme i målcellen. Dette er et lavmolekylært protein (17 kDa), 30 % bestående av negativt ladede aminosyrer (Glu, Asp) og derfor i stand til aktivt å binde Ca+2. Ett calmodulin-molekyl har 4 kalsiumbindingsseter. Etter interaksjon med Ca +2 oppstår konformasjonsendringer i kalmodulinmolekylet og "Ca +2 -calmodulin"-komplekset blir i stand til å regulere aktiviteten (allosterisk hemme eller aktivere) mange enzymer - adenylatcyklase, fosfodiesterase, Ca +2, Mg + 2 -ATPase og ulike proteinkinaser.

I forskjellige celler, når "Ca +2 -calmodulin"-komplekset virker på isoenzymer av samme enzym (for eksempel på adenylatcyklase av forskjellige typer), observeres i noen tilfeller aktivering, og i andre er hemming av cAMP-dannelsesreaksjonen. observert. Disse forskjellige effektene oppstår fordi de allosteriske sentrene til isoenzymene kan inkludere forskjellige aminosyreradikaler og deres respons på virkningen av Ca + 2 -calmodulin-komplekset vil være forskjellig.

Dermed kan rollen til "second messengers" for overføring av signaler fra hormoner i målceller være:

Sykliske nukleotider (c-AMP og c-GMP);

Ca-ioner;

Kompleks "Ca-calmodulin";

diacylglycerol;

Inositoltrifosfat

Mekanismene for å overføre informasjon fra hormoner inne i målcellene ved å bruke de oppførte mellomleddene har fellestrekk:

1. et av stadiene av signaloverføring er proteinfosforylering

2. opphør av aktivering skjer som et resultat av spesielle mekanismer initiert av prosessdeltakerne selv - det er negative tilbakemeldingsmekanismer.

Hormoner er de viktigste humorale regulatorene av kroppens fysiologiske funksjoner, og deres egenskaper, biosynteseprosesser og virkningsmekanismer er nå velkjente.

Tegn der hormoner skiller seg fra andre signalmolekyler:

1. Hormonsyntese skjer i spesielle celler i det endokrine systemet. I dette tilfellet er syntesen av hormoner hovedfunksjonen til endokrine celler.

2. Hormoner skilles ut i blodet, ofte i venene, noen ganger i lymfen. Andre signalmolekyler kan nå målceller uten sekresjon til de sirkulerende væskene.

3. Telekrin effekt (eller fjernvirkning) - hormoner virker på målceller i stor avstand fra syntesestedet.

Hormoner er svært spesifikke stoffer i forhold til målceller og har svært høy biologisk aktivitet.

^ KJEMISK STRUKTUR AV HORMONER.

Strukturen til hormoner varierer. For tiden er rundt 160 forskjellige hormoner beskrevet og isolert fra forskjellige flercellede organismer. Av kjemisk struktur Hormoner kan deles inn i tre klasser:

1. Protein-peptidhormoner;

2. Aminosyrederivater;

3. Steroidhormoner.

Den første klassen inkluderer hormoner fra hypothalamus og hypofysen (peptider og noen proteiner syntetiseres i disse kjertlene), samt hormoner fra bukspyttkjertelen og biskjoldbruskkjertlene og et av skjoldbruskkjertelhormonene.

Den andre klassen inkluderer aminer, som syntetiseres i binyremargen og i pinealkjertelen, samt jodholdige skjoldbruskhormoner.

Den tredje klassen er steroidhormoner, som syntetiseres i binyrebarken og gonadene. Steroider skiller seg fra hverandre basert på antall karbonatomer:

C 21 - hormoner i binyrebarken og progesteron;

C 19 - mannlige kjønnshormoner - androgener og testosteron;

Fra 18 - kvinnelige kjønnshormoner - østrogener.

Felles for alle steroider er tilstedeværelsen av en sterankjerne, som er vist på figuren.

^ VIRKNINGSMEKANISMER FOR DET ENDOKRINE SYSTEMET.

Endokrine system - en samling av kjertler indre sekresjon og noen spesialiserte endokrine celler i vev der den endokrine funksjonen ikke er den eneste (for eksempel har bukspyttkjertelen ikke bare endokrine, men også eksokrine funksjoner). Ethvert hormon er en av deltakerne og kontrollerer visse metabolske reaksjoner. Samtidig er det nivåer av regulering innenfor det endokrine systemet – noen kjertler har evnen til å kontrollere andre.

^ GENERELT SKJEMA FOR IMPLEMENTERING AV ENDOKRINE FUNKSJONER I KROPPEN.

Denne ordningen inkluderer høyere nivåer regulering i det endokrine systemet - hypothalamus og hypofysen, som produserer hormoner som selv påvirker prosessene for syntese og sekresjon av hormoner i andre endokrine celler.

Fra samme diagram er det klart at hastigheten på syntese og sekresjon av hormoner også kan endres under påvirkning av hormoner fra andre kjertler eller som et resultat av stimulering av ikke-hormonelle metabolitter.

Vi ser også tilstedeværelsen av negativ tilbakemelding (-) - hemming av syntese og (eller) sekresjon etter eliminering av den primære faktoren som forårsaket akselerasjonen av hormonproduksjonen.

Som et resultat opprettholdes hormoninnholdet i blodet på et visst nivå, som avhenger av funksjonell tilstand kropp.

I tillegg lager kroppen vanligvis en liten reserve av individuelle hormoner i blodet (dette er ikke synlig i diagrammet som presenteres). Eksistensen av en slik reserve er mulig fordi mange hormoner i blodet er i en tilstand assosiert med spesielle transportproteiner. For eksempel er tyroksin bundet til tyroksinbindende globulin, og glukokortikosteroider er bundet til proteinet transkortin. To former for slike hormoner – bundet til transportproteiner og fri – er i en tilstand av dynamisk likevekt i blodet.

Dette betyr at når de frie formene av slike hormoner blir ødelagt, vil den bundne formen dissosiere og konsentrasjonen av hormonet i blodet holdes på et relativt konstant nivå. Dermed kan et kompleks av et hormon med et transportprotein betraktes som en reserve av dette hormonet i kroppen.

En av de mest viktige saker- dette er spørsmålet om hvilke endringer i metabolske prosesser som observeres under påvirkning av hormoner. La oss kalle denne delen:

^ EFFEKTER SOM OBSERVERES I MÅLCELLER UNDER PÅVIRKNING AV HORMONER.

Det er veldig viktig at hormoner ikke forårsaker noen ny metabolske reaksjoner i målcellen. De danner bare et kompleks med reseptorproteinet. Som et resultat av overføringen av et hormonelt signal i målcellen, slås cellulære reaksjoner som gir en cellulær respons på eller av.

I dette tilfellet kan følgende hovedeffekter observeres i målcellen:

1) Endringer i biosyntesehastigheten til individuelle proteiner (inkludert enzymproteiner);

2) Endring i aktiviteten til allerede eksisterende enzymer (for eksempel som et resultat av fosforylering - som allerede er vist i eksemplet med adenylatcyklasesystemet;

3) Endringer i membranpermeabilitet i målceller for individuelle stoffer eller ioner (for eksempel for Ca+2).

Det har allerede blitt sagt om mekanismene for hormongjenkjenning - et hormon samhandler med en målcelle bare i nærvær av et spesielt reseptorprotein (strukturen til reseptorer og deres lokalisering i cellen er allerede diskutert). La oss legge til at bindingen av hormonet til reseptoren avhenger av de fysisk-kjemiske parametrene i miljøet - på pH og konsentrasjonen av forskjellige ioner.

Av spesiell betydning er antallet reseptorproteinmolekyler på den ytre membranen eller inne i målcellen. Det endres avhengig av kroppens fysiologiske tilstand, under sykdommer eller under påvirkning medisiner. Og dette betyr at når ulike forhold og målcellens reaksjon på virkningen av hormonet vil være annerledes.

Ulike hormoner har forskjellige Fysiske og kjemiske egenskaper og plasseringen av reseptorer for visse hormoner avhenger av dette. Det er vanlig å skille mellom to mekanismer for interaksjon mellom hormoner og målceller:

Membranmekanisme - når hormonet binder seg til en reseptor på overflaten av den ytre membranen til målcellen;

Intracellulær mekanisme - når reseptoren for hormonet er lokalisert inne i cellen, dvs. i cytoplasma eller på intracellulære membraner.

Hormoner med en membranvirkningsmekanisme:

Alle protein- og peptidhormoner, samt aminer (adrenalin, noradrenalin);

Den intracellulære virkningsmekanismen er:

Steroidhormoner og aminosyrederivater - tyroksin og trijodtyronin.

Overføringen av et hormonsignal til cellulære strukturer skjer gjennom en av mekanismene. For eksempel gjennom adenylatcyklasesystemet eller med deltakelse av Ca+2 og fosfoinositider. Dette gjelder for alle hormoner med en membranvirkningsmekanisme. Men steroidhormoner med en intracellulær virkningsmekanisme, som vanligvis regulerer hastigheten på proteinbiosyntesen og har en reseptor på overflaten av målcellekjernen, krever ikke ytterligere mellomledd i cellen.

^ Funksjoner av strukturen til steroidreseptorproteiner.

Den mest studerte er reseptoren for hormoner i binyrebarken - glukokortikosteroider (GCS). Dette proteinet har tre funksjonelle regioner:

1 - for binding til hormonet (C-terminal)

2 - for binding til DNA (sentral)

3 - antigenisk region, samtidig i stand til å modulere funksjonen til promoteren under transkripsjon (N-terminal).

Funksjonene til hvert sted for en slik reseptor er tydelig fra navnene deres. Åpenbart lar denne strukturen til reseptoren for steroider dem påvirke transkripsjonshastigheten i cellen. Dette bekreftes av det faktum at under påvirkning av steroidhormoner blir biosyntesen av visse proteiner i cellen selektivt stimulert (eller hemmet). I dette tilfellet observeres en akselerasjon (eller nedgang) av mRNA-dannelse. Som et resultat endres antallet syntetiserte molekyler av visse proteiner (ofte enzymer) og hastigheten på metabolske prosesser endres.

BIOSYNTESE og SEKRETION AV HORMONER AV ULIKE STRUKTURER

^ Protein-peptidhormoner.

Under dannelsen av protein og peptidhormoner i cellene endokrine kjertler det dannes et polypeptid som ikke har hormonell aktivitet. Men et slikt molekyl inneholder fragment(er) som inneholder aminosyresekvensen til dette hormonet. Et slikt proteinmolekyl kalles et pre-pro-hormon og inneholder (vanligvis ved N-terminalen) en struktur som kalles en leder eller signalsekvens (pre-). Denne strukturen er representert av hydrofobe radikaler og er nødvendig for passasje av dette molekylet fra ribosomer gjennom lipidlagene av membraner inn i sisternene til det endoplasmatiske retikulum (ER). I dette tilfellet, under passasjen av molekylet gjennom membranen som et resultat av begrenset proteolyse, spaltes leder (pre-) sekvensen av og prohormonet vises inne i ER. Prohormonet transporteres så gjennom ER-systemet til Golgi-komplekset, og her avsluttes modningen av hormonet. Igjen, som et resultat av hydrolyse under påvirkning av spesifikke proteinaser, spaltes det gjenværende (N-terminale) fragmentet (pro-stedet) av. Det resulterende hormonmolekylet, som har spesifikk biologisk aktivitet, går inn i de sekretoriske vesiklene og akkumuleres til sekresjon.

Når hormoner syntetiseres fra komplekse glykoproteinproteiner (for eksempel follikkelstimulerende (FSH) eller thyreoideastimulerende (TSH) hormoner i hypofysen), under modningsprosessen, er en karbohydratkomponent inkludert i strukturen til hormonet.

Ekstraribosomal syntese kan også forekomme. Dette er hvordan tripeptidet tyrotropin-frigjørende hormon (hypothalamisk hormon) syntetiseres.

^ Hormoner er derivater av aminosyrer

Binyremarghormonene ADRENALIN og NORADRENALIN, samt JODINNHOLDIGE skjoldbruskhormoner syntetiseres fra tyrosin. Under syntesen av adrenalin og noradrenalin gjennomgår tyrosin hydroksylering, dekarboksylering og metylering med deltakelse aktiv form metionin aminosyrer.

I skjoldbruskkjertelen syntesen av jodholdige hormoner trijodtyronin og tyroksin (tetrajodtyronin). Under syntesen oppstår jodering av fenolgruppen av tyrosin. Av spesiell interesse er metabolismen av jod i skjoldbruskkjertelen. Glykoproteinet tyroglobulin (TG)-molekylet har en molekylvekt på mer enn 650 kDa. Samtidig er omtrent 10 % av massen til TG-molekylet karbohydrater og opptil 1 % jod. Det avhenger av mengden jod i maten. TG-polypeptidet inneholder 115 tyrosinrester, som joderes av oksidert jod ved bruk av et spesielt enzym - skjoldbruskperoksidase. Denne reaksjonen kalles jodorganisering og skjer i folliklene i skjoldbruskkjertelen. Som et resultat dannes mono- og di-jodtyrosin fra tyrosinrester. Av disse kan ca. 30 % av restene omdannes til tri- og tetrajodtyroniner som følge av kondensering. Kondensering og jodering skjer med deltakelse av det samme enzymet - skjoldbruskkjertelperoksidase. Ytterligere modning av skjoldbruskkjertelhormoner skjer i kjertelceller - TG absorberes av cellene ved endocytose og et sekundært lysosom dannes som følge av sammensmeltingen av lysosomet med det absorberte TG-proteinet.

Proteolytiske enzymer av lysosomer gir hydrolyse av TG og dannelsen av T3 og T4, som frigjøres i det ekstracellulære rommet. Og mono- og dijodtyrosin avjoderes ved hjelp av et spesielt enzym dejodinase og jod kan omorganiseres. Syntesen av skjoldbruskhormoner er preget av en mekanisme for hemming av sekresjon i henhold til typen negativ tilbakemelding (T 3 og T 4 hemmer frigjøringen av TSH).

^ Steroide hormoner.

Steroidhormoner syntetiseres fra kolesterol (27 karbonatomer), og kolesterol syntetiseres fra acetyl-CoA.

Kolesterol omdannes til steroidhormoner som et resultat av følgende reaksjoner:

Sideradikal eliminering

Dannelsen av ytterligere sideradikaler som et resultat av hydroksyleringsreaksjonen ved hjelp av spesielle enzymer monooksygenaser (hydroksylaser) - oftest i 11., 17. og 21. posisjon (noen ganger i 18.). I det første stadiet av syntesen av steroidhormoner dannes først forløpere (pregnenolon og progesteron), og deretter andre hormoner (kortisol, aldosteron, kjønnshormoner). Aldosteron og mineralokortikoider kan dannes fra kortikosteroider.

^ SEKRETION AV HORMONER.

Regulert av sentralnervesystemet. Syntetiserte hormoner akkumuleres i sekretoriske granuler. Under påvirkning nerveimpulser eller under påvirkning av signaler fra andre endokrine kjertler (tropiske hormoner), som følge av eksocytose oppstår degranulering og hormonet frigjøres til blodet.

Reguleringsmekanismene som helhet ble presentert i ordningen med mekanismen for implementering av endokrin funksjon.

^ TRANSPORT AV HORMONER.

Transporten av hormoner bestemmes av deres løselighet. Hormoner av hydrofil natur (for eksempel protein-peptidhormoner) transporteres vanligvis i blodet i fri form. Steroidehormoner og jodholdige skjoldbruskhormoner transporteres i form av komplekser med blodplasmaproteiner. Dette kan være spesifikke transportproteiner (transportglobuliner med lav molekylvekt, tyroksinbindende protein; transkortin, et protein som transporterer kortikosteroider) og uspesifikk transport (albumin).

Det har allerede blitt sagt at konsentrasjonen av hormoner i blodet er svært lav. Og kan endres i henhold til fysiologisk tilstand kropp. Når innholdet av individuelle hormoner reduseres, utvikles en tilstand karakterisert som hypofunksjon av den tilsvarende kjertelen. Og omvendt er en økning i hormonnivået en hyperfunksjon.

Konstansen av konsentrasjonen av hormoner i blodet sikres også av prosessene med hormonkatabolisme.

^ HORMONKATABOLISME.

Protein-peptidhormoner gjennomgår proteolyse og brytes ned til individuelle aminosyrer. Disse aminosyrene gjennomgår videre deaminering, dekarboksylering, transamineringsreaksjoner og brytes ned til sluttproduktene: NH 3, CO 2 og H 2 O.

Hormoner - derivater av aminosyrer gjennomgår oksidativ deaminering og videre oksidasjon til CO 2 og H 2 O. Steroidhormoner brytes forskjellig ned. Kroppen har ikke enzymsystemer som vil sikre deres nedbrytning. Hva skjer under deres katabolisme?

Modifikasjonen av sideradikaler skjer hovedsakelig. Ytterligere hydroksylgrupper blir introdusert. Hormoner blir mer hydrofile. Det dannes molekyler som representerer strukturen til en steran, som har en ketogruppe i 17. posisjon. I denne formen skilles produktene av katabolisme av steroide kjønnshormoner ut i urinen og kalles 17-KETOSTEROIDER. Å bestemme mengden i urin og blod viser innholdet av kjønnshormoner i kroppen.

Hormoner har en effekt på målceller.

Målceller- dette er celler som spesifikt samhandler med hormoner ved hjelp av spesielle reseptorproteiner. Disse reseptorproteinene er lokalisert på den ytre membranen av cellen, eller i cytoplasmaet, eller på kjernemembranen og andre organeller i cellen.

Biokjemiske mekanismer for signaloverføring fra et hormon til en målcelle.

Ethvert reseptorprotein består av minst to domener (regioner) som gir to funksjoner:

hormongjenkjenning;

transformasjon og overføring av det mottatte signalet inn i cellen.

Hvordan gjenkjenner reseptorproteinet hormonmolekylet det kan samhandle med?

Et av domenene til reseptorproteinet inneholder en region som er komplementær til en del av signalmolekylet. Prosessen med reseptorbinding til et signalmolekyl ligner på prosessen med dannelse av et enzym-substratkompleks og kan bestemmes av verdien av affinitetskonstanten.

De fleste reseptorer er ikke tilstrekkelig studert fordi deres isolasjon og rensing er svært vanskelig, og innholdet av hver type reseptor i cellene er svært lavt. Men det er kjent at hormoner interagerer med reseptorene deres gjennom fysiske og kjemiske midler. Elektrostatiske og hydrofobe interaksjoner dannes mellom hormonmolekylet og reseptoren. Når reseptoren binder seg til et hormon, oppstår konformasjonsendringer i reseptorproteinet og komplekset til signalmolekylet med reseptorproteinet aktiveres. I sin aktive tilstand kan den forårsake spesifikke intracellulære reaksjoner som respons på et mottatt signal. Hvis syntesen eller evnen til reseptorproteiner til å binde seg til signalmolekyler er svekket, oppstår sykdommer – endokrine forstyrrelser.

Det er tre typer slike sykdommer.

Assosiert med utilstrekkelig syntese av reseptorproteiner.

Genetiske defekter forbundet med endringer i strukturen til reseptoren.

Assosiert med blokkering av reseptorproteiner av antistoffer.

Virkningsmekanismer av hormoner på målceller.

Avhengig av strukturen til hormonet er det to typer interaksjoner. Hvis hormonmolekylet er lipofilt (for eksempel steroidhormoner), kan det trenge inn i lipidlaget til den ytre membranen til målceller. Hvis molekylet er stort eller polart, er det umulig å trenge inn i cellen. Derfor, for lipofile hormoner, er reseptorene plassert inne i målcellene, og for hydrofile hormoner er reseptorene plassert i den ytre membranen.

For å oppnå en cellulær respons på et hormonelt signal i tilfelle av hydrofile molekyler, fungerer en intracellulær signaltransduksjonsmekanisme. Dette skjer med deltakelse av stoffer som kalles andre budbringere. Hormonmolekyler er svært forskjellige i form, men "second messengers" er det ikke.

Påliteligheten til signaloverføring er sikret av den svært høye affiniteten til hormonet for dets reseptorprotein.

Hva er mellomleddene som er involvert i den intracellulære overføringen av humorale signaler?

Disse er sykliske nukleotider (cAMP og cGMP), inositoltrifosfat, kalsiumbindende protein - kalmodulin, kalsiumioner, enzymer involvert i syntesen av sykliske nukleotider, samt proteinkinaser - proteinfosforyleringsenzymer. Alle disse stoffene er involvert i reguleringen av aktiviteten til individuelle enzymsystemer i målceller.

La oss undersøke mer detaljert virkningsmekanismene til hormoner og intracellulære mediatorer.

Det er to hovedmåter for å overføre et signal til målceller fra signalmolekyler med en membranvirkningsmekanisme:

adenylatcyklase (eller guanylatcyklase) systemer;

fosfoinositid mekanisme.

Adenylat cyclase system.

Hovedkomponenter: membranreseptorprotein, G-protein, adenylatcyklaseenzym, guanosintrifosfat, proteinkinaser.

I tillegg, for normal funksjon av adenylatcyklasesystemet, er ATP nødvendig.

Reseptorproteinet, G-proteinet, ved siden av hvilket GTP og enzymet (adenylatcyklase) er lokalisert, er bygget inn i cellemembranen.

Inntil hormonet virker, er disse komponentene i en dissosiert tilstand, og etter dannelsen av et kompleks av signalmolekylet med reseptorproteinet, oppstår endringer i konformasjonen til G-proteinet. Som et resultat får en av G-proteinunderenhetene evnen til å binde seg til GTP.

G-protein-GTP-komplekset aktiverer adenylatcyklase. Adenylatcyklase begynner aktivt å konvertere ATP-molekyler til c-AMP.

c-AMP har evnen til å aktivere spesielle enzymer - proteinkinaser, som katalyserer fosforyleringsreaksjonene til forskjellige proteiner med deltakelse av ATP. I dette tilfellet er fosforsyrerester inkludert i proteinmolekylene. Hovedresultatet av denne fosforyleringsprosessen er en endring i aktiviteten til det fosforylerte proteinet. I ulike typer celler gjennomgår proteiner med ulike funksjonelle aktiviteter fosforylering som et resultat av aktivering av adenylatcyklasesystemet. Dette kan for eksempel være enzymer, kjerneproteiner, membranproteiner. Som et resultat av fosforyleringsreaksjonen kan proteiner bli funksjonelt aktive eller inaktive.

Slike prosesser vil føre til endringer i hastigheten på biokjemiske prosesser i målcellen.

Aktivering av adenylatcyklasesystemet varer svært kort tid, fordi G-proteinet, etter binding til adenylatcyklase, begynner å vise GTPase-aktivitet. Etter hydrolyse av GTP gjenoppretter G-proteinet sin konformasjon og slutter å aktivere adenylatcyklase. Som et resultat stopper cAMP-dannelsesreaksjonen.

I tillegg til deltakere i adenylatcyklasesystemet inneholder noen målceller G-proteinkoblede reseptorproteiner som fører til hemming av adenylatcyklase. I dette tilfellet hemmer GTP-G-proteinkomplekset adenylatcyklase.

Når dannelsen av cAMP stopper, stopper ikke fosforyleringsreaksjonene i cellen umiddelbart: så lenge cAMP-molekyler fortsetter å eksistere, vil prosessen med aktivering av proteinkinaser fortsette. For å stoppe virkningen av cAMP er det et spesielt enzym i cellene - fosfodiesterase, som katalyserer hydrolysereaksjonen av 3',5'-cyklo-AMP til AMP.

Noen stoffer som virker hemmende på fosfodiesterase (for eksempel alkaloider koffein, teofyllin) bidrar til å opprettholde og øke konsentrasjonen av cyklo-AMP i cellen. Under påvirkning av disse stoffene i kroppen blir varigheten av aktiveringen av adenylatcyklasesystemet lengre, det vil si at effekten av hormonet øker.

I tillegg til adenylatcyklase- eller guanylatcyklasesystemene, er det også en mekanisme for overføring av informasjon i målcellen med deltakelse av kalsiumioner og inositoltrifosfat.

Inositoltrifosfat er et stoff som er et derivat av et komplekst lipid - inositolfosfatid. Det dannes som et resultat av virkningen av et spesielt enzym - fosfolipase "C", som aktiveres som et resultat av konformasjonsendringer i det intracellulære domenet til membranreseptorproteinet.

Dette enzymet hydrolyserer fosfoesterbindingen i fosfatidyl-inositol 4,5-bisfosfatmolekylet for å danne diacylglycerol og inositoltrifosfat.

Det er kjent at dannelsen av diacylglycerol og inositoltrifosfat fører til en økning i konsentrasjonen av ionisert kalsium inne i cellen. Dette fører til aktivering av mange kalsiumavhengige proteiner inne i cellen, inkludert aktivering av ulike proteinkinaser. Og her, som med aktiveringen av adenylatcyklasesystemet, er et av stadiene av signaloverføring inne i cellen proteinfosforylering, som fører til en fysiologisk respons fra cellen på hormonets virkning.

Et spesielt kalsiumbindende protein, calmodulin, deltar i fosfoinositidets signaleringsmekanisme i målcellen. Dette er et protein med lav molekylvekt (17 kDa), 30 % bestående av negativt ladede aminosyrer (Glu, Asp) og derfor i stand til aktivt å binde Ca+2. Ett calmodulin-molekyl har 4 kalsiumbindingsseter. Etter interaksjon med Ca+2 oppstår konformasjonsendringer i calmodulin-molekylet og "Ca+2-calmodulin"-komplekset blir i stand til å regulere aktiviteten (allosterisk hemme eller aktivere) mange enzymer - adenylatcyklase, fosfodiesterase, Ca+2,Mg+ 2-ATPase og ulike proteinkinaser.

I forskjellige celler, når Ca+2-calmodulin-komplekset virker på isoenzymer av samme enzym (for eksempel forskjellige typer adenylatcyklase), observeres i noen tilfeller aktivering, og i andre observeres hemming av cAMP-dannelsesreaksjonen. Disse forskjellige effektene oppstår fordi de allosteriske sentrene til isoenzymene kan inkludere forskjellige aminosyreradikaler og deres respons på virkningen av Ca+2-kalmodulinkomplekset vil være forskjellig.

Dermed kan rollen til "second messengers" for overføring av signaler fra hormoner i målceller være:

sykliske nukleotider (c-AMP og c-GMP);

1. kompleks "Ca-calmodulin";

   diacylglycerol;

   inositoltrifosfat.

Mekanismene for å overføre informasjon fra hormoner inne i målcellene ved å bruke de oppførte mellomleddene har fellestrekk:

et av stadiene av signaloverføring er proteinfosforylering;

opphør av aktivering skjer som et resultat av spesielle mekanismer initiert av deltakerne i prosessene selv - det er negative tilbakemeldingsmekanismer.

Hormoner er de viktigste humorale regulatorene av kroppens fysiologiske funksjoner, og deres egenskaper, biosynteseprosesser og virkningsmekanismer er nå velkjente.

Måtene hormoner skiller seg på fra andre signalmolekyler er som følger.

Hormonsyntese skjer i spesielle celler i det endokrine systemet. I dette tilfellet er syntesen av hormoner hovedfunksjonen til endokrine celler.

Hormoner skilles ut i blodet, ofte i venene, noen ganger i lymfen. Andre signalmolekyler kan nå målceller uten sekresjon til de sirkulerende væskene.

Telekrin effekt (eller fjernhandling)— hormoner virker på målceller i stor avstand fra syntesestedet.

Hormoner er svært spesifikke stoffer i forhold til målceller og har svært høy biologisk aktivitet.

Struktur

Steroider er derivater av kolesterol.

Strukturen til kvinnelige kjønnshormoner

Syntese

Kvinnelige hormoner: østrogener syntetisert i eggstokkfollikler progesteron- i den gule kroppen. Hormoner kan delvis dannes i adipocytter som et resultat av aromatisering av androgener.

Plan for syntese av steroidhormoner (komplett opplegg)

Regulering av syntese og sekresjon

Aktiver: østrogensyntese - luteiniserende og follikkelstimulerende hormoner, progesteronsyntese - luteiniserende hormon.

Reduser: kjønnshormoner gjennom en negativ tilbakemeldingsmekanisme.

1. I begynnelsen av syklusen begynner flere follikler å øke i størrelse som svar på FSH-stimulering. Da begynner en av folliklene å vokse raskere.
2. Under påvirkning av LH syntetiserer granulosacellene i denne follikkelen østrogener, som undertrykker utskillelsen av FSH og fremmer regresjon av andre follikler.
3. Den gradvise akkumuleringen av østrogen mot midten av syklusen stimulerer utskillelsen av FSH og LH før eggløsning.
4. Skarp økning LH-konsentrasjoner kan også skyldes gradvis akkumulering av progesteron (under påvirkning av samme LH) og aktivering av en positiv tilbakemeldingsmekanisme.
5. Etter eggløsning dannes det Corpus luteum, produserer progesteron.
6. Høye konsentrasjoner steroider undertrykker utskillelsen av gonadotrope hormoner, corpus luteum degenererer som et resultat og syntesen av steroider avtar. Dette reaktiverer FSH-syntese og syklusen gjentas.
7. Når graviditet oppstår, stimuleres corpus luteum av humant koriongonadotropin, som begynner å syntetiseres to uker etter eggløsning. Konsentrasjonene av østrogen og progesteron i blodet under svangerskapet tidobles.

Hormonelle endringer i løpet av menstruasjonssyklus

Mål og effekter

Østrogener

1. I pubertetenØstrogener aktiverer proteinsyntese og nukleinsyrer i reproduktive organer og sikre dannelsen av seksuelle egenskaper: akselerert vekst og lukking av epifysene lange bein, bestemme fordelingen av fett på kroppen, hudpigmentering, stimulere utviklingen av skjeden, eggledere, livmor, utvikling av stroma og kanaler brystkjertler, vekst av aksillært og kjønnshår.

2. I organismen voksen kvinne :

Biokjemiske effekter	Andre effekter
aktiverer syntesen av transportproteiner i leveren for tyroksin, jern, kobber, etc., stimulerer syntesen av blodkoagulasjonsfaktorer - II, VII, IX, X, plasminogen, fibrinogen, undertrykker syntesen av antitrombin III og blodplateadhesjon, øker syntesen av HDL, undertrykker LDL, øker konsentrasjonen av TAG i blodet og reduserer kolesterol, reduserer kalsiumresorpsjon fra beinvev.	stimulerer veksten kjertelepitel endometrium, bestemmer strukturen i huden og subkutant vev, undertrykker tarmmotiliteten, noe som øker absorpsjonen av stoffer.

Progesteron

Progesteron er hovedhormonet i andre halvdel av syklusen, og dets oppgave er å sikre utbruddet og vedlikeholdet av svangerskapet.

Biokjemiske effekter	Andre effekter
øker aktiviteten til lipoproteinlipase på endotelet i kapillærene, øker konsentrasjonen av insulin i blodet, hemmer natriumreabsorpsjon i nyrene, er en hemmer av respiratoriske kjedeenzymer, som reduserer katabolisme, akselererer fjerningen av nitrogen fra en kvinnes kropp.	slapper av musklene i den gravide livmoren, forsterker reaksjonen respirasjonssenter på CO 2, som reduserer partialtrykket av CO 2 i blodet under svangerskapet og i lutealperioden syklusfase, forårsaker brystvekst under graviditet, umiddelbart etter eggløsning, virker det som et hemattractant for sædceller som beveger seg gjennom egglederne.

Patologi

Hypofunksjon

Medfødt eller ervervet hypofunksjon av gonadene fører uunngåelig til osteoporose. Patogenesen er ikke helt klar, selv om det er kjent at østrogener bremser benresorpsjonen hos kvinner i fertil alder.

Hyperfunksjon

Kvinner. Forfremmelse progesteron kan dukke opp livmorblødning og menstruasjonsuregelmessigheter. Forfremmelse østrogen kan manifestere seg som livmorblødning.

Menn. Høye konsentrasjoner østrogen føre til underutvikling av kjønnsorganene (hypogonadisme), atrofi av prostata og spermatogen epitel i testiklene, kvinnelig fedme og vekst av brystkjertlene.

• < Назад