7

Гормоны

1. Иерархия регуляторных систем

В механизмах регуляции, обеспечивающих гомеостаз, выделяют три уровня:

Первый уровень – внутриклеточные механизмы регуляции. Сигналами для изменения состояния клетки служат вещества, образующиеся в самой клетке или поступающие в нее извне. Эти вещества могут действовать тремя способами:

а) изменять количество ферментов и других белков путем индукции или репрессии их синтеза или путем изменения скорости их распада;

б) изменять активность ферментов путем ингибирования или активации;

в) изменять скорость трансмембранного переноса веществ.

У многоклеточных организмов с дифференцированными органами, выполняющими специальные функции, возникает необходимость меж-органной координации обмена веществ. Меж-органная координация обеспечивается двумя путями: с помощью эндокринной системы, т.е. передачей сигналов через кровь с помощью гормонов (второй уровень регуляции), и через нервную систему (третий уровень регуляции).

Все три уровня регуляции теснейшим образом взаимосвязаны и функционируют как единая система.

Гормоны – это химические посредники, которые секретируются в кровь специализированными клетками и которые регулируют обмен веществ и развитие организма.

2. Классификации гормонов а. По химической структуре

различают три класса гормонов: 1) белково-пептидные, 2) стероидные и 3) непептидные производные аминокислот.

К белково-пептидным гормонам, которые могут содержать от 3 до 200 аминокислотных остатков, относятся все гормоны гипоталамуса и гипофиза, инсулин и глюкагон поджелудочной железы, кальцитонин щитовидной железы и т.д. К стероидным гормонам относятся гормоны коры надпочечников – глюкокортикоиды и минералокортикоиды, половые гормоны, а также кальцитриол. Гормоны – непептидные производные аминокислот представлены адреналином, мелатонином (гормоном эпифиза) и йодтиронинами.

Б. По физико-химическим свойствам

Все гормоны можно разделить на 2 группы: 1) жирорастворимые; 2) водорастворимые. К жирорастворимым относятся стероидные гормоны (2-ой класс) + йодтиронины. К водорастворимым – белково-пептидные (1-ый класс + адреналин и мелатонин).

В плане функционирования гормонов можно выделить следующие особенности:

1) высокая биологическая активность, т.е. гормоны эффективны в крайне низких концентрациях. Физиологический уровень большинства гормонов в крови очень низок (от 10^-9 М до 10^-12 М). При стимуляции секреции какого-либо гормона его концентрация в крови возрастает на несколько порядков. Например, концентрация адреналина может возрастать на 3 порядка (т.е. в 1000 раз).

2) строгая специфичность биологического действия, т.е. один гормон нельзя целиком заменить другим.

3) дистантность действия, т.е. гормоны регулируют обмен и функции эффекторных клеток на расстоянии.

Особенности синтеза, транспорта и механизма действия жиро- и водорастворимых гормонов

	жирорастворимые	водорастворимые
Синтез секреция	Образуются в активной форме	Образуются в форме неактивных предшественников. Активируются путем ограниченного протеолиза
Регуляция синтеза	Осуществляется тропными гормонами. Исключение – альдостерон, контролируемый концентрацией метаболита. Существует отрицательная обратная связь.	Осуществляется различными факторами: метаболитами и т.д.
Секреция	Секретируются в кровь по мере синтеза	Накапливаются в секреторных гранулах и секретируются под влиянием специфических стимулов
Транспорт	С помощью специфических и неспецифических переносчиков	Преимущественно в свободной форме
Время жизни в крови	У стероидов исчисляется часами, у йодтиронинов - сутками	Исчисляется минутами исключение - гликопротеины – час с небольшим
Локализация рецепторов	В цитозоле, ядре, внутриклеточных органеллах	На поверхности плазматической мембраны
Механизм действия	Прямой или цитозольный	Мембранно-внутриклеточный
Скорость реализации эффекта	Эффект достигает своего максимума через 1-2 суток, т.к. связан с синтезом новых белковых молекул	Реализуется через секунды или минуты, т.к. реализуется на базе уже имеющихся структур