Общие свойства гормонов, биологическая роль гормонов, классификация гормонов по месту секреции

1. Московский государственный медико-стоматологический университет им А.И.Евдокимова

Презентация по теме: Общие свойства гормонов,
биологическая роль гормонов, классификация гормонов
по месту секреции
Выполнил: студент
13 группы лечебного
факультета 2 курса
Арутюнян В.Р.
Москва 2020

2. Общие свойства гормонов

Гормоны - это биологически активные вещества, которые синтезируются в малых количествах в специализированных клетках эндокринной системы и через
циркулирующие жидкости (например, кровь) доставляются к клеткам-мишеням, где оказывают свое регулирующее действие.
1. Избирательное действие на чувствительные клетки: гормоны повышают или снижают активность реагирующих на них клеток, которые называют
клетки-мишени. На клетках-мишенях находятся рецепторы – специальные белковые молекулы, которые узнают данный гормон и взаимодействуют с ним. В
результате такого взаимодействия с рецептором гормон запускает последовательность реакций в клетке – мишени, которые и приводят к специфическому
клеточному ответу.
Такой ответ включает ускорение одних биохимических процессов с одновременным торможением других. Влияние пептидных гормонов и производных
аминокислот (адреналин, норадреналин) осуществляется путем связывания с рецепторами на поверхности клеточных мембран, а стероидные гормоны и
гормоны щитовидной железы проникают внутрь клетки, связывается с рецептором в цитоплазме, а затем в комплексе с рецептором проникают в ядро.
2. Скорость секреции некоторых гормонов связана с циклом бодрствование – сон, секреция других гормонов зависит от возраста, пола и т.д.
3. Системы передачи информации. Как только гормон начинает действовать на чувствительную к нему клетку или группу клеток, одновременно возникает
сигнал, тормозящий действие этого гормона. Этот принцип получил название «обратная связь». Сохранение необходимого уровня гормона в крови
поддерживается механизмом отрицательной обратной связи (т.е. при избытке гормона или образуемых под его действием веществ секреция этого гормона
снижается, а при недостатке – увеличивается).
4. Время действия.
- Гормоны пептидной природы (гормоны гипофиза, поджелудочной железы, гипоталамические нейропептиды) имеют продолжительность действия от
нескольких секунд до минут.
- Гормоны в виде белков и гликопротеинов (гормон роста) – от нескольких минут до часов.
- Стероиды (половые и кортикостероиды) – несколько часов.
- Йодтиронины (гормоны щитовидной железы) – несколько суток.

3.

В эффектах многих гормонов можно выделить:
1. срочные реакции - изменение проницаемости мембраны для ионов или глюкозы и аминокислот, что приводит, например, к сокращению гладких мышц или
повышению темпа метаболизма клетки,
2. отсроченные реакции, которые заключаются в изменении активности уже существующих ферментов, и в дополнение к темпу метаболизма может измениться его
направление (например, запасать глюкозу или расходовать),
3. длительные реакции - синтез новых ферментов и структурных компонентов клетки - такие реакции способны изменить и структуру, и функцию органа или системы
органов.
Установлены четыре основных типа физиологического действия на организм:
кинетическое, или пусковое, вызывающее определенную деятельность исполнительных органов;
метаболическое (изменения обмена веществ);
морфогенетическое (дифференциация тканей и органов, действие на рост, стимуляция формообразовательного процесса);
корригирующее (изменение интенсивности функций органов и тканей).
Задумаемся над тем, что изменение метаболизма, или даже структуры органа или ткани приводит к тому, что этот орган, являясь эффектором в рефлекторной дуге, иначе
реагирует на возбуждающий импульс. Таким образом, гуморальные механизмы регуляции длительно, в течение часов и суток видоизменяют при необходимости
структуры, к которым будут обращены быстрые и точные нервные импульсы. Если учесть, что стимулом для выделения гормонов часто бывает возбуждающий импульс,
мы получим представление о взаимодействии нервной и гуморальной регуляции, которые вместе обеспечивают надежное и эффективное приспособление организма к
изменяющимся условия как внешней, так и внутренней среды организма.
Коротко остановимся на взаимодействии гормонов. Каждый из гормонов или биологически активных веществ выделяется в конкретной ситуации и обладает своим
спектром эффектов. Вместе с тем для каждого из гормонов существует постоянный, базовый уровень секреции. В организме человека в норме не бывает такого
состояния, когда уровень любого из гормонов равен нулю. Следовательно, гормоны и БАВ могут оказывать друг на друга определенные влияния, и оказывают их.
Остановимся на такой форме влияний, которую называют пермиссивные (позволяющие, обусловливающие), или сенсибилизирующие, потенцирующие
эффекты. Пермиссивными называются такие эффекты, когда одни гормоны облегчают, или резко усиливают эффекты других гормонов. Например, катехоламины
стимулируют гликогенолиз в печени и липолиз в адипоцитах, однако этот эффект не проявляется в отсутствии кортизола. В свою очередь катехоламины потенцируют
эффекты глюкокортикоидов. Эстрогены усиливают эффекты многих гормонов, а тиреоидные гормоны увеличивают эффекты эстрогенов.
Механизмы таких потенцирующих влияний неспецифичны. Если гормон или БАВ увеличивает проницаемость мембраны клетки для ионов кальция, то такая клетка
будет более чувствительна к действию любого вещества. Если гормон повышает проницаемость мембраны для аминокислот и стимулирует синтез белка в клетке, то на
мембране клетки увеличивается и количество мембранных рецепторов, специфичных для данной клетки, следовательно, такая клетка становится более чувствительной к
действию других гормонов и БАВ.
И последнее, на чем мы остановимся во введении: следует понять разницу между метаболическими или клеточными эффектами гормонов и физиологическими
эффектами на уровне целого организма. Физиологический эффект – это то, к чему приводят клеточные эффекты гормонов. Например, альдостерон на уровне клеток
дистальных канальцев нефрона увеличивает транспорт ионов натрия через клетки путем активации натрий/калиевого насоса, а на уровне организма такой усиленный
перенос натрия реализуется в увеличении объема циркулирующей крови, увеличении минутного объема сердца и повышении системного артериального давления.

4.

Механизмы действия гормонов
Гормоны оказывают влияние на клетки-мишени.
Клетки-мишени- это клетки, которые специфически взаимодействуют с гормонами с помощью специальных белков-рецепторов. Эти белки-рецепторы
располагаются на наружной мембране клетки, или в цитоплазме, или на ядерной мембране и на других органеллах клетки.
Биохимические механизмы передачи сигнала от гормона в клетку-мишень.
Любой белок-рецептор состоит, минимум из двух доменов (участков), которые обеспечивают выполнение двух функций:
1.узнавание гормона;
2.преобразование и передачу полученного сигнала в клетку.
Каким образом белок-рецептор узнает ту молекулу гормона, с которой он может взаимодействовать?
Один из доменов белка-рецептора имеет в своем составе участок, комплементарный какой-то части сигнальной молекулы. Процесс связывания рецептора с
сигнальной молекулой похож на процесс образования фермент-субстратного комплекса и может определяется величиной константы сродства.
Большинство рецепторов изучены недостаточно, потому что их выделение и очистка очень сложные, а содержание каждого вида рецепторов в клетках очень
низкое. Но известно, что гормоны взаимодействуют со своими рецепторами физико-химическим путем. Между молекулой гормона и рецептором
формируются электростатические и гидрофобные взаимодействия. При связывании рецептора с гормоном происходят конформационные изменения белкарецептора и комплекс сигнальной молекулы с белком-рецептором активируется. В активном состоянии он может вызывать специфические внутриклеточные
реакции в ответ на принятый сигнал. Если нарушен синтез или способность белков-рецепторов связываться с сигнальными молекулами, возникают
заболевания - эндокринные нарушения.
Есть три типа таких заболеваний.
1.Связанные с недостаточностью синтеза белков-рецепторов.
2.Связанные с изменением структуры рецептора - генетических дефекты.
3.Связанные с блокированием белков-рецепторов антителами.

5.

Механизмы действия гормонов на клетки-мишени. В зависимости от строения гормона существуют два типа взаимодействия. Если молекула гормона
липофильна, (например, стероидные гормоны), то она может проникать через липидный слой наружной мембраны клеток-мишеней. Если молекула имеет
большие размеры или является полярной, то ее проникновение внутрь клетки невозможно. Поэтому для липофильных гормонов рецепторы находятся
внутри клеток-мишеней, а для гидрофильных - рецепторы находятся в наружной мембране.
Для получения клеточного ответа на гормональный сигнал в случае гидрофильных молекул действует внутриклеточный механизм передачи сигнала. Это
происходит с участием веществ, которых называют вторыми посредниками. Молекулы гормонов очень разнообразны по форме, а "вторые посредники" - нет.
Надежность передачи сигнала обеспечивает очень высокое сродство гормона к своему белку-рецептору.
Что такое посредники, которые участвуют во внутриклеточной передаче гуморальных сигналов?
Это циклические нуклеотиды (цАМФ и цГМФ), инозитолтрифосфат, кальций-связывающий белок - кальмодулин, ионы кальция, ферменты, участвующие в
синтезе циклических нуклеотидов, а также протеинкиназы - ферменты фосфорилирования белков. Все эти вещества участвуют в регуляции активности
отдельных ферментных систем в клетках-мишенях.
Разберем более подробно механизмы действия гормонов и внутриклеточных посредников.
Существует два главных способа передачи сигнала в клетки-мишени от сигнальных молекул с мембранным механизмом действия:
1.аденилатциклазная (или гуанилатциклазная) системы;
2.фосфоинозитидный механизм.

6. Биологическая роль гормонов

Гормоны контролируют основные процессы жизнедеятельности организма на всех этапах его развития с момента зарождения. Они влияют на все виды
обмена веществ в организме, активность генов, рост и дифференцировку тканей, формирование пола и размножение, адаптацию к меняющимся условиям
среды, поддержание постоянства внутренней среды организма (гомеостаз), поведение и многие другие процессы. Совокупность регулирующего воздействия
различных гормонов на функции организма называется гормональной регуляцией (см. также Гуморальная регуляция).
У млекопитающих гормоны, как и выделяющие их железы внутренней секреции (эндокринные железы), составляют единую эндокринную систему. Она
построена по иерархическому принципу и в целом контролируется нервной системой. Роль связующего звена между нервной и эндокринной системами
выполняет гипоталамус, выделяющий нейрогормоны (рилизинг-факторы). Они регулируют (усиливают или тормозят) выделение
гормонов гипофизом (тропных гормонов), которые в свою очередь контролируют образование гормонов периферическими железами. Например,
тиреотропинрилизинг-фактор гипоталамуса стимулирует выделение тиреотропного гормона гипофизом, а он — выделение тиреоидных гормонов клетками
щитовидной железы. Избыточное содержание какого-либо гормона в крови сопровождается остановкой его образования соответствующей железой, а
недостаточное количество — усилением его выделения (механизм обратной связи).
Избыточное образование или недостаток того или иного гормона в организме человека приводит к эндокринным заболеваниям. Например, следствием
недостатка гормонов щитовидной железы в организме являются кретинизм, микседема, а их избытка — базедова болезнь и тиреотоксикоз; нарушение
функций поджелудочной железы может сопровождаться дефицитом гормона инсулина и, как следствие, сахарным диабетом.

7. Классификация гормонов по месту секреции

Такие вещества, как гормоны, помимо классификации по химическим признакам, можно также разделить по месту их секреции. Одни из них образуются в
центральной нервной системе, а другие – в периферических тканях. Именно от места образования зависит способ секреции гормонов и их выделения, а
этим, в свою очередь, обусловлены особенности, присущие их эффектам. По месту образования гормоны можно классифицировать следующим образом:
Гипофизарные. К ним относятся окситоцин, вазопрессин, тропные гормоны.
Гипоталамические гормоны, к которым относятся рилизинг-факторы.
Щитовидные гормоны. В эту группу входят тетрайодтиронин, кальцитонин, трийодтиронин.
Паращитовидные. К ним относится паратиреоидный гормон.
Половые гормоны – андрогены и эстрогены.
Надпочечниковые гормоны. Эта группа представлена наиболее обширным списком – адреналин, альдостерон, норадреналин, кортизол, некоторые
андрогены.
Поджелудочные гормоны. В их числе инсулин и глюкагон.
Гормоны APUD. В эту группу входят гастрин, мотилин и другие.
Тканевые гормоны – простагландины, лейкотриены.
Например, гормоны APUD синтезируются самой крупной группой эндокринных желез, которые расположены в верхнем отделе кишечника, в поджелудочной
железе, в печени. Основная их цель – процесс регуляции секреции желез, относящихся к экзокринным пищеварительным, а также регуляция моторики
кишечника. Классификация гормонов по химическому строению по месту секреции рассмотрены. Далее приведем их виды по типу оказываемого эффекта.