Гормоны гормон белковой природы

Гормоны

Дается определение и классификация гормонов (стероидные, белково-пептидные и производные аминокислот). Описываются функции и механизм действия гормонов. Систематизируются факторы, определяющие результат действия гормонов, а также особенности процесса их секреции.

Гормоны

Определение

Гормоны – (др.-греч. ὁρμάω — двигаю, побуждаю) – высокоактивные вещества органической природы, которые вырабатывают в специализированных клетках желёз внутренней секреции.

Гормоны поступают в кровь, связываются с рецепторами клеток-мишеней или органов-мишеней и оказывают регулирующее влияние на обмен веществ в организме и физиологические функции.

Классификация гормонов

По химической структуре гормоны делятся на три типа:

  • стероидные, ;
  • производные аминокислот.

Химическая структура стероидных гормонов напоминает структуру холестерина и большинство этих гормонов являются его производными. Они являются жирорастворимыми, поэтому легко проникают через клеточные мембраны. Рецепторы стероидных гормонов расположены внутри клетки.

Белково-пептидные гормоны синтезируются из аминокислот и могут быть пептидами (от 2 до 50 аминокислот) и полипептидами – белками со сложной пространственной структурой.

О взаимосвязи гормонов и мышечной массы можно прочесть в моей книге «Гормоны и гипертрофия скелетных мышц человека»

Гормоны – производные аминокислот, синтезируются из аминокислоты тирозина.

Белково-пептидные гормоны и гормоны – производные аминокислот не являются жирорастворимыми, поэтому они не могут легко пересекать клеточные оболочки. Рецепторы этих гормонов расположены на поверхности клетки.

Другая классификация основана на влиянии гормонов на процессы синтеза (анаболические гормоны) или распада (катаболические гормоны).

К анаболическим гормонам относят: гормон роста, тестостерон, эстрогены, инсулин, а также ИФР-1. Также анаболическими гормонами являются производные тестостерона: андрогенные анаболические стероиды.

Основным катаболическим гормоном является кортизол.

Функции гормонов:

  • Изменение обмена веществ в тканях (метаболическое действие).
  • Активация генетического аппарата, регулирующего рост и формообразование различных органов тела.
  • Запуск различных функций (например, выделение из печени глюкозы в кровь при работе).
  • Модуляция текущей активности органов (например, изменение частоты сердцебиений при эмоциональных состояниях организма).

Механизм действия гормонов

Гормоны в небольших количествах поступают в кровь и после переноса кровью оказывают регулирующее влияние на метаболизм и физиологические функции органов-мишеней. В клетках органов-мишеней, имеются особые белки, которые называются рецепторами гормонов. Эти белки находятся или внутри клеток органа-мишени (если химическая природа гормона стероид) или встраиваются во внешнюю мембрану клеток органа-мишени (если химическая природа гормона белок или производные аминокислот). Рецепторы гормонов способны связываться только с определенными гормонами, поэтому органы-мишени избирательно извлекают из протекающей крови только те гормоны, которые необходимы данному органу для регуляции в нем обмена веществ.

Факторы, определяющие результат действия гормона

На результат действия гормона влияют: концентрация гормона в крови; свободное или связанное с транспортным белком состояние гормона; состояние ткани-мишени; количество активных рецепторов.

Источник

ГОРМО́НЫ

ГОРМО́НЫ жи­вот­ных (от греч. ὁρμάω – при­во­дить в дви­же­ние, по­бу­ж­дать), груп­па био­ло­ги­че­ски ак­тив­ных ве­ществ, ко­то­рые сек­ре­ти­ру­ют­ся спе­циа­ли­зи­р. ор­га­на­ми (же­ле­за­ми внутр. сек­ре­ции), ско­п­ле­ния­ми спе­циа­ли­зи­р. кле­ток или отд. клет­ка­ми. Уча­ст­ву­ют в ре­гу­ля­ции ме­та­бо­лич. ак­тив­но­сти кле­ток и ко­ор­ди­на­ции функ­ций разл. ор­га­нов и тка­ней. Мно­гие Г., в т. ч. вы­де­ляе­мые же­ле­за­ми, по­сту­па­ют в кровь и дей­ст­ву­ют на дру­гие ор­га­ны и тка­ни, рас­по­ло­жен­ные на зна­чит. рас­стоя­нии от мес­та их син­те­за. Не­ко­то­рые Г. спо­соб­ны про­яв­лять ме­ст­ное дей­ст­вие и вли­ять на со­стоя­ние близ­ле­жа­щих кле­ток (па­ра­крин­ный эф­фект), а так­же на клет­ки, в ко­то­рых они об­ра­зу­ют­ся (ау­то­к­рин­ный эф­фект). В этом слу­чае их час­то на­зы­ва­ют гор­мо­нои­да­ми, тка­не­вы­ми Г., или па­ра­гор­мо­на­ми. К их чис­лу, напр., от­но­сят­ся гис­та­мин и се­ро­то­нин, бра­ди­ки­нин, про­стаг­лан­ди­ны и мн. дру­гие Г. Фи­зио­ло­ги­че­ски ак­тив­ные ве­ще­ст­ва, вы­ра­ба­ты­вае­мые клет­ка­ми нерв­ной тка­ни, на­зы­ва­ют ней­ро­гор­мо­на­ми. В ря­де слу­ча­ев од­ни и те же ве­ще­ст­ва мо­гут вы­пол­нять функ­цию и Г., и ме­диа­то­ров (напр., до­фа­мин, се­ро­то­нин и не­ко­то­рые пеп­тид­ные Г.).

Основные гормоны человека и их физиологический эффект
Химическая природа Гормон Место образования (железа) Физиологический эффект
Пептиды и белки Рилизинг-гормоны
(либерины)
Гипоталамус Регулируют секрецию гормонов аденогипофиза
Статины Ингибируют образование тропных гормонов гипофиза
Вазопрессин Образуются в гипоталамусе, выделяются задней долей гипофиза Облегчает обратное всасывание воды в почках; повышает кровяное давление
Окситоцин Стимулирует сокращение матки, изгнание плода при родах
Кортикотропин
(адренокортикотропный
гормон)
Гипофиз (передняя доля) Стимулирует синтез и секрецию гормонов коры надпочечников
Фоллитропин
(фолликулостимулирующий
гормон)
Стимулирует рост фолликулов в яичнике женщины, образование спермы у мужчин
Лютропин
(лютеинизирующий гормон)
У женщин стимулирует развитие жёлтого тела после овуляции и образование в нём прогестерона; у мужчин вызывает секрецию андрогенов
Пролактин
(лактогенный гормон)
Стимулирует развитие молочных желёз и продукцию молока после родов
Тиреотропин (тиреотропный гормон) Способствует образованию и секреции тиреоидных гормонов щитовидной железой
Соматотропин (гормон роста) Ускоряет рост тела благодаря интенсификации процесса синтеза белка; влияет на обмен углеводов и жиров
Липотропин (липотропный гормон) Регулирует жировой обмен
Меланотропины Гипофиз
(промежуточная доля)
Стимулируют синтез меланинов, увеличение размеров и количества пигментных клеток в кожных покровах
Паратгормон
(паратиреоидный гормон, паратирин)
Паращитовидные железы Один из основных регуляторов обмена фосфора и кальция
Кальцитонин Щитовидная железа Регулирует обмен фосфора и кальция, влияя гл. обр. на костную ткань
Инсулин Поджелудочная железа (при высоком содержании глюкозы в крови) Важнейший регулятор углеводного обмена; способствует превращению глюкозы в гликоген печени и мышц; влияет на синтез белков и жиров; ускоряет проникновение глюкозы в клетки, снижая тем самым её концентрацию в крови
Глюкагон Поджелудочная железа (при низком содержании глюкозы в крови) Способствует распаду гликогена печени до глюкозы и превращению аминокислот и жирных кислот в глюкозу
Гастрин Желудок Стимулирует секрецию желудочного сока
Холецистокинин Тонкий кишечник (верхний отдел) Усиливает секрецию пищеварительных ферментов и сокращение жёлчного пузыря
Секретин Усиливает секрецию сока поджелудочной железой
Производные
аминокислот
Тиреоидные гормоны (тироксин, трииодтиронин) Щитовидная железа Ускоряют обмен веществ и потребление кислорода в тканях
Адреналин
(эпинефрин)
Надпочечники (мозговое вещество) Повышает частоту и силу сердечных сокращений и артериальное давление, стимулирует распад гликогена в печени и поступление глюкозы в кровь; повышает интенсивность гликолиза в скелетных мышцах; способствует распаду жиров; уменьшает перистальтику желудка и кишечника
Норадреналин
(норэпинефрин)
Повышает тонус артериол и артериальное давление
Стероиды Минералокортикоиды
(альдостерон)
Кора надпочечников Поддерживают водно-солевой баланс
Глюкокортикоиды (кортизол, кортикостерон) Мощные регуляторы углеводного и белкового обмена, повышают устойчивость организма к различным воздействиям
Андрогены
(тестостерон)
Семенники
(в небольших количествах надпочечники и яичники)
Стимулируют рост и созревание организма, развитие вторичных половых признаков; поддерживают функционирование половой системы
Эстрогены (эстрадиол, эстрон) Яичники
(в небольших количествах надпочечники и семенники)
Стимулируют рост и созревание организма, женский половой цикл, развитие протоков молочной железы
Прогестерон Яичники, плацента Подготавливает стенки матки к имплантации оплодотворённого яйца; обеспечивает нормальное протекание беременности, родов и лактации у млекопитающих; участвует в половых циклах

Г. ха­рак­те­ри­зу­ют­ся вы­со­кой био­ло­гич. ак­тив­но­стью (дей­ст­ву­ют в очень низ­ких кон­цен­тра­ци­ях – 10 –6 –10 –12 моль/дм 3 ) и спе­ци­фич­но­стью (да­же очень близ­кие по хи­мич. струк­ту­ре Г. час­то про­яв­ля­ют раз­ные био­ло­гич. эф­фек­ты). Под кон­тро­лем Г. про­те­ка­ют все эта­пы раз­ви­тия жи­вот­ных, все осн. про­цес­сы жиз­недея­тель­но­сти; они обес­пе­чи­ва­ют нор­маль­ный рост ор­га­нов и тка­ней, фор­ми­ро­ва­ние кле­точ­но­го фе­но­ти­па и диф­фе­рен­ци­ров­ку тка­ней, фор­ми­ро­ва­ние по­ла и раз­мно­же­ние, адап­та­цию к ме­няю­щим­ся ус­ло­ви­ям внеш­ней сре­ды, по­ве­ден­че­ские ре­ак­ции, а так­же под­дер­жа­ние внутр. сре­ды ор­га­низ­ма (го­мео­ста­за). Со­во­куп­ность ре­гу­ли­рую­ще­го воз­дей­ст­вия раз­ных Г. на функ­ции ор­га­низ­ма на­зы­ва­ет­ся гор­мо­наль­ной ре­гу­ля­ци­ей. Не­ко­то­рые Г. по-раз­но­му воз­дей­ст­ву­ют на разл. тка­ни. У по­зво­ноч­ных, напр., ин­су­лин по­вы­ша­ет по­треб­ле­ние глю­ко­зы и её окис­ле­ние в мы­шеч­ных клет­ках, ли­по­ге­нез – в жи­ро­вой тка­ни, транс­порт ами­но­кис­лот – в клет­ках пе­че­ни и лим­фо­ци­тах, син­тез бел­ка – в пе­че­ни и мыш­цах и т. д. К кон. 1980-х гг. в нау­ке сфор­ми­ро­ва­лось убе­ж­де­ние, что у вы­со­ко­раз­ви­тых жи­вот­ных и че­ло­ве­ка же­ле­зы внутр. сек­ре­ции и син­те­зи­руе­мые ими Г. об­ра­зу­ют еди­ную эн­док­рин­ную сис­те­му; об­щий кон­троль над пе­ри­фе­ри­че­ски­ми же­ле­за­ми осу­ще­ст­в­ля­ет ги­по­та­ла­мус, ко­то­рый по­лу­ча­ет ин­фор­ма­цию из раз­ных от­де­лов го­лов­но­го моз­га и из омы­ваю­щей его кро­ви. Об­ра­зуе­мые в нём ри­лизинг-гор­мо­ны и ста­ти­ны вы­пол­ня­ют роль свя­зую­ще­го зве­на ме­ж­ду нерв­ной и эн­док­рин­ной сис­те­ма­ми. Они ре­гу­ли­ру­ют (уси­ли­ва­ют или тор­мо­зят) вы­де­ле­ние ги­по­фи­зом троп­ных Г., ко­то­рые, в свою оче­редь, сти­му­ли­ру­ют вы­де­ле­ние пе­ри­фе­рич. же­ле­за­ми (щи­то­вид­ной же­ле­зой, ко­рой над­по­чеч­ни­ков, по­ло­вы­ми же­ле­за­ми) Г., ока­зы­ваю­щих не­по­сред­ст­вен­ное ре­гу­ли­рую­щее влия­ние на разл. ор­га­ны и тка­ни. Все уров­ни этой сис­те­мы свя­за­ны ме­ж­ду со­бой ме­ха­низ­ма­ми об­рат­ной свя­зи: из­бы­ток Г. в кро­ви при­во­дит к при­ос­та­нов­ке его вы­де­ле­ния же­ле­зой, а де­фи­цит – к сти­му­ля­ции вы­де­ле­ния. Кро­ме то­го, важ­ную роль в ре­гу­ля­ции иг­ра­ют ме­диа­то­ры сим­па­тич. и па­ра­сим­па­тич. нерв­ных во­ло­кон (напр., в слу­чае стрес­са в от­вет на нерв­ные им­пуль­сы моз­го­вое ве­ще­ст­во над­по­чеч­ни­ков уве­ли­чи­ва­ет сек­ре­цию ад­ре­на­ли­на и но­рад­ре­на­ли­на). Вы­де­ле­ние ря­да Г. мо­жет ре­гу­ли­ро­вать­ся со­от­но­ше­ни­ем гор­мо­нов-ан­та­го­ни­стов (напр., ин­су­лин – глю­ка­гон), а так­же со­дер­жа­ни­ем в кро­ви спе­ци­фич. ме­та­бо­ли­тов (напр., из­бы­ток глю­ко­зы сти­му­ли­ру­ет сек­ре­цию под­же­лу­доч­ной же­ле­зой ин­су­ли­на). Не­ко­то­рые, вы­ра­ба­ты­вае­мые в ги­по­та­ла­му­се (ва­зо­прес­син и ок­си­то­цин) и ги­по­фи­зе (со­ма­то­тро­пин и про­лак­тин) пеп­тид­ные Г. про­яв­ля­ют дей­ст­вие на пе­ри­фе­рии и воз­дей­ст­ву­ют не­по­сред­ст­вен­но на ор­га­ны- и тка­ни-ми­ше­ни.

Пер­во­на­чаль­но по­ла­га­ли, что Г. вы­де­ля­ют­ся толь­ко же­ле­за­ми внутр. сек­ре­ции. Од­на­ко в кон. 20 в. бы­ли от­кры­ты Г., ко­то­рые сек­ре­ти­ру­ют­ся в кровь др. ор­га­на­ми и тка­ня­ми. Напр., ин­су­ли­но­по­доб­ные рос­то­вые фак­то­ры (ИРФ) вы­ра­ба­ты­ва­ют­ся пе­че­нью и др. ор­га­на­ми; они сход­ны по хи­мич. струк­ту­ре и ме­ха­низ­му дей­ст­вия с ин­су­ли­ном, но вы­пол­ня­ют др. фи­зио­ло­гич. функ­ции, ко­то­рые кон­тро­ли­ру­ют­ся со­ма­то­тро­пи­ном. Разл. ор­га­ны сек­ре­ти­ру­ют в кровь ряд эпи­дер­маль­ных рос­то­вых фак­то­ров (ус­ко­ря­ют за­жив­ле­ние ран, рост мышц и кро­ве­нос­ных со­су­дов и т. д.), про­ду­ци­ру­ют фак­тор рос­та эн­до­те­лия со­су­дов, спо­соб­ст­вую­щий рос­ту и фор­ми­ро­ва­нию кро­ве­нос­ных со­су­дов. Клет­ки сер­деч­но-со­су­ди­стой сис­те­мы вы­де­ля­ют на­трий-уре­ти­че­ские Г., ко­то­рые уси­ли­ва­ют вы­ве­де­ние ио­нов на­трия из ор­га­низ­ма, вы­зы­ва­ют рас­ши­ре­ние со­су­дов, уча­ст­ву­ют в ре­гу­ля­ции рос­та ко­ст­ной тка­ни, кон­тро­ли­ру­ют др. функ­ции. В сер­деч­ной мыш­це в зна­чит. ко­ли­че­ст­вах вы­ра­ба­ты­ва­ет­ся ад­ре­но­ме­дул­лин, а так­же бе­лок, сход­ный с па­ра­тгор­мо­ном. Оба эти Г., как и на­трий-уре­ти­че­ские Г., ин­ду­ци­ру­ют рас­ши­ре­ние со­су­дов, и с их по­мо­щью серд­це ре­гу­ли­ру­ет кро­вяное дав­ле­ние, а на­ру­ше­ние функ­ции этих Г. вы­зы­ва­ет раз­ви­тие зло­ка­че­ст­вен­ной ги­пер­то­нии в со­че­та­нии с разл. фор­ма­ми по­ро­ков серд­ца. В стен­ках кро­ве­нос­ных со­су­дов об­ра­зу­ют­ся три ти­па эн­до­те­ли­нов (один из них су­жа­ет кро­ве­нос­ные со­су­ды, два дру­гих об­ла­да­ют про­ти­во­по­лож­ным дей­ст­ви­ем). Син­те­зи­руе­мые в жи­ро­вой тка­ни леп­тин и ади­по­нек­тин ак­ти­ви­ру­ют ли­пид­ный об­мен, сти­му­ли­ру­ют окис­ле­ние жи­ров, уча­ст­ву­ют в ре­гу­ля­ции им­мун­ной сис­те­мы, вы­пол­ня­ют др. функ­ции. Ади­по­нек­тин про­яв­ля­ет так­же ги­по­тен­зив­ное дей­ст­вие, пре­пят­ст­ву­ет об­ра­зо­ва­нию скле­ро­ти­че­ских бля­шек и раз­ви­тию ате­ро­скле­ро­за. Мно­гие Г. вы­де­ля­ют­ся клет­ка­ми же­лу­доч­но-ки­шеч­но­го трак­та (см. Га­стро­ин­те­сти­наль­ные гор­мо­ны). Опи­са­на груп­па ядер­ных ре­цеп­то­ров, взаи­мо­дей­ст­вую­щих с про­стаг­лан­ди­на­ми и не­на­сы­щен­ны­ми жир­ны­ми ки­сло­та­ми; это сви­де­тель­ст­ву­ет о том, что гор­мо­наль­ны­ми свой­ст­ва­ми об­ла­да­ют так­же по­сту­паю­щие в ор­га­низм с пи­щей не­на­сы­щен­ные жир­ные ки­сло­ты (олеи­но­вая, ли­но­ле­но­вая, ара­хи­до­но­вая и др.). К «пи­ще­вым гор­мо­нам» от­но­сит­ся так­же ви­та­мин D, уча­ст­вую­щий в ре­гу­ля­ции ми­нер. об­ме­на.

По хи­мич. при­ро­де Г. по­зво­ноч­ных жи­вот­ных, в т. ч. че­ло­ве­ка, де­лят на три осн. груп­пы: 1) пеп­тид­ные и бел­ко­вые, сре­ди ко­то­рых встре­ча­ют­ся как про­стые (ин­су­лин, со­ма­то­тро­пин, про­лак­тин и др.), так и слож­ные (гли­ко­про­теи­ны – ти­рео­троп­ный гор­мон, лю­тро­пин и фол­ли­тро­пин) бел­ки; 2) про­из­вод­ные ами­но­кис­лот (ад­ре­на­лин, нор­ад­ре­на­лин, ти­рео­ид­ные Г.– ти­рок­син, трии­од­ти­ро­нин); 3) сте­ро­ид­ные (по­ло­вые Г. и кор­ти­ко­сте­рои­ды).

Г. дей­ст­ву­ют как сиг­наль­ные ве­ще­ст­ва, пе­ре­но­ся­щие со­от­вет­ст­вую­щую ин­фор­ма­цию (сиг­нал) в клет­ки-ми­ше­ни. Их дей­ст­вие реа­ли­зу­ет­ся че­рез свя­зы­вание со спе­ци­фи­че­ски­ми для дан­но­го Г. ре­цеп­тор­ны­ми бел­ка­ми, рас­по­ло­жен­ны­ми на по­верх­но­сти или внут­ри кле­ток-ми­ше­ней. Бел­ко­вые и пеп­тид­ные Г., ад­ре­на­лин и но­рад­ре­на­лин взаи­мо­дей­ст­ву­ют с ре­цеп­то­ра­ми, встро­ен­ны­ми в кле­точ­ные мем­бра­ны. При этом сна­ча­ла про­ис­хо­дит вы­сво­бо­ж­де­ние внутрь клет­ки т. н. вто­рич­ных по­сред­ни­ков (мес­сенд­же­ров), в ро­ли ко­то­рых мо­гут вы­сту­пать цик­лич. $3′$-, $5′$-аде­но­зин­мо­но­фос­фат (цАМФ), цик­лич. $3′$-, $5′$-гуа­но­зин­мо­но­фос­фат (цГМФ) и фос­фои­но­зи­ти­ды. Они за­пус­ка­ют внут­ри­кле­точ­ный кас­кад­ный ме­ха­низм – цепь фер­мен­та­тив­ных ре­ак­ций, уси­ли­ваю­щих ис­ход­ный сиг­нал пу­тём ре­гу­ля­ции ак­тив­но­сти фер­мен­тов, фос­фо­ри­ли­рую­щих разл. бел­ки (ча­ще все­го др. фер­мен­ты). Напр., взаи­мо­дей­ст­вие ад­ре­на­ли­на со сво­им ре­цеп­то­ром со­про­во­ж­да­ет­ся по­вы­ше­ни­ем уров­ня цАМФ и при­во­дит к ак­ти­ва­ции внутри­кле­точ­ной цАМФ-за­ви­си­мой про­те­ин­ки­на­зы; по­след­няя фос­фо­ри­ли­ру­ет (ак­ти­ви­ру­ет) фер­мент ки­на­зу, а та, в свою оче­редь – ещё один фер­мент, фос­фо­ри­ла­зу, обес­пе­чи­ваю­щую рас­пад (фос­фо­ро­лиз) гли­ко­ге­на с об­ра­зо­ва­ни­ем глю­ко­зо-$1$-фос­фа­та. По ана­ло­гич­но­му ме­ха­низ­му дей­ст­ву­ют ва­зо­прес­син, ти­рео­тро­пин, глю­ка­гон, лю­тро­пин, фол­ли­тро­пин и мн. дру­гие (см. Цик­ли­че­ские нук­лео­ти­ды). Сте­ро­ид­ные Г. и про­из­вод­ные ти­ро­зи­на – ти­рео­ид­ные Г., бу­ду­чи ли­по­филь­ны­ми со­еди­не­ния­ми, сво­бод­но про­хо­дят че­рез кле­точ­ную мем­бра­ну и свя­зы­ва­ют­ся с ре­цеп­то­ра­ми, на­хо­дя­щи­ми­ся в ци­то­плаз­ме или яд­ре кле­ток. Об­ра­зо­вав­шие­ся ком­плек­сы гор­мо­нов с ре­цеп­то­ра­ми взаи­мо­дей­ст­ву­ют с ре­гу­ля­тор­ны­ми уча­ст­ка­ми ге­нов и тор­мо­зят или ак­ти­ви­ру­ют их экс­прес­сию.

Не­дос­та­точ­ное или из­бы­точ­ное вы­де­ле­ние Г. при­во­дит к эн­док­рин­ным за­бо­ле­ва­ни­ям. С на­ру­ше­ния­ми гор­мо­наль­ной ре­гу­ля­ции во мно­гом свя­за­ны про­цес­сы ста­ре­ния, раз­ви­тие сер­деч­но-со­су­ди­стых и др. бо­лез­ней. Сни­же­ние сек­ре­ции ин­су­ли­на, напр., вы­зы­ва­ет са­хар­ный диа­бет, умень­ше­ние сек­ре­ции ти­рео­ид­ных гор­мо­нов – ад­ди­со­но­ву бо­лезнь, сни­же­ние про­дук­ции гор­мо­на рос­та – на­низм, а из­бы­точ­ная сек­ре­ция гор­мо­на рос­та в ран­нем воз­рас­те при­во­дит к ги­ган­тиз­му, у взрос­лых лю­дей – к ак­ро­ме­га­лии. Нау­ка о Г. – эн­док­ри­но­ло­гия. О гор­мо­нах рас­те­ний см. Фи­то­гор­мо­ны.

Источник

Гормоны гормон белковой природы

Глава VI. БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫЕ ВЕЩЕСТВА

§ 17. ГОРМОНЫ

Общие представления о гормонах

Слово гормон происходит от греч. гормао — возбуждать.

Гормоны – это органические вещества, выделяемые железами внутренней секреции в небольших количествах, транспортируемые кровью к клеткам-мишеням других органов, где они проявляют специфическую биохимическую или физиологическую реакцию. Некоторые гормоны синтезируются не только в эндокринных железах, но и клетками других тканей.

Для гормонов характерны следующие свойства:

a) гормоны секретируются живыми клетками;

b) секреция гормонов осуществляется без нарушения целостности клетки, они поступают непосредственно в кровяное русло;

c) образуются в очень малых количествах, их концентрация в крови составляет 10 -6 – 10 -12 моль/л, при стимуляции секреции кокого-либо гормона его концентрация может возрасти на несколько порядков;

d) гормоны обладают высокой биологической активностью;

e) каждый гормон действует на определенные клетки-мишени;

f) гормоны связываются со специфическими рецепторами, образуя гормон-рецепторный комплекс, который определяет биологический ответ;

g) гормоны имеют небольшой период полужизни, обычно несколько минут и не более одного часа.

Гормоны по химическому строению делятся на три группы: белковые и пептидные гормоны, стероидные гормоны и гормоны, являющиеся производными аминокислот.

Пептидные гормоны представлены пептидами с небольшим числом аминокислотных остатков. Белки-гормоны содержат до 200 аминокислотных остатков. К их числу относятся гормоны поджелудочной железы инсулин и глюкагон, гормон роста и др. Большинство белковых гормонов синтезируются в виде предшественников – прогормонов, не обладающих биологической активностью. В частности, инсулин синтезируется в виде неактивного предшественника препроинсулина, который в результате отщепления 23 аминокислотных остатков со стороны N-конца превращается в проинсулин и при удалении еще 34 аминокислотных остатков – в инсулин (рис. 58).

Рис. 58. Образование инсулина из предшественника.

К производным аминокислот относятся гормоны адреналин, норадреналин, тироксин, трииодтиронин. К стероидным принадлежат гормоны коры надпочечников и половые гормоны (рис. 3).

Регуляция секреции гормонов

Верхнюю ступень в регуляции секреции гормонов занимает гипоталамус – специализированная область мозга (рис. 59). Этот орган получает сигналы из центральной нервной системы. В ответ на эти сигналы гипоталамус выделяет ряд регуляторных гипоталамических гормонов. Их называют рилизинг-факторы. Это пептидные гормоны, состоящие из 3 – 15 аминокислотных остатков. Рилизинг-факторы поступают в переднюю долю гипофиза – аденогипофиз, расположенный непосредственно под гипоталамусом. Каждый гипоталамический гормон регулирует секрецию какого-либо одного гормона аденогипофиза. Одни рилизинг-факторы стимулируют секрецию гормонов, их называют либеринами, другие, наоборот, тормозят, это – статины. В случае стимуляции гипофизом в кровь выделяются так называемые тропные гормоны, стимулирующие деятельность других желез внутренней секреции. Те в свою очередь начинают выделять собственные специфические гормоны, которые воздействуют на соответствующие клетки-мишени. Последние в соответствии с полученным сигналом вносят коррективы в свою деятельность. Надо отметить, что циркулирующие в крови гормоны в свою очередь тормозят деятельность гипоталамуса, аденогипофиза и желез, в которых они образовались. Такой способ регуляции носит название регуляции по принципу обратной связи.

Рис. 59. Регуляция секреции гормонов

Интересно знать! Гипоталамические гормоны, по сравнению с другими гормонами, выделяются в наименьших количествах. Например, для получения 1 мг тиролиберина (стимулирующего деятельность щитовидной железы) потребовалось 4 т ткани гипоталамуса.

Механизм действия гормонов

Гормоны отличаются по своему быстродействию. Одни гормоны вызывают быстрый биохимический или физиологический ответ. Например, печень начинает выделять глюкозу в кровь после появления адреналина в кровяном русле уже через несколько секунд. Ответ же на действие стероидных гормонов своего максимума достигает через несколько часов и даже дней. Столь значительные различия в скорости ответа на введение гормона связаны с различным механизмом их действия. Действие стероидных гормонов направлено на регуляцию транскрипции. Стероидные гормоны легко проникают через клеточную мембрану в цитоплазму клетки. Там они связываются со специфическим рецептором, образуя гормон-рецепторный комплекс. Последний, попадая в ядро, взаимодействует с ДНК и активирует синтез иРНК, которая далее транспортируется в цитоплазму и инициирует синтез белка (рис. 60.). Синтезированный белок определяет биологический ответ. Аналогичным механизмом действия обладает и гормон щитовидной железы тироксин.

Действие пептидных, белковых гормонов и адреналина направлено не на активацию синтеза белка, а на регуляцию активности ферментов или других белков. Эти гормоны взаимодействуют с рецепторами, находящимися на поверхности клеточной мембраны. Образовавшийся гормон-рецепторный комплекс запускает серию химических реакций. В результате происходит фосфорилирование некорых ферментов и белков, вследствие которого изменяется их активность. В итоге наблюдается биологический ответ (рис. 61).

Рис. 60. Механизм действия стероидных гормонов

Рис. 61. Механизм действия пептидных гормонов

Гормоны – производные аминокислот

Как отмечалось выше, к гормонам, являющимся производными аминокислот, относятся гормоны мозгового слоя надпочечников (адреналин и норадреналин) и гормоны щитовидной железы (тироксин и трииодтиронин) (рис. 62). Все эти гормоны являются производными тирозина.

Рис. 62. Гормоны – производные аминокислот

Органами–мишенями адреналина являются печень, скелетные мышцы, сердце и сердечно-сосудистая система. Близок по структуре к адреналину и другой гормон мозгового слоя надпочечников – норадреналин. Адреналин ускоряет ритм сердца, повышает кровяное давление, стимулирует расщепление гликогена печени и увеличивает содержание глюкозы в крови, обеспечивая, таким образом, мышцы топливом. Действие адреналина направлено на то, чтобы подготовить организм к экстремальным условиям. В состоянии тревоги концентрация адреналина в крови может увеличиться почти в 1000 раз.

Щитовидная железа, как отмечали выше, секретирует два гормона – тироксин и трииодтиронин, их соответственно обозначают Т4 и Т3. Главным результатом действия этих гормонов является увеличение скорости основного обмена.

При повышенной секреции Т4 и Т3 развивается так называемая Базедова болезнь. В таком состоянии скорость обмена веществ увеличена, пища сгорает быстро. Больные выделяют больше тепла, им свойственна повышенная возбудимость, у них наблюдаются тахикардия, потеря массы тела. Дефицит гормонов щитовидной железы у детей приводит к задержке роста и умственного развития – кретинизму. Недостаточность иода в пище, а иод входит в состав этих гормонов (рис. 62), вызывает увеличение щитовидной железы, развитие эндемического зоба. Добавление иода в пищу приводит к уменьшению зоба. С этой целью в Беларуси в состав пищевой соли вводят иодид калия.

Интересно знать! Если поместить головастиков в воду, не содержащую иод, то их метаморфоз задерживается, они достигают гигантских размеров. Добавление иода в воду приводит к метаморфозу, начинается редукция хвоста, появляются конечности, они превращаются в нормальную взрослую особь.

Пептидные и белковые гормоны

Это наиболее разнообразная группа гормонов. К ним относятся рилизинг-факторы гипоталамуса, тропные гормоны аденогипофиза, гормоны эндокринной ткани поджелудочной железы инсулин и глюкагон, гормон роста и многие другие.

Главной функцией инсулина является поддержание определенного уровня глюкозы в крови. Инсулин способствует поступлению глюкозы в клетки печени и мышц, где она в основном превращается в гликоген. При недостатке выработки инсулина или полном его отсутствии развивается заболевание сахарный диабет. При этом заболевании ткани больного не могут поглощать глюкозу в достаточных количествах, несмотря на ее повышенное содержание в крови. У больных происходит выведение глюкозы с мочой. Это явление получило название «голод среди изобилия».

Глюкагон оказывает противоположное инсулину действие, он повышает содержание глюкозы в крови, способствует распаду гликогена в печени с образованием глюкозы, поступающей затем в кровь. В этом его действие сходно с действием адреналина.

Секретируемый аденогипофизом гормон роста, или соматотропин, ответствен за рост скелета и увеличение массы тела человека и животных. Недостаточность этого гормона приводит к карликовости, избыточная же его секреция выражается в гигантизме, или акромегалии, при которой происходит усиленный рост кистей рук, ступней ног, лицевых костей.

Стероидные гормоны

Как отмечено выше, к стероидным гормонам принадлежат гормоны коры надпочечников и половые гормоны (рис. 3).

В коре надпочечников синтезируются свыше 30 гормонов, их называют также кортикоидами. Кортикоиды делят на три группы. Первая группа – это глюкокортикоиды, они регулируют углеводный обмен, оказывают противовоспалительное и антиаллергическое действие. Вторую группу составляют минералокортикоиды, они поддерживают, главным образом, водно-солевой баланс в организме. К третьей группе относятся кортикоиды, занимающие промежуточное положение между глюкокортикоидами и минералокортикоидами.

Среди половых гормонов различают андрогены (мужские половые гормоны) и эстрогены (женские половые гормоны). Андрогены стимулируют рост и созревание, поддерживают функционирование репродуктивной системы и формирование вторичных половых признаков. Эстрогены регулируют активность женской репродуктивной системы.

Источник



Гормоны гормон белковой природы

Существуют три основных класса гормонов.

1. Белки и полипептиды, включая гормоны, секретируемые передней и задней долями гипофиза, поджелудочной железой (инсулин, глюкагон), околощитовидной железой (паратгормон) и многими другими (для облегчения понимания просим вас изучить таблицу ниже).

2. Стероиды, секретируемые корой надпочечников (кортизол и альдостерон), яичниками (эстрогены, прогестерон), семенниками (тестостерон), плацентой (эстрогены, прогестерон).

3. Производные аминокислоты тирозина, секретируемые щитовидной железой (тироксин, трийодтироксин) и мозговым веществом надпочечников (адреналин и норадреналин). Неизвестны гормоны-полисахариды или гормоны-нуклеиновые кислоты.

Классы и типы гормонов. Синтез гормонов

а) Гормоны полипептидной или белковой природы хранятся в секреторных пузырьках, пока не будут востребованы. Большинство гормонов организма являются белками или полипептидами. Эти гормоны бывают разных размеров: от маленьких полипептидов, содержащих 3 аминокислоты (тироксин-рилизинг фактор), до 200 аминокислот (гормон роста и пролактин). Обычно полипептиды, содержащие от 100 и более аминокислот, называют белками, а включающие менее 100 аминокислот — полипептидами.

Гормоны белковой и полипептидной природы синтезируются в шероховатом эндоплазматическом ретикулуме различных эндокринных клеток, как и прочие белки (для облегчения понимания просим вас изучить рисунок ниже).

Классы и типы гормонов. Синтез гормоновСинтез и секреция пептидных гормонов. Раздражитель, вызывающий продукцию гормона, часто вовлекает в ответную реакцию внутриклеточный кальций или цАМФ

Первоначально они синтезируются в виде крупных полипептидов, не обладающих биологической активностью (прегормоны), затем расщепляются в эндоплазматическом ретикулуме до более мелких прогормонов. Отсюда они транспортируются в аппарат Гольджи, где упаковываются в секреторные пузырьки. В ходе этого процесса ферменты пузырьков расщепляют прогормоны, формируя биологически активные гормоны и неактивные фрагменты. Пузырьки хранятся в цитоплазме, многие из них связаны с мембраной клеток до тех пор, пока не возникнет потребность в гормоне.

Секреция гормонов (как и неактивных фрагментов) осуществляется в том случае, когда секреторные пузырьки растворяются в мембране и содержащиеся в них гормоны попадают в интерстициальное пространство или напрямую в кровоток путем экзоцитоза.

Во многих случаях стимулом для экзоцитоза является увеличение концентрации ионов кальция в цитозоле клетки, вызываемое деполяризацией плазматической мембраны. В других случаях стимуляция поверхностных рецепторов эндокринной клетки приводит к увеличению циклического аденозинмонофосфата и последующей активации протеинкиназ, стимулирующих секрецию гормона. Пептидные гормоны водорастворимы, что позволяет им легко проникать в кровеносную систему, доставляющую их к тканям-мишеням.

б) Стероидные гормоны обычно синтезируются из холестерола и не депонируются. Химическая структура стероидных гормонов подобна холестеролу, в большинстве случаев они из него и синтезируются.

Стероидные гормоны жирорастворимы и состоят из трех циклогексановых и одного циклопентанового колец, объединенных в единую структуру (для облегчения понимания просим вас изучить рисунок ниже).

Классы и типы гормонов. Синтез гормоновХимическая структура различных стероидных гормонов

Обычно очень небольшие количества гормонов хранятся в стероид-продуцирующих эндокринных клетках, имеющих существенные запасы эфиров холестерола в вакуолях цитоплазмы. Но эти эфиры могут быть быстро мобилизованы для синтеза стероидов после стимуляции. Большое количество холестерола поступает в стероид-продуцирующие клетки из плазмы крови, хотя в этих клетках возможен синтез холестерола заново. Стероиды обладают высокой растворимостью в липидах, поэтому они легко диффундируют через мембраны клеток и попадают в интерстициальное пространство, а затем в кровь.

в) Гормоны-амины являются производными тирозина. Две группы гормонов являются производными тирозина: гормоны щитовидной железы и мозгового вещества надпочечников, формирующиеся под действием ферментов в цитоплазме железистых клеток. Тиреоидные гормоны синтезируются и хранятся в щитовидной железе, включаясь в макромолекулы белка тиреоглобулина, который размещается в больших фолликулах щитовидной железы. Секреция гормона осуществляется при условии отщепления аминов от тиреоглобулина, свободные гормоны выделяются в кровоток.

После попадания в кровь большинство гормонов щитовидной железы объединяются с белками плазмы, особенно с тирозин-связывающим глобулином, который медленно отдает гормон тканям-мишеням. Адреналин и норадреналин синтезируются в мозговом веществе надпочечников, которые в норме синтезируют почти в 4 раза больше адреналина, чем норадреналина. Катехоламины заключены в пузырьках, где хранятся до момента секреции. Подобно белковым гормонам, находящимся в секреторных гранулах, катехоламины высвобождаются из мозгового вещества путем экзоцитоза. Попав в кровоток, катехоламины могут присутствовать в плазме в свободном виде либо объединившись с другими веществами.

Редактор: Искандер Милевски. Дата обновления публикации: 18.3.2021

Источник

ГОРМОНЫ

ГОРМОНЫ (греч. hormaino приводить в движение, побуждать) — биологически активные соединения, выделяемые железами внутренней секреции. Это важнейшие биологические регуляторы обмена веществ и функций человека.

Термин «гормоны» впервые введен англ. физиологами Бейлиссом (W. М. Bayliss) и Э. Старлингом в 1902 г. для известного в то время биологически активного соединения секретина. Известно ок. 40 гормонов.

По химической природе Гормоны можно разделить на 3 группы.

1. Стероидные Гормоны, производные холестерина, к ним относят все Гормоны коры надпочечников и половых желез (см. Стероидные гормоны).

2. Полипептидные и белковые Гормоны, к ним относят АКТГ, гормон роста, инсулин, фолликулостимулирующий и др. (см. Белково-пептидные гормоны).

3. Производные аминокислоты тирозина, к ним относят адреналин, норадреналин, тироксин, трийодтиронин.

Гормоны образуются в железах внутренней секреции (см.), поступают непосредственно в кровь и оказывают регулирующее действие на обмен белков, углеводов, жиров и солей. Они быстро разрушаются соответствующими ферментами, но поступление их беспрерывно, что обеспечивает координацию биохимических реакций обмена веществ и поддерживает его на постоянном уровне (см. Гормональная регуляция). Изменения окружающей или внутренней среды сопровождаются изменением скорости выделения Г., что обеспечивает изменение обмена веществ и адаптацию организма к изменившимся условиям (см. Адаптация). Скорость выделения Г. меняется в течение суток. Для многих из них она повышена в утренние часы и снижена в вечерние (суточные ритмы). Изменяется скорость выделения Г. и в различные периоды года: больше Г. выделяется в зимние месяцы и меньше — в летние. Имеются возрастные особенности выделения Г. Сложная перестройка в деятельности эндокринных желез наблюдается и в период беременности.

Выделение Гормонов может измениться в любом возрасте, даже на стадии эмбриогенеза, что приводит к нарушению обмена веществ и развитию патологии. Напр., недостаточное выделение Г. щитовидной железы приводит к кретинизму или микседеме. Избыточное выделение этого Г. ведет к развитию заболевания, известного как зоб диффузный токсический. Недостаточное выделение кортикостероидов (см.) приводит к болезни Аддисона, избыточное выделение его — к гиперкортицизму или болезни Иценко — Кушинга. Сказанное относится к Г. поджелудочной железы — инсулину (см.), избыток и недостаток к-рого сопровождается тяжелыми патологическими процессами (гиперинсулинизм, сахарный диабет).

Действие Г. на обмен веществ осуществляется путем изменения скорости превращения веществ, гл. обр. путем изменения действия биол, катализаторов-ферментов. Это действие Г. связано с реакциями биосинтеза белков ферментов и проявляется как на стадии транскрипции, так и на стадии трансляции. Открытие возможности действия Г. на генетический аппарат и, в частности, на биосинтез специфических РНК привлекает внимание исследователей к Г. как важнейшим биол, регуляторам обмена веществ и важнейших функций организма. Действие Г. может тормозиться различными соединениями, которые иногда называют антигормонами (см.).

Поступление Г. в кровь регулируется несколькими механизмами, в первую очередь нервной системой, к-рая осуществляет контроль секреции гормонов с помощью хим. сигналов из гипоталамуса, именуемых ри лизинг-факторами. Эти вещества стимулируют выделение гипофизарных Г., которые регулируют функцию периферических желез. Напр., тиреотропинрилизинг-фактор стимулирует выделение тиреотропного Г. гипофиза, а этот последний стимулирует выделение Г. щитовидной железой. Второй путь регуляции — механизм обратной связи, сущность к-рого заключается в том, что избыточное содержание Г. в крови приводит к торможению выделения соответствующего Г. железой, а недостаточное количество — к стимуляции его выделения. И третий механизм — ауторегуляция. Напр., избыточное содержание глюкозы в крови приводит к повышению выделения инсулина, обеспечивающего метаболизм глюкозы; недостаточное содержание в организме солей натрия приводит к выделению Г. альдостерона, обеспечивающего задержку солей натрия. Этот механизм широко распространен.

Методы исследования

Биохимические методы — см. в статьях, посвященных отдельным гормонам, напр. Адренокортикотропный гормон, Альдостерон, Глюкокортикоидные гормоны и др.

Радиоиммунологический метод является наиболее точным, а для некоторых Г. единственно возможным способом их количественного определения в биол, жидкостях организма.

В основе метода лежит специфическая иммунол, реакция антиген + антитело (см. Антиген—антитело реакция). Принцип метода заключается в конкурирующей способности Г. биожидкости и аналогичного меченого Г. вступать в соединение с ограниченным количеством антител в исследуемом материале. Обладая одинаковой способностью связываться с антителами, меченый и искомый Г. включаются в комплекс гормон — антитело пропорционально их количеству в реакционной смеси. С помощью радиоиммунол. метода определяют в крови практически все известные Г.

Схематически радиоиммунол. метод состоит из двух предварительных этапов — выработка антител и йодирование гормона и двух основных этапов — реакция антиген + антитело и разделение комплекса на гормон — антитело и свободный гормон.

Приготовление реактивов.

1. Выработка антител. Антитела к Г. получают путем иммунизации животных (чаще морских свинок или кроликов) по определенным схемам. В качестве наполнителя, пролонгирующего действие Г. и стимулирующего ответную реакцию организма, используют адъювант Фрейнда (см. Адъюванты). Получаемую антисыворотку необходимо хранить при t°—20°. Сложнее выработать антитела к низкомолекулярным Г. Для получения антисыворотки с высоким титром приходится значительно удлинять время иммунизации, стимулировать образование антител предварительным связыванием Г. с сывороточным альбумином и т. д. 2. Йодирование гормона. Наиболее распространенным методом йодирования Г. является хлораминовый, предложенный Хантером и Гринвудом (W. Hunter, F. С. Greenwood). В реакцию вводят максимально очищенный препарат Г. йод-125 с удельной радиоактивностью 50—100 мкюри/мг, хлорамин Т, метабисульфат натрия. Меченый Г. отделяют от радиоактивных примесей, возникающих во время реакции, с помощью гель-фильтрации на сефадексе, на полиакриламидном или крахмальном геле (см. Гель-фильтрация) или другими способами. Лучшую фракцию очищенного меченого Г. разводят буфером до рабочей концентрации и хранят при t° — 20°. 3. Приготовление стандарта гормона проводится в соответствии с инструкцией, прилагаемой к наборам.

Методика исследования. Предварительно или одновременно с определением Г. строят стандартную кривую: составляется ряд пробирок со следующими компонентами: 1) стандарт препарата Г., разведенный в физиологической концентрации (напр., для Г. роста от 0,5 до 32 нг/мл); 2) антисыворотка известного титра; 3) меченый. Г. После периода инкубации, различного для каждого Г., отделяют комплекс гормон — антитело от свободного Г. с последующим определением радиоактивности комплекса.

Существует несколько методов отделения комплекса от других продуктов реакции: форез на бумаге, адсорбция на порошке талька, гель-фильтрация на сефадексе (см. Молекулярные сита), ферментативный метод. Наиболее распространенные способы разделения: 1) метод двойных антител: комплекс гормон — антитело осаждается антителами второго порядка, выработанными против 7-глобулина животного, у к-рого получали антитела к Г.; 2) «твердофазный» метод: антитела фиксируются на стенках пробирки из полимеров (полистерин, политетрафторэтилен); 3) использование специальных фильтров, задерживающих комплекс гормон—антитело.

Для клин, целей готовятся специальные наборы, включающие в себя меченый Г., антитела к нему и специальные фильтры. Использование таких наборов делает доступным радиоиммунологический метод определения Г. для большинства леч. учреждений. Зависимость включения меченого Г. в комплекс от количества стандартного препарата Г. носит линейный характер в полулогарифмическом масштабе.

В рабочей реакции вместо гормона-стандарта в реакционную смесь вводят исследуемую плазму крови. Количество Г. в исследуемой биожидкости вычисляют сопоставлением радиоактивности комплекса гормон — антитело с показателями стандартной кривой.

Гормоны меченые. Для получения меченых Г. преимущественно используют радиоактивные изотопы (см. Изотопы, радиоактивные), реже дейтерий или флюоресцирующие соединения.

Белковые и полипептидные Г. обычно метят радиоизотопами йода— 125I или 131I. Обработке подвергается интактная молекула Г., причем йодирование происходит по тирозиновому кольцу. Стероидные Г. чаще метят изотопом углерода — 14 C, при этом углерод вводят в циклический скелет молекулы в процессе хим. синтеза гормона. В качестве метки стероидных Г. применяют также радиоактивный изотоп водорода — тритий 3 H.

Наиболее интенсивно используют меченые Г. как компоненты радиоиммунологического метода и метода конкурентного связывания белками. Оба метода являются высокочувствительными приемами определения Г. в крови и других биологических жидкостях. Меченые Г. выступают в них как конкуренты аналогичным определяемым Г. в реакции связывания с антителами, тканевыми гормональными рецепторами или специфическими белками плазмы; это методы количественного определения Г., которые в комбинации со специфическими нагрузками составляют группу основных тестов для оценки функционального состояния эндокринных желез при диагностике эндокринных заболеваний.

Для оценки функциональных возможностей эндокринных желез используют также принцип разведения метки. Меченый Г. вводят в кровь и по удельной радиоактивности его метаболитов в моче вычисляют скорость секреции эндогенного Г. Иногда, напр, при функциональной диагностике заболеваний щитовидной железы, в кровь вводят радиоактивный йод, а мечение гормональных продуктов происходит непосредственно в железе. Последующее введение тиреотропного гормона гипофиза — стимулятора секреции тиреоидных Г.— в норме должно сопровождаться адекватным уменьшением радиоактивности над железой. По скорости исчезновения экзогенного меченого Г. из кровотока судят о «полупериоде жизни Г.»— важном показателе гормонального баланса в организме. Наконец, меченые Г. применимы для исследования антител, появляющихся у некоторых больных в ответ на длительное лечение гормональными препаратами.

Кроме того, в экспериментальных работах с помощью меченых Г. проводят исследования процессов биосинтеза, метаболизма и механизма действия Г. Так, с помощью меченых предшественников удалось довольно подробно изучить многочисленные этапы биосинтеза стероидных Г. Современные приемы выделения, очистки и идентификации меченых метаболитов позволяют детально исследовать превращения Г. в различных периферических тканях экспериментальных животных. Введение в организм или инкубационную среду меченых Г. и последующее выделение мембранных, ядерных и цитоплазматических гормональнобелковых комплексов дает возможность охарактеризовать клеточные гормональные рецепторы и проследить первые этапы передачи гормональной информации в клетках органов-мишеней.

Гистохимические методы определения гормонов в тканях. Существует три метода гистохимического выявления Г. в тканях: а) в срезах эндокринных желез путем идентификации химически активных групп и ферментов, связанных с образованием гормонов; б) в тканях путем использования экзогенных меченных радиоактивными изотопами Г. с помощью гистоавторадиографии (см. Авторадиография); в) иммуногистологическое выявление белковых Г. в клеточных структурах с помощью антисывороток.

Для выявления Г. задней доли гипофиза (окситоцина и вазопрессина) предложены классические методики с окрашиванием срезов хромовым гематоксилином с флоксином и альдегидфуксином. Методы нельзя считать специфичными. Изменения в интенсивности окраски срезов определяют с помощью цитофотометрии (см.) и сопоставляют с данными биологического тестирования Г.

По выявлению сульфгидрильных и дисульфидных групп в секреторных клетках передней доли гипофиза и островков поджелудочной железы можно косвенно судить об образовании пептидных Г.

Содержание в молекуле тропных Г. гипофиза (ТТГ, ЛГ и ФСГ) углеводного компонента позволило использовать ШИК-реакцию + оранжевый С и докраску срезов альциановым синим для дифференцированного выявления секреторных гранул в различных типах клеток аденогипофиза.

Для избирательного выявления триптофана в секреторных гранулах альфа-клеток островков поджелудочной железы применяют бензидиновую реакцию с последующим азосочетанием. Ферментные реакции на кислую фосфатазу и эстеразную активность выявляют селективно бета-клетки и альфа-клетки островков поджелудочной железы. Гистоэнзиматические методики позволяют в определенной степени судить о гормонообразовании в железе. Определение активности фермента 3-бета-ол дегидрогеназы на срезах, полученных при низких температурах в криостате, служит показателем уровня образования стероидных Г. в ретикулярной зоне коры надпочечников, в гландулоцитах (клетках Лейдига) яичек и в тека-клетках оболочки фолликулов яичника. Выявление Г. мозгового слоя надпочечников (адреналина и норадреналина) проводится на нефиксированной ткани с помощью качественной хромаффинной реакции. Количественно норадреналин определяется на замороженных срезах надпочечников по интенсивности желто-зеленого свечения в люминесцентном микроскопе.

В практике научных исследований по определению Г. в различных органах и тканях широко используется метод гистоавторадиографического обнаружения экзогенных Г., меченных радиоактивными изотопами 3 H, 14 C, 125 I, 131 I. Метод гистоавторадиографии специфичен и позволяет проводить количественные подсчеты. При этом удалось детально изучить обмен и локализацию эндогенных тиреоидных Г., показать включение экзогенного 131 I -тироксина в гипофиз и гипоталамическую область мозга, выявить меченый 131 I-АКТГ на срезах надпочечников и щитовидной железы, определить меченый Пролактин в желтом теле яичников, а 3H-эстрогены в эндометрии матки, в гипофизе и промежуточном мозге. Для уточнения механизма действия Г. на субклеточном уровне используются высокочувствительные ядерные эмульсии.

Перспективен иммуногистологический метод выявления пептидных Г. в тканях. Сущность его заключается в предварительном получении специфических сывороток, содержащих антитела к определенному белковому Г., в обработке такой антисыворотки (маркировка) и нанесении меченой антисыворотки на срез ткани содержащий антиген (пептидный Г.). Под микроскопом определяют локализацию в клетках маркированного комплекса антитело + антиген. Для маркировки антисывороток применяются флюорохромы, радиоактивные изотопы йода и ферменты (Пероксидаза хрена). Все иммуногистологические методики высокоспецифичны и чувствительны.

Прогресс в иммуногистологической технике позволил выявлять меченые тройные Г. гипофиза не только на световом уровне, но и под электронным микроскопом на ультратонких срезах клеток аденогипофиза, инсулин в бета-клетках островков поджелудочной железы и кальцитонин в специфических гранулах C-клеток щитовидной железы.

Библиография Биохимия гормонов и гормональная регуляция, под ред. Н. А. Юдаева, М., 1976; Гроллман А. Клиническая эндокринология и ее физиологические основы, пер. с англ., М., 1969; Пирс Э. Гистохимия, пер. с англ., М., 1962; Современные вопросы эндокринологии, под ред. Н. А. Юдаева, в. 1—4, М., 1969—1972; Современные методы определения стероидных гормонов в биологических жидкостях, под ред. Н. А. Юдаева, с. 5, М., 1968, библиогр.; Физер Л. и Физер М. Стероиды, пер. с англ., с. 618, М., 1964; Эскин И. А. Основы физиологии эндокринных желез, М., 1975; Biochemical actions of hormones, ed. by G. Litwack, v. 1—2, N. Y.—L., 1970—1972; Cur-tis-Prior P. B. Prostaglandins, Amsterdam, 1976; G.u.rpide E. Tracer methods in hormone research, B., 1975; Labhart A. Klinik der inneren Sekretion, B. u. a., 1971; MalkinsonA. M. Hormone action, L., 1975; Methods of hormone radioimmunoassay, ed. by В. M. Jaffe a. H. R. Behrman, N. Y., 1974; Neuro-physins carriers of peptide hormones, ed. by R. Walter, N. Y., 1975; Jalow R. S. a. Berson S. A. Immunoassay of endogenous plasma insulin in man, J. clin. Invest., v. 39, p. 1157, 1960; Prostaglandins, physiological, pharmacological and pathological aspects, N. Y., 1976.

H. A. Юдаев; А. П. Попов (пат. ан.), В. П. Федотов (рад.).

Источник

Adblock
detector