ХИМИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА ГОРМОНОВ И ИХ ПРЕВРАЩЕНИЕ В ОРГАНИЗМЕ

ЭНДОКРИННЫЕ ЖЕЛЕЗЫ И ИХ ГОРМОНЫ

Эндокринные железы (от греч. endon – внутри, crino – выделяю), или железы внутренней секреции, представляют собой специализированные органы или группы клеток, основная функция которых заключается в выработке и выделении во внутреннюю среду организма специфических биологически активных веществ. Железы внутренней секреции не имеют выводных протоков. Их клетки оплетены обильной сетью кровеносных и лимфатических сосудов, и продукты жизнедеятельности выделяются непосредственно в кровь, лимфу, тканевую жидкость. Эта особенность принципиально отличает эндокринные железы от экзокринных, которые выделяют свои секреты через выводные протоки.

Продукты, вырабатываемые железами внутренней секреции, получили название гормонов (греч. hormao – возбуждаю, активирую, Таблица 1). Термин «внутренняя секреция» был предложен в 1885 году французским физиологом К. Бернаром, а термин «гормон» – английскими физиологами У. Бейлисом и Е. Старлингом в 1902 году.

Для гормонов характерны следующие особенности.

Синтез и выделение их осуществляется специализированными клетками. Гормоны образуются в железистых эндокринных клетках, после чего они поступают во внутреннюю среду, в основном в кровь и лимфу Промежуточные продукты синтеза или метаболизма гормонов нередко обладают биологической активностью, но, как правило, не секретируются.

Высокая биологическая активность. Гормоны оказывают физиологическое действие в очень малых концентрациях. Так, концентрация женского полового гормона (эстрадиола) в крови колеблется от 0,2 до 0,6 мкг (10^-6 г) в 100 мл плазмы. Содержание гормона роста в крови измеряется еще меньшими величинами - нанограммами (10^-9 г). Гипофиз реагирует на пикограммы (10^-12 г) гипоталамических гормонов, ангиотензин-II – продукт эндокринных клеток почек - вызывает чувство жажды в фемтограммах (10^-15 г). Кроме гормонов, никакие другие химические продукты жизнедеятельности не эффективны в таких малых дозах.

Специфичность. Каждый гормон характеризуется определенными, присущими только ему химической структурой, местом синтеза и функцией. В связи с этим дефицит какого-либо гормона не может быть восполнен другими гормонами или биологически активными веществами.

Дистантность действия. Гормоны, как правило, переносятся кровью далеко от места образования, влияя на отдаленные органы и ткани. Этим они отличаются от медиаторов и цитокинов, действующих на одну клетку или группу клеток на месте их образования.

ХИМИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА ГОРМОНОВ И ИХ ПРЕВРАЩЕНИЕ В ОРГАНИЗМЕ

По химическому строению гормоны можно разделить на 4 основные группы:

1 белки и пептиды;

2 производные аминокислот;

3 стероиды;

4 простагландины.

Примерами белковых гормонов могут служить инсулин, соматотропин (гормон роста), тропные гормоны передней доли гипофиза. Некоторые из них (фоллитропин, тиротропин, лютропин) относятся к сложным белкам, другие (инсулин, кальцитонин и другие) – к простым белкам. Пептидную структуру имеют глюкагон, вазопрессин, окситоцин, гипоталамические гормоны. К производным аминокислот относятся гормоны щитовидной железы – трийодтиронин, тироксин, а также адреналин и норадреналин. Стероидные гормоны имеют в своей основе ядро циклического углеводорода – циклопентанопергидрофенантрена. К этой группе относятся гормоны коры надпочечников и половых желез.

Основные этапы образования и превращения гормона можно представить следующим образом:

1 биосинтез гормона;

2 секреция, т.е. выделение из эндокринной клетки;

3 транспорт кровью к периферическим тканям;

4 распознавание гормонального сигнала клетками-мишенями;

5 трансдукция (перевод) гормонального сигнала в биологический ответ;

гашение гормонального сигнала.

1. Биосинтез гормонов запрограммирован в генетическом аппарате специализированных эндокринных клеток. Следовательно, он зависит от структуры и экспрессии генов, кодирующих синтез этих гормонов, а также от ферментов, регулирующих синтез гормона и посттрансляционные процессы. Отсутствие или дефект соответствующих генов приводит к эндокринопатии. Примером может служить карликовость при генетическом дефекте гормона роста.

2. Секреция гормонов. Как указывалось, важнейший признак любого гормона – его секретируемость. Будучи упакованным в везикулы или гранулы, гормон транспортируется по направлению к цитоплазматической мембране. Выходу белково-пептидных гормонов и катехоламинов из клетки предшествует взаимодействие цитоплазматической мембраны и мембраны секреторной гранулы. После этого происходит их лизис и выход гормона из клетки. Данный процесс активируется многими факторами – медиаторами, высокой концентрацией калия, электрическими стимулами и др. Секреция гормона – акт, сопровождаемый затратой энергии, поэтому она всегда сопряжена со сдвигами в системе АТФ – цАМФ. Для секреции необходимо участие ионов кальция, которые активируют белки микро-тубулярно-микрофиламентозной системы, способствуя взаимодей­ствию с ними гранул гормона, и влияют на образование цАМФ. Поэтому снижение содержания ионов кальция во внеклеточной среде и поступление его в эндокринную клетку неминуемо приводит к уменьшению секреторной активности этой клетки.

Таблица 1

Органы, ткани и клетки с эндокринной функцией