Гормоны Содержание Биологические функции и свойства гормонов Классификация гормонов Химическое строение и свойства некоторых гормонов Гормоны органические соединения, вырабатываемые определёнными клетками и предназначенные для управления функциями организма, их регуляции и координации. Гормоны есть у всех млекопитающих, включая человека; они обнаружены и у других живых организмов и растений. Биологические функции и свойства гормонов Гормоны регулируют активность всех клеток организма. Слово «гормон» в переводе с греческого языка означает «возбуждать», «приводить в движение». У человека и животных они влияют на остроту мышления и физическую подвижность, телосложение и рост, определяют рост волос, тональность голоса, половое влечение и поведение. У высших животных есть две регуляторные системы, с помощью которых организм приспосабливается к постоянным внутренним и внешним изменениям. Одна из них — нервная система, быстро передающая сигналы в виде импульсов через сеть нервов и нервных клеток; другая — эндокринная, осуществляющая химическую регуляцию с помощью гормонов, которые переносятся кровью и оказывают эффект на отдалённые от места их выделения ткани и органы. Благодаря эндокринной системе человек может приспосабливаться к сильным температурным колебаниям, излишку или недостатку пищи, к физическим и эмоциональным стрессам. Гормоны являются продуктами секреции эндокринных желез, выделяются прямо в кровоток и обладают высокой физиологической активностью. Очевидно, что, выполняя столь многочисленные и разнообразные функции, гормоны обладают и соответствующим набором характерных общих свойств, среди которых важнейшими являются: чрезвычайно высокая физиологическая активность — способность гормонов в очень малых количествах вызывать весьма значительные изменения в работе органов и тканей; дистанционное действие — способность регулировать работу органов, удалённых от железы, вырабатывающей гормон; это становится возможным, потому что гормоны доставляются к этим органам с током крови; быстрое разрушение в тканях — способность оказывать очень сильное влияние на работу органов и тканей, не накапливаясь в них; непрерывное продуцирование (секреция) соответствующей железой, вызванное необходимостью постоянного регулирования более или менее сильного воздействия на работу соответствующего органа. Избыточная или недостаточная продукция гормонов служит причиной различных заболеваний, сопровождающихся глубокими химическими изменениями в организме. Изучением роли гормонов в жизнедеятельности организма и нормальной и патологической физиологией желез внутренней секреции занимается эндокринология. Классификация гормонов Классификация по химическому строению По химическому строению истинные гормоны делят на три основные группы: Пептидные или белковые гормоны представляют собой аминокислотные цепи. Если количество аминокислотных остатков в цепи не превышает , гормон обычно называют пептидным; если цепь включает аминокислотных остатков или более, то гормон называют белковым. К гормонам этой группы относятся соматотропин, кортикотропин, пролактин, инсулин, глюкагон, кальцитонин, паратирин. Гормоны, представляющие собой производные аминокислот, образованы из аминокислоты тирозина. К ним относятся гормоны мозгового вещества надпочечников — адреналин и норадреналин (катехоламины), иодсодержащие гормоны щитовидных желёз — тироксин и трииодтиронин (тиронины). Стероидные гормоны являются производными холестерина. К этой группе гормонов принадлежат половые стероиды (андрогены, эстрогены, прогестины), которые продуцируются в половых железах, а также глюкокортикоиды и минералкортикоиды, которые синтезируются надпочечными железами. Классификация по биологическим функциям По действию на биохимические процессы гормоны делятся на: гормоны, регулирующие обмен веществ; гормоны, регулирующие обмен кальция и фосфора; гормоны, регулирующие водно-солевой обмен; гормоны, регулирующие репродуктивную функцию (женские и мужские половые гормоны); гормоны, регулирующие функции эндокринных желёз; гормоны стресса; гормоны, регулирующие высшую нервную деятельность (ВНД), т. е. влияющие на память, внимание, мышление, поведение, настроение. Виды гормонов по функциям представлены в следующей таблице: Регулируемые процессы Гормоны Обмен углеводов, липидов, аминокислот Инсулин, глюкагон, адреналин, кортизол, тироксин, соматотропин Водно-солевой обмен Альдостерон, вазопрессин Обмен кальция и фосфатов Паратгормон, кальцитонин, кальцитриол Репродуктивная функция Эстрогены, андрогены, гонадотропные гормоны Синтез и секреция гормонов эндокринных желез Тропные гормоны гипофиза, либерины и статины гипоталамуса Стресс Адреналин, глюкокортикоиды и др. ВНД (память, внимание, мышление, поведение, настроение) Глюкокортикоиды, паратиреоидный гормон, тироксин, адренокортикотропный гормон Изменение метаболизма в клетках, синтезирующих гормон Эйкозаноиды, гистамин, секретин, гастрин, соматостатин Классификация по месту образования В зависимости от органа, в котором вырабатываются гормоны, их подразделяют на: гормоны гипоталамуса; гормоны гипофиза; гормоны щитовидной железы; паращитовидных желёз; гормоны надпочечников (коркового и мозгового вещества); женские половые гормоны; мужские половые гормоны; местные или тканевые гормоны. Классификация по механизму действия Сами гoрмoны непocредcтвеннo не оказывают влияют на какие-либo реакции, протекающие в клетке. Запомнить! Только в связи c определённым, свойственным только емy, рецептором, гормон вызывает соответствующую реакцию. Гoрмoны имеют различнyю xимичеcкyю cтрyктyрy и, соответственно, разные cвoйcтва. Так, по растворимости, гoрмoны подразделяются на вoдoрастворимые и жирoраcтвoримые. Принадлежнocть к одному из этиx клаccoв oбycловливает иx меxанизм дейcтвия. Таким образом, 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 её проникновение внутрь клетки невозможно. Поэтому для липофильных гормонов рецепторы находятся внутри клеток-мишеней, а для гидрофильных рецепторы находятся в наружной мембране. Связавшиcь c мембранным рецептoрoм, гoрмoн вызывает каcкад реакций в cамoй клетке, нo не влияет на генетичеcкий материал. Химическое строение и свойства некоторых гормонов Стероидные гормоны (стероиды) Стероиды можно разделить на две группы: половые гормоны; гормоны коры надпочечников. Половые гормоны, в свою очередь, делят на: эстроены; андрогены. Эстрогены женские половые гормоны, или стероиды, содержащие в молекуле или атом углерода (так называемые –стероиды и –стероиды). Например, эстрадиол . Название этого гормона отражает наличие в молекуле двух гидроксильных групп. Строение молекулы эстрадиола позволяет отнести его и к двухатомным спиртам, и к фенолам. Прогестерон и его производные, также как и эстрогены, являются женскими половыми гормонами, но относятся к –стероидам (то есть содержат углеродный атом). В отличие от эстрадиола, прогестерон является кетоном и содержит в молекуле две карбонильные группы. Андрогены мужские половые гормоны, или –стероиды, в основе молекулы которых лежит скелет молекулы углеводорода сложного строения — андростана. Наиболее важными андрогенами являются тестостерон, дигидротестостерон и андростандиол. Гормоны коры надпочечников К стероидным гормонам коры надпочечников относятся, например, кортизол, кортикостерон и альдостерон. Общим в строении этих гормонов является наличие «стероидного ядра» молекулы, содержащего четыре сочленённых карбоцикла, среди которых три шестиатомных и один пятиатомный. Гормоны щитовидной железы Щитовидная железа вырабатывает такие важные гормоны, как трииодтиронин, тетраиодтиронин (тироксин) и тиреокальцитонин (производные аминокислот, см. раздел «Классификация по химическому строению»). Первые два из них регулируют энергетический обмен в организме. Стимулируя резкое увеличение производства энергии, эти гормоны ускоряют расходование клетками всех питательных веществ — жиров, углеводов, белков, увеличивают потребление тканями глюкозы из крови, что, в свою очередь, компенсируется ростом скорости гидролиза гликогена в печени. Кроме того, трииодтиронин и тироксин ускоряют рост организма. Эти гормоны также стимулируют и центральную нервную систему. Гиперфункция щитовидной железы (избыточное производство гормонов) приводит к непроизвольному дрожанию (тремору) конечностей, а недостаток в пище иода, необходимого для синтеза трииодтиронина и тироксина, вызывает разрастание ткани щитовидной железы и образование зоба («Базедова болезнь»). Тиреокальцитонин регулирует и контролирует обмен кальция в организме. Таким образом, именно тиреокальцитонин «отвечает» за формирование и прочность скелета, а также зубов. Гормоны надпочечников Кора надпочечников вырабатывает несколько видов гормонов, которые выполняют разные биологические функции: минералокортикоиды (альдостерон и кортикостерон) регулируют минеральный (солевой) обмен; глюкокортикоиды (кортизон, гидрокортизон) регулируют белковый, углеводный и жировой обмен; половые гормоны (андрогены, эстрогены, прогестерон) регулируют развитие половых органов в детском возрасте, когда секреция половых желез еще незначительна (до периода полового созревания); катехоламины, являющиеся производными аминокислот (адреналин и норадренолин), регулируют многие функции организма, в том числе и важнейшую — обмен веществ. Присутствие гормона адреналина ускоряет расщепление гликогена в печени и мышцах, повышая количество глюкозы в крови, что увеличивает работоспособность скелетных мышц при их утомлении, активизирует возбудимость зрительных и слуховых рецепторов. Следовательно, адреналин способен стимулировать быстрое повышение работоспособности и сопротивляемости организма в чрезвычайных условиях. Поэтому адреналин также относят к гормонам стресса. Адреналин запускает выработку глюкокортикоидов, отвечающих за ускорение извлечения жиров из жировой клетчатки и их окисление. Коротко о главном Гормоны — органические соединения, вырабатываемые определёнными клетками и предназначенные для управления функциями организма, их регуляции и координации. Гормоны регулируют активность всех клеток организма. Гормоны обладают общими характерными свойствами, среди которых важнейшими являются: чрезвычайно высокая физиологическая активность; дистанционное действие; быстрое разрушение в тканях; непрерывное продуцирование (секреция) соответствующей железой Избыточная или недостаточная продукция гормонов служит причиной различных заболеваний, сопровождающихся глубокими химическими изменениями в организме. Изучением роли гормонов в жизнедеятельности организма и нормальной и патологической физиологией желез внутренней секреции занимается эндокринология. Гормоны классифицируются по химическому строению, биологическим функциям, месту образования, механизму действия.