Põhiline / Hüpofüüsi

Valgu- ja peptiidhormoonid

PROTEIIN-PEPTEIDI HORMONID - ulatuslik rühma hormoonid, mida toodavad mitmesugused sisesekretsiooni näärmed, mis struktuuris on valgud või peptiidid. Suurim valgu kogust ja peptiidhormoonide mida eritab ajuripats: oksütotsiini, vasopressiini, alfa- ja beeta-melanotsüüte stimuleeriva hormooni, adrenokortikotroopne hormoon (ACTH), lipotropic hormooni, kasvuhormooni, laktogeen, luteiniseeriv ja kilpnääret stimuleeriva hormooni, folliikuleid. Pankreas toodab ja hormooni - insuliini ja glükagooni, paratüroidnäärme - parathormooni ja kilpnääre - türekostatsiiniini. Suur osa peptiidhormoone sekreteerib hüpotalamus; Neid nimetatakse hormoonide vabastamiseks hüpotalamust, kuna nad stimuleerivad hormoonide vabanemist eesmisest hüpofüüsi (tuginedes inglise keeles realeasele).

Valgu-peptiidhormoonide keemiline struktuur on väga mitmekesine. Enamik valku ja peptiidhormoonide peptiidid on lihtne, mille molekulis koosneb ühest peptiidahel, millel on erinev arv aminohappejääki, - 3 kuni türeotropiini vabastajahormoon hüpotalamuses 198 laktogeenne hormoon. Oksütotsiin ja vasopressiin sisaldada molekulides kell 9 ja melanotsüüte stimuleeriva hormooni - 13 p melanotsüüte juhtivast hormooni - 18, glükagooni - 29, kaltsitoniin - 32, ACTH - 39, PTH - 84, lipotropin - 91 ja kasvuhormooni - 191 aminohappejääk, alfa- ja beeta-melanotsüstitimuleeriv hormoon, glükagoon, ACTH, paratüreoidhormoon ja beeta-lipotroopsed hormoonid ei sisalda disulfiidsidemeid. Oksütotsiini, vasopressiini ja türekoltsitoniini sisaldavad üks, kasvuhormoon - kaks ja laktootiline hormoon - kolm disulfiidsidet. Insuliini keemiline struktuur erineb kõigi teiste hormoonide struktuurist. Insuliini molekul koosneb kahest peptiidi ahelast (A, mis koosneb 21st ja B-st 30 aminohappejäägist), mis on kahe teineteisega ühendatud kahe disulfiidsildadega. Spetsiifiline proteiin-peptiidhormoonide rühm koosneb hüpofüüsi hormoonidest: luteiniseerivatest, folliikuleid stimuleerivatest ja türeotroopilistest, mis on komplekssed valgud - glükoproteiinid. Nende ainete aktiivne molekul moodustub, ühendades kaks mitteaktiivset subühikut (flf ja beeta), kasutades mittekovalentseid sidemeid.

Valgu-peptiidhormoonide bioloogilised mõjud on äärmiselt erinevad. Hüpoteelamuse vabastavad hormoonid stimuleerivad vastavate kolmikhormoonide sekretsiooni hüpofüüsi abil. Oksütotsiin ja vasopressiin reguleerivad vee transporti organismis ja stimuleerivad emaka ja veresoonte silelihaste kontraktsiooni, alfa- ja beeta-melanotsüüte stimuleerivad hormoonid suurendavad naha pigmentide moodustumist. Glükagooni ja insuliini reguleerida süsivesikute metabolismi, kaltsitoniin ja parathormooni - kaltsiumi ja fosforit ainevahetust, lipotropic hormooni - rasvade ainevahetust, kasvuhormoon - metabolismi valkude, rasvade ja süsivesikute ja edendab üldist organismi kasvu, laktogeenne Kasvuhormoon suurendab piimatootmise piimanäärmetes. Muud-valguga peptiidi hüpofüüsihormoonidele (ACTH, luteiniseeriv ja kilpnääret stimuleeriv folliikuleid) aktiveerimiseks vastavat funktsiooni endokriinnäärmete, neerupealise koore, sugunäärmete ja kilpnääre.

Peale ajuripatsi või teiste näärmete, valgud ja peptiidid hormoonid valmistatakse ka platsenta, mis sekreteeritakse verre somatomammotrophin sarnane keemiline struktuur ja bioloogilised omadused pituitaarsele kasvuhormooni ja kooriongonadotropiini, luteiniseeriv sarnaseid gorbonom. Valgu-peptiidi hormoonide hulka kuulub ka sekretiin, peptiid, mis koosneb 26 aminohappejäägist. See on toodetud peensoole limaskestal ja läbi vere, mis stimuleerib pankrease mahla sekretsiooni. Valgu-peptiidhormoonide angiotensiin mõnikord nimetatakse millel hüpertensiivsetel efekti ja stimuleerib aldosterooni sekretsiooni neerupealise, samuti bradükiniini ja kallidiini, stimuleerides silelihaskontraktsioonist. Need ained on okta, nona ja dekapeptiidid ning need on moodustatud proteolüütiliste ensüümide toimel spetsiifilistest plasmavalkudest.

Kliiniline rakendus. Paljud valgu-peptiidhormoonid on sünteetiliselt toodetud ja kasutatavad kliinikus endokriinsete näärmete haiguste, ainevahetushäirete ja muude haiguste raviks.

Valgu- ja peptiidhormoonid

VI peatükk. BIOLOOGILISED AKTIIVSED AINED

§ 17. HORMONID

Üldised ideed hormoonide kohta

Sõna hormoon pärineb kreeka keeles. gormao - põnevil.

Hormoonid on orgaanilised ained, mis sekreteeritakse sisesekretsioonisegudest väikestes kogustes, mida veetakse vereliselt teiste organite sihtrakkudesse, kus neil on spetsiifiline biokeemiline või füsioloogiline reaktsioon. Mõned hormoonid sünteesitakse mitte ainult sisesekretsioonisõlmedes, vaid ka teiste kudede rakkudes.

Hormoonidele on iseloomulikud järgmised omadused:

a) elusrakud sekreteerivad hormoonid;

b) hormooni sekretsioon viiakse läbi ilma raku terviklikkust ohustamata, sisenevad nad otse vereringesse;

c) moodustatakse väga väikestes kogustes, nende kontsentratsioon veres on 10 -6-10-12 mooli / l, stimuleerides hormooni sekretsiooni, võib selle kontsentratsioon suureneda mitmes järjestuses;

d) hormoonidel on kõrge bioloogiline aktiivsus;

e) iga hormoon toimib spetsiifiliste sihtrakkudega;

f) hormoonid seonduvad spetsiifiliste retseptoritega, moodustades hormooni retseptori kompleksi, mis määrab kindlaks bioloogilise vastuse;

g) hormoonidel on lühike poolestusaeg, tavaliselt mitu minutit ja mitte rohkem kui üks tund.

Keemilise struktuuri järgi jagunevad hormoonid kolme rühma: valgu- ja peptiidhormoonid, steroidhormoonid ja aminohapetest tuletatud hormoonid.

Peptiidhormoone esindavad peptiidid, millel on väike hulk aminohappejääke. Valguhormoonid sisaldavad kuni 200 aminohappejääki. Nende hulka kuuluvad pankrease hormoonid, insuliin ja glükagoon, kasvuhormoon jne. Enamus valguhormoone sünteesitakse prekursoridena - prohormoonidena, millel puudub bioloogiline aktiivsus. Täpsemalt sünteesitakse insuliin eelproinsuliini mitteaktiivse prekursorina, mis muundatakse N-otsast 23 aminohappejääkide kõrvaldamiseks proinsuliiniks ja 34 aminohappejäägi eemaldamisel insuliini (joonis 58).

Joon. 58. Insuliini moodustumine prekursorist.

Aminohapete derivaadid hõlmavad hormooni adrenaliini, norepinefriini, türoksiini, trijodotüroniini. Steroidhormoonid hõlmavad neerupealise koore ja suguhormoone (joonis 3).

Hormoonide sekretsiooni reguleerimine

Hormooni sekretsiooni regulatsiooni ülemine tase on hüpotalamus - aju spetsiifiline piirkond (joonis 59). See orel saab signaale kesknärvisüsteemilt. Vastuseks nendele signaalidele sekreteerib hüpotalamus mitut reguleerivat hüpotalamuse hormooni. Neid nimetatakse vabastamisteguriteks. Need on peptiidhormoonid, mis koosnevad 3 kuni 15 aminohappejäägist. Vabastavad tegurid sisenevad hüpofüüsi eesmõõt - adenohüpofüüsi, mis asub vahetult hüpotaalamuse all. Iga hüpotaalamuse hormoon reguleerib ühe hormooni adenohüpofüüsi sekretsiooni. Mõned vabastavad tegurid stimuleerivad hormoonide sekretsiooni, neid nimetatakse Liberiiniks, teised aga vastupidi inhibeerivad, see on - statiinid. Kui hüpofüüsi stimuleerib, vabanevad nn troopilised hormoonid vereringesse, stimuleerides teiste sisesekretsiooni näärmete aktiivsust. Need omakorda hakkavad eritama oma spetsiifilisi hormoone, mis toimivad vastavate sihtrakkude korral. Viimane võtab vastavalt saadud signaalile kohandusi oma tegevuses. Tuleb märkida, et veres ringlevad hormoonid omakorda pärsivad hüpotalamuse, adenohüpofüüsi ja näärmete aktiivsust, milles need moodustuvad. Seda reguleerimismeetodit nimetatakse tagasiside kontrolliks.

Joon. 59. Hormoonide sekretsiooni reguleerimine

Huvitav teada! Hüpotalamuse hormoonid, võrreldes teiste hormoonidega, sekreteeritakse väikseimas koguses. Näiteks, et saada 1 mg tiiboliibriini (stimuleerides kilpnäärme aktiivsust), võeti 4 tonni hüpotalamuse kude.

Hormoonide toimemehhanism

Hormoonid erinevad oma kiiruse poolest. Mõned hormoonid põhjustavad kiiret biokeemilist või füsioloogilist vastust. Näiteks hakkab maks hakkama veres pärast glükoosi eritumist vereringesse pärast mõne sekundi jooksul vereringesse jõudmist. Steroidhormoonide toime vastab maksimaalsele väärtusele mõne tunni ja isegi päeva jooksul. Sellised olulised erinevused hormooni kasutuselevõtu kiiruses on seotud nende toimeme erinevate mehhanismidega. Steroidhormoonide toime on suunatud transkriptsiooni reguleerimisele. Steroidhormoonid kergesti tungivad läbi rakumembraani rakkude tsütoplasmasse. Seal seostuvad nad spetsiifilise retseptoriga, moodustades hormooni retseptori kompleksi. Viimane, sisenev tuum, interakteerub DNA-ga ja aktiveerib mRNA sünteesi, mis seejärel transporditakse tsütoplasmasse ja algatab valkude sünteesi (joonis 60.). Sünteesitud valk määrab bioloogilise vastuse. Türeoidhormooni türoksiinis on sarnane toimemehhanism.

Peptiidi, valguhormoonide ja adrenaliini toime ei ole suunatud valgusünteesi aktiveerimisele, vaid ensüümide või teiste valkude aktiivsuse reguleerimisele. Need hormoonid interakteeruvad rakumembraani pinnal paiknevate retseptoritega. Saadud hormooni retseptori kompleks algab rea keemilisi reaktsioone. Selle tulemusel tekib teatud ensüümide ja valkude fosforüleerimine, mille tulemusena muutub nende aktiivsus. Selle tulemusena on bioloogiline vastus (joonis 61).

Joon. 60. Steroidhormoonide toimemehhanism.

Joon. 61. Peptiidhormoonide toimemehhanism

Hormoonid - aminohapete derivaadid

Nagu ülalpool märgitud, sisaldavad aminohapetest tuletatud hormoonid neerupealise medulla hormooni (adrenaliin ja noradrenaliin) ja kilpnäärmehormoone (türoksiini ja trijodotüroniini) (joonis 62). Kõik need hormoonid pärinevad türosiinist.

Joon. 62. Hormoonid - aminohapete derivaadid

Adrenaliini elundid on maks, skeletilihased, süda ja kardiovaskulaarsüsteem. Teine neerupealhormooni hormoon, norepinefriin, on struktuurilt sarnane adrenaliiniga. Adrenaliin kiirendab südame rütmi, suurendab vererõhku, stimuleerib maksa glükogeeni lagunemist ja suurendab vere glükoosisisaldust, suurendades nii lihaste kütust. Adrenaliini toime eesmärk on valmistada keha äärmuslikes tingimustes. Ärevusolukorras võib adrenaliini kontsentratsioon veres tõusta peaaegu 1000 korda.

Eelnevalt märgitud kilpnäärme sekreteerib kaks hormooni - vastavalt türoksiini ja trijodotüroniini - nad tähistavad T4 ja t3. Nende hormoonide toimemehhanismide peamiseks tagajärjeks on põhiaine metabolismi kiirenemine.

Suurenenud T sekretsiooniga4 ja t3 nn Basey haiguse väljatöötamine. Selle seisundi korral suureneb ainevahetuse kiirus, toit põleb kiiresti. Patsiendid eraldavad rohkem soojust, neile on iseloomulik suurenenud erutuvus, neil on tahhükardia, kehakaalu kaotus. Lapse kilpnäärmehormoonide puudumine põhjustab kasvu pidurdumist ja vaimset arengut - kretinismi. Joodi puudumine toidus ja jood on osa nendest hormoonidest (joonis 62), põhjustab kilpnääre suurenemist, endeemilise seibi arengut. Joodi lisamine toidule põhjustab koerte vähenemist. Selleks lisatakse Valgevenes toidusoola koostisele kaaliumi jodiid.

Huvitav teada! Kui paned tuubuga vett, mis ei sisalda joodi, siis nende metamorfoos hilineb, jõuavad nad hiiglasse suurusse. Joodi lisamine veele põhjustab metamorfoosi, algab saba vähendamine, ilmnevad jäsemed, muutuvad nad normaalseks täiskasvanuks.

Peptiidi ja valguhormoonid

See on kõige erinevam hormoonide rühm. Nende hulka kuuluvad hüpotaalamuse vabastavad tegurid, adenohüpofüüsi troopilised hormoonid, endokriinset pankrease kudede insuliini ja glükagooni hormoonid, kasvuhormoon ja paljud teised.

Insuliini peamine ülesanne on säilitada teatav veresuhkru tase. Insuliin soodustab glükoosi sisenemist maksa- ja lihasrakkudele, kus see muutub peamiselt glükogeeniks. Insuliini tootmise puudumise või selle täieliku puudumisega tekib haigus diabeet. Selles haiguses ei suuda patsiendi kuded piisavas koguses imenduda glükoosi, hoolimata selle kõrge sisaldusest veres. Patsientidel eritub glükoos uriiniga. Seda nähtust nimetatakse "nälja hulka arvukus."

Glükagoonil on insuliini vastupidine toime, see suurendab vere glükoosisisaldust, soodustab glükogeeni lagunemist maksas, moodustades glükoosi, mis seejärel siseneb verd. Selles on tema tegevus sarnane adrenaliini toimimisele.

Adenohüpofüüsi või somatotropiini poolt sekreteeritud kasvuhormoon vastutab skeleti kasvu ja kehakaalu tõusu eest inimestel ja loomadel. Selle hormooni ebaõnnestumine põhjustab kääbust, kuid selle ülemäärast sekretsiooni väljendatakse gigantismis või akromegaalial, kus käte, jalgade ja näo luude suurenenud kasv.

Steroidhormoonid

Nagu eespool märgitud, kuuluvad neerupealhormoonid ja suguhormoonid steroidhormoonide hulka (joonis 3).

Neerupealiste koore sünteesitakse üle 30 hormooni, neid nimetatakse ka kortikoidideks. Kortikoidid on jagatud kolmeks rühmaks. Esimene rühm on glükokortikoidid, need reguleerivad süsivesikute ainevahetust, neil on põletikuvastane ja allergiline toime. Teine rühm koosneb mineralokortikoididest, need toetavad peamiselt vee ja soola tasakaalustamist kehas. Kolmas rühm sisaldab kortikoide, mis asuvad vahepealses asendis glükokortikoide ja mineralokortikoide.

Soolhormoonide hulgas eristuvad androgeenid (meessuguhormoonid) ja östrogeenid (naissoost suguhormoonid). Androgeenid stimuleerivad kasvu ja küpsemist, toetavad reproduktiivse süsteemi toimimist ja teiseste seksuaalomaduste kujunemist. Östrogeenid reguleerivad naiste reproduktiivse süsteemi tegevust.

58 valgupeptiidi hormooni.

58. Valgu-peptiidhormoonid. Struktuuri, biosünteesi, transpordi, vastuvõtu ja perifeerse ainevahetuse tunnused.

Keemilise struktuuri kohaselt võib hormoone jagada kolmeks rühmaks:

Valgu-peptiidi hormoonid. Igas rühmas vabaneb teine ​​hormoonide rühm.

Trypto-fana mela-toniin (hambakivi hormoon)

3. Pankrease peptiidid (insuliin, glükagoon)

4. Hüpofüüsi (peptiidide tüüp ACTH)

5. Paratüroidnäärmed (paratüroidhormoon, kaltsitoniin)

Valgu-peptiidhormoonide osana saate valida 3 fragmendi, millel on erinev funktsionaalne tähendus:

Aadressi fragment - haptomeer - pakub konkreetsete toimimisalade otsimist, kuid ei põhjusta bioloogilisi mõjusid.

Acton-effectometer - annab hormonaalsete toimete lisamise.

Stabiliseeriva hormooni abiaine (täiendav) fragment, mis reguleerib selle aktiivsust, kuid ei oma otsest mõju hormonaalse toime saavutamisele.

Sihitud fragmentide eripära on võime konkureerida füsioloogiliste kontsentratsioonidega terve hormooni molekuliga, mis seondub teatud retseptoritega, ja võimet taastada hormonaalset toimet igas kontsentratsioonis. Samal ajal ei konkotaerivad aktoonid füsioloogilistes kontsentratsioonides kogu hormooni molekuli, mis seondub reageeriva rakuga, kuid nad võivad superfüsioloogilistes kontsentratsioonides põhjustada spetsiifilisi hormonaalseid toimeid.

Hormooni molekuli struktuuri keemiline muundamine võib toota hormooni derivaati, mis seostub retseptoritega, kuid ei põhjusta selle mõju. Sellised modifitseeritud ühendid võivad pöördumatult konkureerida retseptori sidemeid omavate hormoonidega, blokeerides hormonaalset toimet. Konkurentsivõimeliste antihormoniinide mõju põhineb sellel põhimõttel.

Valgu-peptiidhormoonide süntees.

Polüpeptiidi hormooni süntees koosneb kahest etapist:

Mitroaktiivse prekursori ribosomaalne süntees mRNA maatriksil.

Aktiivse hormooni post-translatsiooniline moodustamine.

Hormonaalsete eellasrakkude post-translatsiooniline aktiveerimine võib toimuda kahel viisil:

Suurmolekulide prekursorite molekulide mitmekordne ensümaatiline degradatsioon molekulide suuruse vähenemisega.

Prohhormooni subühikute mitteensüümaatiline seos aktiveeritud hormooni molekuli laienemisega.

Peptiidhormoonide prekursorite aktiveerimise esimene vorm on iseloomulik insuliinile, paratüreoidhormoonile, angiotensiinile.

Mõelge sellele protsessile insuliini näites. Esimeses etapis sünteesitakse β-rakkude polüsoomides lühiajaline üheahelaline peptiid, mis koosneb 104-110 aminohappejäägist. Seda peptiidi nimetatakse preproinsuliiniks ja sellel ei ole bioloogilist aktiivsust:

Signaali ja sisestuse fragmendid on erinevad loomaliigid. Tugevates retikulaarsetes paakides läbib preproinsuliini N-otsast proteolüüsi, mille tulemusena eraldatakse prohormone membraanist läbi 23-lüliline peptiid, mis "tõmbab". Preproinsuliin konverteeritakse proinsuliiniks, millel on väga madal bioloogiline aktiivsus. Seejärel esineb insertsioonifragmendi ja proinsuliini ensümaatiline lõikamine, A- ja B-ahelad on ühendatud disulfiidsidemetega.

Gene mRNA preprohormone prohormon

Valgu-peptiidhormoonide metabolism.

Inaktiveeritud spetsiifiliste peptidaaside toimel. Näide on insuliiniasi toime, mis taastab insuliini disulfiidi sillad. Insuliin laguneb A- ja B-ahelatesse, mis maksa peptidaaside mõju all jagatakse peptiidideks ja aminohapeteks.

Hormoonide ja nende metaboliitide eritumise viisid.

Väike osa hormooni eritub muutumatuks. Steroidhormoonide halvasti vees lahustuvad metaboliidid erituvad glükuroniidide, sulfaatide ja teiste kõrge vees lahustuvusega estrite kujul.

Aminohapete hormoonide metaboliidid vees hästi lahustuvad ja erituvad peamiselt vabas vormis ja happega moodustunud ühendatud koostises vabaneb vaid väike osa.

Valgu-peptiidhormoonide metaboliidid tuletatakse peamiselt vabade aminohapete, nende soolade ja väikeste peptiidide kujul.

Hormonaalsed metaboliidid erituvad uriinist ja sapist. Mõned metaboliidid erituvad higi ja süljega.

Enamik hormoone ja nende metaboliite elimineeritakse organismist peaaegu täielikult 48-72 tunni jooksul, 80-90% veres sissetoodud hormoonidest kõrvaldatakse juba esimesel päeval. Erandiks on kilpnäärmehormoonid, mis koguneb keha mitu päeva tiroksiini kujul.

1) peptiidi ja valguhormoonid,

2) hormoonid - aminohapete derivaadid ja 3) steroidsed hormoonid. Neljas grupp koosneb eikosanoididest - hormoonitaolistest ainetest, millel on kohalik toime.

Peptiidide ja valguhormoonide hulka kuuluvad 3 kuni 250 või rohkem aminohappejääki. Need on hüpotalamuse ja hüpofüüsi hormoonid (türoliberiin, somatoliberiin, somatostatiin, kasvuhormoon, kortikotropiin, türeotropiin jms - vt allpool), samuti pankrease hormoonid (insuliin, glükagoon). Hormoonid - aminohapete derivaadid on peamiselt esindatud aminohappe türosiini derivaatidega. Need on madalmolekulaarsed ühendid - adrenaliin ja noradrenaliin, mis sünteesitakse neerupealiste medulla ja kilpnäärmehormoonide (türoksiini ja selle derivaatide) kaudu. 1. ja 2. rühmahormoonid on hästi vees lahustuvad.

Steroidhormoone esindavad neerupealiste kortikaalse aine rasvlahustuvad hormoonid (kortikosteroidid), suguhormoonid (östrogeenid ja androgeenid), samuti D-vitamiini hormonaalsed vormid.

Eikosanoidid, mis on polüküllastumata rasvhapete derivaadid (arahhidoonid), on esindatud kolme ühendi alamklassi: prostaglandiinid, tromboksaanid ja leukotrieenid. Need vees lahustumatud ja ebastabiilsed ühendid avaldavad oma mõju sünteesiplatsi läheduses paiknevatele rakkudele. [2]

Hormonaalse signaaliülekande põhimõtted sihtrakkudel

On teada kaks peamist hormooni signaaliülekannet sihtrakkudesse. Lipofiilsed hormoonid tungivad rakku ja sisenevad tuuma. Hüdrofiilsed hormoonid mõjutavad ppet-membraani taset.

hüdrofiilset hormooni hormonaalset signaali

Lipofiilsed hormoonid, mis sisaldavad steroidhormoone, türoksiini ja retinoiinhapet, vabanevad rakumust plasmamembraanist, kus nad suudavad toimida väga spetsiifiliste retseptoritega. Dromeeri vormis olev hormooni retseptori kompleks seondub tuuma kromatiiniga ja algatab teatud geenide transkriptsiooni. MRNA (mRNA) sünteesi suurendamine või pärssimine nõuab spetsiifiliste valkude (ensüümide) kontsentratsiooni muutumist, mis määravad raku vastuse hormonaalsele signaalile.

Hormoonid, mis on aminohapete derivaadid, aga ka peptiidi- ja valguhormoonid, moodustavad rühma hüdrofiilseid signaale sisaldavad ained. Need ained seonduvad plasmamembraani välispinna spetsiifiliste retseptoritega. Hormooni seondumine edastab signaali membraani sisemisele pinnale ja seepärast käivitab sekundaarsete kullerite (vahendajate) sünteesi. Vahendavaid molekule võimendavad rakulist vastust hormoonile. [1]

Hüdrofiilsed hormoonid ja hormoonitaolised ained on valmistatud aminohapetest, näiteks valkudest ja peptiididest, või on saadud aminohapetest. Nad ladestuvad suurtes kogustes endokriinsete näärmete rakkudesse ja sisenevad vajadusel verd. Enamik neist ainetest viiakse vereringesse kandjate kaasamiseta. Hüdrofiilsed hormoonid toimivad sihtrakkudes, seondudes plasmamembraaniga retseptoriga. [1]

Peptiidhormooni ainevahetus

Erinevalt steroididest on biosünteesi peamised tooted peptiidid ja valguhormoonid. Asjakohast teavet loetakse transkriptsioonifaasi DNA-st (DNA) ja sünteesitud hRNA (hnRNA) vabaneb introneerimisest splaissimise teel (1). mRNA (mRNA) kodeerib peptiidijärjestust, mis kõige sagedamini ületab oluliselt küpset hormooni molekulmassiga. Algne aminohapete ahel hõlmab signaalpeptiidi ja propeptiidi prekursorit hormoonil. MRNA tõlge toimub tavalistel ribosoomidel (2). Signaalpeptiid sünteesitakse esmalt. Selle ülesanne on siduda ribosoomi poolt rough endoplasmaatilise retiikulumi [SHARE (RER)] ning saadab kasvav peptiidahel valendikus RER (3). Sünteesitud toode on hormooni prekursor, prohormone. Küpsemise hormooni esineb piiratud proteolüüsi teel ja sellele järgneva (posttranslatsionaalse) modifikatsiooni, näiteks teket disulfiidsildasid glükosüülimine ja fosforüülimise (4). Küpset hormooni hoitakse raku vesiikulites, kus see eksotsütoosi tõttu eritub.

Peptiidi ja valguhormoonide biosünteesi ja nende sekretsiooni kontrollib hormonaalse regulatsiooni hierarhiline süsteem. Selles süsteemis osalevad kaltsiumioonid sekundaarse sõnumina; kaltsiumi kontsentratsiooni suurenemine stimuleerib hormoonide sünteesi ja sekretsiooni.

Hormoonide geenide analüüs näitab, et mõnikord on paljudest täiesti erinevatest peptiididest ja valkudest kodeeritud sama geen. Üks kõige enam uuritud on proopiomelanokortiini geen [POMC (POMC)]. Koos vastava nukleotiidijärjestuse kortikotropiini [adrenokortikotroopne hormoon, ACTH (ACTH)] geen sisaldab kattuvaid järjestusi, mis kodeerivad mitut väikest peptiidhormoonid, nimelt b-, c - ja d-melanotropin [MSH (MSH)], a - ja r -. lipotropin (LPG (LPH)], a-endorfiini ja metenkefaliin Viimase hormooni võib samuti olla valmistatud-endorfiini prohormoon Selle perekonna niinimetatud polüproteiinile signaali millest peptiid tuleb toodavad ja sekreteerivad siseneb.. reguleerimissüsteemist pärast prepropeptiidi sünteesi. Kõige olulisem eritatud saadud toodet polüproteiinahelast genoomi poolt kodeeritud ajuripatsi POMC on hormoon kortikotropiini (AKTH), mis stimuleerib kortisooli sekretsioon neerupealise koores. bioloogilist funktsiooni teiste peptiidide ei ole veel täielikult välja selgitatud.

Inaktiveerimine ja lagunemine

Peptiidhormoonide degradatsioon algab sageli juba veres või veresoonte seintes, see protsess on eriti intensiivne neerudes. Teatud peptiidid, mis sisaldavad disulfiidaheldused nagu insuliin, võib inaktiveerida vähendamisele tsüstiin jäägid (1), teiste valkude ja peptiidantagonistid on hüdrolüüsitud proteinaasid, nimelt ekso - (2) (otstes chains) Endopeptidaaside ja (3). Proteolüüs põhjustab paljude fragmentide moodustumist, millest mõned võivad avaldada bioloogilist aktiivsust. Paljud valgu-peptiidhormoonid eemaldatakse tsirkulaarsüsteemist, seondudes sellega membraani retseptoriga ja sellele järgneva hormooni retseptori kompleksi endotsütoosiga. Selliste komplekside degradeerumine esineb lüsosoomides, lagunemise lõpp-produkt on aminohapped, mida kasutatakse anaboolsetel ja kataboolsetel protsessidel substraadina.

Lipofiilsetel ja hüdrofiilsetel hormoonidel on teistsugune poolväärtusaeg tsirkulatsioonisüsteemis (täpsemalt biokeemiline poolestusaeg, t1 / 2). Võrreldes hüdrofiilsete hormoonidega (t1 / 2 mõni minut või tund), elavdavad lipofiilsed hormoonid oluliselt kauem (t1 / 2 on mõni tund või päevad). Hormoonide biokeemiline pooltsükkel sõltub lagunemise süsteemi aktiivsusest. Mõju ravimi lagunemise süsteemile või koekahjustusele võib põhjustada muutusi lagunemiskiiruses ja seega ka hormoonide kontsentratsiooni. [1]

Hüdrofiilsete hormoonide toimemehhanism

Enamik hüdrofiilseid signaale sisaldavad ained ei suuda läbi lipofiilset rakumembraani läbida. Seepärast toimub signaaliülekanne rakku läbi membraaniretseptorite (signaalijuhtmed). Retseptorid on integreeritud membraaniproteiinid, mis seovad signaaliülekandeaineid membraani välisküljel ja muutes ruumilist struktuuri membraani sisemuses uue signaali. See signaal määrab teatud geenide transkriptsiooni ja ensüümide aktiivsuse, mis kontrollivad ainevahetust ja interakteeruvad tsütoskeletiga.

On retseptoreid kolme tüüpi.

1. Esimese tüübi retseptorid on valgud, millel on üks transmembraanne polüpeptiidahel. Need on allosteerilised ensüümid, mille aktiivne keskus paikneb membraani sisemisel küljel. Paljud neist on türosiin-proteiinkinaasid. Sellesse tüüpi kuuluvad sellesse kuuluvad insuliini retseptorid, kasvufaktorid ja tsütokiinid.

Signaaliaine seondumine viib retseptori dimerisatsioonini. Sellisel juhul toimub ensüümi aktiveerimine ja türosiini jääkide fosforüülimine paljudes valkudes. Kõigepealt retseptori molekul fosforüülitakse (autofosforüülimine). Fosfotürosiin seondub signaali kandjavalgu SH2-domeeniga, mille ülesanne on signaali edastamine rakusisesetel proteiinkinaasidel.

2. Ioonikanalid. Teise tüübi retseptorid on oligomeersed membraanivalgud, mis moodustavad ligandiga aktiveeritud ioonkanali. Ligandi sidumine viib Na +, K + või Cl-ioonide kanali avanemiseni. Sellise mehhanismi tegevus viiakse läbi neurotransmitterite nagu atsetüülkoliin (nikotiiniretseptoritel: Na + - ja K + -kanalite) ja g-aminovõihape (A-retseptori: Cl - kanal).

3. Kolmanda tüübi retseptorid, mis on ühendatud GTP-ga seonduvate valkudega. Nende valkude polüpeptiidahel sisaldab seitset transmembraanilist ahelat. Sellised retseptorid edastavad GTP-ga seonduvate valkude signaali efektor-valkudele, mis on konjugeeritud ensüümid või ioonkanalid. Nende valkude funktsioon on muuta ioonide või teiste kullerite kontsentratsiooni.

Seega siduvaid signaali aine membraaniretseptori kaasneb üks kolmest rakusisest vastust: Retseptor-türosiinkinaasid aktiveerivad rakusiseseid valgu aktivatsiooni ligandaktiveeritavad ioonkanalite toob kaasa muutuse iooni kontsentratsiooni ja retseptorite aktiveerumisest seostatakse GTP-d siduvate valkude, indutseerib ühendite sünteesimise vahendajad, sekundaarsed saatjad. Kõik kolm signaali edastussüsteemi on omavahel ühendatud. Näiteks moodustumise teise cAMP (cAMP) Tulemused aktiveerimispoliitikate proteiinkinaasi [PC-A (PK-A)], sekundaarse virgatsaine diatsüülglütseroolist [DAG (DAG)] aktiveerib [PC-C (PK-C)] ja sekundaarse Inositool-1,4,5-trifosfaat [IF3 (InsP3)] messenger põhjustab Ca2 + ioonide kontsentratsiooni suurenemist rakkude tsütoplasmas.

G-valkude signaali muundamine.

G valkud (eng G-valgud) on proteiinide perekond, mis kuuluvad GTP-aasidesse ja toimivad sekundaarsete mediaatoritena rakusisese signaali kaskaadides. G-valke nimetatakse nimeks, sest nende signaali mehhanismis kasutavad nad SKP asendamist GTP-ga kui molekulaarse funktsionaalse "lüliti", mis reguleerib rakulisi protsesse.

G-valgud teisaldavad signaali kolmanda tüübi retseptorilt efektor-valkudele. Nad on üles ehitatud kolmest allüksusest: b, c ja b. Selle subühiku omaduseks on guaniini nukleotiidide [GTP (GTP) või GDF (GDP)] sidumine. Valk demonstreerib nõrka GTP-ase aktiivsust ja on sarnane teiste GTP-ga seonduvate valkude, nagu ras ja Tu pikenemisteguriga (EF-Tu). Inaktiivses olekus on G-valk seotud SKP-ga.

Kui signaali aine seondub kolmanda tüübi retseptoriga, muutub viimase konformatsioon sellisel viisil, et kompleks omandab G-valgu seondumise võime. G-valgu seos retseptoriga toob kaasa HDF-i vahetamise GTP-le (1). Kui see juhtub, aktiveeritakse G-valk, see eraldatakse retseptorilt ja seondub b-subühiku ja c, g-kompleksiga. HFC-B allüksus seondub efektor-valkudega ja muudab nende aktiivsust, mille tulemuseks on ioonkanalite avamine või sulgemine, ensüümide aktivatsioon või inhibeerimine (2). Seotud GTP-i aeglane hüdrolüüs HDF-i teisendab b-subühiku mitteaktiivseks olekusse ja see seostub uuesti c- d kompleksiga, st G-valk jõuab algse olekusse. [1]

Sekundaarsed intsensendid või vahendajad on rakusisene aine, mille kontsentratsiooni rangelt kontrollivad hormoonid, neurotransmitterid ja muud ekstratsellulaarsed signaalid. Sellised ained moodustatakse olemasolevatest substraatidest ja neil on lühike biokeemiline poolperiood. Kõige olulisem sekundaarseid signaalmolekule on cAMP (CAMP) tsGTF (CGTP), Ca2 +, inositool-1,4,5-trifosfaat [IP3 (lnsP3)], diatsüülglütseroolist [DAG (DAG)] ja lämmastikmonooksiid (NO).

Biosüntees. Nukleotiid cAMP (3,5-tsikloadenozinmonofosfat, cAMP> sünteesida membraani adenülaattsüklaas [1] -. Perekond ensüüme, mis katalüüsivad tsüklistamise ATP (ATP), et moodustada anorgaaniliste pürofosfaat cAMP ja cAMP lõhustamine moodustamaks AMP (AMP) katalüüsib fosfodiesteraasi [2], mille inhibeeritakse metüülitud ksantiini derivaatide, nagu kofeiin, kõrgetes kontsentratsioonides.

Adenülaattsüklaasi aktiivsust kontrollitakse G-valkudega, mis omakorda on seotud kolmanda tüübi retseptoritega, mida kontrollitakse väliste signaalide abil. Enamik G-valgudest (Gs-valgud) aktiveerivad adenülaattsüklaasi, mõned G-valgud inhibeerivad seda (Gi-valgud). Mõned adenülaattsüklaasid aktiveeritakse Ca2 + / kalmoduliini kompleksiga.

Toimemehhanism. cAMP on proteiinkinaaside A (PC-B) [3] ja ioonkanalite allosteeriline efektor (vt lk 372). Inaktiivses olekus PC-B on tetrameer, kusjuures kaks reguleerivat subühikut (P-subühikud) (automaatne inhibeerimine) inhibeerivad kahte katalüütilist subühikut (K-subühikud). Kui cAMP on seotud, eralduvad P-alamühikud kompleksist ja K-ühikud aktiveeruvad. Ensüüm võib fosforüülida teatud seriini ja treoniini jääke rohkem kui 100 erinevas valgus, sealhulgas paljudes ensüümides (vt lk 158) ja transkriptsioonifaktoritest. Fosforüülimise tulemusena muutub nende valkude funktsionaalne aktiivsus.

Koos cAMP-iga võib cGMP (cGMP) täita ka teise messenguri funktsioone. Mõlemad ühendid erinevad ainevahetuse ja toimemehhanismi poolest.

Kaltsiumiioonide roll

Kaltsiumiioonide tase. Ca2 + ioonide kontsentratsioon tsirkuleerimata rakkude tsütoplasmas on väga madal (10-100 nM). Madalat taset hoiavad kaltsiumi ATP-sid (kaltsiumipumbad) ja naatriumkaltsiumivahetajaid. Ca2 + -ioonide kontsentratsiooni järsk tõus tsütoplasmas (kuni 500-1000 nM) tuleneb plasmamembraani või rakusisese kaltsiumi depot (sile ja karm endoplasmiline retikulum) kaltsiumikanalite avanemisest. Kanalite avamine võib olla põhjustatud membraani depolarisatsioonist või signaaliülekandega ainete, neurotransmitterite (glutamaadi ja ATP, vt. Lk 322), teise ränduri (IF3 ja cAMP) ja rianodiini taimse päritoluga ainete toimest. Tsütoplasmas ja rakulistes organellides on palju valke, mis suudavad siduda Ca2 +, millest mõned toimivad puhvritena.

Tsütoplasmas kõrgete kontsentratsioonide korral on Ca2 + ioonidel raku tsütotoksiline toime. Seetõttu eraldab kaltsiumi tase üksikutes rakkudes lühiajaliste purunemiste, suurendades 5-10 korda ja rakkude stimuleerimine suurendab ainult nende kõikumiste sagedust.

Kaltsiumi toimet vahendavad spetsiaalsed Ca2 + -siduvaid valke (kaltsiumiandurid), millele kuuluvad anneink, kalmoduliin ja troponiin (vt lk 326). Kalmoduliin - suhteliselt väike valk (17 kDa) - on olemas kõigis loomarakkudes. Kui seostatakse neli Ca2 + iooni (diagrammis olevad sinised ringid), liigub kalmoduliin aktiivseks vormiks, mis on võimeline interakteeruma paljude valkudega. Kalmoduliini aktiveerimise tõttu mõjutavad Ca2 + ioonid ensüümide, ioonpumpade ja tsütoskeleti komponentide aktiivsust.

Inositool-1,4,5-trifosfaat ja diatsüülglütserool

Fosfatidüül-inositool-4,5-difosfaadi [FIF2 (PlnsP2)] hüdrolüüs fosfolipaasiga C [4] toob kaasa kahe teise messengerraadi: inositool-1,4,5-trifosfaadi ja diatsüülglütserooli. Hüdrofiilne IF3 siseneb endoplasmaatilisse retikulumisse [ER (ER)] ja kutsub esile Ca2 + ioonide vabanemise akumuleeruvatest vesiikulitest. Lipofiilne DAH jääb membraanile ja aktiveerib proteiinkinaasi C, mis Ca2 + juuresolekul fosforüülib erinevaid valgu substraate, moduleerides nende funktsionaalset aktiivsust. [1]

Hüdrofiilsete hormoonide peamised esindajad

Loomulikult on suurimad hormoonirühmad steroidhormoonid ja peptiidhormoonid. Kuid on ka teisi rühmi.

Aminohapete dekarboksüleerimine moodustab biogeensed amiinid (histamiin, serotoniin, melatoniin) ja katehhoolamiinid (dof, dopamiin, norepinefriin ja adrenaliin). [1]

Histamiin inimese kehas on koehormoon, mediaator, mis reguleerib organismi elulisi funktsioone ja mängib olulist rolli mitmete haigusseisundite patogeneesis.

Histamiin moodustub organismis histidiin-dekarboksülaasi katalüüsitavaks histidiin-aminohappe dekarboksüülimiseks.

See hormoon ladestatakse nuumrakkudes ja basofiilides hepariini kompleksi kujul, vabaneb histamiin kiiresti deaktiveeritakse oksüdeerimise teel, katalüüsitakse diamiinoksüdaasiga või metüülitakse histamiini N-metüültransferaas. Histamiini - imidasolüüläädikhappe ja N-metüülhistamiini lõplikud metaboliidid erituvad uriiniga.

Histamiin inimese kehas on mitteaktiivne. Vigastuste, stressi, allergiliste reaktsioonide korral suureneb märkimisväärselt vaba histamiini kogus. Histamiini kogus suureneb mitmete mürgiste, teatud toitude ja teatud ravimite sissevõtmisega.

Vaba histamiin põhjustab silelihaste spasmi (sealhulgas bronhi ja veresoonte lihaseid), laienenud kapillaare ja vererõhku langetamist, vere stagnatsiooni kapillaarides ja nende seinte läbilaskvuse suurendamist, ümbritsevate kudede turse ja vere paksenemist, stimuleerides adrenaliini ja südame löögisagedust.

Histamiin avaldab oma toimet spetsiifiliste rakuliste histamiini retseptorite kaudu. Praegu on kolm histamiini retseptorite rühma, milleks on H1, H2 ja H3.

Histamiin mängib olulist rolli seedimise füsioloogias. Inimeste puhul sekreteeritakse histamiini enterokromafiini-like (ECL-) limaskesta rakud. Histamiin on vesinikkloriidhappe tootmise stimulaator, mõjutades mao limaskesta vooderrakkude H2 retseptoreid. Happega seotud haiguste (peptiline haavand ja kaksteistsõrmiksoole haavandid) ravis on välja töötatud ja aktiivselt kasutatud mitmeid ravimeid, mida nimetatakse histamiini H2 retseptori H2-blokaatoriteks, mis blokeerivad histamiini toimet katterakkudele, vähendades seeläbi vesinikkloriidhappe sekkumist luumenisse. kõhuga.

Veres sisalduva vasokonstriktsiooni sisaldava aine otsimisel avastati serotoniini (5-hüdroksütrüptamiin, 5-HT). Tõenäoliselt oli ta tuvastatud varasema avastatud Erspimeri soolega soolestikus ja selle keemiline struktuur dekodeeriti, mis osutus väga lihtsaks.

Umbes 90% serotoniini sisaldub soolestikus ja peaaegu eranditult enterokromafiinirakkudes. See esineb ka põrnas, maksas, neerudes, kopsudes ja mitmesugustes sisesekretsiooni näärmetes.

Peamises ajus on ka serotoniin (suhteliselt palju hüpotalamust ja keskmise ajukoest, vähem taalamuses, hipokampuses, ei leitud üldse kõhukinnisuse ja väikeahelaga) ja seljaaju.

Serotoniin moodustub aminohappe trüptofaani selle seerianumber 5-5-hüdroksüleerumisega ensüümi trüptofaanhüdroksülaasi (mille tulemuseks on 5-hüdroksütrüptofaani, 5-HT) ja seejärel dekarboksüleerumist saadud ensüümi triptofandekarboksilazoy.5 hydroxytryptophan-trüptofaan sünteesitakse ainult soomas serotoniinergilised neuronid, hüdroksüleerumisega toimub juuresolekul raua ioone ja pteridiini kofaktorit.

Serotoniin mängib olulist rolli vere hüübimisprotsessis. Vere trombotsüüdid sisaldavad märkimisväärses koguses serotoniini ja neil on võime koguda ja koguda serotoniini vereplasmas. Serotoniin suurendab trombotsüütide funktsionaalset aktiivsust ja nende kalduvust agregeeruda ja verehüüvete moodustumist. Stimuleerides spetsiifilisi serotoniini retseptoreid maksas, suurendab serotoniin hüübimisfaktorite maksa sünteesi. Serotoniini isoleerimine kahjustatud kudedest on üks mehhanismidest, mis tagavad verehüübimise kahjustumispaigas.

Serotoniin osaleb allergia ja põletiku protsessides. See suurendab veresoonte läbilaskvust, suurendab kemotaksisekatsetes ja leukotsüütide migratsiooni põletik fookuses, suureneb eosinofiilide sisaldust veres, suurendab nuumrakku ja vabanemist teiste mediaatorite allergia ja põletik. Eksogeense serotoniini lokaalne (nt intramuskulaarne) manustamine põhjustab tugevat valu manustamiskohas. Arvatavasti on serotoniin koos histamiini ja prostaglandiinide, ärritavate retseptoritega kudedes, rolli vigastuse või põletiku kohas esinevate valuimpulsside ilmnemisel.

Samuti toodetakse soolestikus suur kogus serotoniini. Serotoniin mängib olulist rolli seedetrakti motoorika ja sekretsiooni reguleerimisel, suurendades selle peristaltikat ja sekretoorset aktiivsust. Lisaks sellele mängib serotoniin mõnede sümbiootiliste mikroorganismide kasvufaktori rolli, suurendab bakteriaalset metabolismi käärsooles. Kolooni bakterid aitavad iseenesest kaasa ka serotoniini sekretsiooni soolestikus, kuna paljudel sümbiootiliste bakterite liikidel on võime dekarboksülaadida trüptofaani. Düsbioosil ja mitmel teisel käärsoole haigustel on seedetrakti serotoniini tootmine oluliselt vähenenud.

Tsütotoksilisest kemoteraapiast kokkupuutel on mao ja soolte limaskestade surmavate rakkude massiline vabanemine üks iivelduse ja oksendamise põhjusi, kõhulahtisus pahaloomuliste kasvajate kemoteraapia ajal. Sarnane seisund esineb teatud pahaloomuliste kasvajate korral, mis tekitavad ectopically serotoniini.

Serotoniini kõrge sisaldus on samuti märgitud emakas. Serotoniin mängib olulist rolli emaka ja kõhukinnisuse kontraktiilsuse parakrüülide reguleerimisel ja tööjõu kooskõlastamisel. Serotoniini tootmine müomeetriumis suureneb mitu tundi või päeva enne kohaletoimetamist ja tõuseb veelgi otsesemalt kohaletoimetamise ajal. Samuti on ovulatsiooni protsessis kaasatud serotoniin - follikulaarses vedelikus kasvab serotoniini (ja mitmete teiste bioloogiliselt aktiivsete ainete) sisaldus vahetult enne folliikulite rebenemist, mis ilmselt põhjustab intrafollikulaarse rõhu suurenemist.

Serotoniin mõjutab märkimisväärselt suguelundite süsteemi põlemise ja pärssimise protsesse. Näiteks väheneb serotoniini kontsentratsiooni suurenemine meestel seedetrakti tekkega.

Serotoniinergilise transmissiooni puudulikkus või inhibeerimine, näiteks põhjuseks serotoniini taseme langus ajus, on üks depressiivsete seisundite ja migreeni raskete vormide tekke teguritest.

Serotoniini retseptorite hüperaktiveerimine (näiteks teatud ravimite võtmisel) võib põhjustada hallutsinatsioone. Skisofreenia areng võib olla seotud nende aktiivsuse kroonilise kõrgendatud tasemega. [6]

Jale'i ülikoolis tegi Lerner ja 250 000 veise epifüüsi koostajad 1958. aastal esmakordselt isoleeritud 5-metoksü-N-atsetüültrüptaliini (melatoniin) puhta hormooni epifüüsi.

Melatoniini kontsentratsiooni muutused avaldavad märkimisväärset ööpäevast rütmi hambapuuduse kehas ja veres, tavaliselt suurel hulgal hormooni öösel ja madalal päeval.

Melatoniini sünteesiks on see, et epifüüsirakud imenduvad veres ringlevasse trüptofaani aminohappesse, oksüdeeritakse 5-hüdroksütrüptofaaniks ja seejärel dekarboksüülitakse, moodustades biogeense amiini-serotoniini (serotoniini sünteesi). Enamik serotoniini metaboliseerub epifüüsi ajal monoamiini oksüdaasiga, mis hävitab serotoniini teistes elundites. Väikseim osa serotoniini atsetüülitakse küünaragist N-atsetüül-serotoniinis ja see aine muundatakse seejärel 5-metoksü-N-atsetüültrüptamiiniks (melatoniiniks). Melatoniini moodustumise viimane etapp viiakse läbi erilise ensüümi oksindool-O-metüültransferaasi mõjul. Selgus, et küünarnukk on peaaegu ainus üksus, kus seda unikaalset ensüümi leitakse.

Erinevalt kesknärvisüsteemist ja mitmesugustest perifeersetest elunditest ja kudedest moodustunud serotoniinis on melatoniini allikaks sisuliselt üks elund, epifüüs.

Melatoniin reguleerib sisesekretsioonisüsteemi aktiivsust, vererõhku, une sagedust, hooajalist rütmi paljudel loomadel, aeglustab vananemisprotsessi, suurendab immuunsussüsteemi efektiivsust, omab antioksüdantseid omadusi, mõjutab ajavööndite muutmisega seotud kohandamisprotsesse.

Lisaks on melatoniin seotud vererõhu reguleerimise, seedetrakti funktsioonide ja ajurakkude tööga.

Nüüdseks on teada, et imetajatel on serotoniini ja melatoniini sisaldus teatud ajahetkel 24 tunni jooksul erinev.

Normaalsetes valgustustingimustes on serotoniini tase päeva jooksul suurim. Pimeduse alguses väheneb epifüüsi serotoniini sisaldus kiiresti (maksimaalselt - 8 tundi pärast päevavalguse perioodi algust, minimaalselt - 4 tundi pärast pimedust).

Melatoniini sisaldus epifüüsi ajal muutub päeval, mis on otseselt serotoniini tasemele vastupidine. [6]

Adrenaliin on neerupealise medulla sünteesitud hormoon. Selle olemasolu on tuntud enam kui sajandil. Aastal 1901 eraldati adrenaliin neerupealise ekstraktist Takamiini, Aldrichi ja I Fürthi kristalses seisundis. Kaks aastat hiljem esitas F. Stolz oma struktuuri sünteesi kohta lõpliku tõendi. Epinefriin oli 1- (3,4-dioksüfenüül) -2-metüülaminoetanool.

See on värvitu kristalliline pulber. Asümmeetrilise süsinikuaatomi olemasolul eksisteerib kaks optilist isomeeri kujul adrenaliini. Nendest levogüraat hormoonideks on 15 korda aktiivsem kui programaalmahukas. See sünteesitakse neerupealistes.

Inimese neerupealiste medulla, mis kaalub 10 g, sisaldab umbes 5 mg adrenaliini. Lisaks leiti neil ka adrenaliini homolooge: noradrenaliini (0,5 mg) ja isopropüüladrenaliini (jälgi).

Adrenaliin ja norepinefriin on ka inimveres. Nende sisu venoosse veres on vastavalt 0,04 ja 0,2 μg%. Eeldatakse, et adrenaliini ja noradrenaliini ATP-soola kujul väikestes kogustes hoitakse närvikiudude lõpus, mis vabanevad nende ärrituse tagajärjel. Selle tulemusena tekib keemiline kontakt närvi kihi ja rakkude vahel või kahe neuroni vahel.

Kõik kolm ainet - adrenaliin, norepinefriin ja isopropüüladenaaliin - mõjutavad tugevasti keha vaskulaarset süsteemi. Lisaks suurendavad nad süsivesikute ainevahetust organismis, suurendades glükogeeni lagunemist lihastes. Seda seletatakse asjaoluga, et adenülaat-tsüklaasi kaudu vahendatud adrenaliini toimel liigutatakse lihase fosforülaas inaktiivsel kujul (fosforülaas b) aktiivseks vormiks (fosforülaas a).

Seega, lihastes sisalduv adrenaliin toimib maksas glükagooniga sama funktsiooniga, tagades adenülaadi tsüklaasi reaktsiooni käivitamise pärast kokkupuutumist sihtrakkude pinna hormooni retseptoriga.

Kuigi sümpatadrenaadi süsteemi hormoonid ei ole eluliselt tähtsad, on nende roll kehas äärmiselt hea: nad pakuvad kohanemist ägedate ja krooniliste stressidega. Adrenaliin, norepinefriin ja adamiin on "võitlemise või lendude" reaktsiooni peamised elemendid (mis esinevad näiteks ootamatult koos karutega mustikad). Vastuseks ähvardavale kogenemisele kaasnes samal ajal ka mitmete keerukate protsesside kiire integreeritud ümberkorraldamine antud reaktsiooniga otseselt seotud organites (aju, lihased, kardiopulmonaarne süsteem ja maks). Adrenaliin selles vastuses:

1) tarnib kiiresti rasvhappeid, mis on lihaste aktiivsuse peamine esmane kütus;

2) mobiliseerib glükoosi aju energiaallikana - suurendades glükogenolüüsi ja glükoneogeneesi maksas ja vähendades glükoosi imendumist lihastes ja teistes elundites;

3) vähendab insuliini vabanemist, mis samuti takistab kesknärvisüsteemi kaudu glükoosi imendumist perifeersetes kudedes, säilitades selle.

Neerupealise medulla närvistimulatsioon viib plasma-membraani kromafiini graanulite liitmise ja seeläbi põhjustab norepinefriini ja adrenaliini vabanemist eksotsütooside kaudu. See protsess on kaltsiumist sõltuv ja, nagu ka teised eksotsütoosiprotsessid, stimuleeritakse kolinergiliste ja adrenergiliste ainetega ja inhibeeritakse b-adrenergiliste ainetega. Katehhoolamiinid ja ATP vabanevad samasuguses vahekorras, milles need sisalduvad graanulites. See kehtib ka teiste komponentide kohta, sealhulgas DBG, kaltsium ja kromograniin A.

Katehhoolamiinide tagasivõtmine neuronite poolt on oluline mehhanism, mis tagab ühelt poolt hormoonide säilimise ja teiselt poolt hormonaalse või neurotransmitteri aktiivsuse kiire katkemise. Erinevalt sümpaatilistest närvidest puudub neerupealiste medulla vabastatud katehhoolamiinide tagasivõtmise ja säilitamise mehhanism. Neerupealiste sekreteeritav adrenaliin siseneb maksa ja skeletilihasesse, kuid seepärast metaboliseerub see kiiresti. Ainult väga väike osa norepinefriini jõuab kaugele kudedesse. Katehhoolamiinid tsirkuleerivad plasmas sellises vormis, mis on albuminiga nõrgalt seotud. Need on väga lühiajalised: nende bioloogilise poolväärtusaja pikkus on 10... 30 sekundit.

Katehhoolamiinide toimemehhanism on uurijate tähelepanu äratanud peaaegu sajandiks. Tõepoolest, paljud retseptoribioloogia üldised mõisted ja hormoonide toime tulenevad mitmekesisematest uuringutest.

Katehhoolamiinid toimivad retseptorite kahe peamise klassi kaudu: b-adrenergilised ja v-adrenergilised. Igaüks neist on jagatud kaheks alaklassiks: vastavalt b1 ja b2, aastal1 ja sisse2. See klassifikatsioon põhineb erinevate agonistide ja antagonistidega seostumise suhtelisel järjestusel. Adrenaliin seob (ja aktiveerib) nii b kui ka b retseptoreid ning seetõttu mõjutab see mõlema klassi koesse sisaldavaid retseptoreid nende hormoonide retseptorite suhtelist afiinsust. Norepinefriin füsioloogilistes kontsentratsioonides seondub peamiselt b-retseptoritega.

Pheokromotsütoomid on neerupealise medulla kasvajad, mida tavaliselt ei diagnoosida enne, kui nad hakkavad tootma ja eritama adrenaliini ja norepinefriini kogustes, mis on piisavad raske hüpertensiivse sündroomi tekkeks. Pheokromotsütoomiga suureneb sageli norepinefriini / adrenaliini suhe. Võib-olla selgitab see kliiniliste ilmingute erinevusi, kuna noradrenaliini seostatakse hüpertensiooni patogeneesis peamise rolliga ja hüpermetabolismi eest vastutab adrenaliin. [3] [5]

Valgu-peptiidi hormoonid

Sellesse rühma kuuluvad kõik troopilised hormoonid, liberiinid ja statiinid, insuliin, glükagoon, kaltsitoniin, gastriin, sekretiin, koletsüstokiniin, angiotensiin II, antidiureetiline hormoon (vasopressiin), paratüroidhormoon jne.

Need hormoonid on moodustatud prohormoonidest pärit proteiini eellastidest. Reeglina sünteesitakse esmalt prohormooni, millest moodustub prohormone, ja seejärel hormoon.

Prohormonooni süntees toimub endokriinse rakuliini graanulite endoplasmaatilise retikulumi (rough reticulum) membraanidel. Nende protsesside jaoks on suur tähtsus eelprohormoonide võimele endoplasmilise retikulumi membraani kaudu tungida oma sisemisesse õõnsusse, kuna paljudest valgu eellasühenditest N-terminuse esimesed 20-25 aminohappejäägid on samad ning endoplasmilise retikulaari välismembraanil on struktuurid See jada. Selle tulemusena on võimalik eelprohormone molekuli sisestada membraani lipiidide kahekihilisse kihti ja valgu prekursori järkjärguline tungimine endoplasmaatilise retikulaari siseruumini.

Saadud prohormooni vesiikulid viiakse seejärel lamellarakompleksi (Golgi kompleksi), kus teatud osa aminohappe ahelast lõhustatakse prohormooni molekulist membraani proteinaasi toimel. Tulemuseks on hormoon, mis siseneb Golgi kompleksi sisalduvatesse vesiikulitesse. Veelgi enam, need vesiikulid ühinevad plasmamembraaniga ja vabanevad rakuvälisesse ruumi.

Valgu-peptiidhormoonide kontsentratsioon veres on tavaliselt 10-9-10-10 M. Kui endokriinseid näärmeid stimuleeritakse, suureneb vastava hormooni kontsentratsioon 2-5 korda.

Valgu-peptiidhormoonide poolväärtusaeg veres on 10-20 minutit. Need hävitatakse sihtrakkude, vere, maksa ja neerude proteinaaside abil.

Steroidhormoonid.

See rühm sisaldab testosterooni, östradiooli, östrooni, progesterooni, kortisooli, aldosterooni jms. Need hormoonid moodustuvad kolesteroolist neerupealise koorega (kortikosteroidid), samuti munandites ja munasarjades (sugu steroidid). Väikestes kogustes võib neerupealise koorega moodustuda sugu steroidid, sugus näärmetes võivad moodustuda kortikosteroidid. Vaba kolesterool siseneb mitokondritesse, kus see muundub pregnenolooniks, mis seejärel siseneb endoplasmaatilisse retikulumisse ja seejärel tsütoplasmasse.

Neerupealiste kooreasendis stimuleerib steroidhormoone süntees kortikotropiini ja suguelundite poolt luteiniseeriva hormooni (LH) poolt. Need hormoonid kiirendavad kolesterooli estrite transportimist endokriinsetesse rakkudesse ja aktiveerivad pregnenolooni moodustamiseks osalevaid mitokondriaalseid ensüüme. Lisaks aktiveerivad troopilised hormoonid endokriinsetes rakkudes suhkrute ja rasvhapete oksüdatsiooni, mis annab energia ja plastmaterjaliga steroidogeneesi.

Kortikosteroid on jagatud kahte rühma. Glükokortikoidid (esindaja - kortisooli) indutseerida ensüümide sünteesi glükoneogeneesi maksas, lihastes pärsivad glükoosi imendumist ja rasvarakkude, samuti vabanemise soodustamine piimhapet ja lihaste aminohappeid, kiirendades seega glükoneogeneesi maksas.

Mineralokortikoidid (tüüpiline esindaja - aldosteroon) säilitavad naatriumi veres. Naatriumi kontsentratsiooni vähenemine eritunud uriinis, samuti süljenäärmete ja higi näärmete sekretsioonid põhjustavad vähem vett, sest vesi liigub bioloogiliste membraanide suunas kõrge soolasisalduse suunas.

Glükokortikoidi sünteesi stimuleerimine toimub hüpotaalamuse - hüpofüüsi - neerupealise süsteemi kaudu. Stress (emotsionaalne ärritus, valu, külm jne), türoksiini, adrenaliini ja insuliini stimuleerivad kortikolüberiini sekretsiooni hüpotaalamuse aksonidelt. See hormoon seondub adenohüpofüüsi membraaniretseptoritega ja põhjustab kortikotropiini sekretsiooni, mis vereloones siseneb neerupealistele ja stimuleerib glükokortikoidide moodustumist - hormoone, mis suurendavad organismi vastupidavust kahjulikele mõjudele.

Kortikotropiinil on vähe mõju mineralokortikoidi sünteesile. Minerokortikoidide sünteesi reguleerimiseks nn reniini-angiotensiini süsteemi kaudu on täiendav mehhanism. Retseptorid, mis reageerivad vererõhule, paiknevad neerude arterioolides. Kui vererõhk väheneb, stimuleerivad need retseptorid reniini sekretsiooni neerude kaudu. Reniin on spetsiifiline endopeptiid, mis eemaldab α2-globuliinist C-terminaalse dekapeptiidi, mida nimetatakse angiotensiin Iks. Angiotensiin I karboksüpeptidaas (angiotensiini konverteeriva ensüümi, mis asub välispinnale vaskulaarse endoteeli) lõhustab kaks aminohappejääki ja poolte oktapeptiidangiotensiin II-ks - hormooni, mis on spetsiifilised retseptorid membraanil neerupealise rakud. Nende retseptoritega seostudes stimuleerib angiotensiin II aldosterooni moodustumist, mis toimib neerude, higiautomaatide, soolte limaskesta distaalsetes tubulaarides ja suurendab nendes Na +, Cl ja Hso-ioonide reabsorptsiooni. Selle tulemusena suureneb Na + ioonide kontsentratsioon veres ja Cl- ja K + -ioonide kontsentratsioon väheneb. Valgu sünteesi inhibiitorid blokeerivad neid aldosterooni toiminguid täielikult.

Sugu steroidid. Androgeenid (meessuguhormoonid) toodetakse munandite interstitsiaalsete rakkude (glandulotsüütide) poolt ja väiksemas koguses neerupealiste munasarjad ja ajukoor. Peamine androgeen on testosteroon. See hormoon võib muuta sihtrakku - muutuda dihüdrotestosterooniks, mis on aktiivsem kui testosteroon. Tuleb märkida, et LH, mis stimuleerib endokriinse näärmega steroidse biosünteesi algseid etappe, aktiveerib ka testosterooni muundamise dihüdrotestosterooniks sihtrakul, suurendades sellega androgeenseid toimeid.

Inimorganismi östrogeene (naissoost suguhormoonid) esindavad peamiselt östradiool. Sihtrakkudes ei metaboliseeru neid.

Androgeenide ja östrogeenide toime on peamiselt suunatud paljunemisorganitele, teiseste seksuaalomaduste ilmnemisele, käitumisreaktsioonidele. Androgeenidele on iseloomulik anaboolne toime - valgu sünteesi suurenemine lihastes, maksas ja neerudes. Estrogeenidel on skeletilihaste kataboolne toime, kuid nad stimuleerivad valkude sünteesi südames ja maksas. Seega on suguhormoonide peamine toime vahendatud valgusünteesi indutseerimise ja represseerimisega.

Steroidhormoonid kergesti tungivad rakumembraanile, nii et nende sekretsioon toimub sünteesi käigus paralleelselt. Steroidide sisaldus veres määratakse nende sünteesi ja lagunemise määrade suhte järgi. Selle sisu reguleerimine toimub peamiselt sünteesi määra muutmisega. Tropical hormoonid (kortikotropiin, LH ja angiotensiin) stimuleerivad seda sünteesi. Troopilise mõju kõrvaldamine toob kaasa steroidhormoonide sünteesi inhibeerimise.

Steroidhormoonide efektiivsed kontsentratsioonid on 10-11-10-10 M. Nende poolväärtusaeg on 1 / 2-11 / 2 tundi.

Kilpnäärmehormoonid.

See rühm sisaldab türoksiini ja trijodotüroniini. Need hormoonid sünteesitakse kilpnäärmetes, kus joodioonide oksüdeeritakse peroksüdaasi osalusel jodiumiioonide suhtes, mis suudab joodistada türeoglobuliini, tetrameeri valku, mis sisaldab umbes 120 türosiini. Türosiinijääkide joodimine toimub vesinikperoksiidi osalusel ja lõpeb monoijodotürosiinide ja diiodotürosiinide moodustumisega. Pärast seda tekib kahe jooditud türosiini "õmblemine". See oksüdatiivne reaktsioon toimub peroksidaasi osalusel ja lõpeb triiodotiüniini ja türoksiini moodustumisega türeoglobuliini koostises. Selleks, et need hormoonid vabastataks proteiini sidemetega, türeoglobuliin peaks proteoliseerima. Selle valgu ühe molekuli lõhestamine tekitab 2-5 molekulit türoksiini (T4) ja trijodotüroniini (T3), mis on sekreteeritud molaarsuhtes 4: 1.

Türoidhormoonide sünteesi ja sekretsiooni kontrollib hüpotaalamuse-hüpofüüsi süsteem. Türotropiin aktiveerib kilpnäärme adenülaattsüklaasi, kiirendab joodi aktiivset transporti ja stimuleerib ka kilpnäärme epiteelirakkude kasvu. Need rakud moodustavad folliikuli, mis toimub õõnes, milles toimub türosiini joodimine.

Tz ja T4 valimine toimub pinotsütoosiga. Kolloidiosakesed ümbritsevad epiteelirakkude membraan ja sisenevad tsütoplasma pinokotiotiliste vesiikulite kujul. Kui need vesiikulid ühinevad epiteelirakkude lüsosoomidega, lagunevad türeoglobuliinid, mis moodustavad kolloidi suurema osa, mille tulemuseks on T3 ja T4 vabanemine. Türotropiin ja muud faktorid, mis suurendavad cAMP kontsentratsiooni kilpnäärmes, stimuleerivad kolloidset piinotsütoosi, sekretoorsete vesiikulite moodustumise ja liikumise protsessi. Seega kiireneb türeotropiin mitte ainult biosünteesi, vaid ka T3 ja T4 sekretsiooni. Kui T3 ja T4 suurenevad veres veres, pärsitakse türoliberiini ja türeotropiini sekretsiooni.

Kilpnäärmehormoonid võivad veres muutuda mitme päeva jooksul muutumatuks. Selline hormooniresistentsus on ilmselt seletatav tugev seos T4-siduvate globuliinide ja prealbumiiniga vereplasmas. Nendel valkudel on T4 suhtes 10-100 korda suurem afiinsus kui T3-le, mistõttu inimese vere sisaldab 300-500 ug T4 ja ainult 6-12 ug T3.

Katehhoolamiinid. Sellesse rühma kuuluvad adrenaliin, norepinefriin ja dopamiin. Katehhoolamiinide ja kilpnäärme hormoonide allikaks on türosiin, kuid katehhoolamiinide sünteesi ajal metaboliseerub vaba aminohape. Katehhoolamiinide süntees toimub närvirakkude aksonites ja säilitamisel sünaptilistes vesiikulites. Katehhoolamiinid, mis on moodustunud neerupealiste moodulis, erituvad verre ja mitte sünaptilistesse hiirtesse, st nad on tüüpilised hormoonid.

Mõnes rakus lõpeb katehhoolamiini süntees dopamiini moodustumisega ning väiksemates kogustes moodustuvad adrenaliin ja noradrenaliin. Sellised rakud on hüpotalamuse koostises. Arvatakse, et prolaktotiin, st hüpotaalamuse hormoon, mis pärsib prolaktiini sekretsiooni, on dopamiin. Teised ajuistruktuurid on samuti tuntud (näiteks striatalla süsteem), mida mõjutavad dopamiin ja mis on tundlikud, näiteks adrenaliini suhtes.

Sümpaatilistes närvikiududes ei kogune dopamiin, vaid kiiresti muutub norepinefriiniks, mida hoitakse sünaptilistes vesiikulites. Nendes kiududes on adrenaliin oluliselt väiksem kui noradrenaliin. Neerupealiste medulla korral täidab biosüntees adrenaliini moodustumist, mistõttu norepinefriin moodustub 4-6 korda vähem ja jäävad ainult dopamiini jäljed.

Katehhoolamiinide sünteesi neerupealise medulla stimulatsioonis on tsöliaakia sümpaatilise närvi kaudu tulevad närviimpulsid. Sünapsis vabanev atsetüülkoliin interakteerub nikotiini tüüpi kolinergiliste retseptoritega ja ergutab neerupealise neerupealise rakkud. Olemasolu tõttu neuromuskulaarse refleksi ühendused adrenaalid vastavuses suurenenud sünteesi ja vabanemist katehhoolamiinide vastuseks valu ja emotsionaalset ärritajale, hüpoksia, lihaste lasti, jahutussüsteem jne Seal ja humoraalse radu tegevust reguleerivad neerupealise säsi rakud:.. süntees ja katehhoolamiinide vabanemise võib suurendada alusel insuliini toime, glükokortikoidid, hüpoglükeemiaga.

Katehhoolamiinid pärsivad nii oma sünteesi kui sekretsiooni. Presünaptilise membraani adrenergilistes sünapsites on α-adrenergilised retseptorid. Sünapsis katehhoolamiinide vabastamisega aktiveeritakse need retseptorid ja neil on katehhoolamiinide sekretsiooni inhibeeriv toime. Sekretsiooni autoinhibitsioon on leitud peaaegu kõigis kudedes, mis sekreteerivad neid hormoone või neurotransmittereid.

Erinevalt kolinergiliste sünapside postsünaptiline membraan, mis sisaldab niisama retseptoritele ning atsetüülkolinesteraas, hävitades vahendajaks eemaldamist katehhoolamiinide alates sünapsis on tingitud tagasihaarde neurotransmitteri närvilõpmeid. Sünapsi lõpus olevast närvist sisenevad katehhoolamiinid kontsentreeritakse uuesti spetsiaalsetesse graanulitesse ja võivad osaleda sünaptilises ülekandes.

Teatud katehhoolamiinide võib difundeerub sünapsi rakuvälises ruumis ja seejärel verre, nii veres norepinefriini sisaldus üle epinefriini, hoolimata asjaolust, et neerupealise säsi verre eritab epinefriini ja norepinefriini sünapside valdavalt eritatud. Stressis suureneb katehhoolamiinide sisaldus 4-8 korda. Katehhoolamiinide poolväärtusaeg veres on 1-3 minutit.

Katehhoolamiine võib inaktiveerida sihtkudedesse, maksa ja neerudesse. Selles protsessis on otsustava tähtsusega kaks ensüümi, monoamiini oksüdaas, mis paikneb sisemise mitokondrilise membraanil ja catechol-O-metüültransferaas, tsütosoolne ensüüm.

Eikosanoidid. Sellesse rühma kuuluvad prostaglandiinid, tromboksaanid ja leukotrieenid. Eikosanoide nimetatakse hormoonitaolisteks aineteks, kuna neil võib olla ainult kohalik toime, jäädes mõneks sekundiks verdesse. Moodustunud peaaegu igasuguste rakkude elundites ja kudedes.

Enamiku eikosanoidide biosüntees algab plasmamembraanist pärineva arachidoonhappe eemaldamisega membraanfosfolipiidist või diatsüülglütseroolist. Süntetaasi kompleks on multiensüümide süsteem, mis toimib peamiselt endoplasmaatilise retikulaari membraanidel. Moodustatud eikosanoidid tungivad kergesti rakkude plasmamembraanile ja seejärel läbi rakuvälise ruumi viiakse naaberrakkudesse või lähevad verd ja lümfi. Eikosanoidide sünteesi kiirus suureneb hormoonide ja neurotransmitterite mõjul, mis aktiveerivad adenülaadi tsüklaasi või suurendavad Ca2 + ioonide kontsentratsiooni rakus. Kõige intensiivsem prostaglandiinide moodustumine esineb munandites ja munasarjades.

Prostaglandiinid võivad aktiveerida adenülaadi tsüklaasi, tromboksaanid suurendavad fosfoinosiidi metabolismi aktiivsust ja leukotrieenid suurendavad Ca2 + ioonide membraanide läbilaskvust. Kuna cAMP ja Ca2 + ioonid stimuleerivad eikosanoide sünteesi, on nende spetsiifiliste regulaatorite sünteesis positiivne tagasiside suletud.

Paljudes kudedes pärsib kortisool arahhidoonhappe vabanemist, mis põhjustab eikosanoidide moodustumise pärssimist ja seega põletikuvastast toimet. Prostaglandiini E1 on võimas pürogeen. Selle prostaglandiini sünteesi pärssimisega selgitatakse aspiriini terapeutilist toimet.

Eikosanoidide poolväärtusaeg on 1-20 sekundit. Ensüümid, mis neid inaktiveerivad, leitakse peaaegu kõigis kudedes, kuid suurim kogus leidub kopsudes.

Täiendav Artikleid Kilpnäärme

Pankreas on äärmiselt oluline seedetrakt. Igasugused häired selle toimimisel on inimestele ohtlikud.Asjaomases kehas leiduv patoloogilise protsessi diagnoosimine on võimalik ainult kliinilise diagnostika ja instrumentaalsete meetodite rakendamisega, kuna keha asub nii, et selle proovimine on üsna raske.

Estradiol (E2) on kõige aktiivsem östrogeen. Hoolimata asjaolust, et hormoon on naine, on tema olemasolu inimese kehas täiesti õigustatud selle oluliste ülesannetega.Östradiooli viies osa sünteesitakse munandites asuvates rakkudes.