Номенклатура и классификация гормонов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Реферат на тему: «Номенклатура и классификация гормонов»

гормон вещество биологический активный

Содержание

Введение

1 Общее понятие о гормонах

2 Номенклатура и классификация гомонов

Заключение

Список литературы

Введение

Химическая природа почти всех известных гормонов выяснена в деталях (включая первичную структуру белковых и пептидных гормонов), однако до настоящего времени не разработаны общие принципы их номенклатуры. Химические наименования многих гормонов точно отражают их химическую структуру и очень громоздкие. Аналогичное положение существует и в отношении классификации гормонов. Гормоны классифицируют в зависимости от места их природного синтеза, в соответствии с которым различают гормоны гипоталамуса, гипофиза, щитовидной железы, надпочечников, поджелудочной железы, половых желез, зобной железы и др. Однако подобная анатомическая классификация недостаточно совершенна, поскольку некоторые гормоны или синтезируются не в тех железах внутренней секреции, из которых они секретируются в кровь (например, гормоны задней доли гипофиза, вазопрессин и окситоцин синтезируются в гипоталамусе, откуда переносятся в заднюю долю гипофиза), или синтезируются и в других железах (например, частичный синтез половых гормонов осуществляется в коре надпочечников, синтез простагландинов происходит не только в предстательной железе, но и в других органах) и т.д.

1 Общее понятие о гормонах

Учение о гормонах выделено в самостоятельную науку - эндокринологию. Современная эндокринология изучает химическую структуру гормонов, образующихся в железах внутренней секреции, зависимость между структурой и функцией гормонов, молекулярные механизмы действия, а также физиологию и патологию эндокринной системы. Учреждены специализированные научно-исследовательские институты, лаборатории, издаются научные журналы; созываются международные конференции, симпозиумы и конгрессы, посвященные проблемам эндокринологии. В наши дни эндокринология превратилась в одну из самых бурно развивающихся разделов биологической науки. Она имеет свои цели и задачи, специфические методологические подходы и методы исследования. В нашей стране головным научным учреждением, объединяющим исследования по этим проблемам, является Эндокринологический научный центр РАМН. Гормоны относятся к биологически активным веществам, определяющим в известной степени состояние физиологических функций целостного организма, макро- и микроструктуру органов и тканей и скорость протекания биохимических процессов. Таким образом, гормоны - вещества органической природы, вырабатывающиеся в специализированных клетках желез внутренней секреции, поступающие в кровь и оказывающие регулирующее влияние на обмен веществ и физиологические функции. В это определение необходимо внести соответствующие коррективы в связи с обнаружением типичных гормонов млекопитающих у одноклеточных (например, инсулин у микроорганизмов) или возможностью синтеза гормонов соматическими клетками в культуре ткани (например, лимфоцитами под действием факторов роста).Одной из удивительных особенностей живых организмов является их способность сохранять постоянство внутренней среды - гомеостаз - при помощи механизмов саморегуляции, в которых одно из главных мест принадлежит гормонам. У высших животных координированное протекание всех биологических процессов не только в целостном организме, но и в микропространстве отдельной клетки и даже в отдельном субклеточном образовании (митохондрии, микросомы) определяется нейрогуморальными механизмами, сложившимися в процессе эволюции. При помощи этих механизмов организм воспринимает разнообразные сигналы об изменениях в окружающей и внутренней средах и тонко регулирует интенсивность процессов обмена. В регуляции этих процессов, в осуществлении последовательности протекания множества реакций гормоны занимают промежуточное звено между нервной системой и действием ферментов, которые непосредственно регулируют скорость обмена веществ. В настоящее время получены доказательства, что гормоны вызывают либо быструю (срочную) ответную реакцию, повышая активность предобразованных, имеющихся в тканях ферментов (это свойственно гормонам пептидной и белковой природы), либо, что более характерно, например, для стероидных гормонов, медленную реакцию, связанную с синтезом ферментов de novo. Как будет показано далее, стероидные гормоны оказывают влияние на генетический аппарат клетки, вызывая синтез соответствующей мРНК, которая, поступив в рибосому, служит матрицей для синтеза молекулы белка - фермента. Предполагают, что и другие гормоны (имеющие белковую природу) опосредованно через фосфорилирование негистоновых белков могут оказывать влияние на гены, контролируя тем самым скорость синтеза соответствующих ферментов. Таким образом, любые нарушения синтеза или распада гормонов, вызванные разнообразными причинными факторами, включая заболевания эндокринных желез (состояние гипо- или гиперфункции) или изменения структуры и функций рецепторов и внутриклеточных посредников, приводят к изменению нормального синтеза ферментов и соответственно к нарушению метаболизма. Зарождение науки об эндокринных железах и гормонах относится к 1855 г., когда Т. Аддисон впервые описал бронзовую болезнь, связанную с поражением надпочечников и сопровождающуюся специфической пигментацией кожных покровов. Клод Бернар ввел понятие о железах внутренней секреции, т.е. органах, выделяющих секрет непосредственно в кровь. Позже Ш. Броун-Секар показал, что недостаточность функции желез внутренней секреции вызывает развитие болезней, а экстракты, полученные из этих желез, оказывают хороший лечебный эффект. В настоящее время имеются бесспорные доказательства, что почти все болезни желез внутренней секреции (тиреотоксикоз, сахарный диабет и др.) развиваются в результате нарушения молекулярных механизмов регуляции процессов обмена, вызванных недостаточным или, наоборот, избыточным синтезом соответствующих гормонов в организме человека. Термин «гормон» (от греч. hormao - побуждаю) был введен в 1905 г. У. Бейлиссом и Э. Старлингом при изучении открытого ими в 1902 г. гормона секретина, вырабатывающегося в двенадцатиперстной кишке и стимулирующего выработку сока поджелудочной железы и отделение желчи. К настоящему времени открыто более сотни различных веществ, наделенных гормональной активностью, синтезирующихся в железах внутренней секреции и регулирующих процессы обмена веществ. Установлены специфические особенности биологического действия гормонов: а) гормоны проявляют свое биологическое действие в ничтожно малых концентрациях (от 10-6 до 10-12 М); б) гормональный эффект реализуется через белковые рецепторы и внутриклеточные вторичные посредники (мессендже-ры); в) не являясь ни ферментами, ни коферментами, гормоны в то же время осуществляют свое действие путем увеличения скорости синтеза ферментов de novo или изменения скорости ферментативного катализа; г) действие гормонов в целостном организме определяется в известной степени контролирующим влиянием ЦНС; д) железы внутренней секреции и продуцируемые ими гормоны составляют единую систему, тесно связанную при помощи механизмов прямой и обратной связей. Под влиянием разнообразных внешних и внутренних раздражителей возникают импульсы в специализированных, весьма чувствительных рецепторах. Импульсы затем поступают в ЦНС, оттуда в гипоталамус, где синтезируются первые биологически активные гормональные вещества, оказывающие «дистантное» действие,- так называемые рилизинг-факторы. Особенностью рилизинг-факторов является то, что они не поступают в общий ток крови, а через портальную систему сосудов достигают специфических клеток гипофиза, при этом стимулируют (или тормозят) биосинтез и выделение тропных гормонов гипофиза, которые с током крови достигают соответствующей эндокринной железы и способствуют выработке необходимого гормона. Этот гормон затем оказывает действие на специализированные органы и ткани (органы-мишени), вызывая соответствующие химические и физиологические ответные реакции целостного организма.Наименее изученным до недавнего времени оставался последний этап этой своеобразной дуги - действие гормонов на внутриклеточный обмен. В настоящее время получены доказательства, что это действие осуществляется через так называемые гормональные рецепторы, под которыми понимают химические структуры соответствующих тканей-мишеней, содержащие высокоспецифические участки (углеводные фрагменты гликопротеинов и ганглиозидов) для связывания гормонов. Результатом подобного связывания является инициация рецепторами специфических биохимических реакций, обеспечивающих реализацию конечного эффекта соответствующего гормона. Рецепторы гормонов белковой и пептидной природы расположены на наружной поверхности клетки (на плазматической мембране), а рецепторы гормонов стероидной природы - в ядре. Общим признаком всех рецепторов независимо от локализации является наличие строго пространственного и структурного соответствия между рецептором и соответствующим гормоном. чаще применяются тривиальные названия гормонов. Принятая номенклатура указывает на источник гормона (например, инсулин - от лат. insula - островок) или отражает его функцию (например, пролактин, вазопрессин). Для некоторых гормонов гипофиза (например, лютеинизирующего и фолликулостимулирующего), а также для всех гипоталамических гормонов разработаны новые рабочие названия.

2 Номенклатура и классификация гормонов

Были предприняты попытки создания современной классификации гормонов, основанной на их химической природе. В соответствии с этой классификацией различают три группы истинных гормонов: 1) пептидные и белковые гормоны, 2) гормоны - производные аминокислот и 3) гормоны стероидной природы. Четвертую группу составляют эйкозаноиды - гормоноподобные вещества, оказывающие местное действие [3].Пептидные и белковые гормоны включают от 3 до 250 и более аминокислотных остатков. Это гормоны гипоталамуса и гипофиза (тироли-берин, соматолиберин, соматостатин, гормон роста, кортикотропин, тире-отропин и др. - см. далее), а также гормоны поджелудочной железы (инсулин, глюкагон). Гормоны - производные аминокислот в основном представлены производными аминокислоты тирозина. Это низкомолекулярные соединения адреналин и норадреналин, синтезирующиеся в мозговом веществе надпочечников, и гормоны щитовидной железы (тироксин и его производные). Гормоны 1-й и 2-й групп хорошо растворимы в воде.Гормоны стероидной природы представлены жирорастворимыми гормонами коркового вещества надпочечников (кортикостероиды), половыми гормонами (эстрогены и андрогены), а также гормональной формой витамина D.Эйкозаноиды, являющиеся производными полиненасыщенной жирной кислоты (арахидоновой), представлены тремя подклассами соединений: простагландины, тромбоксаны и лейкотриены. Эти нерастворимые в воде и нестабильные соединения оказывают свое действие на клетки, находящиеся вблизи их места синтеза.Помимо химической природы в основу группировки могут быть положены свойства гормонов. Существующая классификация гормонов предполагает деление гормонов на две группы в зависимости от их растворимости (таблица 2). Так, стероиды, иодтиронины и эйкозаноиды образуют первую группу липофильных гормонов. Остальные гормоны, обладающие гидрофильными свойствами, составляют вторую группу [2].

Таблица 1. Общая характеристика классов гормонов

Для перемещения гормонов первой группы в водной среде крови от эндокринной железы к месту расположения клеток-мишеней требуется транспортный белок. Гормоны второй группы хорошо растворяются в воде и не нуждаются в транспортном белке. Не все гормоны первой группы оказываются связанными в крови с транспортным белком. Так, тиреоидные гормоны на 99% связаны тироксинсвязывающим глобулином (ТСГ) или тироксин-связывающим преальбумином (ТСПА). Биологическую активность проявляют молекулы несвязанной или свободной фракции гормона. Связанная часть гормона является его резервуаром в крови. Некоторые факторы могут оказывать влияние на содержание транспортных белков. Так, тироксинсвязывающий глобулин образуется в печени, его синтез повышается под действием эстрогенов (беременность, противозачаточные средства), снижение продукции ТСГ происходит при терапевтическом введении андрогенов или глюкокортикоидов. В этих случаях общее содержание Т4 и Т3 будет изменяться, тогда, как величина свободной фракции не изменяется. Салицилаты конкурируют с Т4 и Т3 за связывание с ТСГ, что влечет за собой уменьшение валового содержания гормонов, но уровень свободного гормона не изменяется. Это необходимо учитывать при интерпретации результатов лабораторного исследования. Транспортный белок ограничивает скорость метаболизма молекул гормонов первой группы и таким образом увеличивает период их полураспада. Например, кортизол прочно связывается с транспортным белком транскортином и характеризуется периодом полураспада 1,5-2,0 часа, тогда как кортикостерон значительно слабее связывается с транскортином и имеет период полураспада менее 1,0 часа. Кроме того, транспортный белок исключает возможность фильтрации связанной фракции гормона в почках. Это особенно важно для тиреоидных гормонов, так как при их фильтрации происходила бы потеря йода [2].*Гормоны, как и другие, биологически активные соединения, имеют короткий период полураспада. Так, время полужизни адреналина составляет всего 20 сек. Долгожителем среди гормонов может считаться тироксин (Т4), обладающий периодом полураспада 6,5 суток. Благодаря короткому периоду полураспада уровень гормона в крови определяется в основном скоростью его секреции эндокринной железой.*Гормоны оказывают свое действие на определенные клетки, которые называют клетками-мишенями. Клетку-мишень определяет наличие специального белка - рецептора. Рецепторный белок может быть встроен в плазматическую мембрану, либо располагаться в ядре или цитозоле клетки. Рецепторные белки обладают очень высокой степенью сродства к своему гормону. Они способны узнавать и связывать гормоны, которые присутствуют в концентрации 10-15-10-19 моль/л, при этом они способны отличать данный гормон не только от других гормонов, но и от прочих соединений, присутствующих в 106-109-кратном количестве. Клетка может располагать рецепторами к одному или нескольким гормонам. Функциональная организация рецепторного белка включает два домена. Один из них осуществляет узнавание и связывание гормона благодаря комплементарному соответствию молекуле гормона. Вторым функциональным доменом рецептора является участок молекулы, сопрягающий узнавание гормона с образованием медиатора действия. В случае гормонов 2 группы, которые взаимодействуют с рецепторами, расположенными на плазматической мембране сопряжение выражается в активации мембранносвязанных ферментов. Эти ферменты генерируют образование вторичных посредников. В случае гормонов 1 группы, рецептор которых имеет внутриклеточную локализацию, сопряжение выражается в образовании гормон-рецепторного комплекса, который после активации играет роль медиатора действия гормона. Количество рецепторов в клетке измеряется тысячами. Причем в одних случаях (стероидные гормоны) биологический ответ клетка дает при условии связывания всех рецепторов. В других случаях в биологическом ответе участвуют не все рецепторы, часть их остается в резерве. Количество рецепторов в клетке или на ее поверхности может изменяться под действием самих гормонов или других факторов. Так, при повторном действии бета-адренергических агонистов в течение некоторого времени исчезает биологический ответ. Это происходит благодаря утрате рецепторов плазматической мембраной или ковалентной модификации рецепторов путем фосфорилирования. Аналогичные изменения количества рецепторов наблюдаются при действии инсулина, глюкагона, гормона роста и т.д. Это понижающая регуляция. Некоторые гормоны (ангиотензин 2, пролактин) осуществляют повышающую регуляцию своих рецепторов. Количество рецепторов инсулина уменьшается при увеличении массы тела и увеличивается при нормализации веса [2].Соединения гормональной природы, способные вызывать биологический эффект опосредованный взаимодействием с рецепторами можно разделить на 4 группы: агонисты, частичные агонисты, антагонисты и неактивные соединения. К агонистам относят соединения способные вызвать максимальный эффект независимо от используемых концентраций. Так например, инсулины свиньи и морской свинки способны вызвать максимальный эффект инсулина человека, но при более высокой концентрации. Частичные агонисты не способны вызвать максимальный эффект, даже если используются в очень высокой концентрации. Антагонисты - это вещества, которые сами по себе не обладают эффектом гормона, но ингибируют действие агонистов. Например, лекарственный препарат тамоксифен используется для лечения некоторых типов рака легких, при которых деление клеток зависит от наличия эстрогенов. Тамоксифен конкурирует с эстрогенами за связывание с эстрогеновым рецептором, но образующийся тамоксифен-рецепторный комплекс не влияет на экспрессию генов. Применение антагониста эстрогенов во время химиотерапии замедляет и прекращает рост оставшихся опухолевых клеток. Многие соединения сами не обладают собственным эффектом и не ингибируют действие агониста, их относят к неактивным соединениям.*Биологический эффект гормона может быть основан на двух различных принципах. Одни гормоны (2 группа) осуществляют эффект за счет активации имеющихся в клетке ферментов. Гормоны 1 группы действуют на генетический аппарат клетки, влияя на скорость синтеза определенных ферментов, увеличивая или уменьшая мощность ферментного аппарата клетки. Соответственно используемым принципам регуляции измеряется время наступления клеточного ответа. При действии гормонов 2 группы клеточный ответ наступает в очень короткие сроки, так как активация ферментов не занимает много времени. При действии гормонов 1 группы возможный клеточный ответ может наступить спустя несколько часов, так как развертывание механизма белкового синтеза потребует много времени. [1]

Заключение

Классификация гормонов1 По химическому строению:- производные аминокислот (адреналин, норадреналин, тироксин, трийодтиронин;- пептидные гормоны (гормоны гипофиза, кальцитонин, паратгормон, инсулин, глюкагон);- стероидные гормоны (кортизол, альдостерон, эстрадиол, прогестерон, тестостерон, кальцитриол).2 Растворимости: гидрофильные (пептидныегормоны, производные аминокислот) и гидрофобные (стероидные гормоны).3 По влиянию на обмен веществ и физиологические функции:белковый обмен (соматотропный, аденокортикотропный, тиреотропный,инсулин, тироксин); углеводный и липидный обмен (соматотропный, аденокортикотропный,тиреотропный, инсулин, тироксин, адреналин, глюкагон); - водно-солевой обмен; обмен кальция и фосфора (альдостерон, вазопрессин; кальцитонин, паратгормон, кальцитриол); репродуктивную функцию (гонадотропные гормоны, эстрадиол, эстриол, прогестерон, тестостерон, пролактин, окситоцин).4 По месту синтеза:- гипоталамус (кортиколиберин, тиреолиберин, гонадолиберин, соматолиберин, меланолиберин, пролактостатин, соматостатин, меланостатин);- гипофиз (соматотропный, лактотропный, аденокортикотропный, тиреотропный, меланоцитстимулирующей, вазопресин, окситоцин, фолликулостимулирующей, лютеинезирующий);- эпифиз (мелатонин); периферические железы внутренней секреции (инсулин, глюкагон, кортизол, тироксин, адреналин, альдостерон, эстрадиол,эстриол, тестостерон, кальцитонин, паратгормон, кальцитриол).5 По локализации рецепторов гормонов:- внутри или на поверхности плазматической мембраны (рецепторы гормонов пептидной природы, катехоламинов, эйкозаноидов);- в цитоплазме клетки и в клеточном ядре (рецепторы стероидных гормонов, рецепторы гормонов щитовидной железы). Список литературы

Гормоны. URL: http://www.bio.bsu.by/biohim/files/77.pdf (дата обращения 06.06.2020)

Классификация и номенклатура гормонов. URL: https://studopedia.ru/6_77377_klassifikatsiya-i-nomenklatura-gormonov.html (дата обращения 06.06.2020)

Номенклатура и классификация гормонов. URL: https://xumuk.ru/biologhim/index.html (дата обращения 06.06.2020).

Размещено на Allbest.ru