22.1.3.2. Классификация гормонов по химической природе

Все гормоны по физико-химической природе делятся на две большие группы:

гидрофильные гормоны, которые являются белками, пептидами или производными аминокислот,

а также гидрофобные (липофильные) гормоны – в основном, стероиды и простагландины, где  -первые – производные холестерина,  - а вторые – производные арахидоновой кислоты (С_20:4), содержащие циклопентановое кольцо и несколько двойных связей.

К названным группам относятся следующие гормоны.

I. Гормоны – белки, пептиды и производные аминокислот			II. Гормоны- стероиды
Белки	Пептиды	Производные аминокислот
1. Все тропные гормоны передней и средней долей гипофиза, а также их плацентарные аналоги.	1. Все нейропептиды: гормоны гипоталамуса, другие нейропептиды головного мозга, гормоны нейроэндокринных клеток пищеварительной системы.	1. Производные тирозина: тироксин, адреналин и норадреналин	1. Кортико- стероиды: глико- и минерало- кортикоиды
2. Инсулин, глюкагон.		2. Производные триптофана: серотонин, мелатонин (гормон эпифиза).
3. Гормоны почек: эритропоэтин (является гликопротеином), ренин.	2. Ряд гормонов pancreas: ВИП, ПП, соматостатин.	3. Производное гистидина: гистамин.	2. Половые гормоны - андрогены, эстрогены, прогестины.
	3. Гормоны тимуса.
4. Паратгормон	4. Кальцитонин

ЗАМЕЧАНИЯ. 

1. Грань между относительно длинным пептидом и небольшим белком довольно условна.

2. Тиреоидные гормоны (тироксин и др.) представляют собой исключение из первой группы гормонов: они являются скорее гидрофобными, нежели гидрофильными.

3. В таблице не учтены простагландины: они оказывают, в основном, местное действие.

22.1.3.3. Основные механизмы действия гормонов

С химической природой гормонов обычно коррелирует механизм их действия.

I. Гидрофильные гормоны (белки, пептиды и производные аминокислот, исключая тироксин): действие на мембранные рецепторы.

1. Передача сигнала через плазмолемму. а) Гормоны данной группы внутрь клеток не проникают (ввиду своей гидрофильности, не могут преодолеть липидный бислой),
а действуют на специальные рецепторы (R), имеющиеся на плазматических мембранах клеток-мишеней. б) Рецепторы связаны с другими мембранными белками. Среди последних обычно имеется фермент (Е1 на схеме) - такой, что его регуляторный центр (или регуляторная субъединица) обращён к рецептору (либо к контактирующему с ним белку), аактивный центр - к цитоплазме. в) Часто подобным ферментом является аденилатциклаза (АЦ), которая катализирует превращение АТФ в цАМФ (циклический аденозинмонофосфат). г) Причём, связывание гормона с рецептором  в одних регуляторных системах приводит к повышению активности АЦ,  а в других - кснижению активности.
2. Передача сигнала внутри клетки. В любом случае запускается следующая цепочка процессов (в простейшем варианте регуляции).  а) За счет изменения активности мембранной АЦ в клетке меняется концентрация цАМФ, который выступает в роли   внутриклеточного "медиатора",  т.е. посредника между плазмолеммой и внутриклеточными ферментами. б) Соответственно, меняется активность зависимого от посредника регуляторного фермента. Обычно это специфическая  протеинкиназа, ПК, для деятельности которой необходим цАМФ. в) В свою очередь, активная ПК фосфорилирует определённый белок (Е). Поэтому степень фосфорилирования данного белка возрастает или уменьшается (последнее - благодаря действию протеинфосфатаз).  А вместе с тем меняется и активность этого (регулируемого) белка, в чём и состоял смысл воздействия гормона на клетку.
3. Конечный результат. а) Если белок Е - один из ферментов метаболизма, то меняется скорость определённой реакции, а часто и целого метаболического пути. Пример: подобным образом адреналин  активирует в адипоцитах триглицеридлипазу – и тем самым стимулирует расщепление нейтральных жиров и выход из клетки продуктов распада (жирных кислот и глицерина). б) В качестве молекулярных мишеней Е в некоторых регуляторных системах выступают и ядерные белки – в том числе те, которые отвечают за активность определённых генов. В таком случае гормон влияет на синтез тех или иных белков. Пример - действие на клетку ростовых факторов, например, ЭФР (эпидермального фактора роста), описанное в п. 4.4.1.2.

II. Гидрофобные гормоны (будем иметь в виду лишь стероиды и тироксин): влияние на активность генов

а) Как уже сказано, данные гормоны, благодаря своей гидрофобности, способны диффундировать через клеточную мембрану.  б) Если внутри клетки нет специфического белкового рецептора для проникшего в неё гормона, последний не оказывает никакого действия и  может диффундировать обратно во внеклеточную среду. Если же специфический рецептор (R) в цитозоле присутствует, то он связывает гормон, стимулируя тем самым диффузию в клетку новых его молекул.

в) Комплекс гормон-рецептор проникает в клеточное ядро.  Здесь этот комплекс влияет на сродство регуляторных белков к определённым участкам ДНК. В итоге,  меняется скорость синтеза тех или иных ферментных и структурных белков.

1. Теперь обратимся к морфологии органов эндокринной системы.

2. В этой теме мы рассмотрим первые две группы гормонпродуцирующих структур (п. 22.1.1.2):

I. центральные эндокринные органы -

гипоталамус, гипофиз,эпифиз,

II. периферические эндокринные железы -

щитовидную и паращитовидные железы,надпочечники.

3. Остальные гормонпродуцирующие структуры:

III. органы, объединяющие эндокринные и неэндокринные функции, а также IV. отдельные гормонпродуцирующие клетки, -

будут рассматриваться позднее, при изучении соответствующих систем.