Обща характеристика на хормоните

Хормоните включват съединения от различно химично естество, произведени в жлезите с вътрешна секреция, секретирани директно в кръвта и имат отдалечен биологичен ефект. Те са хуморални медиатори, които осигуряват навлизането на сигнал в целевите клетки и причиняват специфични промени в чувствителните към тях тъкани и органи. Отделно тъканните хормони се секретират, синтезират се от специални ендокринни или работещи клетки на вътрешните органи (бъбреци, черва, бели дробове, стомах и т.н.), кръв и действат главно на мястото на производство.

Хормоните оказват своето въздействие в много ниски концентрации (10 -3 -10 -12 mol/l). Всеки от тях има свой собствен ритъм на секреция през деня, месеца или сезона, специфичният за всеки хормон жизнен период, като правило, е много кратък (секунди, минути, рядко часове).

По своята химическа природа хормоналните молекули се класифицират в три групи съединения:

  • протеини и пептиди;
  • производни на аминокиселини;
  • стероиди и производни на мастни киселини.

Регулирането на дейността на ендокринните органи се осъществява от централната нервна система чрез директни инервационни влияния (невропроводим компонент), както и чрез контрол на работата на хипофизната жлеза от хипоталамусни освобождаващи фактори: стимулиращи либерини и инхибиторни статини (невро-ендокринен компонент). Хипофизната жлеза предава тези сигнали под формата на своите тропични хормони към съответните жлези с вътрешна секреция. Хормоните влияят върху функционирането на нервната система, като променят съдържанието на глюкоза, регулират синтеза на протеини в мозъка, потенцират действието на медиатори и др. Най-често това влияние се осъществява чрез механизъм за отрицателна обратна връзка. Същият механизъм работи и в ендокринната система: хормоните на периферните жлези намаляват активността на централната жлеза - хипофизата.

Синтезът на хормони в ендокринните жлези и клетки се завършва, като правило, на етапа на формиране на активната форма. Понякога се синтезират неактивни или дори неактивни молекули, наречени прохормони. В тази форма може да се извърши резервация или транспортиране до мястото на приемане (например след ензимно разцепване на С-пептида се освобождава активен инсулин от проинсулин).

Секрецията на хормони в кръвта се осъществява чрез активно освобождаване и зависи от нервни, ендокринни, метаболитни влияния. При ендокринните тумори тази зависимост може да бъде нарушена и хормоните се секретират спонтанно.

Хормоналните молекули могат да се отлагат в клетките на ендокринните жлези (понякога работещи органи) поради образуването на комплекс с протеини, двувалентни метални йони, РНК или натрупване в субклетъчните структури.

Транспортът на хормона от мястото на синтеза до мястото на действие, метаболизъм или екскреция се осъществява чрез кръв. В свободна форма циркулират до 10% от общото количество на хормона, останалата част от басейна е в комплекс с плазмените протеини и кръвните клетки. По-малко от 10% от хормона е свързано с неспецифичен транспортен протеин - албумин, повече от 90% със специфични протеини. Специфични протеини са: транскортин за кортикостероиди и прогестерон, глобулин, свързващ половите стероиди за андрогени и естрогени, тироксин-свързващ и интер-а-глобулини за щитовидната жлеза, инсулин свързващ глобулин други. След като влязат в комплекс с протеини, хормоните се отлагат в кръвта, временно изключвайки се от сферата на биологичното действие и метаболитните трансформации (обратимо инактивиране). Свободната форма на хормона става активна. Вземайки предвид този факт, са разработени методи за определяне на общото количество на хормона, свободни и свързани с протеини форми и самите протеини-носители.

Приемът и ефектът на хормона върху целевите органи е основната връзка в ендокринната регулация. Способността на хормона да предава регулаторен сигнал се дължи на наличието на специфични рецептори в клетките-мишени.

Рецептори в повечето случаи са протеини, главно гликопротеини, които имат специфична фосфолипидна микросреда. Свързването на хормона с рецептора се определя от закона за масовото действие според кинетиката на Michaelis. По време на приемането са възможни положителни или отрицателни кооперативни ефекти, когато свързването на първите хормонални молекули с рецептора улеснява или възпрепятства свързването на следващите.

Рецепторният апарат осигурява селективно приемане на хормоналния сигнал и иницииране на специфичен ефект в клетката. Локализацията на рецепторите до известна степен определя вида на хормоналното действие. Има няколко групи рецептори:

1) Повърхност: при взаимодействие с хормон те променят конформацията на мембраните, стимулирайки трансфера на йони или субстрати в клетката (инсулин, ацетилхолин).

2). Трансмембранни: имат контактна площ на повърхността и интрамембранна ефекторна част, свързана с аденилат или гуанилат циклаза. Образуването на вътреклетъчни пратеници - cAMP и cGMP - стимулира специфични протеинкинази, които влияят върху протеиновия синтез, ензимната активност и др. (полипептиди, амини).

3) Цитоплазматични: те се свързват с хормона и навлизат в ядрото под формата на активен комплекс, където се свързват с акцептора, което води до увеличаване на синтеза на РНК и протеини (стероиди).

4) Ядрени: съществуват под формата на комплекс от нехистонов протеин и хроматин. Контактът с хормона директно задейства механизма му на действие (хормони на щитовидната жлеза).

Величината на ефекта на хормона зависи от концентрацията на хормоналния рецептор, постъпващ в прицелните клетки, от броя на специфичните рецептори, степента на техния афинитет и селективност към хормона. Размерът на ефекта може да бъде повлиян от действието на други хормони, както антагонистични (инсулинът и глюкокортикоидите действат в различни посоки върху потока на глюкозата в клетката), така и потенциращи (глюкокортикоидите увеличават ефекта на катехоламини върху сърцето и мозъка).

Изследването на функционирането на рецепторния апарат е от значение в клиниката, особено при захарен диабет, причинен от рецепторна инсулинова резистентност, при синдром на тестикуларна феминизация или при определяне на хормонално чувствителни тумори на гърдата.

Инактивиране

Инактивирането на хормоните става под въздействието на съответните ензимни системи в самите ендокринни жлези, в целевите органи, както и в кръвта, черния дроб и бъбреците.

Основните химически трансформации на хормоните:

  • образуването на естери на сярна или глюкуронова киселина;
  • отделяне на части от молекули;
  • промяна на структурата на активните центрове чрез метилиране, ацетилиране и др .;
  • окисление, редукция или хидроксилиране.

Катаболизмът е важен механизъм за регулиране на хормоналната активност. Чрез влиянието върху концентрацията на свободен хормон в кръвта, според механизма за обратна връзка, се контролира скоростта на секрецията му от жлезата. Повишеният катаболизъм измества динамичния баланс между свободния и свързания хормон в кръвта към свободната му форма, като по този начин увеличава достъпа на хормона до тъканите. Продължителното увеличаване на разграждането на някои хормони може да потисне биосинтеза на специфични транспортни протеини, увеличавайки обема на свободно активния хормон. Скоростта на разрушаване на хормона - неговият метаболитен клирънс - се оценява от стойността на обема плазма, пречистен от изследваните молекули за единица време.

Екскрецията на хормони и техните метаболити се извършва чрез бъбреците с урина, черния дроб с жлъчката, стомашно-чревния тракт с храносмилателните сокове, кожата с потта. Продуктите на разграждането на пептидните хормони влизат в общия пул на аминокиселините в тялото.

Методът на екскреция зависи от свойствата на хормона или неговия метаболит: структура, разтворимост и др.

Приоритетният материал при изследването на отделянето на хормони в клиниката е урината. Изследването на частта или общата стойност на екскрецията на хормони и метаболити в урината дава представа за общото количество хормонална секреция на ден или в отделните им периоди.

По този начин ендокринната функция е сложна, многокомпонентна система от взаимосвързани процеси, които определят на различни нива както специфичността и силата на хормоналния сигнал, така и чувствителността на клетките и тъканите към този хормон.

Нарушенията в системата за ендокринна регулация могат да бъдат свързани с някоя от посочените връзки.