1. Rozszczepienie cząsteczek (hydroliza).

2. Zmiana struktury centrum aktywnego poprzez dodanie dodatkowych rodników, np. metylacja lub acetylacja.

3. Utlenianie lub redukcja.

4. Wiązanie cząsteczki z resztą kwasu glukuronowego lub siarkowego w celu utworzenia odpowiedniej soli.

Niszczenie hormonów to nie tylko sposób na ich utylizację po zakończeniu przez nie swojej funkcji, ale także ważny mechanizm regulacji poziomu hormonów we krwi i ich działania biologicznego. Warto zaznaczyć, że wzmożony katabolizm zwiększa pulę wolnych hormonów, dzięki czemu stają się one bardziej dostępne dla narządów i tkanek. Jeśli katabolizm hormonów utrzymuje się przez odpowiednio długi czas na podwyższonym poziomie, wówczas zmniejsza się poziom białek transportowych, co również zwiększa ich biodostępność.

Wydalanie z organizmu

Hormony mogą być wydalane wszystkimi bez wyjątku drogami, w szczególności przez nerki z moczem, wątrobę z żółcią, przewód pokarmowy z sokami trawiennymi, drogi oddechowe z wydychanymi oparami i skórę z potem. Hormony peptydowe ulegają hydrolizie do aminokwasów, które trafiają do ogólnej puli i mogą zostać ponownie wykorzystane przez organizm. Preferencyjna metoda wydalania określonego hormonu zależy od jego rozpuszczalności w wodzie, struktury, cech metabolicznych i tak dalej.

Na podstawie ilości hormonów lub ich metabolitów w moczu często można prześledzić całkowitą ilość wydzielanego hormonu w ciągu dnia. Dlatego mocz jest jednym z głównych mediów do badań funkcjonalnych układu hormonalnego, badanie osocza krwi jest nie mniej ważne dla diagnostyki laboratoryjnej.

Reasumując warto o tym pamiętać układ hormonalny to złożony i wieloskładnikowy układ, w którym wszystkie procesy są ze sobą ściśle powiązane, a dysfunkcja może wiązać się z patologią na każdym z powyższych etapów: od powstania hormonu do jego eliminacji.

Monoaminy: dopamina, noradrenalina, adrenalina, melatonina.

Jodotyroniny: tetrajodotyronina (tyroksyna, T 4), trójjodotyronina (T 3).

Białko-peptyd: uwalniające hormony podwzgórza, hormony przysadki mózgowej, hormony trzustki i przewodu pokarmowego, antygeny itp.

Steroidy: glukokortykoidy, mineralokortykoidy, hormony płciowe, metabolity cholekalcyferolu (witaminy D).

Cykl życiowy hormonu

1. Synteza.

2. Wydzielanie.

3. Transport. Działanie autokrynne, parakrynne i odległe. Znaczenie białek nośnikowych dla hormonów steroidowych i tarczycy.

4. Oddziaływanie hormonu z receptorami komórek docelowych.

A) rozpuszczalne w wodzie hormony (peptydy, katecholaminy) wiążą się z receptorami na membranie komórki docelowe. Receptory błonowe dla hormonów: chemoczuły kanał jonowy; G-białka. W rezultacie pojawia się komórka docelowa pośrednicy wtórni(np. cAMP). Zmiana aktywności enzymu → efekt biologiczny.

B) rozpuszczalny w tłuszczach hormony (steroidy, tarczyca zawierająca jod) przenikają przez błonę komórkową i łączą się z receptorami wewnątrz komórki docelowej. Kompleks hormon-receptor reguluje ekspresję → rozwój efektu biologicznego.

5. Efekt biologiczny (skurcz lub rozluźnienie mięśni gładkich, zmiany tempa metabolizmu, przepuszczalność błon komórkowych, reakcje wydzielnicze itp.).

6. Inaktywacja hormonów i/lub ich wydalanie (rola wątroby i nerek).

Informacja zwrotna

Szybkość wydzielania hormonów jest precyzyjnie kontrolowana przez wewnętrzny system kontroli. W większości przypadków wydzielanie jest regulowane przez mechanizm negatywna informacja zwrotna(chociaż zdarza się to niezwykle rzadko dodatnia odwrotność połączenie). Tak więc komórka hormonalna jest w stanie dostrzec konsekwencje wydzielania określonego hormonu. Dzięki temu może dostosować poziom wydzielania hormonów tak, aby zapewnić pożądany poziom efektu biologicznego.

A. Proste negatywne sprzężenie zwrotne.

Jeśli efekt biologiczny wzrasta , ilość hormonu wydzielanego przez komórkę endokrynną będzie później spadek .

Kontrolowanym parametrem jest poziom aktywności komórki docelowej. Jeśli komórka docelowa słabo reaguje na hormon, komórka endokrynna uwolni więcej hormonu, aby osiągnąć pożądany poziom aktywności.

B. Złożone (złożone) negatywne sprzężenie zwrotne występuje na różnych poziomach.

Linie przerywane pokazują różne rodzaje negatywnego sprzężenia zwrotnego.

B. Pozytywne opinie: pod koniec fazy folikularnej kobiecego cyklu rozrodczego wzrasta stężenie estrogenów, co prowadzi do ostrego zwiększyć wydzielanie (szczyt) LH i FSH, które występuje przed owulacją.

Samodzielna praca na temat: „Fizjologia układu hormonalnego”

Żeńskie hormony płciowe

_______________________

_______________________

_______________________

_______________________

Dni od szczytu LH

Dni od początku cyklu

Ryż. 1. Zmiany poziomu gonadotropin gruczolakowatych (LH, FSH), hormonów jajnikowych (progesteronu i estradiolu) oraz podstawowej temperatury ciała w trakcie cyklu rozrodczego kobiety.

Wskaż nazwy hormonów obok wykresów.

W jajnik w cyklu rozrodczym kobiety (trwającym 28 dni) występują:

1. Faza pęcherzykowa, która trwa od ______ do ______ dnia cyklu. Podczas tej fazy w jajniku ____________________________________________________________________________

2. Owulacja ( O) następuje w _____ dniu cyklu. Owulacja to ________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Owulację poprzedza szczyt hormonu ______________________________.

3. Faza ciałka żółtego, która trwa od ______ dnia do ________ dnia. Podczas tej fazy w jajniku ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

W macica W cyklu rozrodczym kobiety występują:

1. Miesiączka ( M) – ____________________________________________________________ ______________________________________________________________________________

2. Faza proliferacyjna – ________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

3. Faza wydzielnicza – __________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Wykorzystując Ryż. 1, Uzupełnij zdania:

1. Największe stężenie estradiolu w osoczu występuje w _______ dniu cyklu, tj. w fazie ________________________.

2. Najwyższe stężenie progesteronu w osoczu występuje w ________ dniu cyklu, tj. w fazie ________________________.

3. Bezpośrednio przed owulacją następuje szczyt hormonów __________________.

4. Wzrost podstawowej temperatury ciała podczas owulacji oraz w fazie ciałka żółtego jest związany z wydzielaniem hormonu ________________________________.

Klimakterium

Menopauza to ________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

W okresie menopauzy wydzielanie:

a) progesteron, estradiol ________________________

b) FSH, LH ________________________

c) hormony płciowe (androgeny) w korze nadnerczy _________________

W okresie menopauzy zmienia się aktywność układów organizmu: ______________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Epifiza (szyszynka)

Hormon szyszynki: __________________________________________

(aminokwas tryptofan → serotonina → ____________________)

Regulacja wydzielania:

Ciemność (działanie stymulujące) → siatkówka → przewód siatkówkowo-podwzgórzowy → boczny obszar podwzgórza → rdzeń kręgowy → nerwy współczulne (neuron przedzwojowy) → zwój szyjny górny → neuron pozazwojowy → pinealocyty szyszynki → zwiększona synteza i wydzielanie melatoniny.

Uwaga: 1) mediator neuronów pozazwojowych oddziałujący z receptorami β-adrenergicznymi pinealocytów szyszynki, _____________________________________

2) światło ma __________________________ wpływ na syntezę i wydzielanie melatoniny

3) godziny nocne odpowiadają za 70% dziennej produkcji hormonów

4) stres ___________________________ wydzielanie melatoniny

Mechanizm działania i efekt

1. Melatonina _____________ wydzielanie gonadoliberyn podwzgórza i ________________ gruczołu przysadkowego → zmniejszenie funkcji seksualnych.

2. Podanie melatoniny powoduje łagodną euforię i sen.

3. Na początku okresu dojrzewania poziom melatoniny ______________________________.

4. Podczas cyklu rozrodczego kobiety poziom melatoniny zmienia się: podczas menstruacji - _____________ i podczas owulacji - _________________________.

5. Szyszynka jest zegarem biologicznym, ponieważ dzięki niemu następuje chwilowa adaptacja.

Objawy kliniczne niedoboru i nadmiaru hormonów:

1. Guzy niszczące szyszynkę, _______________________ funkcje seksualne.

2. Guzom wywodzącym się z pinealocytów towarzyszy______________________

funkcje seksualne.

Regulacja poziomu Ca 2+ we krwi

Poziomy organizacji systemów regulacyjnych.

Rola hormonów w regulacji metabolizmu.

Hormony rdzenia nadnerczy, tarczycy, przytarczyc i trzustki.

Do prawidłowego funkcjonowania organizmu wielokomórkowego niezbędna jest interakcja pomiędzy poszczególnymi komórkami, tkankami i narządami. Zależność tę realizują 4 główne systemy regulacyjne.

Centralny i obwodowy układ nerwowy poprzez impulsy nerwowe i neuroprzekaźniki;

Układ hormonalny poprzez gruczoły dokrewne i hormony wydzielane do krwi i wpływające na metabolizm różnych komórek docelowych;

Układy parakrynne i autokrynne poprzez różne związki wydzielane do przestrzeni międzykomórkowej i oddziałujące z receptorami pobliskich komórek lub tej samej komórki (prostaglandyny, hormony żołądkowo-jelitowe, histamina itp.);

Układ odpornościowy poprzez specyficzne białka (cytokiny, przeciwciała).

Układy regulacji metabolizmu. A - hormonalne - hormony wydzielane przez gruczoły do ​​krwi, transportowane przez krwioobieg i wiążą się z receptorami komórek docelowych;

B - parakrynne - hormony wydzielane są do przestrzeni zewnątrzkomórkowej i wiążą się z receptorami błonowymi sąsiadujących komórek;

B – autokrynne – hormony wydzielane są do przestrzeni zewnątrzkomórkowej i wiążą się z receptorami błonowymi komórki wydzielającej hormon:

Poziomy organizacji systemów regulacyjnych

3 poziomy hierarchiczne.

Pierwszy poziom- OUN. Komórki nerwowe odbierają sygnały pochodzące ze środowiska zewnętrznego i wewnętrznego, przekształcają je w postać impulsu nerwowego i przekazują poprzez synapsy za pomocą sygnałów chemicznych – mediatorów. Mediatory powodują zmiany metaboliczne w komórkach efektorowych.

Drugi poziom to układ hormonalny. Obejmuje podwzgórze, przysadkę mózgową, obwodowe gruczoły dokrewne (a także pojedyncze komórki), które syntetyzują hormony i uwalniają je do krwi pod wpływem odpowiedniego bodźca.

Trzeci poziom jest wewnątrzkomórkowy. Polega na zmianach metabolizmu wewnątrz komórki lub na odrębnym szlaku metabolicznym, które zachodzą w wyniku:

- zmiany aktywności enzymów przez aktywacja lub hamowanie;

- zmiany w ilości enzymów poprzez mechanizm indukcji lub tłumienia syntezy białek lub zmiany szybkości ich niszczenia;

- zmiany prędkości transportu substancji przez błony komórkowe.

Rola hormonów w regulacji metabolizmu i funkcji

Hormony integrują regulatory, które łączą różne mechanizmy regulacyjne i metabolizm w różnych narządach. Działają jako przekaźniki chemiczne przenoszące sygnały pochodzące z różnych narządów i centralnego układu nerwowego. Odpowiedź komórki na działanie hormonu jest bardzo zróżnicowana i zależy zarówno od budowy chemicznej hormonu, jak i od rodzaju komórki, na którą skierowane jest działanie hormonu.

Hormony(Grecki Hormao- wprawione w ruch) to substancje biologicznie czynne, różniące się charakterem chemicznym, wytwarzane przez wyspecjalizowane narządy i tkanki (gruczoły wydzielania wewnętrznego), które dostają się bezpośrednio do krwi i dokonują humoralnej regulacji metabolizmu i funkcji organizmu. Wszystkie hormony charakteryzują się dużą swoistością działania.

Hormonoidy- substancje wytwarzane w wielu tkankach i komórkach (nie w wyspecjalizowanych narządach), takie jak hormony, wpływające na procesy metaboliczne i funkcje organizmu. Hormonoidy często wywierają swoje działanie w komórkach, w których powstają, lub rozprzestrzeniają się poprzez dyfuzję i działają w pobliżu miejsca ich powstania, a niektóre hormony przedostają się również do krwioobiegu. Nie ma wyraźnych różnic między hormonami i hormonoidami.

Układ hormonalny jest funkcjonalnym połączeniem komórek, tkanek i narządów wyspecjalizowanych w wydzielaniu wewnętrznym. Ich główną funkcją jest synteza i wydzielanie do środowiska wewnętrznego organizmu (inkrecja) cząsteczek hormonów. W ten sposób układ hormonalny reguluje hormonalną regulację procesów życiowych. Funkcję endokrynną pełnią: 1) narządy lub gruczoły wydzielania wewnętrznego, 2) tkanka wydzielania wewnętrznego w narządzie, którego funkcja nie ogranicza się do wydzielania wewnętrznego, 3) komórki pełniące wraz z funkcjami hormonalnymi i nieendokrynnymi.

Narządy, tkanki i komórki o funkcji endokrynnej

Układ komórek zdolnych do przekształcania aminokwasów w różne hormony i mających wspólne pochodzenie embrionalne tworzy układ APUD (około 40 typów komórek występujących w ośrodkowym układzie nerwowym (podwzgórze, móżdżek), gruczołach wydzielania wewnętrznego (przysadka mózgowa, szyszynka, tarczyca gruczoł, wyspy trzustkowe, nadnercza, jajniki), w przewodzie pokarmowym, płucach, nerkach i drogach moczowych, przyzwojach i łożysku) APUD to skrót utworzony od pierwszych liter języka angielskiego. słowa aminy aminy, poprzednik prekursora, asymilacja wychwytu, absorpcja, dekarboksylacja, dekarboksylacja; synonim rozproszony układ neuroendokrynny. Komórki układu APUD – apudocyty – są zdolne do syntezy amin biogennych (katecholamin, serotoniny, histaminy) i fizjologicznie aktywnych peptydów, rozmieszczone są rozproszonie lub grupowo pomiędzy komórkami innych narządów. Stworzenie koncepcji systemu APUD ułatwiło jednoczesne odkrycie w wytwarzających peptydy komórkach endokrynnych i neuronach dużej liczby peptydów, które pełnią rolę neuroprzekaźników lub są wydzielane do krwiobiegu w postaci neurohormonów. Stwierdzono, że związki biologicznie czynne wytwarzane przez komórki układu APUD pełnią funkcje endokrynologiczne, neurokrynne i neuroendokrynne.

Cechy hormonów:

- hormony występują we krwi w bardzo małych stężeniach

(do 10 -12 modlitwa);

- ich działanie realizowane jest poprzez pośredników - posłańców;

- hormony zmieniają aktywność istniejących enzymów lub wzmagają syntezę enzymów;

- działanie enzymów jest kontrolowane przez centralny układ nerwowy;

- hormony i gruczoły dokrewne są połączone mechanizmem bezpośrednim i sprzężeniem zwrotnym.

Wiele hormonówsą przenoszone przez krew nie samodzielnie, ale zbiałka osocze krwi - nośniki.Zniszczony hormony w wątrobie isą wyświetlane produkty ich zniszczenia przez nerki.

W narządach docelowych (do których docierają hormony) znajdują się na powierzchni komórekspecyficzne receptory , które „rozpoznają” swój hormon, czasami receptory te nie znajdują się na błonie komórkowej, ale w jądrze wewnątrz komórki.

Syntetyzowane hormony odkładają się w odpowiednich gruczołach w różnych ilościach:

Magazyn hormony steroidowe– wystarczająca do zaopatrzenia organizmu na określony czas kilka godzin,

Magazyn hormony białkowo-peptydowe(w postaci prohormonów) wystarczy

1 dzień,

Magazyn katecholaminy- NA kilka dni,

Magazyn hormony tarczycy- NA Kilka tygodni.

Wydzielanie hormonów do krwi (poprzez egzocytozę lub dyfuzję) zachodzi nierównomiernie - ma charakter pulsacyjny lub obserwuje się rytm dobowy. We krwi hormony białkowo-peptydowe i katecholaminy występują zwykle w stanie wolnym, hormony steroidowe i tarczycy wiążą się ze specyficznymi białkami nośnikowymi. Okres półtrwania hormonów w osoczu wynosi: katecholaminy – sekundy, hormony białkowo-peptydowe – minuty, hormony steroidowe – godziny, hormony tarczycy – kilka dni. Hormony oddziałują na komórki docelowe poprzez interakcję z receptorami, ich oddzielenie od receptorów następuje po kilkudziesięciu sekundach lub minutach. Wszystkie hormony ulegają ostatecznie zniszczeniu, częściowo w komórkach docelowych, szczególnie intensywnie w wątrobie. Z organizmu wydalane są głównie metabolity hormonów, hormony w postaci niezmienionej są wydalane w bardzo małych ilościach. Główną drogą ich eliminacji są nerki z moczem.

Fizjologiczne działanie hormonu zdeterminowane różnymi czynnikami, np.:

stężenie hormonów(określa się na podstawie szybkości inaktywacji w wyniku rozkładu hormonów, który zachodzi głównie w wątrobie oraz szybkości wydalania hormonów i ich metabolitów z organizmu),

powinowactwo do białek nośnikowych(hormony steroidowe i tarczycowe transportowane są przez krwioobieg w połączeniu z białkami),

liczba i rodzaj receptorów na powierzchni komórek docelowych.

Synteza i wydzielanie hormonów są stymulowane przez sygnały zewnętrzne i wewnętrzne docierające do ośrodkowego układu nerwowego.

Sygnały te przemieszczają się przez neurony do podwzgórze, gdzie stymulują synteza peptydówuwalniając hormony(z angielskiego, uwolnienie - uwolnienie) - liberyny i statyny.

Liberyny stymulują, a statyny hamująsynteza i wydzielanie hormonów przedniego płata przysadki mózgowej.

Hormony przedniego płata przysadki mózgowej, tzwhormony tropikalne, stymulują powstawanie i wydzielanie hormonów z obwodowych gruczołów dokrewnych, które dostają się do ogólnego krwioobiegu i oddziałują z komórkami docelowymi.

Schemat powiązań pomiędzy systemami regulacyjnymi organizmu. 1 - synteza i wydzielanie hormonów jest stymulowana przez sygnały zewnętrzne i wewnętrzne; 2 - sygnały przez neurony dostają się do podwzgórza, gdzie stymulują syntezę i wydzielanie hormonów uwalniających; 3 - hormony uwalniające stymulują (liberyny) lub hamują (statyny) syntezę i wydzielanie potrójnych hormonów przysadki mózgowej; 4 - potrójne hormony stymulują syntezę i wydzielanie hormonów z obwodowych gruczołów dokrewnych; 5 - hormony gruczołów dokrewnych dostają się do krwiobiegu i oddziałują z komórkami docelowymi; 6 - zmiany stężenia metabolitów w komórkach docelowych poprzez mechanizm ujemnego sprzężenia zwrotnego hamują syntezę hormonów gruczołów dokrewnych i podwzgórza; 7 - synteza i wydzielanie potrójnych hormonów jest tłumione przez hormony gruczołów dokrewnych; ⊕ - stymulacja syntezy i wydzielania hormonów; ⊝ - tłumienie syntezy i wydzielania hormonów (ujemne sprzężenie zwrotne).

Utrzymanie poziomu hormonów w organizmie zapewnia mechanizm negatywnego sprzężenia zwrotnego komunikacja. Zmiany stężenia metabolitów w komórkach docelowych poprzez mechanizm ujemnego sprzężenia zwrotnego hamuje syntezę hormonów, działając na gruczoły dokrewne lub podwzgórze. Synteza i wydzielaniehormony tropikalnetłumione przez hormony gruczołów dokrewnych obwodowych. Takie pętle sprzężenia zwrotnego działają w układach regulacji hormonalnej nadnercza, tarczyca, gonady.

Nie wszystkie gruczoły dokrewne są regulowane w ten sposób:

G hormony tylnego płata przysadki mózgowej – wazopresyna i oksytocyna – syntetyzowane w podwzgórzu jako prekursory i są przechowywane w końcowych ziarnistościach aksonów neuroprzysadki mózgowej;

Wydzielanie hormonów trzustki (insuliny i glukagonu) zależy bezpośrednio od stężenia glukozy we krwi.

Niskocząsteczkowe związki białkowe biorą także udział w regulacji oddziaływań międzykomórkowych - cytokiny. Wpływ cytokin na różne funkcje komórki wynika z ich interakcji z receptorami błonowymi. Poprzez tworzenie przekaźników wewnątrzkomórkowych sygnały przesyłane są do rdzenia gdzie one mają miejsce aktywacja niektórych genów i indukcję syntezy białek. Wszystkie cytokiny mają następujące wspólne właściwości:

syntetyzowane podczas odpowiedzi immunologicznej organizmu, służą jako mediatory reakcji immunologicznych i zapalnych i mają głównie działanie autokrynne, w niektórych przypadkach parakrynne i hormonalne;

działają jako czynniki wzrostu i czynniki różnicowania komórek (powodują głównie powolne reakcje komórkowe wymagające syntezy nowych białek);

mają działanie plejotropowe (wielofunkcyjne).

Regulacja metabolizmu System regulacji metabolizmu i funkcji organizmu składa się z trzech hierarchicznych poziomów: 1 – OUN. Komórki nerwowe odbierają sygnały pochodzące ze środowiska zewnętrznego, przekształcają je w impulsy nerwowe i przekazują je poprzez synapsy za pomocą mediatorów (sygnałów chemicznych), które powodują zmiany metaboliczne w komórkach efektorowych. 2 – układ hormonalny. Obejmuje podwzgórze, przysadkę mózgową i obwodowe gruczoły dokrewne (a także pojedyncze komórki), które syntetyzują hormony i uwalniają je do krwi pod wpływem odpowiedniego bodźca. 3 - wewnątrzkomórkowy. Polega na zmianach metabolizmu wewnątrz komórki lub na odrębnym szlaku metabolicznym, w wyniku: zmian w aktywności enzymów (aktywacja, hamowanie); zmiana liczby enzymów (indukcja lub tłumienie syntezy lub zmiana szybkości ich niszczenia); zmiana szybkości transportu substancji przez błony komórkowe.

Regulacja metabolizmu Synteza i wydzielanie hormonów jest stymulowana przez sygnały zewnętrzne i wewnętrzne docierające do ośrodkowego układu nerwowego; Sygnały te wędrują przez neurony do podwzgórza, gdzie stymulują syntezę hormonów uwalniających peptydy – liberyn i statyn, które odpowiednio stymulują lub hamują syntezę i wydzielanie hormonów przedniego płata przysadki mózgowej (hormonów tropowych); Hormony tropowe stymulują tworzenie i wydzielanie hormonów z obwodowych gruczołów dokrewnych, które są uwalniane do ogólnego krwiobiegu i oddziałują z komórkami docelowymi. Utrzymywanie poziomu hormonów poprzez mechanizm sprzężenia zwrotnego jest typowe dla hormonów nadnerczy, tarczycy i gonad.

Regulacja metaboliczna Nie wszystkie gruczoły wydzielania wewnętrznego są regulowane w ten sposób: Hormony tylnej przysadki mózgowej (oksytocyna i wazopresyna) są syntetyzowane w podwzgórzu jako prekursory i gromadzone w końcowych ziarnistościach aksonów neuroprzysadki mózgowej. Wydzielanie hormonów trzustki (glukagonu i insuliny) zależy bezpośrednio od stężenia glukozy we krwi.

Hormony Hormony to substancje organiczne wytwarzane w wyspecjalizowanych komórkach gruczołów dokrewnych, dostające się do krwi i mające regulujący wpływ na metabolizm i funkcje fizjologiczne. Klasyfikacja hormonów ze względu na ich charakter chemiczny: 1) hormony peptydowe i białkowe; 2) hormony – pochodne aminokwasów; 3) hormony o charakterze steroidowym; 4) eikozanoidy to substancje hormonopodobne o działaniu lokalnym.

Hormony 1) Do hormonów peptydowych i białkowych zalicza się: hormony podwzgórza i przysadki mózgowej (tyroliberyna, somatoliberyna, somatostatyna, hormon wzrostu, kortykotropina, tyreotropina itp. - patrz poniżej); hormony trzustki (insulina, glukagon). 2) Hormony – pochodne aminokwasów: hormony rdzenia nadnerczy (adrenalina i noradrenalina); hormony tarczycy (tyroksyna i jej pochodne). 3) Hormony o charakterze steroidowym: hormony kory nadnerczy (kortykosteroidy); hormony płciowe (estrogeny i androgeny); hormonalna forma witaminy D. 4) Eikozanoidy: prostaglandyny, tromboksany i leukotrieny.

Hormony podwzgórza Podwzgórze jest miejscem interakcji wyższych części ośrodkowego układu nerwowego z układem hormonalnym. W podwzgórzu odkryto 7 stymulatorów (liberyny) i 3 inhibitory (statyny) wydzielania hormonów przysadki mózgowej, a mianowicie: kortykoliberynę, tyroliberynę, luliberynę, foliberynę, somatoliberynę, prolaktoliberynę, melanoliberynę, somatostatynę, prolaktostatynę i melanostatynę; Ze względu na budowę chemiczną są to peptydy o niskiej masie cząsteczkowej. C. AMP bierze udział w przekazywaniu sygnałów hormonalnych.

Hormony przysadkowe Przysadka mózgowa syntetyzuje szereg biologicznie aktywnych hormonów o charakterze białkowym i peptydowym, które działają stymulująco na różne procesy fizjologiczne i biochemiczne w tkankach docelowych. W zależności od miejsca syntezy wyróżnia się hormony płatów przedniego, tylnego i pośredniego przysadki mózgowej. Płat przedni wytwarza hormony tropowe (tropiny) ze względu na ich stymulujący wpływ na wiele innych gruczołów dokrewnych.

Hormony tylnego i środkowego płata przysadki mózgowej Hormony tylnego płata przysadki mózgowej: Oksytocyna u ssaków wiąże się ze stymulacją skurczu mięśni gładkich macicy podczas porodu i włókien mięśniowych wokół pęcherzyków gruczołów sutkowych , co powoduje wydzielanie mleka. Wazopresyna pobudza skurcz włókien mięśni gładkich naczyń krwionośnych, ale jej główną rolą w organizmie jest regulacja metabolizmu wody, stąd jej druga nazwa, hormon antydiuretyczny. Działanie hormonalne, w szczególności wazopresyna, realizowane jest poprzez układ cyklazy adenylanowej. Hormony przyśrodkowej przysadki mózgowej: Fizjologiczną rolą melanotropin jest stymulacja melaninogenezy u ssaków.

Hormony tarczycy Syntetyzowane są hormony – jodowane pochodne aminokwasu tyrozyny. Trójjodotyronina i tyroksyna (tetrajodotyronina). Regulują tempo podstawowej przemiany materii, wzrost i różnicowanie tkanek, metabolizm białek, węglowodanów i lipidów, gospodarkę wodno-elektrolitową, czynność ośrodkowego układu nerwowego, przewodu pokarmowego, hematopoezę, funkcję układu sercowo-naczyniowego, zapotrzebowanie na witaminy, odporność organizmu na infekcje itp. Za moment zastosowania działania hormonów tarczycy uważa się aparat genetyczny.

Hormony trzustki Trzustka jest gruczołem o mieszanej wydzielinie. Wyspy trzustkowe (wysepki Langerhansa): komórki α- (lub A-) wytwarzają glukagon, komórki β- (lub B-) syntetyzują insulinę, komórki δ- (lub D-) wytwarzają somatostatynę, komórki F - mało zbadana trzustka polipeptyd. Polipeptyd insuliny. W fizjologicznej regulacji syntezy insuliny dominującą rolę odgrywa stężenie glukozy we krwi. Wzrost stężenia glukozy we krwi powoduje zwiększenie wydzielania insuliny w wyspach trzustkowych i odwrotnie, zmniejszenie jej zawartości.

Hormony trzustki Polipeptyd glukagonowy. Powoduje wzrost stężenia glukozy we krwi, głównie na skutek rozkładu glikogenu w wątrobie. Narządami docelowymi glukagonu są wątroba, mięsień sercowy i tkanka tłuszczowa, ale nie mięśnie szkieletowe. Biosynteza i wydzielanie glukagonu są kontrolowane przede wszystkim przez stężenie glukozy poprzez pętlę sprzężenia zwrotnego. Działanie poprzez układ cyklazy adenylanowej z utworzeniem c. AMF.

Hormony nadnerczy Rdzeń produkuje hormony uważane za pochodne aminokwasów. Kora wydziela hormony steroidowe. Hormony rdzenia nadnerczy: Katecholaminy (dopamina, epinefryna i norepinefryna) są syntetyzowane z tyrozyny. Mają silne działanie zwężające naczynia krwionośne, powodując wzrost ciśnienia krwi. Reguluje gospodarkę węglowodanową w organizmie. Adrenalina powoduje gwałtowny wzrost poziomu glukozy we krwi, co wynika z przyspieszenia rozkładu glikogenu w wątrobie pod wpływem enzymu fosforylazy. Adrenalina, podobnie jak glukagon, aktywuje fosforylazę nie bezpośrednio, ale poprzez układ cyklazy adenylanowej-c. Kinaza białkowa AMP

Hormony nadnerczy Hormony kory nadnerczy: Glukokortykoidy – kortykosteroidy wpływające na metabolizm węglowodanów, białek, tłuszczów i kwasów nukleinowych; kortykosteron, kortyzon, hydrokortyzon (kortyzol), 11 - deoksykortyzol i 11 -dehydrokortykosteron. Mineralokortykoidy to kortykosteroidy, które mają główny wpływ na wymianę soli i wody; deoksykortykosteron i aldosteron. Ich struktura opiera się na cyklopentanoperhydrofenantrenie. Działają poprzez aparat nuklearny. Zobacz wykład 13.

Molekularne mechanizmy przekazywania sygnałów hormonalnych Ze względu na mechanizm działania hormony można podzielić na 2 grupy: 1) Hormony oddziałujące z receptorami błonowymi (hormony peptydowe, adrenalina, cytokiny i eikozanoidy); Działanie realizowane jest głównie poprzez potranslacyjne (postsyntetyczne) modyfikacje białek w komórkach, 2) Hormony (steroidy, hormony tarczycy, retinoidy, hormony witaminy D 3) oddziałujące z receptorami wewnątrzkomórkowymi pełnią funkcję regulatorów ekspresji genów.

Mechanizmy przekazywania sygnału hormonalnego Hormony oddziałujące z receptorami komórkowymi przekazują sygnał na poziomie komórkowym za pośrednictwem przekaźników wtórnych (c. AMP, c. GMP, Ca 2+, diacyloglicerol). Każdy z tych układów mediatorów działania hormonalnego odpowiada określonej klasie kinaz białkowych. kinaza białkowa typu A jest regulowana przez c. AMP, kinaza białkowa G – c. GMF; Ca 2+ - kinazy białkowe zależne od kalmoduliny - pod kontrolą wewnątrzkomórkowej [Ca 2+ ], kinaza białkowa typu C jest regulowana przez diacyloglicerol w synergii z wolnym Ca 2+ i kwaśnymi fosfolipidami. Wzrost poziomu dowolnego przekaźnika wtórnego prowadzi do aktywacji odpowiedniej klasy kinaz białkowych i późniejszej fosforylacji ich substratów białkowych. W rezultacie zmienia się nie tylko aktywność, ale także właściwości regulacyjne i katalityczne wielu układów enzymatycznych komórek.

Molekularne mechanizmy przekazywania sygnałów hormonalnych System przekaźnikowy cyklazy adenylanowej: Obejmuje co najmniej pięć białek: 1) receptor hormonalny; 2) białko G, które komunikuje się między cyklazą adenylanową a receptorem; 3) enzym cyklaza adenylanowa, który pełni funkcję syntezy cyklicznego AMP (c. AMP); 4) c. Kinaza białkowa zależna od AMP, która katalizuje fosforylację enzymów wewnątrzkomórkowych lub białek docelowych, odpowiednio zmieniając ich aktywność; 5) fosfodiesteraza, która powoduje rozkład c. AMP i tym samym zatrzymuje (przerywa) działanie sygnału

Molekularne mechanizmy przekazywania sygnału hormonalnego Układ przekaźnikowy cyklazy adenylanowej: 1) Wiązanie C hormonu z receptorem β-adrenergicznym prowadzi do zmian strukturalnych w domenie wewnątrzkomórkowej receptora, co zapewnia interakcję receptora z drugim białkiem sygnalizacji szlak – białko G wiążące GTP. 2) Białko G – jest mieszaniną 2 rodzajów białek: aktywnego G i hamującego G i. Kompleks receptorów hormonalnych nadaje białku G zdolność nie tylko łatwej wymiany endogennego związanego PKB na GTP, ale także przenoszenia białka Gs do stanu aktywowanego, podczas gdy aktywne białko G dysocjuje w obecności jonów Mg 2+ na β -, podjednostki γ i podjednostki kompleksu α -Gs w postaci GTP; ten aktywny kompleks następnie przenosi się do cząsteczki cyklazy adenylanowej i aktywuje ją.

Molekularne mechanizmy przekazywania sygnałów hormonalnych Układ przekaźnikowy cyklazy adenylanowej: 3) Cyklaza adenylanowa jest integralnym białkiem błon plazmatycznych, jej centrum aktywne jest zorientowane w kierunku cytoplazmy i w stanie aktywowanym katalizuje reakcję syntezy c. AMP z ATP:

Molekularne mechanizmy przekazywania sygnałów hormonalnych System przekaźnikowy cyklazy adenylanowej: 4) Kinaza białkowa A jest enzymem wewnątrzkomórkowym, poprzez który c. AMF zdaje sobie sprawę ze swojego efektu. Kinaza białkowa A może występować w 2 postaciach. Pod nieobecność C. Kinaza białkowa AMP jest nieaktywna i występuje jako tetrameryczny kompleks dwóch podjednostek katalitycznych (C2) i dwóch regulatorowych (R2). W obecności C. Kompleks kinazy białkowej AMP odwracalnie dysocjuje na jedną podjednostkę R2 i dwie wolne katalityczne podjednostki C; te ostatnie wykazują aktywność enzymatyczną, katalizując fosforylację białek i enzymów, odpowiednio zmieniając aktywność komórkową. Adrenalina, glukagon.

Molekularne mechanizmy przekazywania sygnałów hormonalnych Szereg hormonów działa hamująco na cyklazę adenylanową, odpowiednio obniżając poziom c. AMP i fosforylacja białek. W szczególności hormon somatostatyna, łącząc się ze swoim specyficznym receptorem - hamującym białkiem G (Gi), hamuje cyklazę adenylanową i syntezę ok. AMP, czyli powoduje efekt wprost odwrotny do tego, jaki wywołują adrenalina i glukagon.

Molekularne mechanizmy przekazywania sygnałów hormonalnych Do wewnątrzkomórkowego układu przekaźnikowego zaliczają się także pochodne fosfolipidów w błonach komórek eukariotycznych, w szczególności fosforylowane pochodne fosfatydyloinozytolu. Pochodne te uwalniane są w odpowiedzi na sygnał hormonalny (np. z wazopresyny czy tyreotropiny) pod wpływem specyficznej związanej z błoną fosfolipazy C. W wyniku kolejnych reakcji powstają dwa potencjalne wtórne przekaźniki – diacyloglicerol i inozytol-1, 4,5-trifosforan.

Molekularne mechanizmy przekazywania sygnałów hormonalnych Biologiczne działanie tych wtórnych przekaźników realizowane jest na różne sposoby. Diacyloglicerol, podobnie jak wolne jony Ca 2+, działa poprzez związaną z błoną zależną od Ca enzymatyczną kinazę białkową C, która katalizuje fosforylację enzymów wewnątrzkomórkowych, zmieniając ich aktywność. Inozytol-1,4,5-trifosforan wiąże się ze specyficznym receptorem w siateczce śródplazmatycznej, promując uwalnianie jonów Ca 2+ do cytozolu.

Molekularne mechanizmy przekazywania sygnałów hormonalnych Hormony oddziałujące z receptorami wewnątrzkomórkowymi: Zmieniają ekspresję genów. Hormon po dostarczeniu z białkami krwi do komórki przenika (na drodze dyfuzji) przez błonę komórkową i dalej przez błonę jądrową i wiąże się z białkiem receptora wewnątrzjądrowego. Kompleks steroidowo-białkowy wiąże się następnie z regulatorowym regionem DNA, tzw. elementami wrażliwymi na hormony, promując transkrypcję odpowiednich genów strukturalnych, indukcję syntezy białek de novo i zmiany w metabolizmie komórkowym w odpowiedzi na sygnał hormonalny.