Организм человека находится в условиях постоянного воздействия неблагоприятных факторов внешней среды, поэтому в нем периодически возникает необходимость в коррекции состояния обменных процессов под его сиюминутные потребности. Особую роль в том выполняет эндокринная система, которая реализует свое регуляторное действие через секрецию гормонов.
Гормонам принадлежит важная роль в интеграции метаболизма в организме. Оказывая специфические регуляторные воздействия на состояние обменных процессов в разных тканях, они объединяют отдельные метаболические процессы в единое целое, одновременно приспосабливая их для обеспечения жизненных функций.
Гормоны — биологически активные вещества, которые образуются в эндоринных железах, секретируются в кровь и оказывают регуляторное воздействие на обмен веществ и функцию внутренних органов
Гормоны различаются по месту секреции
В классическом определении гормоны представляют собой биологически активные вещества, которые синтезируются в эндокринных железах, секретируются в кровь и оказывают регуляторное влияние на обмен веществ и функцию внутренних органов.
Существуют различные классификации гормонов. В их основу положены место синтеза и секреции, характер физиологического эффекта, строение и др.
По месту секреции гормоны подразделяются:
- на гормоны гипоталамуса (либерины, статины);
- гормоны передней доли гипофиза — адренокортикотропный гормон (АКТГ), соматотропный гормон (СТГ), фолликулостимулирующий гормон (ФСГ), лютеинизирующий гормон (ЛГ), тиреотропный гормон (ТТГ), гонадотропный гормон, лактотропный гормон (ЛТГ);
- гормоны задней доли гипофиза (вазопрессин, окситоцин);
- гормоны щитовидной железы (тироксин, трийодтиронин, кальцитонин);
- гормоны паращитовидных желез (паратгормон);
- гормоны поджелудочной железы (инсулин, глюкагон);
- гормоны коркового (глюкокортикоиды, минералокортикоиды, андрогены) и мозгового (адреналин) слоя надпочечников;
- гормоны половых желез (тестостерон, эстрадиол);
- гормоны шишковидной железы (мелатонин) и др.
Особое значение имеет классификация, в основу которой положены различия в структуре гормонов. Согласно этой классификации, все они подразделяются на три группы:
- пептидные гормоны (к ним относятся гормоны-пептиды, а также гормоны — простые и сложные белки);
- гормоны, производные аминокислот (адреналин, тиреоидные гормоны и др.);
- стероидные гормоны (к ним относятся половые гормоны и гормоны коры надпочечников).
Гормоны пептидной природы могут синтезироваться в неактивном виде — в форме прогормонов (инсулин, глюкагон и др.). В таком неактивном виде они, как правило, накапливаются в ткани железы. Однако секретируются эти гормоны уже в активном виде. Процесс образования активных гормонов часто связан с их ограниченным протеолизом, в результате которого происходит уменьшение молекулярной массы.
Уровень гормонов в крови в покое невелик и соответствует микромолярной (10–6 моль/л), наномолярной (10–9 моль/л) или пикомолярной (10–12 моль/л) концентрации. В условиях стимуляции секреции эндокринной железы их концентрация может возрастать в 100 раз и более.
Время жизни большинства известных гормонов невелико и составляет секунды. Это связано с тем, что они очень быстро разрушаются под влиянием ферментов крови или удаляются из нее. Небольшая продолжительность существования, а значит, и длительность проявления их регуляторного эффекта позволяет гормонам участвовать в формировании срочных регуляторных влияний на организм (срочных адаптивных реакций). В то же время некоторые гормоны (стероидные, тиреоидные) оказывают продолжительное по времени влияние на организм, обеспечивая тем самым развитие долговременной адаптации к действию неблагоприятных факторов.
По химической структуре гормоны подразделяют:
◊ на пептидные;
◊ производные аминокислот;
◊ стероидные
Прогормоны — предшественники гормонов, из которых в организме образуются активные гормоны
Адаптация — процесс приспособления к действию неблагоприятных факторов среды
Орган-мишень — внутренний орган, подверженный регуляторному эффекту гормона
Для каждого гормона существуют свои органы-мишени
Орган-мишень содержит рецептор к гормону
Рецепторы представляют собой белки или белковые комплексы, способные специфически связывать гормоны, в результате чего происходит ответ со стороны клеток органов-мишеней
Гормоны оказывают влияние не на все, а лишь на определенные внутренние органы, которые получили название «органы-мишени». Для каждого гормона существуют свои органы-мишени. Их количество для каждого гормона существенно различается. Для одних гормонов существует только один орган-мишень (тиреотропный гормон — щитовидная железа, АКТГ — кора надпочечников и др.), а для других — несколько (органами-мишенями инсулина являются все ткани, за исключением нервной, хрусталика и сетчатки глаза, яичка и эндотелия сосудов).
Существование органов-мишеней обусловлено присутствием в них особых, воспринимающих гормоны белковых структур — рецепторов. Рецепторы представляют собой отдельные белки или белковые комплексы, способные специфически связывать гормоны, следствием чего становится клеточный ответ.
В структуре рецепторов выделяется два функционально важных домена (участка):
- участок узнавания и связывания гормона;
- участок генерации специфического внутриклеточного сигнала, обеспечивающий взаимосвязь процессов присоединения гормона к рецептору с клеточным ответом.
Связывание гормона рецептором происходит за счет стерического соответствия гормона или его определенного участка участку связывания рецептора. В результате связывания происходит образование гормон-рецепторного комплекса, который стабилизируется многочисленными силами слабых взаимодействий — водородными связями, силами электростатического и гидрофобного взаимодействия, вандерваальсовыми силами. Возникающий комплекс непрочен и способен самопроизвольно распадаться.