Химическая природа и общие механизмы действия гормонов

Гормоны подразделяют по химической природе на три группы: 1) производные аминокислот —тиреоидные гормоны, адреналин, гормоны эпифиза; 2) пептидные гормоны, простые (протеины) и сложные (гликопротеиды) белки — гипоталамические нейропептиды, гормоны гипофиза, островкового аппарата поджелудочной железы, околощитовидных желез; 3) стероидные гормоны, образующиеся из холестерина гормоны коры надпочечников, половых желез, гормон почечного происхождения кальцитриол.

6. L1. Механизмы действия пептидных, белковых гормонов и катехоламинов

Молекулу гормона обычно называют первичным посредником регуляторного эффекта, или лигандом. Молекулы большинства гормонов связываются со специфическими для них рецепторами плазматических мембран клеток мишеней, образуя лиганд-рецепторный комплекс. Для пептидных, белковых гормонов и катехоламинов его образование является основным начальным звеном механизма действия и приводит к активации мембранных ферментов и образованию различных вторичных посредников гормонального регуляторного эффекта, реализующих свое действие в цитоплазме, органоидах и ядре клетки. Среди ферментов, активируемых лиганд-рецептор- ным комплексом, описаны: аденилатциклаза, гуанилатциклаза, фосфолипазы С, D и А₂, тирозинкиназы, фосфаттирозинфосфатазы, фосфоинозитид-3- ОН-киназа, серинтреонин-киназа, синтаза N0 и др. Вторичными посредниками, образующимися под влиянием этих мембранных ферментов, являются: 1) циклический аденозинмонофосфат (цАМФ); 2) циклический гуанозинмонофосфат (цГМФ); 3) инозитол-3-фосфат (ИФЗ); 4) диацилглицерол\

Таблица 6.1. Органы, ткани и клетки с эндокринной функцией

№	Органы	Ткань, клетки	Гормоны
1.	ГИПОФИЗ а) аденогипо-	1. Эндокринные желе Кортикотрофы	зы Кортикотропин
	физ б) нейроги-	Гонадотрофы Тиреотрофы Соматотрофы Лактотрофы Питуициты	Меланотропин Фоллитропин Лютропин Тиреотропин Соматотропин Пролактин Вазопрессин
2.	пофиз Надпочечники а) корковое	Клубочковая зона	Окситоцин Эндорфины М ин ерал о корти ко иды
	вещество	Пучковая зона	Глюкокортикоиды
	б) мозговое	Сетчатая зона Хромаффинные клетки	Половые стероиды Адреналин (Норадреналин)
3.	вещество Щитовидная же-	Фолликулярные тиреоциты	Ад ре но медулл и н Трийодтиронин
4.	леза Околощитовид-	К-клетки Главные клетки	Тетрайодтиронин Кальцитонин Паратирин
	ные железы	К-клетки	Кальцитонин
5.	Эпифиз	Пинеоциты	Мелатонин
6.	Поджелудочная	2. Органы с эндокринной i Островки Лангерганса	тканью
	железа	альфа-клетки	Глюкагон
7.	Половые железы а) семенники	бета-клетки дельта-клетки Клетки Лейдига	Инсулин Соматостатин Тестостерон
	б)яичники	Клетки Сертолли Клетки гранулезы	Эстеро гены Ингибин Эстрадиол
8.	Желудочно-ки	Желтое тело 3. Органы с инкреторной функ Эндокринные и энтерохром	Эстрон Прогестерон Прогестерон цией клеток Регуляторные пептиды
9.	шечный тракт Плацента	аффинные клетки желудка и тонкого кишечника Синцитиотрофобласт	Хорионический гонадотропин
10.	Тимус	Цитотрофобласт Тимоциты	Пролактин Эстриол Прогестерон Тимозин, Тимопоэтин, Тимулин
11.	Почка	ЮГА	Ренин
12.	Сердце	Перитубуляерные клетки Канальцы Миоциты предсердий	Эритропоэтин Кальцитриол Атриопептид
13.	Кровеносные	Эндотелиоциты	Соматостатин Ангиотензин-П Эндотел ины
	сосуды		NO Гиперполяризующий фактор Простагландины Регуляторы адгезии

5) олиго (А) (2,5-олигоизоаденилат); 6) Са²⁺ (ионизированный кальций); 7) фосфатидная кислота; 8) циклическая аденозиндифосфатрибоза; 9) N0 (оксид азота). Многие гормоны, образуя лиганд-рецепторные комплексы, вызывают активацию одновременно нескольких мембранных ферментов и, соответственно, вторичных посредников.

Значительная часть гормонов и биологически активных веществ взаимодействуют с семейством рецепторов, связанных с G-белками плазматической мембраны (андреналин, норадреналин, аденозин, ангиотензин, эндотелии и др.).

6.1.1.1. Основные системы вторичных посредников

1. Система аденилатциклаза—цАМФ (рис. 6.1). Мембранный фермент аденилатциклаза может находиться в двух формах — активированной и неактивированной. Активация аденилатциклазы происходит под влиянием гормон-рецепторного комплекса, образование которого приводит к связыванию гуанилового нуклеотида (ГТФ) с особым регуляторным стимулирующим белком (GS-белок), после чего GS-белок вызывает присоединение Mg к аденилатциклазе и ее активацию. Так действуют активирующие аде- нилатциклазу гормоны — глюкагон, тиротропин, паратирин, вазопрессин (через V-2-рецепторы), гонадотропин и др. Ряд гормонов, напротив, подавляет аденилатциклазу — соматостатин, ангиотензин-II и др. Гормон-ре- цепторные комплексы этих гормонов взаимодействуют в мембране клетки с другим регуляторным ингибирующим белком (GI-белок), который вызывает гидролиз гуанозинтрифосфата (ГТФ) до гуанозиндифосфата (ГДФ) и, соответственно, подавление активности аденилатциклазы. Адреналин через 0-адренорецепторы активирует аденилатциклазу, а через а,-адренорецепто- ры ее подавляет, что во многом и определяет различия эффектов стимуляции разных типов рецепторов.

Под влиянием аденилатциклазы из АТФ синтезируется цАМФ, вызывающий активацию двух типов протеинкиназ в цитоплазме клетки, ведущих к фосфорилированию многочисленных внутриклеточных белков. Это повышает или снижает проницаемость мембран, активность и количество ферментов, т. е. вызывает типичные для гормона метаболические и, соответственно, функциональные сдвиги жизнедеятельности клетки. В табл. 6.2 приведены основные эффекты активации цАМФ-зависимых протеинкиназ.

Кроме активации протеинкиназ внутриклеточные эффекты цАМФ реализуются также через другие механизмы: систему кальций—кальмодулин, трансметилазную систему, аденозин-5-монофосфат — аденозин, тирозин- киназы. О роли системы кальций—кальмодулин сказано ниже.

Таблица 6.2. Некоторые эффекты фосфорилирования белков клетки цАМФ-зависимой

протеинкиназой
Виды белков	Эффекты фосфорилирования
Компоненты мембран Ферменты, лимитирующие скорость метаболического процесса Белки рибосом Ядерные белки Белки микротрубочек	Изменения проницаемости Активация или подавление Активирование или подавление трансляции Активация или подавление транскрипции Секреторный, двигательный эффекты или изменение конфигурации клетки