Гормоны тема по химии. Доклад гормоны - механизм действия. Разрешение сложных вопросов

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

"Химия гормонов"

1. Гонадотропины

Гонадотропины, ФСГ (фолликулостимулирующий гормон, фоллитропин) и ЛГ (лютеинизирующий гормон, лютропин) являются гликоп-ротеидами, секретируемыми цианофильными клетками аденогипофиза (передней долей гипофиза), под действием гипоталамического релизинг-фактора. Органами-мишенями являются гонады.

Молекулярная масса ФСГ составляет 33000 дальтон, а ЛГ - 28000 дальтон. Оба гормона имеют димерную структуру, т.е. состоят из гормонально неспецифической альфа-цепи (данная цепь взаимозаменяема с ФСГ и ЛГ) и бетта-цепи определяющей гормональную специфичность. Цепи связаны нековалентной связью. Высокое содержание сахаридов до 16%, также играет важную роль в определении биологической активности. Когда сахаридная оболочка удаляется с поверхности гормона, последний частично утрачивает свою биологическую активность, в то время как иммунологическая активность сохраняется в неизменном виде (определение иммунологическими методами возможно). Структура альфа-цепи у этих гормонов очень схожа с таковой у ХГЧ и ТТГ. Изолированная альфа - или бетта-цепь практически не имеет биологической активности.

Молекулярная структура обоих гормонов гетерогенна, что обуславливается возрастом и полом и возможно индуцируется половыми стероидами. До настоящего времени не установление» имеет ли эта гетерогенность какую-либо клиническую значимость.

ФСГ и ЛГ осуществляют свою гормональную активность посредством рецепторов на поверхности гонадальной клетки-мишени; в данном процессе соответствующий гормон выступает в роли мессенджера первого порядка. Затем, в процессе каскада последовательных реакций, гормональный импульс распространяется в клетке-мишени с помощью циклического АМФ - мессенджера второго порядка (см. рис. 1). Во взаимодействии с эстрадиолом ФСГ индуцирует его рецепторы; рецепторы ЛГ также индуцируются ФСГ.

У женщин, ЛГ и ФСГ оказывают синергический эффект на биосинтез стероидных гормонов яичников. Мишенями ЛГ являются клетки оболочки яичника и желтое тело. Кроме того ЛГ вызывает овуляцию и лютеинизирует гранулезные клетки. ФСГ контролирует рост фолликулов до наступления их зрелости и готовности к овуляции, а начиная от ранних стадий биосинтеза стероидов синергическим взаимодействием ФСГ и ЛГ стимулируется также биосинтез гранулезными клетками эстрадиола.

У мужчин ЛГ стимулирует биосинтез тестостерона в клетках Лейдига семмеников. ФСГ контролирует рост и функцию семенных канальцев, в особенности сперматогенез в клетках Сертоли.

Гонадотропы ФСГ=фолликулостимулирующий гормон, фоллитропин Место синтеза: передняя доля гипофиза Гликопротеиды: содержание сахаридов примерно 16% Молекулярная масса: 33000 дальтон Димерная структура: альфа- и бета-цепи; Бета-цепь определяет гормональную специфичность Органы-мишени: яичники, семенники

ЛГ=лютеинизирующий гормон, лютрошш Место синтеза: передняя доля гипофиза Гликопротеиды: содержание сахаридов примерно 16% Молекулярная масса: 28000 Димерная структура: альфа- и бета-цепи; Бета-цепь определяет гормональную специфичность Органы-мишени: яичники, семенники

2. Пролактин

В отличии от гонадотропинов пролактин состоит из единственной пептидной цепи, включающей 198 аминокислотных остатков. Помимо прочего пространственная структура гормона стабилизируется тремя дисульфидными мостиками. Пролактин не содержит остатков сахаридов, то есть не является гликопротеидом. Молекулярная масса гормона составляет 22000 дольтон. Имеются определенные структуральные аналогии с гормоном роста (соматотропином, соматотропным гормоном, СТГ), равно как и с человеческим плацентарным лактогеном (ЧПЛ).

Циркулирующий в крови пролактин отличается молекулярным полиморфизмом, т.е. он может быть «малым», «большим» и «очень большим», при этом иммуногенность этих форм одинакова. Предполагается, что «малый» пролактин представляет собою мономерную форму, а «большой» и «очень большой», соответственно, ди- и тетрамерную. «Малый» пролактин составляет примерно 80% от всего количества гормона, им-мунологически определяемого в крови, «большой» - 5-20%, а «очень большой» - 0,5-5%. Более того, сыворотка содержит расщепленный пролактин, который иммунологически активен и имеет молекулярную массу от 8000 до 16000 дальтон. В экспериментах на животных показан сильный митогенный эффект данного пролактина на ткань молочных желез.

Как и гонадотропины, пролактин оказывает свое физиологическое влияние на клетки-мишени посредством рецепторов, расположенных на мембране. Совместно с эстрадиолом, пролактин у женщин воздействует на рост и функционирование молочных желез и вызывает лактацию. По мнению некоторых исследователей, пролактин играет определенную роль в формировании и функции желтого тела.

У мужчин специфическая функция пролактина не установлена.

Пролактин синтезируется в специализированных лактогенных клетках передней доли гипофиза; его синтез и освобождение находятся под <лимуляционно-ингибиторнь1м влиянием гипоталамуса. Кроме гипофиза, пролактин продуцируется децидуалъной оболочкой (наличие пролактина в амниотической жидкости) и эндометрием.

Пролактин

Место синтеза: передняя доля гипофиза (также децидуальная оболочка и эндометрий) Единственная пептидная цепь (198 аминокислот) стабилизируется тремя дисульфидными мостиками Не является гликопротеидом! Орган-мишень: молочные железы

3. Люлиберин

Люлиберин (рилизинг-фактор лютеинизирующего гормона), называемый также гонадолиберин (гонадотропин-рилизинг фактор) представляет собою декапептид известной структуры. Люлиберин синтезируется в нервных клетках (нейронах) определенных областей вентрального и медиобазального гипоталамуса (Nucleus arcuatus, ventromedialis, periventricularis anterior, area preoptica suprachismatica), которые идентифицируются иммуногистохимически. Через аксоны нервных клеток гормон транспортируется к медиальной эминенции (Eminentiamediana), где освобождается в кровь специальной портальной системой, охватывающей гипоталамус, ножку гипофиза и аденоги-пофиз. В передней доле гипофиза, люлиберин, стимулирует синтез и освобождение ЛГ и ФСГ посредством специфического связывания с рецепторами на мембране клеток аденогипофиза. Вариации уровня гонадотропинов у женщин, как и различия в соотношении ФСГ и ЛГ в зависимости от возраста и фаз менструального цикла, вероятно, объясняются изменениями функционального состояния гонадотропных клеток передней доли гипофиза (вариациями числа рецепторов люлиберина, что определяет чувствительность к нему гонадотропов). Ингибин также оказывает моделирующее влияние на этот механизм. Люлиберин катаболизируется и инактивируется эндопептидазами аденогипофиза.

Люлиберин

Люлиберин=(рилизинг-фактор лютеинизирующего гормона) Синоним: гонадолиберин (гонадотропин-рилизинг фактор) Место синтеза: гипоталамус; декапептид Оргаи-мишень: передняя доля гипофиза

4. Ингибин

Ингибин является пептидом с молекулярной массой 23000 дальтон. У женщин гормон обнаруживается в фолликулярной жидкости, а у мужчин синтезируется в семенных канальцах яичек. Ингибин селективно ингибирует освобождение ФСГ из передней доли гипофиза.

5. Половые стероиды

В основе всех стероидных гормонов лежит структура циклопентан-пергидрофенантрена, называемая также стерановой кольцевой системой, которая состоит из четырех насыщенных водородом конденсированных колец, три из которых являются шестичленными, а одно пятичленным (см. рис. 2). Путем замещения атомов водорода метальной группой или кислородсодержащими оксо- или гидроксильными группами достигается значительное разнообразие физиологического действия гормонов.

В женском организме местом синтеза наиболее важных половых стероидов (т.е. эстрогенов, гестагенов и андрогенов) являются яичники и кора надпочечников, а во время беременности - плацента. Принципиальными половыми стероидами для мужского организма являются андрогены, которые синтезируются в яичках и, в небольших количествах, в коре надпочечников. В дополнение к сказанному следует отметить, что поставщиком холестерина, производными которого являются все половые стероиды и гормоны коры надпочечников, является печень.

Стероиды липофильны, это означает их низкую способность растворяться в воде. Поэтому в крови 95% стероидных гормонов находятся в связанном состоянии со специфическими транспортными белками. Равновесие между связанными и свободными стероидами подчиняется закону действующих масс. С помощью транспортных белков гормоны переносятся к своим органам-мишеням. Только свободные, не связанные с белком стероиды являются биологически активными. Сексстероид, связывающий глобулин (СССГ) специфично связывает эстрадиол и андрогены с низкой емкостью и высокой афинностью, в то время как кортико-стероидосвязывающий глобулин (КСГ) связывает прогестерон и глюко-кортикоиды. Помимо своей транспортной функции специфические сывороточные гормонсвязывающие белки защищают стероиды от метаболической инактивации по пути от секретирующей их железы к органу-мишени. СССГ и КСГ являются кислыми гликопротеидами с молекулярной массой 45000 (СССГ) и 65000 (КСГ). Синтез стероидных гормонов полностью происходит в организме человека (см. рис. 3). Начальная субстанция - КоА, активирует уксусную кислоту - углеродное соединение, из которого в результате ряда превращений, дальнейшей конденсации и циклизации формируется холестерин. Холестерин состоит из 27 углеродных атомов и помимо прочих составляющих является главным компонентом начальной стадии синтеза стероидных гормонов.

Путем ферментативно-опосредованного укорочения боковой цепи, соединенной со стероидной структурой в положении 17в на 6 атомов углерода формируется прегненолон. Прегненолон является С21 стероидом, из которого в последствии путем окисления гидроксильной группы в положении 3в в оксогруппу с одновременным перемещением двойной связи от D 5 к D 4 образуется прогестерон. Прогестерон является главным представителем гестагенов. В то же время прогестерон является предшественником всех глюко- и минералкоргикоидов (см. рис. 2), а также андрогенов, которые происходят от прогестерона в результате ферментативного отщепления боковой цепи в положении 17в. В данном процессе 17-гидроксипрогестерон выступает в роли промежуточного продукта. Это означает, что андрогены являются С 19 стероидами, главным представителем которых является тестостерон.

В завершении сложной синтетической цепи, которая состоит из множества промежуточных реакций, происходит синтез эстрогенов, наиболее активным представителем которых является эстрадиол. Эстрогены синтезируются из андрогенов путем удаления угловой С19 метальной группы, локализованной между кольцами А и Б с одновременной ароматизацией («фенолизации») кольца А. Фенольное кольцо А является наиболее характерной чертой всех эстрогенов.

Все стероидные гормоны разрушаются в печени путем восстановления, добавления гидроксильных групп, с последующим коньюгированием с глюкуроновой кислотой или сульфатированием. В результате образуются водорастворимые соединения, которые могут выводиться с мочой.

В отличии от гонадотропинов, стероидные гормоны проявляют свой биологический эффект, проникая внутрь клетки по градиенту концентрации и связываясь с растворимыми рецепторными молекулами, присутствующими в цитозоле, а не путем взаимодействия с мембранными рецепторами (см. рис. 4). Каждая группа стероидных гормонов имеет свои особые рецепторы. Связь с соответствующим рецептором обратима и обладает высокой афинностью.

Образовавшийся цитоплазматический комплекс стероид-рецептор постепенно активируется или трансформируется и перемещается внутрь клеточного ядра - места локализации генетического аппарата. Здесь комплекс гормон-рецептор входит во взаимодействие со специфическим молекулярным отрезком на хроматине, так называемой зоной ядерного взаимодействия, которая соответствует молекулярной области на комплексе стероид-рецептор. Как следствие связи комплекса стероидный гормон-рецептор с нуклеарным акцептором, двойная спираль ДНК расщепляется, делая доступной генетическую информацию.

Данный сегмент ДНК транскрибируется в мРНК. Далее, отделившись, мРНК выходит в цитоплазматическое пространство. На заключительном этапе, в процессе взаимодействия мРНК (в качестве мат-рикса) с рибосомальным белоксинтезирующим аппаратом, происходит неосинтез белка.

5.1 Эстрогены

Главным представителем эстрогенов является эстрадиол (см. рис.5), который обладает наивысшей биологической активностью. Эстрон формируется из эстрадиола путем ферментативно опосредованной дегидрогенерации у С17 и не обладает выраженной биологической активностью (ввиду низкой способности связываться с рецептором и недостаточного накопления в ядре клетки). В течение беременности эстрон может определяться в сыворотке в нарастающих концентрациях. В этом случае, гормон синтезируется из дегидроэпиандростерон-сульфата (ДГЭА - S), образующегося в коре надпочечников плода. Таким образом эстрон является одним из показателей, характеризующих состояние плода.

Другой интересной группой эстрогенов являются катехолэстрогены, т.е. стероиды, производные эстрадиола и эстрона и имеющие дополнительную группу во втором положении кольца А. Это делает их сходными с катехоламинами: адреналином и норадреналином. Катехолэстрогены, помимо прочих мест, синтезируются в гипоталамусе, где они, по мнению многих исследователей, выполняют роль нейротрансмиттеров, как и катехоламины.

В женском организме эстрадиол синтезируется в яичниках, в оболочке и гранулезных клетках фолликулов. В лютеиновую фазу менструального цикла, эстрадиол синтезируется исключительно клетками оболочки фолликула, в то время как гранулезные клетки лютеинизируются и переключаются на синтез прогестерона. В случае наступления беременности массированная продукция эстрогенов осуществляется плацентой. К другим местам синтеза эстрогенов, прежде всего эстрона в постменопаузе,

относится кора надпочечников и периферическая жировая ткань ввиду их способности ароматизировать андрогены.

Клинически достоверных подтверждений наличия секреции эстрогенов в мужском организме не обнаружено.

Органами-мишенями эстрогенов являются матка, влагалище, вульва, фаллопиевы трубы и молочные железы. Гормоны данной группы отвечают за развитие вторичных половых признаков и определяют характерные физические и психические особенности женщин. Эстрогены также вызывают закрытие эпифизарных точек роста и таким образом принимают участие в регуляции линейного роста. Кроме того, эстрогены оказывают индуцирующее воздействие на ряд белков плазмы, синтезируемых в печени (например СССГ, КСГ, ТСГ-тироксинсвязывающий глобулин, -липопротеиды, факторы свертывания крови). В клетках-мишенях эстрадиол индуцирует как свои рецепторы, так и рецепторы прогестерона.

5.2 Гестагены

Главным представителем данной группы гормонов является прогестерон (см. рис.2). У жещин прогестерон секретируется желтым телом и, во время беременности плацентой.

Клинически достоверных подтверждений наличия синтеза прогестерона у мужчин не существует.

Для проявления прогестероном своего физиологического эффекта в женском организме требуется предварительное воздействие эстрогенов. Как и в случае с эстрадиолом, активность прогестерона в клетках-мишенях опосредуется специфическими рецепторами. Активация данной группы рецепторов происходит аналогично механизму активации эстрогенных рецепторов.

Главным органом-мишенью прогестерона является матка. Гормон вызывает секреторную трансформацию пролиферативно утолщенного эндометрия, тем самым обеспечивая его готовность к имплантации оплодотворенной яйцеклетки. Более того, прогестерон несет на себе важную контрольную функцию в системе гонадотропины-гонадные стероиды и вызывает стимуляцию теплового центра. Это вызывает повышение температуры тела на 0,5 градусов в лютеиновую фазу менструального цикла после овуляции.

Прогестерон блокирует синтез своих собственных рецепторов, а также блокатора эстрадиола. В эндометриальной клетке прогестерон индуцирует 17|3-гадроксистероид дегидрогеназу, которая является ключевым ферментом метаболизма эстрадиола и переводит эстрадиол в практически неактивный эстрон. Таким образом, посредством своего рецепторного механизма, прогестерон предотвращает черезмерное образование эндогенного эстрадиола в клетке-мишени. Данный эффект прогестерона в совокупности с его отрицательным воздействием на рецепторы эстрадиола, осуществляется посредством рецепторного механизма, может быть определен как антиэстрогенный эффект прогестерона.

5.3 Андрогены у женщин

Главными представителями андрогенов в женском организме являются тестостерон, андростендиол и дигидроэпиандростерон- сульфат (ДГЭА-S) (см. рис.6).

В яичниках андрогены секретируются в клетках внутренней части оболочки фолликула, его наружной стенки; андростерон и тестостерон синтезируются из холестерина под влиянием ЛГ.

Андрогены стимулируют рост волос на лобке и подмышечных впадинах, повышают либидо и оказывают влияние на размер клитора и

больших половых губ. Андрогены модулируют продукцию гонадотропинов в передней доле гипофиза. Гиперандрогенемия у женщин ведет к вирилизации и нарушениям фертильности. Это обусловливает важность определения андрогенов в диагностике женского бесплодия.

Как у всех стероидных гормонов, активность андрогенов опосредуется внутриклеточными рецепторами. Однако в контакт с рецептором вступает не тестостерон, а 5а-дигидротестостерон (ДГТ), который образуется в клетке-мишени путем ферментативной редукции D 4 двойной связи (за счет активности 5а-редуктазы).

5.4 Андрогены у мужчин

В организме мужчин главными представителями андрогенов являются тестостерон и дегидротестостерон (ДГТ). В органах-мишенях (простате, семенных пузырьках и коже) тестостерон выполняет роль прегормона; это означает, что тестостерон, достигнув органа-мишени, при помощи 5а-редуктазы, превращается в дегидротестостерон, и только после этого дегидротестостерон оказывает свой биологический эффект через рецепторный механизм, описанный выше. В других органах-мишенях, таких как мышцы и почки, эффект андрогенов опосредуется напрямую, т.е. без ферментативного превращения. В настоящее время в научных кругах рассматривается вопрос наличия на уровне гипоталамуса и в других чувствительных к эндокринным влияниям областях головного мозга третьего причинно-следственного механизма; тестостерон как таковой не обладает собственной гормональной активностью, однако подвергнувшись ароматизации, трасформируется в эстрадиол, приобретая в этом случае биологическую активность, взаимодействуя с рецепторами.

В сравнении с тестостероном, биологическая активность друтих андрогенов, таких как андростендион, дигидроэпиандростерон, дегидроэпиандростеронсульфат, андростерон, эпиандростерон и этиохоланолон ниже в 5-20 раз. В таблице 2 представлены нормальные показатели концентраций наиболее важных андрогенов в организме мужчины.

Таблица 2. Нормальные значения концентраций клинически наиболее значимых андрогенов у мужчин

Дегидроэндростфонсульфат продуцируется в коре надпочечников. Этот андроген представлен в наибольшем количестве, но так же, как и тестостерон, по сути андрогенной активности не имеет. Наиболее важным источником тестостерона являются клетки Лейдига семенников, что было установлено при обследовании мужчин, подвергнутых кастрации. Только небольшие количества тестостерона синтезируются на периферии путем трансформации предшественников. Тестостерон поддерживает сперматогенез, стимулирует рост и функционирование добавочных половых желез, а также развитие полового члена и мошонки. Гормон обладает анаболическим эффектом, главным образом в отношении костей и мышц. В течение пубертатного периода, наличие тестостерона обуславливает линейный рост гортани, что ведет к понижению голоса. Под действием тестостерона формируется мужской тип оволосения («треугольник» в верхней части лобка, борода, волосы на груди, выпадение волос на лбу и темени). За счет непосредственного воздействия на костный мозг, а также путем активации синтеза эритропоэтина в почках тестостерон стимулирует эритропоэз. Гормон также необходим для поддержания либидо и потенции.

Подобные документы

Изучение эндокринных желез и гормонов в 1855 году Томасом Аддисоном. Характерные свойства и основные виды гормонов: стероидные, производные аминокислот и жирных кислот, белковые и пептидные. Механизм действия и значение гормонов в организме человека.

презентация , добавлен 22.04.2014


Эндокринные железы, механизм действия гормонов, их регуляция. Клиника наиболее распространенных эндокринных заболеваний. Основная функция гормонов. Синтез и секреция гормонов. Влияние коры мозга на функцию эндокринных желез. Симптомы вегетоневроза.

реферат , добавлен 20.01.2011


Классификация и химическая природа гормонов щитовидной железы. Участие гормонов щитовидной железы в обменных процессах организма. Влияние тиреоидных гормонов на метаболические процессы организма. Проявление дефицита и избытка гормонов щитовидной железы.

реферат , добавлен 03.11.2017


Химическое строение стероидных гормонов и их полусинтетических аналогов. Механизм фармакологического действия на клеточном уровне. Описание нестероидных и стероидных гормонов. Свойства и идентификация кортикостероидов. Лекарственные субстанции этого ряда.

курсовая работа , добавлен 23.06.2014


Гормоны как биологически активные вещества, вырабатываемые эндокринными железами. Основные свойства и механизм действия гормонов. Главные эндокринные железы. Особенности мужских и женских гормонов. Функции паращитовидных желез в организме человека.

презентация , добавлен 06.02.2013


Механизм диуретического действия гормонов нейрогипофиза на функции и работу почек, роль окситоцина, его проявление, снижение реабсорбции. Участие и влияние на мочеотделение пролактина - первого из гормонов аденогипофиза, выделенного в чистом виде.

реферат , добавлен 08.06.2010


Строение, номенклатура и классификация стероидных гормонов, обзор путей их биосинтеза. Ферменты, вовлечённые в биосинтез стероидных гормонов, их регуляция. Механизм действия, взаимодействие с клетками-мишенями. Особенности инактивации и катаболизма.

презентация , добавлен 23.10.2016


Характеристика и особенности терапевтического применения препаратов мужских половых гормонов (андрогенов) и их синтетических аналогов. Анаболические стероиды (анаболизанты). Антиандрогены - вещества, блокирующие действие мужских половых гормонов.

реферат , добавлен 19.01.2012


Понятие и функции гормонов. Микробиологические трансформации стероидов, имеющих промышленное применение. Сырье для синтеза стероидных гормонов. Генно-инженерный метод получения соматостатина. Создание инсулина на основе технологии рекомбинантных ДНК.

презентация , добавлен 22.12.2016


История открытия половых гормонов. Тестостерон как основной мужской половой гормон, андроген. Свойства и роль в организме человека этого гормона. Особенности его применения в медицинской практике (эндокринологии) и последствия введения в женский организм.

Гормоны – это продукты внутренней секреции, которые вырабатываются специальными железами или отдельными клетками, выделяются в кровь и разносятся по всему организму в норме вызывая определенный биологический эффект.

Сами гормоны непосредственно не влияют на какие-либо реакции клетки. Только связавшись с определенным, свойственным только ему рецептором вызывается определенная реакция.

Гормоны имеют различную химическую структуру. Это приводит к тому, что они имеют разные физические свойства. Гормоны разделяют на водо- и жирорастворимые. Принадлежность к какому-то из этих классов обуславливает их механизм действия. Это объясняется тем, что жирорастворимые гормоны могут спокойно проникать через клеточную мембрану, которая состоит преимущественно из бислоя липидов, а водорастворимые этого не могут. В связи с этим рецепторы(Р) для водо- и жирорастворимых гормонов имеют различное место локализации (мембрана и цитоплазма). Связавшись с мембранным рецептором гормон вызывает каскад реакций в самой клетке, но никак не влияет на генетический материал. Комплекс цитоплазматического Р и гормона может воздействовать на ядерные рецепторы и вызывать изменения в генетическом аппарате, что ведет к синтезу новых белков. Рассмотрим это поподробнее.

Механизм действия стероидных (жирорастворимых) гормонов

I. Проникновение стероида (С) в клетку

II. Образование комплекса СР

Все Р стероидных гормонов представляют собой глобулярные белки примерно одинакового размера, с очень высоким сродством связывающие гормоны

III. Трансформация СР в форму, способную связываться ядерными акцепторами [СР]

Любая клетка содержит всю генетическую информацию. Однако при специализации клетки большая часть ДНК лишается возможности быть матрицей для синтеза иРНК. Это достигается путем сворачивания вокруг белков гистонов, что ведет к препятствию транскрипции. В связи с этим генетический материал клетки можно разделить на ДНК 3-х видов:

1.транскрипционно неактивная

2.постоянно экспрессируемая

3.индуцируемая гормонами или другими сигнальными молекулами.

IV. Связывание [СР] с хроматиновым акцептором

Следует отметить, что этот этап действия С полностью не изучен и имеет ряд спорных моментов. Считается что [СР] взаимодействует со специфическими участками ДНК так, что это дает возможность РНК-полимеразе вступить в контакт к определенным доменам ДНК.

Интересным является опыт, который показал, что период полужизни иРНК при стимуляции гормоном увеличивается. Это приводит к многим противоречиям: становится непонятно ¾ увеличение количества иРНК свидетельствует, о том что [СР] повышает скорость транскрипции или увеличивает период полужизни иРНК; в то же время увеличение полужизни иРНК объясняется наличием большого числа рибосом в гормон-стимулированной клетке, которые стабилизируют иРНК или другим действием [СР] неизвестным для нас на сегодняшний момент.

V. Избирательная инициация транскрипции специфических иРНК; координированный синтез тРНК и рРНК

Можно полагать, что основной эффект [СР] состоит в разрыхлении конденсированного хроматина, что ведет к открыванию доступа к нему молекул РНК-полимеразы. Повышение количества иРНК приводит к увеличению синтеза тРНК и рРНК.

VI. Процессинг первичных РНК

VII. Транспорт мРНК в цитоплазму

VIII. Синтез белка

IX. Посттрансляционная модификация белка

Однако, как показывают исследования, это основной, но не единственно возможный механизм действия гормонов. Например, андрогены и эстрогены вызывают увеличение в некоторых клетках цАМФ что дает возможность предположить, что для стероидных гормонов имеются также мембранные рецепторы. Это показывают что стероидные гормоны действуют на некоторые чувствительные клетки как водорастворимые гормоны.

Вторичные посредники

Пептидные гормоны, амины и нейромедиаторы в отличие от стероидов ¾ гидрофильные соединения и не способны легко проникать через плазматическую мембрану клетки. Поэтому они взаимодействуют с расположенными на поверхности клетки мембранными рецепторами. Гормон-рецепторное взаимодействие иницирует высококоординированную биологическую реакцию, в которой могут участвовать многие клеточные компоненты, причем некоторые из них расположены на значительном расстоянии от плазматической мембраны.

цАМФ ¾ первое соединение, которое открывший его Сазерленд назвал «вторым посредником», потому что «первым посредником» он считал сам гормон, вызывающий внутриклеточный синтез «второго посредника», который опосредует биологический эффект первого.

На сегодняшний день можно назвать не менее 3 типов вторичных посредников: 1)циклические нуклеотиды (цАМФ и цГМФ); 2)ионы Ca и 3)метаболиты фосфатидилинозитола.

С помощью таких систем небольшое число молекул гормона, связываясь с рецепторами, вызывает продукцию гораздо большего числа молекул второго посредника, а последние в свою очередь влияют на активность еще большего числа белковых молекул. Таким образом, происходит прогрессивная амплификация сигнала, исхдно возникающего при связывании гормона с рецептором.

Упрощенно действие гормона через цАМФ можно представить так:

1. гормон + стереоспецифический рецептор

2. активация аденилатциклазы

3. образование цАМФ

4. обеспечение цАМФ координированной реакции

Щитовидная железа - орган эндокринной системы, который достаточно часто подвергается злокачественному перерождению. Около 1% всех онкозаболеваний занимает рак щитовидной железы (ЩЖ), являясь наиболее распространенной опухолью среди эндокринных органов.

Она в два раза чаще встречается у женщин, чем у мужчин. Впервые понятие о данном раке было озвучено в конце 18 века, а микроскопическая картина патология описана Либертом в 1862 году. Изначальные исследования в сфере диагностики и лечения произведены в конце ХІХ века. А настоящей революцией стало успешное оперативное вмешательство, исполненное русским хирургом Субботиным в 1893 году.

К сожалению, даже сейчас не существует высокоточного способа диагностики рака. Ответ на вопрос «как лечить рак щитовидной железы» - зависит от многих факторов: давности процесса, возраста больного и самой структуры опухоли. Рассмотрим подробно информацию о причинах, методах распознавания болезни и выход из сложившейся ситуации.

Многогранные причины возникновения

Вокруг злокачественного перерождения ЩЖ живет много мифов. Попробуем их показать в ином свете для ясности настоящей картины.

Фолликулярный рак чаще встречается у людей, страдающих йододефицитом, а папиллярный - у тех, кто получает необходимое количество йода. Но недостаточность этого микроэлемента не является единственной достоверной причиной появления новообразования. Прямая связь между проживанием пациента на территории нехватки йода и развитием рака щитовидки относительная, поскольку доказана колоссальная роль радиоактивного излучения в появлении злокачественной опухоли.

До недавнего времени считалось, что узловой зоб - отличная почва для злокачественного перерождения. На самом деле, лишь некоторые виды узлов склонны к превращению в злокачественные, но иногда рак поражает здоровую неизмененную ткань железы.

Предшественники страшной патологии и взгляды на причинно-наследственную связь являются актуальной темой для дискуссии врачей. Тем более, что заболеваемость раком ЩЖ неуклонно растет, и поражает в основном трудоспособных молодых людей: за последнее десятилетие количество заболевшего населения увеличилось на 5%. Исследования, проводимые в сфере изучения болезни, показали градацию причин по важности и четко доказанные вещи.

Итак, основные причины и факторы риска онкозаболеваний ЩЖ:

• радиоактивное облучение миндалин, щитовидной и паращитовидных желез у детей и подростков;
• эндемическая местность – нехватка йода в почве, воздухе, воде;
• травмы органов шеи;
• хронические воспалительные и дистрофические поражения щитовидки;
• генетическая предрасположенность.

Это интересно! Наследственный рак (обусловленный генетической мутацией) появляется в 30 лет, радиоиндуцированный или спонтанный (в результате влияния разных факторов) – в 40-45 лет. При этом клиническим течением они не отличается.

• Повышенная возбудимость нервной системы (стрессовые ситуации).
• Зоб с нормальной или сниженной функцией ЩЖ (в том числе искусственно созданный длительным приемом тиреостатиков (мерказолилом)).
• Молодые женщины (в возрасте до 40 лет).

Важно знать! Гормональные изменения во время беременности и кормления грудью хоть и являются физиологическими, но именно они часто провоцируют развитие злокачественного новообразования щитовидки.

Классификация рака: ужасающий калейдоскоп

Гистологи оценивают опухоль не только внешне, но также изучают ее внутренние особенности. Новообразование имеет свою морфологию, т.е. под микроскопом строение у каждого типа различное. Дифференцирование (от английского – разный, различный) - возможность узнать той или иной тип. Недифференцированный рак представляет собой неправильной формы клетки, собранные в конгломерат, и трудно поддающийся опознаванию.

1. Дифференцированный – конкретная морфологическая картина позволяет определить точный вид рака:

• папиллярный
• фолликулярный

1. Недифференцированный - гиганто- и мелкоклеточный, анапластический.
2. Плохо- или труднодифференцированный – медуллярный.
3. Иные виды рака: слизистый, смешанный медуллярный и фолликулоклеточный, плоскоклеточный.

Это интересно! В 70-80% раковой патологии ЩЖ встречается папиллярный рак, фолликулярный- 10%, смешанный – 20%, анапластический- 0,5-1%.

Таблица 1: По клиническому течению рак подразделяют на 4 стадии:

Это интересно! Регионарное метастазирование – попадание метастазов в ближайшие шейные лимфоузлы, отдаленное - в органы. Последние, как правило, возникают при диаметре опухоли более 3 см, чаще у детей до 12 лет, по сравнению со взрослыми.

Клиника рака: зверь подкрадывается незаметно

Коварство опухоли состоит в том, что она развивается незаметно для больного или же клинические признаки вводят в заблуждение своей неспецифичностью и разнообразием, что заставляет обращаться за помощью к узкопрофильным специалистам - ЛОРу, хирургу, терапевту.

Не зная особенностей и непредвиденности рака ЩЖ, врачи путают его с иными заболеваниями, и теряется драгоценное время для лечения скрытой болезни. Для того, чтобы заподозрить недуг, надо внимательно осмотреть область шеи и расспросить больного о жалобах и тонкостях их развития.

Прогрессия симптомов: чем дальше в лес, тем больше дров

Основной симптом, который беспокоит 50-60% пациентов - появление опухоли в области щитовидки. Когда рак прогрессирует и прорастает в соседние органы, тяжесть состояния больного усугубляется: появляется общая слабость, повышается температура без объективных причин.

Диарея при встречается у 60% больных медуллярным раком вследствие того, что гормонально активная опухоль продуцирует простагландины и другие биологические вещества, что усиливают сокращение кишечника. В зависимости от того, какой орган вовлечен в процесс, клиника становится своеобразной и настораживающей.

Таблица 2: Спектр проявлений рака щитовидки в зависимости от вовлеченного в процесс органа:

Важно знать! Опухоль, которая прорастает в бронхи с перекрытием их просвета, симулирует бронхит. Эта форма рака называется ложновоспалительной.

Сбор анамнеза

Во время опроса необходимо выяснить некоторые ключевые моменты:

1. Когда пациент впервые выявил опухоль?
2. Какой темп ее роста?
3. Симметричность и размер от начала к моменту обращения за медицинской помощью.
4. Присутствовали ли случаи заболевания раком среди родственников?

Осмотр

Визуальная оценка и прощупывание области шеи преподносит некоторые данные:

• злокачественная опухоль ассиметрична, неправильной формы;
• плотноэластичная, бугристая;
• ограниченная в подвижности;
• размеры от среднего до огромного (малые не удается обнаружить без дополнительных методов диагностики);
• сетка венозных сосудов на поверхности грудной клетки, если опухоль пускает метастазы в верхнюю полую вену;
• в случае метастазирования ближайшие лимфатические узлы увеличенные, плотные, спаянные с мягкими тканями, иногда - между собой.

Важно знать! Бугристость поверхности ЩЖ также свойственна туберкулезу - редкостному заболеванию данного эндокринного органа. На пользу последней патологии свидетельствуют положительная проба Манту, туберкулез в прошлом, контакт с инфекционным больным.

Видео в этой статье наглядно и кратко описывает наиболее частые симптомы и внешние проявления рака, которые должны натолкнуть пациента на подозрение у него данного недуга, и немедленно обратится к доктору.

ТАБ - золотой стандарт диагностики

Тонкоигольная аспирационная биопсия - прижизненное изъятие тканей с дальнейшим изучением под микроскопом. Возможны 2 варианта процедуры: дооперационный и экстренный (проводимый во время операции для быстрого уточнения злокачественности процесса и определения объема операции).

Именно ТАБ разрешает изучить мультифокальность - отдельные очень малые зоны роста опухоли, что невозможно увидеть во время УЗИ и визуально во время операции. Так, как чаще встречаются папиллярный и фолликулярный рак, их различают по особенностям строения и развития.

Таблица 3: Сравнительная характеристика типов дифференциального рака:

Недифференцированный рак распространяет свои клетки (метастазы) двумя путями – с кровью и лимфой.

Это интересно! Эксперименты доказали: свободно циркулирующие раковые клетки менее опасные за счет уничтожения их защитными белками организма, чем те, что нарушают проходимость сосудов (так называемые эмболы).

Гигантоклеточный рак под микроскопом имеет вид вытянутых огромных клеток с несколькими ядрами. Метастазы и сами клетки гормонально неактивные. Мелкоклеточный – множественные, мелкие, хаотически склеенные между собой клетки.

Ультразвуковое исследование (УЗИ)

Быстрый и относительно информативный метод разрешает оценить данные об опухоли:

• размер;
• форму;
• расположение;
• наличие капсулы;
• плотность новообразования;
• ровность контуров;
• симметричность;
• интенсивность кровотока.

Раковое новообразование имеет характерные черты:

• неправильной формы с «бедным» кровоснабжением;
• не симметричное;
• не имеет капсулы и четких контуров;
• плохо отражает ультразвук.

Это интересно! Эхографические параметры ЩЖ превышают ее реальные на 10%.

Компьютерная томография

Изображение органа на компьютере и на пленке в виде срезов определенной толщины - от доли мм до нескольких мм, что зависит от качества аппарата. Чем тоньше шар, тем более ценным становится метод исследования, и точным - диагноз.

Сцинтиграфическое исследование (СГИ)- радиоизотопный метод

Метод представляет собой введение в сосуды радиоактивного контрастного вещества (технеция, таллия, йода 123 или 133), способного отражать свет, и отслеживание его накопления в некоторых местах. Чаще всего злокачественные узлы «холодные», т.е. не склонны к поглощению химического вещества. Доброкачественные, напротив, «горячие».

Преимущество данного метода в том, что необходимая доза диагностикума не токсична для организма. Один из видов сцинтиграфии - двухфазная сцинтиграфия шеи в нескольких проекциях, - является дополнением к основному исследованию.

Основные показания:

• неопределенная морфологическая картина (особенно касается фолликулярного рака);
• оценка состояния капсулы.

Цель проведения – изучение таких параметров:

• локализация (размещение) опухоли;
• размер;
• отношение к прилежащим тканям;
• функциональная активность (возможность накопления радионуклида).

Это интересно! Высокоточный метод различия ракового и доброкачественного процесса – количественная сцинтиграфия меченной аминокислотой метионином. Принцип манипуляции в том, что аденома плохо впитывает лекарство спустя 3 часа после введения, а рак - наоборот, хорошо.

Тиреоидлимфография

Исследование щитовидки и ближайших лимфатических узлов и протоков после введения контраста.

Дефекты наполнения доль органа контрастом обозначает частичное его поражение, а если контраст не распространяется – тотальное («немая» щитовидка). Такие изменения касаются и лимфоузлов, и лимфатических протоков, если метастазы их повреждают.

Реотиреография

Изучение скорости кровотока, функциональных возможностей сосудов ЩЖ, их проходимости. При злокачественном поражении сосудистый рисунок становится копьевидной формы, интенсивность кровотока падает (отображается графически кривой линией).

Термотиреография

Измерение температуры отдельных областей щитовидки и передача изображения на монитор устройства. Отдельные регионы имеют окраску от холодных до горячих оттенков, что разрешает судить о локализации патологических очагов.

Радиоиммунологический анализ (РИА)

Лабораторный метод основан на связывании радиационно меченного вещества с иммунологическим комплексом. Изобретен для количественного изучения тиреоспецифических опухолевых маркеров: тиреоглобулина при дифферинцированных видах рака, кальцитонина – при малодифференцированных.

Материал, необходимый для исследования - смыв с пункционной иглы, которой проводили ТАБ. Основная цель - определение метастазов в лимфоузлах.

Молекулярное исследование

Биологическое изучение генетического аппарата на наличие мутаций или аномалий. Целесообразно исполнять при отягощенном семейном анамнезе - больные раком кровные родственники.

Общий анализ крови

Признаки воспаления отсутствуют, повышается СОЭ только при поздно выявленном раке. Информационной ценности не имеет.

Консервативное лечение: дипломатические переговоры с онкологией и шансы на выздоровление

Консервативная терапия - альтернативный подход к решению проблемы без операции. Среди онкологов мало поклонников «стратегии без применения скальпеля».

Считается, что после такой терапии размер новообразования уменьшается главным образом за счет устранения воспалительных компонентов, улучшается общее состояние больного и создается ошибочное впечатление о его выздоровлении. На самом деле, в результате отложенной радикальной операции опухоль чаще всего постепенно развивается.

Что свидетельствует в пользу щадящего лечения?

Воздействие йодидов, гормонов, лучей показано лишь в начальной стадии процесса под пристальным наблюдением за прогрессией опухоли, или как дополнение к операции в случае запущенного злокачественного процесса. Консервативное лечение рассматривается как вариант выбора при невозможности хирургического решения проблемы у людей преклонного возраста, а также у всех лиц на протяжении краткого строка с рассмотрением перспективы немедленного удаления части и всей ЩЖ.

Использование гормональных препаратов

Чаще всего препаратом выбора становится левотироксин.

Супрессивная гормонотерапия полагается в применении высоких доз препарата- 2-3 мкг/кг/сутки. При этом уровень тиреотропного гормона (ТТГ) должен находится в рамках 0,1-0,3 мЕД/л. Лабораторный контроль производится 1 раз в 3 месяца. Но так как длительное применение тиреоидных гормонов чревато развитием побочных эффектов (остеопороз, гипертиреоз, аритмия), то врачи назначают иной, более мягкий вид лечения.

Заместительная гормонотерапия – левотироксин взрослым вводится в дозе 1,6 мкг/кг/сутки, детям- 1,5-2 мкг/кг/сутки. ТТГ достигает уровня 0,5-5 мЕД/л.

Инструкция к L-тироксину:

• Состав: 1 таблетка содержит 25, 50, 75, 100, 125, 150, 175 или 200 мкг левотироксина.
• Фармакотерапевтическая группа: тиреоидные гормоны.
• Показания:

1. лечение доброкачественных новообразований ЩЖ;
2. заместительная или супрессивная терапия рака после удаления щитовидки;
3. гипотиреоз.

• Способ применения: таблетку принимать утром, натощак, за 30 минут до еды, разжевывать или запивать водой.
• Противопоказания:

1. гипертиреоз (тиреотоксикоз);
2. острый инфаркт миокарда;
3. сахарный диабет (с осторожностью);
4. гипофизарная и надпочечниковая недостаточность.

• Лекарственное взаимодействие:

1. При одновременном приеме L-тироксина с такими препаратами, как соединения аллюминия и другие кислотоснижающие средства, гормональные контрацептивы, необходимо повышать дозу тиреоидного гормона.
2. Глюкокортикоиды (гормоны коры надпочечников), антиаритмическое средство амиодарон и йодсодержащие лекарства угнетают превращение тироксина в более активную форму йодированного гормона – трийодтиронин. Поэтому стоит избегать комбинации L-тироксина с выше перечисленными группами фармацевтических препаратов.
3. Средства и продукты питания, в составе которых присутствует соя, угнетают всасывание и усвоение L-тироксина в кишечнике.

• Цена: 50 таблеток по 50 мкг – около 250-300 рублей.

Дистанционная лучевая терапия

Наружное облучение органов шеи и средостения. Суммарная поглощающая доза, режим облучения зависят от размещения опухоли, темпа роста и степени разрастания в данный момент.

Основные показания:

• прорастание опухолью трахеи, пищевода, иных органов;
• недифференцированный рак.

Телегамматерапия

Более совершенная методика лечения по сравнению с радиотерапией: гамма-лучи более жесткие, глубже проникают в патологический очаг, но при этом не повреждают кожу и органы шеи.

Радиойодтерапия

Вспомогательный метод лучевой терапии, лечение рака щитовидки меченным йодом. Методика безболезненная, а еще удобная тем, что препарат вводится в организм через рот в виде желатиновых капсул или раствора.

• Показания:
• проведение нерадикальной операции;
• прорастание опухолью капсулы;
• метастазирование в боковые шейные или верхнесредостенные лимфатические узлы;
• детский и пенсионный возраст.

После операции радиоактивным йодом производят закупорку (абляцию) сосудов, которые кровоснабжают остатки удаленной щитовидки с целью предупреждения рецидива.

Важно знать! Применение L-тироксина и меченного йода несопоставимо, поэтому за несколько дней до процедуры радиойодтерапии эндокринологи настоятельно рекомендуют отменить прием тиреоидных гормонов, а также йодсодержащих продуктов.

Химиотерапия

Курс введения химических препаратов является высокоэффективным при анапластическом и труднодифференцированном раке, но фолликулярный и папиллярный рак щитовидной железы не реагируют на такое лечение. Часто используются цитостатики-лекарства, которые останавливают развитие опухоли и способствуют ее отмиранию.

Диспансеризация

Нахождение пациента на учете в специализированных медицинских заведениях (онкологичкий или эндокринологический диспансер) – периодический его осмотр доктором на протяжении некоторого времени.

1 раз в полугодие или квартал больной обязуется проходить обследования:

• определение уровня ТТГ и тиреоглобулина;
• УЗИ ЩЖ;
• рентгенографию или КТ легких и скелета.

При этом больной получает адекватную гормонотерапию.

Хирургия - на почетной ступени

До сих пор неуклонно ведутся споры между сторонниками консервативного и радикального лечения рака ЩЖ. Ситуация накаляется по типу «и хочется, и колется», особенно, если речь идет о молодом пациенте.

Не секрет, что существует риск послеоперационной инвалидизации с обязательным пожизненным применением гормонов и, соответственно, финансовыми затратами для самого пациента и потерей трудоспособного населения страны. Поэтому с одной стороны – возникает желание максимально сохранить орган для поддержки нормального гормонального фона без приема химических аналогов тироксина, с другой стороны - органосбережение чревато усугублением болезни.

Не смотря на все плюсы и минусы каждого терапевтического аспекта, хирургический метод лечения рака ЩЖ признанный во всем мире ведущим, а объем операции зависит от морфологической формы и распространенности процесса.

Лобэктомия с резекцией перешейка

Удаление одной доли щитовидки вместе с перешейком показано при фолликулярном раке с типичной инвазией в капсулу ЩЖ и при папиллярном раке диаметром менее 1 см без метастазов и поражения капсулы.

Тотальная тиреоидэктомия и центральная лимфодиссекция (ЦЛД)

Удаление всей ЩЖ с ближайшими лимфатическими узлами (верхнесредостенные, околотрахейные) и мягкими тканями. Производится при прогрессировании злокачественного процесса и наличии метастазов.

Дополняется курсом лучевой (кобальт, йод) или химической терапии. После операции больной пожизненно принимает левотироксин в качестве заместительной терапии.

А также для подавления стиреоидтимулирующего гормона с целью исключения активации опухолевых клеток, что, как правило, остаются после операции.

Последствия операции и их предупреждение

Наиболее частые осложнения после операции на ЩЖ такие:

• осиплость, изменение тембра голоса вплоть до его потери;
• стойкий паралич мышц глотки и гортани;
• случайное удаление паращитовидных желез.

Первые 2 группы неприятностей связаны с повреждениями возвратного гортанного и добавочного нервов. Для профилактики таких последствий используют импульсную электромиографию - изучение прохождения нервов хирургами во время проведения оперативного вмешательства. Принцип достаточно простой: аппарат ориентируется на подачу импульсов от двигательных нервов к мышцам.

Прогноз

Продолжительность жизни больных раком ЩЖ зависит от ряда факторов: структуры опухоли, метастазирования, возраста и пола пострадавшего, наличия у него сопутствующих заболеваний. По статистике, выживаемость при папиллярном раке составляет около 90%, фолликулярным- 80-85%. Иными словами, рак щитовидной железы – не всегда приговор, адекватное лечение дает шанс на стойкую ремиссию (отсутствие обострения болезни).

Рецидив - повторное послеоперационное (спустя 6 месяцев) появление опухоли.

Это интересно! Возможность рецидива напрямую связана со структурой опухоли: по статистике, при папиллярном раке рецидив происходит в 16% случаев, фолликулярном- 10%, малодифферинцированном- 60-70%, анапластическом- 100%.

В целом, прогноз благоприятный: чаще встречается мало агрессивный рак - папиллярный. Он отлично поддается лечению с оптимистическими результатами в дальнейшем.

Рано выявленная опухоль практически не приводит к уменьшению строка жизни больного. Фолликулярный рак тяжелее излечить за счет быстрого метастазирования в отдаленные органы. Недифференцированные формы рака склонны к быстрому росту и раннему появлению метастазов.

Это интересно! Средняя длительность жизни после постановления вердикта «анапластический рак»- 1 год. Пятилетняя выживаемость при папиллярном раке составляет 80% случаев, при фолликулярном- 70%.

Безрецидивная выживаемость больных возможна при таких обстоятельствах:

• небольшие размеры опухоли;
• отсутствие метастазов;
• наличие капсулы;
• успешное проведение радикальных операций на ЩЖ.

Выводы

Рак ЩЖ - не редкость, особенно среди молодых жителей планеты. Вспышки стали чаще регистрироваться в результате применения человечеством радиоактивной энергии.

Диагностических методов определения злокачественной опухоли нынче существует много – от примитивных до наиболее замысловатых лабораторных и инструментальных, но ни один из них не позволяет со 100% уверенностью поставить вердикт рака. Клинические симптомы не владеют специфичностью, а разные виды новообразований имеют свои морфологические особенности.

Чаще всего встречается относительно неагрессивный папиллярный рак. Даже учитывая коварство болезни, прогноз благоприятный: рак щитовидки лечится и, в основном, исход является успешным. Но профилактические осмотры никто не отменял.

Ведь если следить за своим здоровьем, оно непременно отблагодарит возможностью радоваться жизни. А если вдруг и случаются непредвиденные повороты, всегда есть выход из ситуации. Завершаем статью оптимистической фразой гениального немецкого писателя Эриха Марии Ремарка: «Пока человек не сдается, он сильнее своей судьбы».

Управляющая гормональная система возникла эволюционным путем. Она появилась параллельно с системой кровообращения сразу после многоклеточности. Хотя, если быть совсем уж точными, то и многие одноклеточные микроорганизмы реагируют на химию сигналов, поступающим извне. Но только многоклеточные организмы обладают развитой эндокринной системой.

Очень легко определить какими процессами она руководит - теми, которые не поддаются управлению сознанием и человеческой волей. Специальные органы – железы продуцируют гормоны, которые попадая в кровь, лимфу и внеклеточное пространство, уносятся ими к своим «мишеням» и создают нужный эффект. Что важно: работать гормоны будут даже в самых незначительных количествах и концентрациях.

Более 150 видов гормонов уже изучены и подробно описаны. Все они по своему химическому составу относятся к трем базовым группам:

1.­­ ­Производные аминокислот. Амины синтезируются надпочечниками и щитовидной железой. К ним относят норадреналин и адреналин, мелатонин, тироксин и трийодтиронин.
2.­­ ­Белково-пептидные гормоны. Синтезируются гипоталамусом и гипофизом, поджелудочной и щитовидной железой. Это – окситоцин, вазопрессин, глюкагон, инсулин и гормон роста.
3.­­ ­Стероидные гормоны. Образуются на основе холестерина и отличаются между собой количеством углеродных атомов в молекулах. Это – кортикостерон, гидрокортизон, кортизол, тестостерон, эстрадиол, прогестерон.

Стероидная группа разделяется на два вида: половые гормоны и надпочечные. Молекула эстрогена (женского гормона) содержит 18 углеродных соединений (атомов углерода). Таким образом, имеем такую формулу эстрадиола - С18Н24О2, которая указывает на содержание в молекуле 2 гидроксильных групп, что позволяет причислить его как к фенолам, так и к спиртам. Эту группу дополняют еще эстриол (С18Н24О3) и эстрон (С18Н22О2). Суффикс­ –он указывает на присутствие в молекуле карбонильной группы.

Мужские половые гормоны (андрогены) содержать 19 стероидов и основываются на более сложной модели углеводорода – андростане.

Прогестерон – тоже женский гормон и имеет в своем составе 21 углеродное соединение. Он относится к кетонам и в его молекуле присутствует 2 карбонильные группы.

Химические формулы структур стероидных молекул имеют несколько общих закономерностей, среди которых можно выделить «стероидное ядро». Оно состоит из двух пар соединенных карбо-циклов, три из которых шестиатомные, а один – пятиатомный.

Производные аминокислот состоят из молекул, которые обязательно содержат аминогруппу (ее производные). А тироксин имеет еще и карбоксильную группу, поэтому относится к а-аминокислотам, обладая всеми свойствами аминокислот.

Пептидные гормоны­ - еще более сложные по своей структуре. Так, вазопрессин содержит 9 аминокислотных остатков и­ его молекулярная масса равна 1084. Глюкагон имеет уже двадцать девять аминокислот, двадцать восемь пептидных групп и его молекулярная масса уже достигает 3485.

Белковые гормоны состоят из еще большего количества полипептидных цепочек и соответственно характеризуются еще большей молекулярной массой. Инсулин содержит 51 аминокислотный остаток, и его молекулярная масса равна 5807.

После того, как были четко установлены все формулы существующих белковых гормонов, процесс производства их в лабораторных условиях существенно упростился, что дало возможность получать искусственные гормоны ничем не уступающие природным аналогам.

По химической структуре гормоны, а также другие биологически активные вещества регуляторного характера (например, факторы роста, интерлейкины, интерфероны, хемокины, ангиотензины, Пг и ряд других) подразделяют на пептидные, стероидные, производные аминокислот и арахидоновой кислоты.

 Пептидные гормоны относятся к полярным веществам, которые не могут непосредственно проникать через биологические мембраны. Поэтому для их секреции используется механизм экзоцитоза. По этой же причине рецепторы пептидных гормонов встроены в плазматическую мембрану клетки–мишени, а передачу сигнала к внутриклеточным структурам осуществляют вторые посредники.

 Трансляция мРНК и сборка полипептидной цепочки происходит в цистернах шероховатой эндоплазматической сети (эргастоплазма).

 Посттрансляционная модификация (например, гликозилирование - присоединение к полипептидной цепочке углеводных молекул, в результате образуются гликопротеины) и формирование секреторных пузырьков происходит в комплексеГольджи.

 Экзоцитоз : секреторные мембранные пузырьки, содержащие пептидные гормоны (пептиды, полипептиды, белки, гликопротеины), сливаются изнутри с плазмолеммой секреторной клетки; в результате содержимое пузырьков оказывается снаружи клетки. Экзоцитоз стимулирует вызванное деполяризацией клеточной мембраны увеличение концентрации Ca 2+ в цитоплазме.

 Стероидные гормоны : минералокортикоиды, глюкокортикоиды, андрогены, эстрогены, прогестины, кальцитриол. Эти вещества - производные холестерола - относятся к неполярным, поэтому они свободно проникают через биологические мембраны. По этой причине секреция стероидных гормонов происходит без участия секреторных пузырьков. По этой же причине рецепторы неполярных молекул расположены внутри клетки–мишени. Такие рецепторы в общем виде называют ядерными.

 Холестерол поступает в клетки извне.

 Синтез стероидных гормонов - многоэтапный процесс, происходящий при участии десятков ферментов, расположенных в гладкой эндоплазматической сети и в митохондриях.

 Производные аминокислот - тирозина (йодсодержащие гормоны щитовидной железы, норадреналин, адреналин и дофамин), гистидина (гистамин), триптофана (мелатонин и серотонин)

 Производные тирозина

 Неполярные молекулы тироксина (T 4) и трийодтиронина (Т 3) образуются путём их отщепления от йодированного (зрелого) тиреоглобулина в фаголизосомах тиреоцитов и через плазмолемму базальной части тиреоцитов поступают в кровь. Их рецепторы относятся к ядерным.

 Катехоламины не проникают через мембраны, они накапливаются в секреторных пузырьках и секретируются из клеток путём экзоцитоза. Их рецепторы встроены в плазматическую мембрану клеток–мишеней.

 Производное гистидина - гистамин - продукт декарбоксилирования гистидина. Рецепторы гистамина встроены в плазматическую мембрану клеток–мишеней.

 Производные триптофана - мелатонин (N‑ ацетил-5‑ метокситриптамин) и серотонин (5‑ гидрокситриптамин). Их рецепторы встроены в плазматическую мембрану клеток–мишеней.

 Производные арахидоновой кислоты (эйкозаноиды, или простаноиды). Эйкозаноиды (от греч.eikosi - двадцать) состоят (как и арахидоновая кислота) из 20 атомов углерода. К ним относятся простагландины (Пг), тромбоксаны, простациклины, лейкотриены, гидроксиэйкозотетраеноевая (HETE, от англ. hydroxyeicosatetraenoic) и эпоксиэйкозотриеноевая кислоты, а также производные этих кислот. Все эйкозаноиды обладают высокой и разносторонней физиологической активностью, многие из них функционируют только внутри клетки.

 Арахидоновая кислота - жирная кислота, мобилизуемая из фосфолипидов клеточной мембраны фосфолипазой A 2 . Арахидоновая кислота образуется также при расщеплении диацилглицерола. Арахидоновая кислота окисляется трояко: с помощью циклооксигеназ (циклооксигеназный путь, образуются Пг, тромбоксаны, простациклины), липооксигеназы (липооксигеназный путь, образуются лейкотриены, 5-HETE) и эпоксигеназы арахидоновой кислоты (CYP2J2 из семейства цитохромов P450, образуются HETE и эпоксиэйкозотриеноевая кислота).

 Простагландины . Известны ПгG 2 (предшественник ПгH 2), ПгH 2 (предшественник простациклинов и тромбоксанов), ПгI 2 (его иногда называют простациклином), ПгD 2 , ПгE 2 и ПгF 2  . Эти биологически активные эндогенные алифатические кислоты регулируют множество функций: увеличивают проницаемость сосудистой стенки, влияют на сократимость ГМК сосудов и бронхов, изменяют порог болевой чувствительности, стимулируют секрецию желудочного сока. Пг применяют для стимуляции родов. Развитие ряда патологических состояний также связано с действием Пг (воспаление, бронхиальная астма, рост опухолей), а PGE 2 является мощным пирогеном и модулятором метастазирования раковых клеток.

 Простациклины (в том числе ПгI 2) образуются из ПгI 2 , ингибируют агрегацию тромбоцитов; вызывают расслабление ГМК кровеносных сосудов.

 Тромбоксаны - группа соединений, влияющих на агрегацию тромбоцитов, вызывают также сокращение ГМК кровеносных сосудов.

 Лейкотриены . Известны лейкотриены A 4 (предшественник остальных лейкотриенов) B 4 , C 4 , D 4 , E 4 , F 4 . Лейкотриены влияют на активность многих ионных каналов (непосредственно или посредством протеинкиназ) и на процессы экзоцитоза, вызывают сокращение ГМК кишечника и кровеносных сосудов, являются медиаторами воспаления.

 HETE - гидроксиэйкозотетраеноевые кислоты и их производные способствуют выбросу Ca 2+ из внутриклеточныхкальциевых депов моноцитах и макрофагах, являются сильными вазоконстрикторами, способствуют пролиферации разных типов клеток.

 Эпоксиэйкозотриеноевые кислоты стимулируют выброс Ca 2+ из внутриклеточных кальциевых депо, стимулируют трансмембранный Na + -H + –обмен, пролиферацию клеток, являются вазодилататором.

 Из мембранных фосфолипидов также образуется фактор активации тромбоцитов (PAF), относящийся к наиболее сильным спазмогенам.

Механизмы действия гормонов на клетки –мишени

Информационные межклеточные взаимодействия, реализуемые в эндокринной системе, предусматривают такую последовательность событий:

гормон рецептор клетки–мишени (второй посредник )ответ клетки –мишени

Каждый гормон оказывает на клетку–мишень регулирующий эффект тогда и только тогда, когда он в качестве лиганда связывается со специфичным для него белком–рецептором в составе клетки–мишени.

Циркуляция в крови . Гормоны циркулируют в крови либо свободно, либо в комплексе со связывающими их белками (T 4 , Т 3 , стероидные гормоны, инсулиноподобные факторы роста, гормон роста). Связывание с такими белками существенно увеличивает время полужизни гормонов. Так, T 4 в составе комплекса циркулирует около 1–й нед, тогда как время полужизни свободного T 4 составляет несколько минут.

Рецепторы и вторые посредники рассмотрены в главе 4 «Межклеточные взаимодействия».