Физико-химическая классификация и химическое строение
Глобально все гормоны делятся на две большие группы в зависимости от отношения к водной и липидной средам.
- Гидрофильные гормоны
Эта обширная группа включает молекулы, хорошо растворимые в воде. По химическому строению они делятся на:
- Белки и пептиды. К ним относятся абсолютно все гормоны гипоталамуса (пептиды), а также секреты передней и средней долей гипофиза (тропные белковые гормоны, пептиды АКТГ, МСГ и липотропин). Щитовидная железа выделяет пептид кальцитонин, паращитовидные — полипептид паратгормон. В поджелудочной железе образуется целый спектр полипептидов: инсулин, глюкагон, соматостатин, ВИП и ПП. Почки секретируют ренин и гликопротеин эритропоэтин. Также сюда относятся белковые гормоны тимуса, пептиды APUD-системы ЖКТ (гастрин, секретин, холецистокинин) и нейропептиды головного мозга.
- Производные аминокислот. Мозговое вещество надпочечников выделяет адреналин и норадреналин. Из триптофана образуются мелатонин (главный гормон эпифиза) и серотонин, а из гистидина — гистамин (синтезируется базофилами, тучными клетками и эндокриноцитами ЖКТ). Несмотря на наличие циклического радикала, большинство из них гидрофильны.
- Гидрофобные (липофильные) гормоны
Данная группа относительно мала и представлена тремя классами:
- Стероидные гормоны. Являются производными холестерина. Это кортикостероиды (минералокортикоид альдостерон, глюкокортикоид гидрокортизон, андроген андростендион) и гормоны гонад (эстрогены, андрогены, прогестерон).
- Простагландины. Производные жирной арахидоновой кислоты, имеющие циклопентановое кольцо. Образуются во многих тканях (включая почки) и обладают огромным разнообразием эффектов.
- Тиреоидные гормоны (тироксин, трийодтиронин). Формально они являются производными аминокислоты тирозина, но это исключение — молекулы проявляют выраженные гидрофобные свойства.
Механизм действия гидрофильных гормонов
Поскольку белки, пептиды и катехоламины не могут преодолеть липидный бислой мембраны, они взаимодействуют с рецепторами на поверхности плазмолеммы. Сигнал внутрь клетки передается через каскад вторичных посредников.
Базовые этапы передачи сигнала:
- Рецепция. Гормон связывается с рецептором на внешней мембране.
- Активация фермента. Комплекс меняет активность связанного с мембраной фермента (например, аденилатциклазы).
- Генерация посредника. Аденилатциклаза превращает АТФ во вторичный мессенджер — циклический аденозинмонофосфат (цАМФ), концентрация которого в цитоплазме резко меняется.
- Активация протеинкиназы. Посредник (цАМФ) стимулирует регуляторный фермент (протеинкиназу).
- Фосфорилирование. Протеинкиназы присоединяют фосфатную группу к структурным или регуляторным белкам в цитоплазме или ядре.
Фосфорилирование меняет конформацию белка-мишени. Если мишень — фермент, изменяется скорость реакции (например, адреналин так запускает расщепление жиров). Если мишень — ядерный белок, корректируется активность генов.
Механизм действия гидрофобных гормонов
Стероиды и тиреоидные гормоны свободно диффундируют через плазмолемму прямо в цитозоль.
- Внутри клетки гормон связывается со специфическим рецептором. Если подходящего рецептора нет, молекула просто диффундирует обратно наружу.
- Успешное связывание стимулирует дальнейший приток гормона в клетку по градиенту концентрации.
- Комплекс «гормон–рецептор» транслоцируется в ядро, где взаимодействует с регуляторными участками ДНК.
В результате меняется скорость транскрипции мРНК, что ведет к активации или торможению синтеза новых белков.
Специфичность и морфологическая классификация
Точечное, строго избирательное действие гормона зависит от четырех уровней специфичности:
- Локализации рецепторов (на каких клетках они экспрессированы).
- Типа запускаемой внутриклеточной сигнализации.
- Конкретных финальных белков-мишеней.
- Характера реакции каждого элемента цепи (активация или ингибирование).
Морфологически источники гормонов делят на две основные группы:
- Центральные эндокринные органы: гипоталамус, гипофиз, эпифиз.
- Периферические эндокринные железы: щитовидная и околощитовидные железы, надпочечники.
Запомнить три класса гидрофобных (липофильных) гормонов можно по аббревиатуре СПТ: Стероиды, Простагландины, Тиреоидные.
Вопросы с занятий и экзамена
Почему тиреоидные гормоны относят к исключениям?
По химической природе они являются производными аминокислоты тирозина, но физико-химически ведут себя как липофильные молекулы, проникая через мембрану и связываясь с внутриклеточными рецепторами.
Как гидрофильный гормон меняет работу клетки, не проникая в нее?
Он передает сигнал рецептору на плазмолемме, который активирует вторичные посредники (например, цАМФ). Они запускают каскад фосфорилирования, меняя активность внутриклеточных ферментов.
Что произойдет, если в цитозоле клетки нет рецептора к стероидному гормону?
Гормон свободно пройдет через мембрану внутрь, но, не найдя мишени, не окажет никакого эффекта и просто диффундирует обратно во внеклеточную среду.
Что ещё разобрать по теме
- Органы со смешанной эндокринной функцией и диффузная эндокринная система (APUD)
- Химическое строение производных арахидоновой кислоты (простагландинов)
- Альтернативные пути внутриклеточной сигнализации (помимо цАМФ-зависимого каскада)
- Гистологическое строение центральных эндокринных органов (гипофиз, эпифиз)
Разберите тему целиком в курсе «Гистология»
Здесь — выжимка. В курсе — всё, что спрашивают на занятии и экзамене.
- Полная методичка по теме «Классификация и механизм действия гормонов» и ещё 3 438 страниц предмета
- Задания и тесты после каждой темы — как на коллоквиуме
- AI-тьютор ответит на вопрос по теме в любое время
- 137 видеоуроков по предмету
Другие темы раздела «Эндокринная система»
Бесплатные видеоуроки: гистологияКороткие уроки с конспектами — без регистрации.
Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.