Kategoria

Ciekawe Artykuły

1 Przysadka mózgowa
Szare kwitną na gardle
2 Przysadka mózgowa
Najlepsze suplementy żelaza
3 Krtań
Niedobór hormonu wzrostu
4 Rak
Kapilary w gardle są czerwone
5 Jod
Alkohol i tarczyca, wpływ alkoholu na gruczoły
Image
Główny // Przysadka mózgowa

HORMONY BIAŁKO-PEPTYDOWE


Hormony białkowo-peptydowe to rozległa grupa hormonów wytwarzanych przez różne gruczoły dokrewne, które mają strukturę białek lub peptydów. Najwięcej hormonów białkowo-peptydowych jest wydzielanych przez przysadkę mózgową: oksytocyna, wazopresyna, hormony stymulujące alfa i beta-melanocyty, hormon adrenokortykotropowy (ACTH), hormon lipotropowy, hormon wzrostu, laktogenny, luteinizujący, hormony folikulotropowe i hormony tyreretyczne. Trzustka produkuje tak hormony - insulinę i glukagon, przytarczycę - parathormon, a tarczycę - tyrokalcytoninę. Duża grupa hormonów peptydowych jest wydzielana przez podwzgórze; nazywane są hormonami uwalniającymi podwzgórze, ponieważ stymulują wydzielanie hormonów z przedniego płata przysadki (z angielskiego realease - podkreślam).

Pod względem budowy chemicznej hormony białkowo-peptydowe są niezwykle zróżnicowane. Większość hormonów białkowo-peptydowych to proste peptydy, których cząsteczka składa się z jednego łańcucha peptydowego zawierającego różną liczbę reszt aminokwasowych - od 3 w hormonie uwalniającym tyreotropinę podwzgórza do 198 w hormonie laktogennym. Oksytocyna i wazopresyna zawierają 9 w swoich cząsteczkach, a hormon stymulujący melanocyty - 13, hormon pobudzający beta-melanocyty - 18, glukagon - 29, tyrokalcytoninę - 32, ACTH - 39, parathormon - 84, hormon beta-lipotropowy - 91 i hormon wzrostu - 191 reszty aminokwasowe, hormony stymulujące melanocyty alfa i beta, glukagon, ACTH, parathormon i beta-lipotropowy hormon nie zawierają wiązań disiarczkowych. Oksytocyna, wazopresyna i tyrokalcytonina zawierają jedno, hormon wzrostu - dwa, a hormon laktogenny - trzy wiązania disiarczkowe. Budowa chemiczna insuliny różni się od struktury wszystkich innych hormonów. Cząsteczka insuliny składa się z dwóch łańcuchów peptydowych (A, składających się z 21 i B - z 30 reszt aminokwasowych), połączonych ze sobą dwoma mostkami disiarczkowymi. Szczególną grupą hormonów białkowo-peptydowych są hormony przysadkowe: luteinizujące, folikulotropowe i stymulujące tarczycę, które są białkami złożonymi - glikoproteinami. Aktywna cząsteczka tych substancji powstaje przez połączenie dwóch nieaktywnych podjednostek (alfa i beta) za pomocą wiązań niekowalencyjnych.

Pod względem działania biologicznego hormony białkowo-peptydowe są niezwykle zróżnicowane. Hormony uwalniające podwzgórze stymulują wydzielanie odpowiednich potrójnych hormonów przez przysadkę mózgową. Oksytocyna i wazopresyna regulują transport wody w organizmie i stymulują skurcz mięśni gładkich macicy i naczyń krwionośnych, hormony stymulujące alfa i beta melanocyty zwiększają tworzenie się pigmentów skóry. Glukagon i insulina regulują metabolizm węglowodanów, tyrokalcytoninę i parathormon - metabolizm fosforu i wapnia, hormon lipotropowy - metabolizm tłuszczów, hormon wzrostu - wymianę białek, tłuszczów i węglowodanów oraz stymuluje ogólny wzrost organizmu, hormon laktogenny zwiększa produkcję mleka w gruczołach sutkowych. Inne hormony białkowo-peptydowe przysadki mózgowej (ACTH, luteinizujący, stymulujący pęcherzyki i tarczycę) aktywują funkcje odpowiednich gruczołów dokrewnych, kory nadnerczy, gonad i tarczycy.

Oprócz przysadki mózgowej i innych gruczołów, łożysko wytwarza także hormony białkowo-peptydowe, które wydziela do krwi somatomammotropinę, podobną budową chemiczną i właściwościami biologicznymi do przysadkowego hormonu wzrostu i gonadotropiny kosmówkowej, podobnej do hormonu luteinizującego. Do hormonów białkowo-peptydowych należy także sekretina - peptyd składający się z 26 reszt aminokwasowych. Wytwarzana jest przez błonę śluzową jelita cienkiego i poprzez krew stymuluje wydzielanie soku trzustkowego. Do hormonów białkowo-peptydowych zalicza się niekiedy angiotensynę, która ma działanie nadciśnieniowe i stymuluje wydzielanie aldosteronu przez nadnercza, a także bradykininę i kalidynę, które stymulują skurcz mięśni gładkich. Substancje te to okta-, nona- i dekapeptydy i powstają z określonych białek osocza pod wpływem enzymów proteolitycznych.

Zastosowanie kliniczne. Wiele hormonów białkowo-peptydowych jest syntetyzowanych i stosowanych w klinice w leczeniu chorób gruczołów dokrewnych, zaburzeń metabolicznych i innych chorób.

Ustęp 99 1. Hormony białkowo-peptydowe

Autorką tekstu jest Elena Sergeevna Anisimova. Wszelkie prawa zastrzeżone. Nie możesz sprzedawać tekstu.
Kursywa NIE wkurza.

Uwagi można przesyłać pocztą: [email protected]
https://vk.com/bch_5

Patrz pozycje 91, 56-59, 83, 6. Oraz plik „91 TABELA”

USTĘP 99 1:
„Hormony białkowo-peptydowe”.

99. 1. Hormony białkowo-peptydowe (PPH): właściwości ogólne.
99. 2. Klasyfikacja hormonów białkowo-peptydowych.
99. 3. Narządy, komórki i płyny biologiczne, w których tworzy się BPH.

Nazywa się hormony białkowo-peptydowe,
które są chemicznie peptydami lub białkami (klauzule 56, 57).

99. 1. Hormony białkowo-peptydowe: właściwości ogólne.

1. Wszystkie z nich są sekwencjami reszt aminokwasowych
(aminoacyls) połączone wiązaniami peptydowymi (klauzula 56).
Z tego powodu hormony białkowo-peptydowe wchodzą do przewodu żołądkowo-jelitowego
są rozkładane przez enzymy trawienne (peptydazy) na aminokwasy,
a także białka spożywcze (poz. 61).
Dlatego podczas leczenia hormonami o charakterze białkowo-peptydowym wykonuje się zastrzyki,
a nie w postaci tabletek lub syropów, preparaty hormonalne przyjmuje się doustnie.

2. Powstają wszystkie hormony białkowo-peptydowe
z łańcuchów prekursorowych polipeptydów,
kiedy niektóre wiązania tych łańcuchów zostaną rozerwane,
to znaczy za pomocą OGRANICZONEJ PROTEOLIZY poprzednika (klauzula 83).

Łańcuch polipeptydowy prekursora jest syntetyzowany, jak wszystkie białka,
z aminokwasów podczas procesu zwanego translacją i przeprowadzanego przez rybosomy (klauzula 82).
Do tłumaczenia potrzebujesz mRNA kodującego ten PPC.
mRNA powstaje w wyniku transkrypcji i przetwarzania - pozycje 80 i 81.

Przykład prekursora hormonów białkowo-peptydowych PPT -
1) prekursor CORTICotropin (ACTH, s.100),
2) Hormony stymulujące MELANOcyte (MSH) i
3) OPIATES,
4) lipoprotopina,
który nazywa się ProOpioMelanoCortin (POMC).

Synteza POMA w przysadce mózgowej
stymulowane kortykoliberyną i obniżonym GCS (p.108).
Dlatego przy nadmiarze GCS synteza POMA jest zmniejszona,
co prowadzi do zmniejszenia syntezy opiatów,
co może być przyczyną braku równowagi (przed psychozą),
ból brzucha
i ogólny dyskomfort fizyczny z nadmiarem GCS.

Zaburzenia ograniczonej proteolizy prekursorów PCP
może prowadzić do niedoboru hormonów białkowo-peptydowych.
Innym przykładem jest ograniczona proteoliza prekursora insuliny, o której mowa w paragrafie 102.

3. Wszystkie hormony białkowo-peptydowe są kodowane przez geny.

Dokładniej, geny są kodowane przez prekursory PPC
hormony białkowo-peptydowe.
Mutacje w tych genach mogą prowadzić
zakłócenia pracy hormonów białkowo-peptydowych
(na przykład niedobór hormonów).
Na przykład mutacje w genach kodujących STH lub IGF,
prowadzą do karłowatości - pozycja 100.
Można go leczyć zastrzykami STH i IGF.,
pozyskiwane dla medycyny metodami inżynierii genetycznej.

4. Komórki syntetyzujące hormony białkowo-peptydowe.

Syntetyzowane są hormony białkowo-peptydowe
wiele komórek ciała, nie tylko gruczoły dokrewne. - patrz pozycja 99.3.
Ten sam hormon może być syntetyzowany w różnych komórkach.
Na przykład syntetyzowana jest somatostatyna
podwzgórze
i trzustka (komórki trzustki delta).
Somatostatyna podwzgórza zmniejsza syntezę hormonu wzrostu,
a somatostatyna PJH zmniejsza syntezę insuliny i glukagonu.
Innym przykładem jest cholecystokinina i opiaty, które są syntetyzowane:
zarówno w przewodzie pokarmowym, jak iw mózgu.

5. Hormony białkowo-peptydowe są hydrofilowe (p.92),

dlatego nie może przejść przez membrany,
dlatego receptory hormonów białkowo-peptydowych znajdują się na powierzchni błon cytoplazmatycznych komórek - punkt 92.
W przekazywaniu sygnału z hormonu białkowo-peptydowego do komórki
mogą uczestniczyć błonowe białka G, kinazy białkowe, kinazy tyrozynowe, drugie mediatory - pozycje 94-98.

6. Metoda przemysłowej produkcji hormonów białkowo-peptydowych

za ich leczenie - inżynieria genetyczna (technologia rekombinacji DNA).
W ten sposób uzyskują:
1) insulina dla diabetyków (poz. 103),
2) somatotropina dla krasnali (pozycja 100),
3) leptyna dla otyłych (pozycje 99.2 i 44.3),
4) erytropoetyna dla osób z niektórymi postaciami anemii (pozycja 121),
5) gonadotropiny stosowane w leczeniu niepłodności (niektóre postacie)
i wiele innych hormonów,
bez których niemożliwe byłoby wyleczenie wielu pacjentów innymi znanymi metodami - pkt 88 i 124.

99. 2. Klasyfikacja hormonów białkowo-peptydowych. Patrz pozycja 91.

1. Klasyfikacja według natury chemicznej.

Hormony białkowo-peptydowe dzielą się na BIAŁKA I PEPTYDY.
Różnią się tym
peptydy zawierają od 2 do 100 aminoacyli,
a białka zawierają od 100 aminoacyli.
Ale to jest formalne; na przykład insulina składająca się z 51 aminokwasów jest również prawdziwym białkiem.

Białka dzielą się na PROSTE i ZŁOŻONE.
Proste białka składają się wyłącznie z aminoacyli,
a złożone białka obejmują inne substancje niebiałkowe,
tworzenie kompleksów z PPC.
Zwykle hormony białkowe zawierają składniki węglowodanowe.
Te złożone białka (które zawierają węglowodany) nazywane są GLIKOPROTEINAMI..
O strukturze glikoprotein - pozycje 38 i 39.
Składnik węglowodanowy jest reprezentowany przez oligosacharyd
(związek kilku reszt monosacharydowych połączonych wiązaniami glikozydowymi),
uczestniczy w szczególnym uznaniu.
Przykłady hormonów glikoproteinowych - tyreotropina, gonadotropiny.

2. Klasyfikacja według komórek syntetyzujących hormony białkowo-peptydowe (patrz plik „91 TABELA” i dalej 99.3):

1) hormony mózgowe (neuropeptydy, w tym opioidy itp.),
2) podwzgórze (liberiny, oksytocyna, ADH = wazopresyna),
3) przysadka mózgowa (szlaki, hormony tropikalne),
4) tarczyca (kalcytonina, nie jodotyroniny - nie są białkami),
5) trzustka (insulina, glukagon, somatostatyna),
6) komórki tłuszczowe (leptyna),
7) KGF syntetyzowany przez różne komórki,
8) komórki nerkowe (erytropoetyna),
9) komórki wątroby (somatomedyny, IGF)
itp. - patrz punkt 91.

3. Klasyfikacja według typu regulacji.

Podobnie jak inne hormony (pozycja 91), hormony białkowo-peptydowe
1) występują hormony DISTANT (insulina, TSH, opioidy),
2) istnieją NEUROHORMONY (mediatory i modulatory; przykładami są liberiny, opioidy),
3) to LOKALNE hormony (insulina),

BPG może uczestniczyć w regulacji:

1) endokrynologiczne (w którym hormon jest dostarczany do komórki docelowej wraz z krwią),
2) NEUROKRYNA (w której hormon dyfunduje do chipów synaptycznych),
3) PARACrine (w której hormon przenika do tkanki) i
4) AUTOkryna (w której hormon działa na tę samą komórkę, która go wydzieliła).

4. Istnieją grupy hormonów, które działają:

1) poprzez ODBIORNIKI różnych typów,
2) poprzez różnych DRUGICH POŚREDNIKÓW,
3) powodują różnego rodzaju SKUTKI - klauzula 92.

Na przykład grupa hormonów działających przez receptory kinazy tyrozynowej
(receptory regulujące aktywność kinaz tyrozynowych)
a zatem związane z onkoproteinami. Przykłady - CTC, insulina - klauzula 98.

Hormony wpływające na stężenie jonów wapnia w komórce (w hialoplazmie),
zwane zależnymi od wapnia (klauzula 97): angiotensyna, liberiny itp..

Hormony działające poprzez zmiany stężenia cAMP w komórce. Itp.

5. Potrafisz sklasyfikować hormony białkowo-peptydowe
WPŁYW NA ORGANIZM.

Na przykład istnieją hormony obniżające ciśnienie krwi -
są to hormony HIPOTENSYWNE, przykładami są NP i adrenomedullina (str. 113).

Istnieją hormony podwyższające ciśnienie krwi - są to hormony NADCIŚNIENIA. Przykład - angiotensyna, ADH (pozycja 112. 113).

Istnieją hormony, które stymulują syntezę w organizmie, podział komórek, wzrost, gojenie, wzrost masy mięśniowej -
nazywane są hormonami ANABOLICZNYMI lub sterydami anabolicznymi (to slang).

Istnieją sterydy anaboliczne, ale wśród hormonów białkowo-peptydowych
anabolikami są insulina, somatotropina, IGF - str.85.
Insulina i STH stymulują syntezę białek,
ale tylko insulina stymuluje syntezę tłuszczu,
a STH stymuluje rozpad tłuszczu.

99. 3. Narządy, komórki i płyny biologiczne,
w którym powstają hormony białkowo-peptydowe. Zobacz plik „91 TABLE”

1. Hormony peptydowe ANGIOTENZYNA i BRADIKININA powstają we KRWI
z prekursorów angiotensynogenu (pozycja 112) i kininogenu (pozycja 62). We krwi nie powstają prekursory,
są syntetyzowane przez komórki LIVER (P.117).
Angiotensyna i bradykinina regulują ciśnienie krwi i nie tylko.

2. Wiele komórek syntetyzuje czynniki wzrostu komórek (KGF).

3. Leukocyty syntetyzują CYTOKINY.

4. Komórki białej tkanki tłuszczowej (adipocyty) syntetyzują „hormon szczupłości” LEPTYNĘ.
(głowa)
5. Komórki mózgowe syntetyzują NEUROPEPTYDY, w tym ENDORFINY i inne opiaty,
wpływające na psychikę, DNB, myślenie, uczucia itp. - patrz 99.2 i 99.3.

6. Podwzgórze syntetyzuje LIBERINY i STATYNY,
regulacja pracy przysadki mózgowej i mózgu - s.100.

7. Przysadka mózgowa syntetyzuje TROPINY, które regulują pracę wielu gruczołów dokrewnych - str. 100.
(szyja)
8. Tarczyca syntetyzuje KALCYTONINĘ (jodotyroniny nie są hormonami białkowymi) - str. 114.

9. Przytarczyce syntetyzują PARATIRINĘ - str. 114.
Hormony gruczołów „szyjnych”
kalcytonina i paratyryna regulują stężenie wapnia we krwi:
kalcytonina - zmniejsza (hipo / wapń / hormon emotikonów),
i paratyryna - wzrosty (hiper / wapń / hormon emotikonów) - str.114.

10. Grasica syntetyzuje TYMOZYNY i inne hormony wpływające na układ odpornościowy.

11. Serce i naczynia krwionośne syntetyzują hormony
NP (peptyd natriuretyczny) i ADRENOMEDULLIN,
które obniżają ciśnienie krwi
i chronić przed chorobami układu krążenia - paragraf 113.

(Przewód pokarmowy)
12. Żołądek syntetyzuje GASTRINĘ, która zwiększa kwasowość itp. (s. 61)

13. Trzustka syntetyzuje INSULINĘ, GLUKAGON (nie glukogen), SOMATOSTATYNĘ. - str. 100, 102, 37.
Hormony PJH regulują stężenie glukozy we krwi (glikemia) - s. 37, 102, 103.
Insulina obniża glikemię (hormon hipoglikemiczny),
a glukagon zwiększa glikemię (hormon hiperglikemiczny), chroniąc przed omdleniami i śpiączką.

14. Niektóre komórki przewodu pokarmowego syntetyzują hormony:

- SEKRETYN
(zapewnia neutralizację kwaśnych treści pochodzących z żołądka,
stymulując wydzielanie soku wodorowęglanowego z trzustki),

- CHOLECISTOKININ
(zapewnia rozpad polimerów pokarmowych poprzez stymulację wejścia soku do dwunastnicy za pomocą enzymów - peptydaz, lipazy itp.),

- OPIATY (zapobiegają biegunce itp.)

Hormony niebiałkowo-peptydowe są syntetyzowane tylko przez tarczycę, nadnercza i gonady.

Hormony białkowe i peptydowe

Rozdział VI. SUBSTANCJE BIOLOGICZNIE CZYNNE

§ 17. HORMONY

Ogólne rozumienie hormonów

Słowo hormon pochodzi z języka greckiego. gormao - podniecać.

Hormony to substancje organiczne wydzielane w niewielkich ilościach przez gruczoły dokrewne, transportowane przez krew do docelowych komórek innych narządów, gdzie wykazują specyficzną reakcję biochemiczną lub fizjologiczną. Niektóre hormony są syntetyzowane nie tylko w gruczołach dokrewnych, ale także w komórkach innych tkanek.

Następujące właściwości są charakterystyczne dla hormonów:

a) hormony są wydzielane przez żywe komórki;

b) wydzielanie hormonów odbywa się bez naruszania integralności komórki, trafiają one bezpośrednio do krwiobiegu;

c) powstają w bardzo małych ilościach, ich stężenie we krwi wynosi 10-6 - 10-12 mol / l, przy pobudzeniu wydzielania dowolnego hormonu jego stężenie może wzrosnąć o kilka rzędów wielkości;

d) hormony mają wysoką aktywność biologiczną;

e) każdy hormon działa na określone komórki docelowe;

f) hormony wiążą się z określonymi receptorami, tworząc kompleks hormon-receptor, który determinuje odpowiedź biologiczną;

g) hormony mają krótki okres półtrwania, zwykle kilka minut i nie więcej niż jedną godzinę.

Ze względu na strukturę chemiczną hormony dzielą się na trzy grupy: hormony białkowe i peptydowe, hormony steroidowe i hormony będące pochodnymi aminokwasów.

Hormony peptydowe reprezentowane są przez peptydy z niewielką liczbą reszt aminokwasowych. Białka hormonalne zawierają do 200 reszt aminokwasowych. Należą do nich hormony trzustkowe insulina i glukagon, hormon wzrostu itp. Większość hormonów białkowych jest syntetyzowana w postaci prekursorów - prohormonów, które nie mają aktywności biologicznej. W szczególności insulina syntetyzowana jest w postaci nieaktywnego prekursora preproinsuliny, który w wyniku odszczepienia 23 reszt aminokwasowych z N-końca przekształca się w proinsulinę i po usunięciu kolejnych 34 reszt aminokwasowych w insulinę (ryc.58).

Postać: 58. Tworzenie insuliny z prekursora.

Pochodne aminokwasów obejmują hormony adrenalinę, norepinefrynę, tyroksynę, trójjodotyroninę. Hormony steroidowe należą do kory nadnerczy i hormonów płciowych (ryc.3).

Regulacja wydzielania hormonów

Górny stopień regulacji wydzielania hormonów zajmuje podwzgórze - wyspecjalizowany obszar mózgu (ryc. 59). Narząd ten odbiera sygnały z ośrodkowego układu nerwowego. W odpowiedzi na te sygnały podwzgórze uwalnia szereg regulujących hormonów podwzgórza. Nazywa się je czynnikami uwalniającymi. Są to hormony peptydowe składające się z 3-15 reszt aminokwasowych. Czynniki uwalniające przedostają się do przedniego płata przysadki mózgowej - gruczolaka przysadki, znajdującego się bezpośrednio pod podwzgórzem. Każdy hormon podwzgórza reguluje wydzielanie dowolnego hormonu przysadki gruczołowej. Niektóre czynniki uwalniające stymulują wydzielanie hormonów, nazywane są liberinami, podczas gdy inne wręcz przeciwnie, hamują, to są statyny. W przypadku pobudzenia przez przysadkę mózgową do krwi uwalniane są tzw. Hormony tropikalne, pobudzające aktywność innych gruczołów dokrewnych. Te z kolei zaczynają wydzielać własne specyficzne hormony, które działają na odpowiednie komórki docelowe. Ci drudzy zgodnie z otrzymanym sygnałem dostosowują się do swoich działań. Należy zaznaczyć, że krążące we krwi hormony hamują z kolei czynność podwzgórza, przysadki gruczołowej i gruczołów, w których powstały. Ta metoda regulacji nazywana jest regulacją zwrotną..

Postać: 59. Regulacja wydzielania hormonów

Ciekawe wiedzieć! Hormony podwzgórza, w porównaniu z innymi hormonami, są wydzielane w najmniejszych ilościach. Na przykład, aby uzyskać 1 mg tyroliberyny (pobudzającej aktywność tarczycy), potrzeba było 4 tony tkanki podwzgórza.

Mechanizm działania hormonów

Hormony różnią się szybkością działania. Niektóre hormony wywołują szybką odpowiedź biochemiczną lub fizjologiczną. Na przykład wątroba zaczyna uwalniać glukozę do krwi po pojawieniu się adrenaliny w krwiobiegu w ciągu kilku sekund. Reakcja na działanie hormonów steroidowych osiąga maksimum w ciągu kilku godzin, a nawet dni. Tak istotne różnice w szybkości odpowiedzi na podanie hormonów wiążą się z odmiennym mechanizmem ich działania. Działanie hormonów steroidowych ma na celu regulację transkrypcji. Hormony steroidowe łatwo przenikają przez błonę komórkową do cytoplazmy komórki. Tam wiążą się z określonym receptorem, tworząc kompleks hormon-receptor. Ten ostatni, wchodząc do jądra, oddziałuje z DNA i aktywuje syntezę mRNA, który jest następnie transportowany do cytoplazmy i inicjuje syntezę białek (ryc. 60.). Zsyntetyzowane białko determinuje odpowiedź biologiczną. Podobny mechanizm działania ma hormon tarczycy, tyroksyna..

Działanie peptydu, hormonów białkowych i adrenaliny ma na celu nie aktywację syntezy białek, ale regulację aktywności enzymów lub innych białek. Hormony te oddziałują z receptorami na powierzchni błony komórkowej. Powstały kompleks hormon-receptor wyzwala szereg reakcji chemicznych. W efekcie część enzymów i białek ulega fosforylacji, w wyniku czego zmienia się ich aktywność. W rezultacie obserwuje się odpowiedź biologiczną (ryc.61).

Postać: 60. Mechanizm działania hormonów steroidowych

Postać: 61. Mechanizm działania hormonów peptydowych

Hormony - pochodne aminokwasów

Jak wspomniano powyżej, hormony pochodzące z aminokwasów obejmują hormony rdzenia nadnerczy (adrenalina i norepinefryna) oraz hormony tarczycy (tyroksyna i trójjodotyronina) (ryc. 62). Wszystkie te hormony są pochodnymi tyrozyny.

Postać: 62. Hormony - pochodne aminokwasów

Organami docelowymi adrenaliny są wątroba, mięśnie szkieletowe, serce i układ sercowo-naczyniowy. Podobna budową do adrenaliny i innego hormonu rdzenia nadnerczy - norepinefryny. Adrenalina przyspiesza bicie serca, podnosi ciśnienie krwi, stymuluje rozpad glikogenu wątrobowego oraz podnosi poziom glukozy we krwi, dostarczając w ten sposób paliwa dla mięśni. Działanie adrenaliny ma na celu przygotowanie organizmu do ekstremalnych warunków. W stanie niepokoju stężenie adrenaliny we krwi może wzrosnąć nawet 1000 razy.

Jak wspomniano powyżej, tarczyca wydziela dwa hormony - tyroksynę i trójjodotyroninę, odpowiednio oznaczone jako T4 oraz T3. Głównym efektem działania tych hormonów jest zwiększenie podstawowej przemiany materii..

Przy zwiększonym wydzielaniu T.4 oraz T3 rozwija się tak zwana choroba Basedowa. W tym stanie tempo metabolizmu wzrasta, jedzenie szybko się spala. Pacjenci wydzielają więcej ciepła, charakteryzują się zwiększoną pobudliwością, mają tachykardię, utratę masy ciała. Niedobór hormonów tarczycy u dzieci prowadzi do zahamowania wzrostu i rozwoju umysłowego - kretynizmu. Brak jodu w pożywieniu, a jod jest częścią tych hormonów (ryc. 62), powoduje powiększenie tarczycy, rozwój wola endemicznego. Dodatek jodu do pożywienia prowadzi do zmniejszenia wola. W tym celu jodek potasu jest wprowadzany do składu soli spożywczej na Białorusi..

Ciekawe wiedzieć! Jeśli kijanki zostaną umieszczone w wodzie niezawierającej jodu, to ich metamorfoza jest opóźniona, osiągają gigantyczne rozmiary. Dodatek jodu do wody prowadzi do metamorfozy, zaczyna się redukcja ogona, pojawiają się kończyny, zamieniają się w normalnego dorosłego.

Hormony peptydowe i białkowe

To najbardziej zróżnicowana grupa hormonów. Należą do nich czynniki uwalniające podwzgórze, hormony zwrotnikowe gruczołowej przysadki, hormony endokrynologiczne trzustki, insulina i glukagon, hormon wzrostu i wiele innych..

Główną funkcją insuliny jest utrzymanie określonego poziomu glukozy we krwi. Insulina wspomaga wnikanie glukozy do wątroby i komórek mięśniowych, gdzie jest przekształcana głównie w glikogen. Przy braku produkcji insuliny lub jej całkowitym braku rozwija się cukrzyca. W tej chorobie tkanki pacjenta nie są w stanie wchłonąć glukozy w wystarczających ilościach, pomimo jej zwiększonej zawartości we krwi. U pacjentów glukoza jest wydalana z moczem. Zjawisko to nazywane jest „głodem wśród dostatku”.

Glukagon ma działanie odwrotne do insuliny, podnosi poziom glukozy we krwi, sprzyja rozkładowi glikogenu w wątrobie z utworzeniem glukozy, która następnie dostaje się do krwi. Pod tym względem jego działanie jest podobne do działania adrenaliny..

Hormon wzrostu wydzielany przez przysadkę gruczołową, czyli somatotropina, jest odpowiedzialny za wzrost kośćca i przyrost masy ciała u ludzi i zwierząt. Niedobór tego hormonu prowadzi do karłowatości, natomiast jego nadmierne wydzielanie przejawia się w gigantyzmie, czyli akromegalii, w której następuje wzmożony wzrost dłoni, stóp i kości twarzy.

Hormony steroidowe

Jak wspomniano powyżej, hormony kory nadnerczy i hormony płciowe należą do hormonów steroidowych (ryc.3).

W korze nadnerczy syntetyzowanych jest ponad 30 hormonów, zwanych również kortykoidami. Kortykoidy dzielą się na trzy grupy. Pierwsza grupa to glukokortykoidy, regulują metabolizm węglowodanów, działają przeciwzapalnie i przeciwalergicznie. Drugą grupę stanowią mineralokortykoidy, które głównie utrzymują równowagę wodno-solną w organizmie. Trzecia grupa obejmuje kortykosteroidy, które zajmują pozycję pośrednią między glukokortykoidami a mineralokortykoidami..

Wśród hormonów płciowych znajdują się androgeny (męskie hormony płciowe) i estrogeny (żeńskie hormony płciowe). Androgeny stymulują wzrost i dojrzewanie, wspomagają funkcjonowanie układu rozrodczego oraz kształtowanie drugorzędowych cech płciowych. Estrogeny regulują działanie żeńskiego układu rozrodczego.

Hormony białkowo-peptydowe

Do tej grupy należą wszystkie hormony tropikalne, liberiny i statyny, insulina, glukagon, kalcytonina, gastryna, sekretyna, cholecystokinina, angiotensyna II, hormon antydiuretyczny (wazopresyna), parathormon itp..

Hormony te powstają z prekursorów białek zwanych prohormonami. Z reguły najpierw syntetyzowany jest preprohormon, z którego powstaje prohormon, a następnie hormon.

Synteza prohormonów odbywa się na błonach ziarnistej retikulum endoplazmatycznego (retikulum szorstkiego) komórki endokrynologicznej. Ogromne znaczenie dla tych procesów ma zdolność preprohormonów do przenikania przez błonę retikulum endoplazmatycznego do jej wewnętrznych jam ze względu na fakt, że pierwsze 20-25 reszt aminokwasowych z końca N wielu prekursorów białek jest takich samych, a na zewnętrznej błonie retikulum endoplazmatycznego znajdują się struktury, które „rozpoznają »Ta sekwencja. W rezultacie możliwe staje się wprowadzenie cząsteczki preprohormonu do dwuwarstwy lipidowej błony i stopniowa penetracja prekursora białka do wewnętrznej przestrzeni retikulum endoplazmatycznego..

Pęcherzyki z powstałym prohormonem są następnie przenoszone do kompleksu blaszkowatego (kompleks Golgiego), gdzie pewna część łańcucha aminokwasowego jest odcinana od cząsteczki prohormonu pod działaniem proteinazy błonowej. W rezultacie powstaje hormon, który dostaje się do pęcherzyków zawartych w kompleksie Golgiego. Następnie pęcherzyki te łączą się z błoną komórkową i są uwalniane do przestrzeni zewnątrzkomórkowej..

Stężenie hormonów białkowo-peptydowych we krwi wynosi zwykle 10-9-10-10 M.Podczas stymulacji gruczołu dokrewnego stężenie odpowiedniego hormonu wzrasta 2-5 razy.

Okres półtrwania hormonów białkowo-peptydowych we krwi wynosi 10-20 minut. Są niszczone przez proteinazy komórek docelowych, krwi, wątroby i nerek.

Hormony steroidowe.

Do tej grupy zaliczamy testosteron, estradiol, estron, progesteron, kortyzol, aldosteron itp. Hormony te powstają z cholesterolu w korze nadnerczy (kortykosteroidy), a także w jądrach i jajnikach (steroidy płciowe). W niewielkich ilościach steroidy płciowe mogą powstawać w korze nadnerczy, a kortykosteroidy w gruczołach płciowych. Wolny cholesterol przedostaje się do mitochondriów, gdzie jest przekształcany w pregnenolon, który następnie przedostaje się do retikulum endoplazmatycznego, a następnie do cytoplazmy.

W korze nadnerczy syntezę hormonów steroidowych stymuluje kortykotropina, aw gonadach - hormon luteinizujący (LH). Hormony te przyspieszają transport estrów cholesterolu do komórek endokrynologicznych i aktywują enzymy mitochondrialne biorące udział w tworzeniu pregnenolonu. Ponadto hormony tropikalne aktywują utlenianie cukrów i kwasów tłuszczowych w komórkach endokrynologicznych, co zapewnia steroidogenezę w energię i tworzywo sztuczne..

Kortykosteroidy dzieli się na dwie grupy. Glukokortykoidy (typowym przedstawicielem jest kortyzol) indukują syntezę enzymów glukoneogenezy w wątrobie, zapobiegają wchłanianiu glukozy przez mięśnie i komórki tłuszczowe, a także promują uwalnianie kwasu mlekowego i aminokwasów z mięśni, przyspieszając tym samym glukoneogenezę w wątrobie.

Mineralokortykoidy (zwykle aldosteron) zatrzymują sód we krwi. Spadek stężenia sodu w wydalanym moczu, a także wydzielanie gruczołów ślinowych i potowych prowadzi do mniejszej utraty wody, ponieważ woda przepływa przez błony biologiczne w kierunku wysokiego stężenia soli.

Stymulacja syntezy glukokortykoidów odbywa się przez układ podwzgórze-przysadka-nadnercza. Stres (pobudzenie emocjonalne, ból, zimno itp.), Tyroksyna, adrenalina i insulina pobudzają wydzielanie kortykoliberyny z aksonów podwzgórza. Hormon ten wiąże się z receptorami błonowymi przysadki gruczołowej i powoduje wydzielanie kortykotropiny, która wraz z przepływem krwi przedostaje się do nadnerczy i stymuluje tam tworzenie się glukokortykoidów - hormonów zwiększających odporność organizmu na działania niepożądane.

Kortykotropina ma niewielki wpływ na syntezę mineralokortykoidów. Istnieje dodatkowy mechanizm regulacji syntezy mineralokortykoidów poprzez tak zwany układ renina-angiotensyna. Receptory reagujące na ciśnienie krwi znajdują się w tętniczkach nerek. Kiedy ciśnienie krwi spada, receptory te stymulują wydzielanie reniny przez nerki. Renina jest specyficznym endopeptydem, który odszczepia C-końcowy dekapeptyd z α2-globuliny krwi, zwanej „angiotensyną I”. Z karboksypeptydazy angiotensyny I (enzym konwertujący angiotensynę znajdujący się na zewnętrznej powierzchni śródbłonka naczyń krwionośnych) rozszczepia dwie reszty aminokwasowe i tworzy oktapeptyd angiotensynę II - hormon, dla którego na błonie komórkowej kory nadnerczy znajdują się specjalne receptory. Angiotensyna II, wiążąc się z tymi receptorami, stymuluje tworzenie aldosteronu, który działa na dystalne kanaliki nerek, gruczoły potowe, śluzówkę jelit i zwiększa w nich wchłanianie zwrotne jonów Na +, Cl- i HCO3-. W rezultacie stężenie jonów Na + we krwi wzrasta, a stężenie jonów Cl- i K + maleje. Te efekty aldosteronu są całkowicie blokowane przez inhibitory syntezy białek.

Sterydy płciowe. Androgeny (męskie hormony płciowe) są wytwarzane przez komórki śródmiąższowe (gruczolocyty) jąder oraz, w mniejszym stopniu, przez jajniki i korę nadnerczy. Głównym androgenem jest testosteron. Hormon ten może ulegać zmianom w komórce docelowej - przekształcić się w dihydrotestosteron, który jest bardziej aktywny niż testosteron. Należy zaznaczyć, że LH, który stymuluje początkowe etapy biosyntezy steroidów w gruczole dokrewnym, aktywuje również konwersję testosteronu do dihydrotestosteronu w komórce docelowej, tym samym wzmacniając działanie androgenne.

Estrogeny (żeńskie hormony płciowe) w organizmie człowieka są reprezentowane głównie przez estradiol. Nie są metabolizowane w komórkach docelowych.

Działanie androgenów i estrogenów jest skierowane głównie na narządy rozrodcze, przejawy drugorzędowych cech płciowych i reakcje behawioralne. Androgeny charakteryzują się również działaniem anabolicznym - zwiększoną syntezą białek w mięśniach, wątrobie, nerkach. Estrogeny działają katabolicznie na mięśnie szkieletowe, ale stymulują syntezę białek w sercu i wątrobie. Zatem w głównych działaniach hormonów płciowych pośredniczą procesy indukcji i represji syntezy białek..

Hormony steroidowe łatwo przenikają przez błonę komórkową, dlatego ich wydzielanie następuje równolegle z syntezą. Zawartość steroidów we krwi zależy od stosunku szybkości ich syntezy i rozpadu. Regulacja tej zawartości odbywa się głównie poprzez zmianę szybkości syntezy. Hormony zwrotnikowe (kortykotropina, LH i angiotensyna) stymulują tę syntezę. Eliminacja efektu tropikalnego prowadzi do zahamowania syntezy hormonów steroidowych.

Aktywne stężenia hormonów steroidowych wynoszą 10-11-10-9 M. Ich okres półtrwania wynosi 1 / 2-11 / 2 h.

Hormony tarczycy.

Ta grupa obejmuje tyroksynę i trójjodotyroninę. Synteza tych hormonów odbywa się w gruczole tarczycy, w którym jony jodu utleniane są z udziałem peroksydazy do jodu jodowego, który jest zdolny do jodowania tyroglobuliny, białka tetramerycznego zawierającego około 120 tyrozyn. Jodowanie reszt tyrozyny zachodzi przy udziale nadtlenku wodoru i kończy się powstaniem monojodotyrozyn i dijodotyrozyn. Następnie dwie jodowane tyrozyny są „usieciowane”. Ta reakcja oksydacyjna przebiega z udziałem peroksydazy i kończy się utworzeniem trójjodotyroniny i tyroksyny w składzie tyreoglobuliny. Aby te hormony mogły zostać uwolnione z wiązania z białkiem, musi nastąpić proteoliza tyreoglobuliny. Kiedy jedna cząsteczka tego białka jest rozszczepiona, powstaje 2-5 cząsteczek tyroksyny (T4) i trijodotyroniny (T3), które są wydzielane w stosunku molowym 4: 1.

Synteza i wydzielanie hormonów tarczycy odbywa się pod kontrolą układu podwzgórzowo-przysadkowego. Tyreotropina aktywuje cyklazę adenylanową tarczycy, przyspiesza aktywny transport jodu, a także stymuluje wzrost komórek nabłonka tarczycy. Komórki te tworzą pęcherzyk, w którym jodowana jest tyrozyna..

Izolację T3 i T4 przeprowadza się za pomocą pinocytozy. Cząsteczki koloidu otoczone są błoną komórkową nabłonka i przedostają się do cytoplazmy w postaci pęcherzyków pinocytarnych. Kiedy pęcherzyki te łączą się z lizosomami komórki nabłonkowej, następuje rozszczepienie tyroglobuliny, która stanowi większość koloidu, co prowadzi do uwolnienia T3 i T4. Tyreotropina i inne czynniki zwiększające stężenie cAMP w tarczycy stymulują pinocytozę koloidalną, proces powstawania i ruchu pęcherzyków wydzielniczych. Tym samym tyreotropina przyspiesza nie tylko biosyntezę, ale także wydzielanie T3 i T4. Wraz ze wzrostem poziomu T3 i T4 we krwi następuje hamowanie wydzielania tyroliberyny i tyreotropiny.

Hormony tarczycy mogą krążyć we krwi w niezmienionej postaci przez kilka dni. Tę stabilność hormonów najwyraźniej wyjaśnia tworzenie w osoczu krwi silnego wiązania z globulinami wiążącymi T4 i prealbuminą. Te białka mają 10-100 razy większe powinowactwo do T4 niż do T3, więc ludzka krew zawiera 300-500 μg T4 i tylko 6-12 μg T3.

Katecholaminy. Ta grupa obejmuje adrenalinę, norepinefrynę i dopaminę. Tyrozyna służy jako źródło katecholamin, a także hormonów tarczycy, ale podczas syntezy katecholamin metabolizowany jest wolny aminokwas. Synteza katecholamin zachodzi w aksonach komórek nerwowych, magazynowanie - w pęcherzykach synaptycznych. Powstające w rdzeniu nadnerczy katecholaminy uwalniane są do krwi, a nie do szczeliny synaptycznej, czyli są typowymi hormonami..

W niektórych komórkach synteza katecholamin kończy się powstaniem dopaminy, natomiast w mniejszych ilościach powstają adrenalina i norepinefryna. Takie komórki są częścią podwzgórza. Przyjmuje się, że prolaktostatyna, czyli hormon podwzgórza hamujący wydzielanie prolaktyny, to dopamina. Znane są inne struktury mózgu (na przykład układ prążkowia), na które wpływa dopamina i które są niewrażliwe np. Na adrenalinę..

We współczulnych włóknach nerwowych dopamina nie gromadzi się, ale szybko przekształca się w norepinefrynę, która jest magazynowana w pęcherzykach synaptycznych. W tych włóknach jest znacznie mniej adrenaliny niż norepinefryny. W rdzeniu nadnerczy biosynteza kończy się wytworzeniem adrenaliny, więc noradrenalina powstaje 4-6 razy mniej i pozostają tylko ślady dopaminy.

Synteza katecholamin w rdzeniu nadnerczy jest stymulowana przez impulsy nerwowe przebiegające wzdłuż nerwu współczulnego trzewnego. Acetylocholina uwalniana w synapsach oddziałuje z receptorami cholinergicznymi typu nikotynowego i pobudza komórki neurosekrecyjne nadnerczy. Ze względu na istnienie połączeń neuro-odruchowych, nadnercza reagują zwiększeniem syntezy i uwalnianiem katecholamin w odpowiedzi na ból i bodźce emocjonalne, niedotlenienie, napięcie mięśniowe, ochłodzenie itp. działanie insuliny, glikokortykoidów, z hipoglikemią.

Katecholaminy hamują zarówno własną syntezę, jak i wydalanie. W synapsach adrenergicznych na błonie presynaptycznej znajdują się receptory α-adrenergiczne. Kiedy katecholaminy są uwalniane do synapsy, receptory te są aktywowane i zaczynają wywierać hamujący wpływ na wydzielanie katecholamin. Samohamowanie wydzielania występuje w prawie wszystkich tkankach, które wydzielają te hormony lub neuroprzekaźniki..

W przeciwieństwie do synaps cholinergicznych, których błona postsynaptyczna zawiera zarówno receptory, jak i niszczącą przekaźnik acetylocholinoesterazę, usuwanie katecholamin z synapsy następuje w wyniku wychwytu zwrotnego przekaźnika przez zakończenia nerwowe. Katecholaminy wchodzące do nerwu kończącego się z synapsy są ponownie skoncentrowane w specjalnych granulkach i mogą ponownie uczestniczyć w transmisji synaptycznej.

Pewna ilość katecholamin może dyfundować z synaps do przestrzeni międzykomórkowej, a następnie do krwi, dlatego zawartość noradrenaliny we krwi jest wyższa niż adrenalina, mimo że rdzeń nadnerczy wydziela adrenalinę do krwi, a noradrenalina jest wydzielana głównie w synapsach. Pod wpływem stresu zawartość katecholamin wzrasta 4-8 razy. Okres półtrwania katecholamin we krwi wynosi 1-3 minuty.

Katecholaminy można dezaktywować w tkankach docelowych, wątrobie i nerkach. Decydującą rolę w tym procesie odgrywają dwa enzymy - monoaminooksydaza znajdująca się na wewnętrznej błonie mitochondriów oraz katecholo-O-metylotransferaza, enzym cytozolowy..

Eikozanoidy. Do tej grupy należą prostaglandyny, tromboksany i leukotrieny. Eikozanoidy nazywane są substancjami podobnymi do hormonów, ponieważ mogą wywoływać tylko miejscowe działanie, pozostając we krwi przez kilka sekund. Powstaje we wszystkich narządach i tkankach przez prawie wszystkie typy komórek.

Biosynteza większości eikozanoidów rozpoczyna się od rozszczepienia kwasu arachidonowego z błony fosfolipidowej lub diacyloglicerolu w błonie komórkowej. Kompleks syntetazy jest systemem polienzymów, który działa głównie na błonach retikulum endoplazmatycznego. Powstałe eikozanoidy z łatwością przenikają przez błonę plazmatyczną komórki, a następnie poprzez przestrzeń międzykomórkową są przenoszone do sąsiednich komórek lub dostają się do krwi i limfy. Tempo syntezy eikozanoidów wzrasta pod wpływem hormonów i neuroprzekaźników, które aktywują cyklazę adenylanową lub zwiększają stężenie jonów Ca2 + w komórce. Najbardziej intensywne tworzenie się prostaglandyn zachodzi w jądrach i jajnikach..

Prostaglandyny mogą aktywować cyklazę adenylanową, tromboksany zwiększają aktywność metabolizmu fosfoinozytydów, a leukotrieny zwiększają przepuszczalność błon dla jonów Ca2 +. Ponieważ jony cAMP i Ca2 + stymulują syntezę eikozanoidów, w syntezie tych specyficznych regulatorów zamknięte jest dodatnie sprzężenie zwrotne.

W wielu tkankach kortyzol hamuje uwalnianie kwasu arachidonowego, co prowadzi do zahamowania powstawania eikozanoidów, a tym samym działa przeciwzapalnie. Prostaglandyna E1 jest silnym pirogenem. Zahamowanie syntezy tej prostaglandyny wyjaśnia terapeutyczne działanie aspiryny.

Okres półtrwania eikozanoidów wynosi 1–20 s. Enzymy, które je inaktywują, znajdują się w prawie wszystkich tkankach, ale najwięcej znajduje się w płucach.

HORMONY BIAŁKO-PEPTYDOWE

Hormony białkowo-peptydowe (małe peptydy, oligopeptydy, proste białka, glikoproteiny) są najliczniejszymi, zróżnicowanymi pod względem składu i zmiennymi w względnie biologicznej klasie związków hormonalnych. Ze względu na budowę chemiczną, właściwości i funkcje fizjologiczne zawartych w niej hormonów klasę tę można podzielić na następujące rodziny:

1) peptydy neurohipophyseal; 2) czynniki uwalniające podwzgórze; 3) angiotensyny; 4) hormony przysadki z serii ACTH; 5) hormony, takie jak glukagon i hormony przewodu pokarmowego; 6) insulina i jej homologi; 7) hormony grasicy; 8) atriopeptydy; 9) hormony polipeptydowe regulujące wymianę Ca i P; 10) jednołańcuchowe (monomeryczne) hormony białkowo-peptydowe z serii STH; 11) dimeryczne hormony glikoproteinowe.

Przyjmuje się, że przedstawiciele większości wymienionych rodzin peptydów powstali na wczesnych etapach ewolucji kręgowców od wspólnego prekursora hormonalnego poprzez serię kolejnych mutacji i duplikacji genu kodującego, a także asocjacje zmodyfikowanych genów w większe (Bat, 1975; Pankov, 1976).

To założenie nie dotyczy rodziny parathormonu i kalcytoniny. Typologia hormonów w tym przypadku opiera się nie na zasadzie strukturalnej, ale na kierunku ich fizjologicznego działania. Rodzina czynników uwalniających jest niejednorodna pod względem struktury i pochodzenia. W niektórych przypadkach ich funkcje hormonalne ewoluowały raczej zbieżnie niż w dzień wertykalnie..

Hormony peptydowe obejmują również erytropoetynę, czynnik regresji kanałów Mullera w jądrach, niektóre hormony neurosekrecyjne owadów itp..

Hormony neurohypophyseal - wazopresyna, oksytocyna, inne naturalne hormony i ich analogi - to dziewięcioczłonowe peptydy (nanopeptydy) występujące u różnych kręgowców. Wszystkie z nich powstają w jądrach wielkokomórkowych przedniego podwzgórza, są gromadzone w tylnym płacie przysadki mózgowej (przysadka mózgowa) i są przez nią wydzielane do krwi. Głównymi cechami strukturalnymi tych hormonów jest dziewięcioczłonowy łańcuch peptydowy, który składa się z sześcioskładnikowej pętli utworzonej przez mostek dwusiarczkowy dwóch reszt cysteiny i łańcucha bocznego, który zawiera trzy reszty aminokwasowe:

I 7/8 9

bCis - Pro— | y) - Gli-SO! CHN2

(Ser) Gg ln 4 '(Asn)' - "
(Ile)
Ile 3
7 9

Gln 4 6 Cis - Pro - Arg - Gli - SOGZht

8

Gln 4 6 Cis - Pro - Lei - Gli (N42)
Asn

Oksytocyna (oiitoina)

Pierwotna budowa głównych hormonów nerwowo-przysadkowych

Ogólny plan budowy neurohormonów oligopeptydowych przysadki sugeruje oczywiście ogólność ich biologicznego działania na reagujące komórki organizmu..

Istnieje dziewięć naturalnych hormonów z tej rodziny, które różnią się od siebie nieznacznie jedynie resztami aminokwasów zajmującymi 3, 4 i 8 pozycję od N-końca. Struktura hormonów neurohypophyseal została po raz pierwszy rozszyfrowana przez Du Vigneau (1953-1956). Do tej pory zsyntetyzowano wszystkie znane naturalne związki hormonalne i ponad 600 ich analogów.

Hormony neurohypophyseal można podzielić na dwie homologiczne grupy ze względu na ich cechy strukturalne i nasilenie efektów biologicznych: grupę wazopresynową z przewagą działania przeciwdiuretycznego i wazopresyjnego oraz grupę oksytocyny, która charakteryzuje się wpływem na mięśnie gładkie macicy, gruczoły sutkowe i nasieniowody. Nasilenie tych lub innych właściwości zależy przede wszystkim od tego, jakie aminokwasy zajmują 3. i 8. pozycję w cząsteczce hormonu (tabela 2).

Wariacje reszt aminokwasowych w cząsteczkach hormonów neurohypophyseal różnych klas kręgowców

Klasa kręgowcówHormonyReszty aminokwasów na pozycjach
348
Ssakiwazopresyna / arg

1 LIZ

Suszarka do włosówGln1 Arg * Liz
oksytocynaIleGlnLei
PtakiwazotocynaIleGlnArg
mezotocynaIleGlnIle
GadywazotocynaIleGlnArg
mezotocynaIleGlnIle
PłazywazotocynaIleGlnArg
mezotocynaIleGlnIle
Ryba * kościstawazotocynaIleGlnArg
izotocynaIleSerIle
Ryba * chrzęstnawazotocynaIleGlnArg
glumitocynaIleSerGln
walitocynaIleGlnWał
RoundstomeswazotocynaIleGlnArg |
W rybach występuje również szparagi (Asp 4 *

Grupa wazopresyn obejmuje argininowo-wazopresynę, lizynę-wazopresynę (hormony antydiuretyczne) i wazotocynę, które powstają w rejonie jąder nadocznych podwzgórza i charakteryzują się obecnością na 8. pozycji jednego z głównych aminokwasów argininy lub lizyny.

Hormony z serii wazopresyn, wpływające u wszystkich kręgowców głównie na metabolizm wody i napięcie naczyniowe, mogą mieć odwrotny wpływ na te funkcje u przedstawicieli różnych klas..

Grupa nanopeptydów oksytocyny obejmuje oksytocynę, mezocynę, izotocynę (ichtiotocynę). glumitocyna, walitocyna i asparatocyna. powstały w okolicy jąder przykomorowych podwzgórza.

W odróżnieniu od hormonów z serii wazopresyn, peptydy z serii oksytocyny zawierają w łańcuchu bocznym na pozycji 8 resztę jednego z aminokwasów - leucyny, izoleucyny, glutaminy lub waliny, w trzeciej - izoleucynę, aw czwartej - glutaminę, seryna lub asparagina. Oczywiście decydującą rolę w przejawianiu się efektów oksytocyny odgrywa 8. reszta aminokwasowa łańcucha bocznego i 3. reszta izoleucyny pętli. Wszystkie hormony z tej grupy powodują u ssaków pobudzenie skurczów macicy i przepływu mleka podczas czynności ssania. Najbardziej aktywna pod tym względem jest oksytocyna. Jednocześnie wszystkie z nich mają również pewne działanie nadciśnieniowe i przeciwdiuretyczne, podobnie jak hormony z grupy wazopresyny, ale te efekty są o około dwa rzędy wielkości słabsze..

Obie serie hormonów peptydowych neurohypophyseal powstały ze wspólnego prekursora, argininy-wazotocyny, we wczesnych stadiach ewolucji w strunowcach. Związek ten potencjalnie posiadał zdolność do wywoływania efektów zarówno wazopresyny, jak i oksytocyny, ale wykazywał głównie pierwsze właściwości w takiej czy innej formie. W toku ewolucji struktura hormonu ulegała rozbieżności: jedna gałąź rozwijała się wzdłuż linii zwiększających się właściwości wazopresyny, druga - oksytocyna. Ten proces rozbieżności struktury i właściwości dwóch serii peptydów był najbardziej widoczny u ssaków..

Analiza właściwości funkcjonalnych różnych części łańcucha peptydowego hormonów nerwowo-przysadkowych wykazała, że ​​kolista część cząsteczki hormonu, a przede wszystkim aminokwas w pozycji 3, odpowiada za ich wiązanie z cytoreceptorami odpowiednich narządów docelowych (Rüdinger i wsp., 1972). Oczywiście obecność Phen w pozycji 3 zapewnia najlepsze wiązanie peptydów głównie z receptorami wazopresyny w komórkach narządów wydalniczych i tętniczkach. Obecność Ile w tej samej pozycji determinuje największe powinowactwo tego hormonu do receptorów oksytocyny komórek mięśniówki macicy (warstwa mięśni gładkich macicy) i formacji mioepitelialnych gruczołów sutkowych. Jednak oba typy części pierścieniowej mogą nadal wiązać się, aczkolwiek z różnym stopniem intensywności, z obydwoma typami receptorów i konkurować ze sobą o wiązanie. Wygląda na to, że struktura całej 1-6-pętli peptydów neurohypophyseal jest odpowiedzialna za podstawową możliwość interakcji hormon-receptor, a reszty w 3. pozycji pętli określają siłę tego oddziaływania z jednym lub innym typem receptora i specyfiką efektu. Rolę aktonu, zgodnie z istniejącymi koncepcjami, pełni łańcuch boczny i reszta tyrozyny w pozycji 2 (Bentley, 1976).

Czynniki uwalniające. Heterogeniczna rodzina RF (liberiny i statyny) obejmuje różne peptydy i dopaminę, które powstają w szczególności w obszarach jąder drobnokomórkowych podwzgórza. Najwyraźniej w wysokich stężeniach noradrenalina i ADH mogą również wykazywać aktywność RF (CRF). Jak już wspomniano, RF powstają również w innych częściach mózgu i niektórych tkankach obwodowych. Istnienie tych hormonów zostało przewidziane przez Hensi (1937) i Harris (1949-1952) i wykazane w badaniach przeprowadzonych w latach 1955-1965. głównie w laboratoriach Harris, McCan, Guillemin, Shelley, Ya.M. Kabaka i wsp. 15 RF są znane z udziału w regulacji wydzielania hormonów gruczołowej przysadki.

W latach 1970-1972. grupy Guillemin i Shelley rozszyfrowały pierwotną strukturę oligopeptydową TRP, LH / FSH-RF, SIF (somatostatyna), MRF, MIF i po raz pierwszy przeprowadziły pełną syntezę

LG / FSH-RF

(AlaTileUASPULEY * Lsy1

Postać: 15. Podstawowa struktura niektórych hormonów uwalniających (wyjaśnienia w tekście)

te czynniki. Odszyfrowano również strukturę pierwotną i przeprowadzono syntezę polipeptydów CRF i STG-RF.

Nazwane RF składają się z 3-44 reszt aminokwasowych (ryc. 15). Zatem TRF i MIT to tripeptydy, MRF to pentapeptyd, LH / FSH-RF to dekapeptyd, a CIF to tetradekapeptyd. CRF zawiera 41 reszt aminokwasowych, STG-RF składa się z 44 reszt aminokwasowych.

Przyjmuje się, że u ssaków MRF i MIF mogą być pochodnymi oksytocyny: MIF jest łańcuchem bocznym, MRF jest pozbawiony struktury pierścieniowej i jednej reszty cysteiny, jej fragmentu końcowego. Należy zauważyć, że częstotliwości radiowe nie zawsze charakteryzują się ściśle określonym kierunkiem działania. Tym samym TRF stymuluje nie tylko wydzielanie TSH, ale również LTH, LH-RF stymuluje produkcję LH i FSH. SIF ma szerokie spektrum działania hamującego na funkcje endokrynologiczne: hamuje wydzielanie STH, LTH, indukowane wydzielanie TSH i LTH przez przysadkę mózgową przednią, wydzielanie insuliny, a zwłaszcza glukagonu przez trzustkę, a także hormonów przewodu pokarmowego. Co ciekawe, SIF tworzy się nie tylko w podwzgórzu, ale także w aparacie wyspowym trzustki. MIT nie tylko hamuje wydzielanie MSH przez środkowy płat przysadki mózgowej, ale także wpływa na korowe i podkorowe struktury mózgu. TRF - lek przeciwdepresyjny.

Zależności między strukturą RF a ich aktywnością biologiczną zostały najpełniej zbadane dla TRF i LH / FSH-RF. Badania wykazały, że integralność struktury tripeptydu jest wymagana do wiązania się z receptorami i manifestacji biologicznych skutków TRF (Rivier i wsp., 1972; Yudaev, Utesheva, 1976). Wygląda na to, że pierścień imidazolowy histydyny w pozycji 2 cząsteczki odgrywa ważną rolę w oddziaływaniu tego czynnika z odpowiednimi receptorami. Podobną rolę odgrywa pierścień imidazolowy histydyny w cząsteczce LH / FSH-RF. Funkcja „kierowania” reszty histydynowej w pozycji 2 dekapeptydu jest najwyraźniej wzmocniona przez obecność Arg w pozycji 8 jej cząsteczki. Część aktoniczna cząsteczki jest skoncentrowana głównie na końcu N cząsteczki tego RF i zależy od obecności Piroglu i Trp w pozycjach 1 i 3. Wykazano, że dla przejawienia się efektów LH / FSH-RF, a także TRF, ważna jest pewna aktywna konformacja cząsteczek czynnika wiązania wewnątrzcząsteczkowe. C-końcowy glicynamid jest niezbędny do manifestacji biologicznej aktywności czynnika, ale może też ją hamować, wywierając hamujący wpływ na interakcję hormon-receptor.

Otrzymano syntetyczne pochodne LH / FSH-RF, których aktywność fizjologiczna może przewyższać aktywność czynnika natywnego o jeden do dwóch rzędów wielkości.

. Wśród zidentyfikowanych RF są również dopamina i pentapeptydy leu- i methenkefaliny - opioidowe związki mózgowe. Wszystkie te czynniki, wraz z somatostatyną, składają się na złożony RF-laktostatyna lub PIF. Prawdopodobnie neuromedyna B peptydowa - tyrostatyna.

Angiotensyny to hormony peptydowe powstające we krwi i tkankach obwodowych z wielkocząsteczkowego prekursora białka, prohormonu wydzielanego przez wątrobę (angiotensynogen), pod wpływem specyficznych proteaz. Podstawowym produktem proteolizy nieaktywnego angiotensynogenu jest dekapeptyd angiotensyna I (ryc. 16). Z angiotensyny I, w wyniku rozszczepienia dwóch reszt aminokwasowych z C-końca jej cząsteczki, powstaje angiotensyna II, oktapeptyd (Skeggs, 1958, 1968). Angiotensyny mają wyraźne działanie wazopresyjne, stymulują wydzielanie ADH, a także są specyficznymi regulatorami syntezy aldosteronu przez korę nadnerczy. W tym przypadku angiotensyna II jest w przybliżeniu o rząd wielkości bardziej aktywna niż angiotensyna I. Oczywiście dwie C-końcowe reszty aminokwasowe dekapeptydu hamują jego aktywność biologiczną. Funkcjonalna analiza strukturalna cząsteczki angiotensyny II wykazała, że ​​rolę w niej aktonu najwyraźniej odgrywa 1-3-tripeptyd zlokalizowany na 1S-końcowej i 8-ej (C-końcowej) reszcie aminokwasowej. Rolę locus wiązania receptora pełni środkowy fragment 3-6-tetrapeptydu cząsteczki.

- ^ spdArg ^ al ^ irDIledGisD! ^ -G UN

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 II 12 13 14

Angiotensogen (substrat reniny). i2 -glikoproteina n. M m - 58000 (

1 2 3 4 5 6 * 7 8 9 10

(dicarboxnepeptyl i konwertujący ei1im)

1 2 3 4 5 6 7 8

Angiotensyna II (oktapeptyd)

Angiotenlin III (hepapeptyd)

Postać: 16. Pierwotna budowa angiotensyn i ich powstawanie z prekursora

Wayne (1974) odkrył angiotensynę III, która ma zwiększone powinowactwo do receptorów w korze nadnerczy. Jest to heptapeptyd powstały z angiotensyny II przez odcięcie z niej N-końcowej reszty asparagylowej.

Rodzinę ACTH, MSH i lipotropin reprezentują cztery jednołańcuchowe hormony peptydowe powstające w gruczołowej przysadce: a- i uv-MSH, ACTH i / a - lipotropina. ACTH może być również syntetyzowany przez łożysko i tkankę płucną w stanach jego przewlekłej patologii, a zwłaszcza raka. Pierwsze trzy hormony to oligopeptydy zawierające odpowiednio 13, 18 (u ludzi 22) i 39 reszt aminokwasowych, a lipotropina to małe białko składające się z 91-93 reszt aminokwasowych i mające masę cząsteczkową (MM) około 10 000. Strukturę ACTH po raz pierwszy opisali Lee i wsp. (1954), MSG - Harris i in. (1956, 1957), lipotropina - Lee i wsp., (1965).

Hormony te, pomimo odmiennego składu aminokwasów, wielkości cząsteczek i fizjologicznej roli w organizmie, mają element strukturalny wspólny dla wszystkich gatunków zwierząt, który determinuje podobieństwo wielu ich właściwości biologicznych. Typowym fragmentem struktury hormonów z tej rodziny jest heptapeptyd znajdujący się w różnych częściach cząsteczki peptydu hormonalnego (patrz strona 74).

W cząsteczkach a-MSH i ACTH heptapeptyd jest zlokalizowany na 4-10 pozycjach łańcucha, w / 2-MSH - na 7-13 pozycjach, w świńskiej lipotropinie - na 47-53 pozycjach, tj. w środku cząsteczki. Co ciekawe, a-MSH jest częścią cząsteczki ACTH (reszty 1-13), a / a - MSH jest częścią cząsteczki / 2-lipotropiny (reszty 41-58) (ryc. 17, 18). Oczywiście obecność fragmentu heptapeptydu identycznego dla wszystkich hormonów z tej grupy decyduje o występowaniu tak ważnych wspólnych właściwości funkcjonalnych, jak wpływ na pigmentację melanocytów (aktywność pobudzająca melanocyty) i metabolizm lipidów w lipocytach (aktywność lipotrapowa), pobudzenie syntezy kortykosteroidów w korze nadnerczy i proliferacja jego komórki (aktywność kortykotropowa). Ponadto, jak pokazuje de Wid (1974, 1975), w obrębie zaznaczonego składnika heptapeptydowego znajduje się tetrapeptyd Met-Glu-His-Phen, który odpowiada za regulację procesów powstawania, a zwłaszcza za zatrzymywanie pamięci długotrwałej przez wszystkie hormony rodziny. Należy zaznaczyć, że najważniejszy dla manifestacji tego działania jest tripeptyd Glu-His-Fen.

Zatem wspólność pierwotnej struktury pewnego regionu łańcucha peptydowego a- i / 2-MSH, ACTH i / 3-lipotropiny determinuje możliwość wystąpienia czterech serii aktywności tych hormonów. Najwyraźniej tym heptapeptydem jest

Acet-Ser. Met-Glu-Gis-Fen-Arg-Trp-Gli. 1 4 10

Boleń [zwierzę] 18

Heptapeptyd „Acton”

(ACTH-, MSH, -lipotropowa aktywność)

Wspólny fragment strukturalny w cząsteczkach MSH, ACTH i N-lipotropiny

owca

Wzmacniacz
Fragment receptora
"Działać na *
-„-MSG
NOOS
39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25

47–50. „Pamięć” tetrapeptydu 47–53 „Actonic” heptapeptnl 61–65 Met-en kefal i n

Postać: 18. Struktura pierwotna świńskiej / 3-lipotropiny i funkcjonalne składniki strukturalne jej cząsteczki

hormony aktonowe. Możliwe, że był w ewolucji wspólnym prekursorem hormonów z tej rodziny..

Jednocześnie każdy związek wchodzący w skład wspomnianej rodziny jest specjalnym hormonem pełniącym określoną fizjologiczną rolę. Zatem α- i β-MSH są fizjologicznymi regulatorami pigmentacji tkanek powłokowych, a także koordynatorami powstawania pamięci krótkotrwałej, warunkowych odruchów unikania, odruchów pokarmowych i stymulatorów natriurezy. ACTH w szczególności kontroluje funkcję kory nadnerczy. Lipotropina wpływa na metabolizm tłuszczów i niektóre inne procesy. Reszta skutków hormonów to niejako skutki uboczne..

Zachowując zdolność do manifestowania wszystkich rodzajów aktywności biologicznej zakodowanych we fragmencie heptapeptydu, każdy hormon uzyskuje zdolność do najwyraźniej realizowania jednego z nich. Takie „wyspecjalizowane” wzmocnienie jednej z właściwości funkcjonalnych wynika z innych części łańcucha peptydowego hormonów, które niejako dostosowują działanie aktonu na określone typy reagujących komórek, zapewniają selektywność, kierunek jego działania. W wyniku interakcji wewnątrzcząsteczkowej

powstaje modulacja różnych funkcjonalnych fragmentów łańcucha polipeptydowego i pojawia się główna aktywność specyficzna jednego lub drugiego peptydu hormonalnego, która najpełniej objawia się w ich fizjologicznych stężeniach. Zatem aktywność kortykotropowa ACTH jest w przybliżeniu o rząd wielkości wyższa niż MSH i dwa rzędy wielkości wyższa niż lipotropiny. I odwrotnie, stymulujący melanocyty efekt α- i β-MSH jest znacznie większy niż ACTH. W pewnym sensie aktywność lipotropowa β-lipotropiny jest wyjątkiem: jest ona wyższa w MSH, a zwłaszcza w ACTH. Sama lipotropina ma niską aktywność ACTH i MSH..

Najbardziej szczegółowo zbadano funkcjonalną rolę różnych fragmentów łańcucha polipeptydowego cząsteczki ACTH (Lee i wsp., 1968; Boissonas, 1968). Jak już wspomniano, fragment 4-10 jest aktonem (patrz ryc. 17). Wydaje się, że trójpeptydowe miejsce 1-3 na końcu T i tripeptyd 11-13 działają jako wzmacniacze aktywności MSH cząsteczki. Szczególne znaczenie dla przejawiania się specyficznie ukierunkowanej aktywności kortykotropowej ma heptapeptyd 15-21, a zwłaszcza tetrapeptyd 15-18. Fragment ten odpowiada za specyficzne wiązanie cząsteczki ACTH z receptorami kory nadnerczy. Stwierdzono, że zsyntetyzowany nanodekapeptyd 1-19 wykazuje prawie pełną aktywność hormonu adrenokortykotropowego, ale jego skuteczność w organizmie jest krótkotrwała ze względu na małą stabilność cząsteczki peptydu. Efekty fragmentu 1-24 są całkowicie identyczne z efektami ACTH zarówno pod względem aktywności biologicznej, jak i czasu jego działania w organizmie. Oczywiście fragment cząsteczki hormonu 20-24 jest stabilizatorem jego funkcjonalnie aktywnych obszarów, chroniąc je przed działaniem egzopeptydaz.

Stwierdzono, że peptyd M-końcowy 1–24 jest taki sam u wszystkich badanych gatunków kręgowców. Jednocześnie C-końcowy „ogon” łańcucha ACTH (zwłaszcza region 25–33) jest dość zmienny u różnych gatunków zwierząt, a zatem determinuje aktywność immunologiczną hormonów. Niewykluczone, że to właśnie ten fragment odpowiada za rozwój niepożądanych reakcji immunologicznych obserwowanych w klinice i doświadczalnie po podaniu heterologicznych (obcych) preparatów ACTH. Dlatego w praktyce klinicznej i eksperymentalnej, zamiast preparatów natywnego 39-członowego hormonu preferowane jest stosowanie syntetycznego polipeptydu, którym jest 1-24-4> ACTH ragment (lek synaktenowy).

ACTH i lipotropina to nie tylko niezależne hormony, ale także prekursory innych hormonów. Tak więc z ACTH najwyraźniej mogą powstać co najmniej dwa hormony: a-MSH (fragment 1-13 ACTH) i stymulator wydzielania insuliny przez aparat insulinowy trzustki (fragment ACTH 18-39). Zatem cząsteczka ACTH potencjalnie zawiera kilka aktonów i struktur docelowych, a fragment pomocniczy całej cząsteczki ACTH jest najwyraźniej częścią funkcjonalnie czynnego hormonu 18-39 (Beloff-Chain i wsp., 1976).

Analizując pierwotną strukturę / 3-lipotropiny jako prohormonu, uzyskano interesujące dane. Powiedziano powyżej, że cała cząsteczka lipotropiny przysadkowej ma szereg właściwości hormonalnych, chociaż są one słabo wyrażane. Ogólnie lipotropina jest zasadniczo atenuowanym ACTH i MSH. Okazało się jednak, że w składzie cząsteczki lipotropiny, obok / a - MSH i tetrapeptydu pamięci zlokalizowanego w środku cząsteczki, bliżej jej końca C znajdują się zlokalizowane fragmenty, które po rozszczepieniu wykazują szczególną aktywność biologiczną (patrz ryc.18). W szczególności wywołują one wyraźne działanie podobne do morfiny (opioidów) w mózgu - uśmierzają ból, łagodzą uczucie strachu itp. Efekty opioidowych fragmentów lipotropiny i morfiny są realizowane przez typowe receptory opioidowe w neuronach i są usuwane przez specyficznych antagonistów typu naloksonu, wspólnych dla opioidów i opiatów. Wspomniane fragmenty lipotropiny znajdują się w różnych częściach mózgu. Po wstrzyknięciu lipotropin ich stężenie w mózgu naturalnie wzrasta. Morfinopodobne oligopeptydy mózgu reprezentowane są przez następujące rozszczepialne fragmenty hormonu lipotropowego: pentapeptyd (61-65) - methenkefalina, oligopeptyd (61-91) - /? - endorfina (najbardziej aktywny opioid) oraz zawarte w nim fragmenty (61-76) oraz (61-77) - z a- i y-endorfinami (Hughes, 1975; Kosterlitz, 1976; Snyder, 1976). Ponadto endogenne opioidy niezwiązane z lipotropiną obejmują leyenkefalinę, analog metenkefaliny (na N-końcu leucyl zamiast metionylu) i jej prekursorową dynorfinę (17-członowy peptyd). Enkefaliny i endorfiny mogą pełnić rolę RF niektórych hormonów i regulatorów wydzielania RF innych, będąc neuroprzekaźnikami lub neuromodulatorami. Lipotropina jest również źródłem / 2-MSH i peptydu pamięci.

Glukagon i hormony przewodu pokarmowego (jelit). Te hormony, oligopeptydy (17-43 reszt aminokwasowych), są tworzone przez komórki endokrynologiczne gruczołów przewodu pokarmowego i są w jakiś sposób związane z procesami żywieniowymi (Ugolev, 1975, 1978). Hormony z tej rodziny są połączone nie tylko ze względu na swój oligopeptydowy charakter i miejsce powstania, ale także pełnią podobne funkcje. Wśród hormonów żołądkowo-jelitowych

przewodu pokarmowego można wyróżnić rzędy, w obrębie których hormony mają znaczne podobieństwo strukturalne, wspólne właściwości biologiczne i które najwyraźniej pochodzą od wspólnego przodka hormonalnego.

Jedna z serii łączy glukagon (trzustkowy i żołądkowo-jelitowy), enteroglikagon, sekretynę, VIP i GIP, które w różnym stopniu stymulują wydzielanie glukozy przez wątrobę, lipolizę w tkance tłuszczowej, aktywność insulinową trzustki i skurcz mięśnia sercowego (Sed i wsp., 1971).

Glukagon jest 29-członowym oligopeptydem (ryc. 19) z M.m.

3500, tworzy się w komórkach a aparatu wysepkowego trzustki, a także w przewodzie pokarmowym i odgrywa ważną rolę przede wszystkim w regulacji metabolizmu węglowodanów i tłuszczów. Jego strukturę chemiczną po raz pierwszy rozszyfrowali Staub i wsp. (1955) oraz Bromer i in. (1956, 1957). Analiza funkcjonalnej roli różnych fragmentów cząsteczki glukagonu wykazała, że ​​zarówno dla jej wiązania z receptorami reagujących komórek, jak i dla zainicjowania efektów niezbędna jest integralność jej sekwencji 1-27 z N-końca. W tym przypadku istotna rola w przejawianiu się działania hormonu należy do amino-końcowego His 1, aw wiązaniu z receptorami - do fragmentu 7 2-27. Jednak Gis 1 znacząco zwiększa interakcję hormon-receptor. Dipeptyd 28-29 jest najwyraźniej fragmentem „pomocniczym”. Struktura glukagonu jest identyczna lub zbliżona do struktury-

żele prawie wszystkich klas kręgowców. Jedynie glukagon rybny różni się znacznie od hormonów innych klas i jest nieskuteczny u ssaków.

W jelicie wraz z glukagonem znajduje się szereg substancji glukagonopodobnych - enteroglukagonów, które mają podobną budowę i pewne właściwości do glukagonu.

Sekretyna to hormon, który powstaje w górnej części jelita cienkiego, a także w komórkach O trzustki i pełni głównie rolę regulatora wydzielania jej soku (Bayliss, Starling, 1902). Sekretyna, wraz z innymi oligopeptydami, znajduje się w mózgu (Ashmarin, 1978). Zgodnie ze swoją budową chemiczną jest to 27-członowy oligopeptyd, w którym pierwsze 16 reszt aminokwasowych z końca N prawie całkowicie powtarza 1-16 aminokwasową sekwencję cząsteczki glukagonu, aw jej C-końcowej części, podobnie jak w glukagonie, przeważają reszty hydrofobowe. Wywołując szereg efektów wspólnych dla glukagonu, sekretyna wiąże się ze specyficznymi receptorami komórek reagujących, które nie wiążą glukagonu. Ten z kolei oddziałuje ze specjalnymi receptorami, które nie wiążą sekretyny.

VIP - hormon z tej samej serii (28-członowy oligopeptyd) wraz z innymi funkcjami reguluje napięcie naczyniowe i ma wspólne receptory z sekretyną, a nie z glukagonem.

GIP składa się z 43 reszt aminokwasowych, z których 15 we fragmentach 1-26 od końca N jest prawie identycznych z glukagonem, a 9 z sekretyną.

Inne hormony obejmują gastrynę i pankreozyminę.

Gastryna jest wytwarzana w żołądku i stymuluje głównie kwaśne wydzielanie żołądka. Jest to oligopeptyd składający się z 17 reszt aminokwasowych (ryc. 20). „

1 10 17

Postać: 20. Pierwotna struktura świńskiej gastryny (L) i pankreozyminy (/>):

zacieniowany pentapeptyd wspólny dla A i B 80

Pankreozymina to intensywny 33-członowy peptyd, który reguluje głównie wydzielanie trzustki i żółci. Jego C-końcowy oktapeptyd ma pełną aktywność całego hormonu, a jego C-końcowy pentapeptyd jest identyczny z C-końcowymi sekwencjami gastryny. Ten pentapeptyd (pentagastryna) jest w stanie, choć z mniejszą siłą, naśladować działanie gastryny. Hormon ptasiej trzustki, liniowy peptyd składający się z 36 reszt aminokwasowych, można również nazwać tą samą serią hormonów..

Insulina i jej homologi. Insulina jest polipeptydem o podwójnym łańcuchu, utworzonym przez / 3-komórki wysepek trzustki Langerhansa, a także gruczołów ślinowych, składa się z 51 reszt aminokwasowych i ma M.m. -6000. Jego krótki łańcuch A składa się z 21 reszt aminokwasowych, a dłuższy łańcuch B składa się z 30 reszt (ryc. 21). Oba łańcuchy są połączone dwoma mostkami dwusiarczkowymi (7-7 i 20-19). Łańcuchy insuliny są kodowane przez jeden gen, który determinuje syntezę pierwszorzędowego dużego jednołańcuchowego białka prekursorowego, z którego następnie rozszczepiane są oba łańcuchy insuliny (patrz rozdział 4).

Insulina jako hormon została odkryta przez Sobolewa (1902) i wstępnie wyizolowana przez Bantinga i Besta (1921). Jego pierwotną strukturę chemiczną rozszyfrował Sanger (1953), a strukturę przestrzenną - Hodgkin (1972). Insulina występuje u przedstawicieli wszystkich klas kręgowców; Ponad 20 gatunków zbadało jego pierwotną strukturę, której struktura jest podobna. Największe różnice gatunkowe stwierdzono na 8-10 pozycji łańcucha A i 30 pozycji łańcucha B. Insulina rybia różni się od hormonu ssaczego 15 lub więcej reszt aminokwasowych. W przeciwieństwie do większości innych gatunków zwierząt, niektóre ryby, a także szczury i myszy, wytwarzają jednocześnie dwa rodzaje insuliny, różniące się kilkoma resztami aminokwasowymi i kodowane przez dwa różne geny.

Insulina i jej analogi zostały zidentyfikowane w niektórych mikroorganizmach, w komórkach wielu roślin i bezkręgowców..

Przeprowadzono pełną chemiczną i molekularną syntezę insuliny ludzkiej. Synteza oparta na metodach inżynierii genetycznej została już wprowadzona do produkcji przemysłowej.

Insulina jest najważniejszym regulatorem głównych typów metabolizmu śródmiąższowego, stymuluje syntezę glikogenu i wykorzystanie glukozy, syntezę białek i tłuszczów w różnych tkankach. Analiza funkcjonalnej roli elementów strukturalnych jego cząsteczki wykazała, że ​​każdy łańcuch z osobna nie posiada aktywności biologicznej. Za przejaw aktywności biologicznej, ścisły pro-

różniące się różnymi typami ssaków); B - struktura przestrzenna:

fragment cząsteczki, który ma szczególne znaczenie dla przejawiania się biologicznych i immunologicznych właściwości hormonu

(AladSerDVal) (treUptiWiso ^
N> 1

Łańcuch B.

^ re) (Ser) (il) | 8 9 S
Łańcuch

dziwna konfiguracja jego dwuniciowej cząsteczki, przymocowana dwoma mostkami disiarczkowymi, które łączą łańcuchy A i B, a także wewnętrznym mostkiem dwusiarczkowym 6-11 łańcucha A (ryc. 21, L). Uważa się, że końce C łańcuchów A i B znajdują się blisko siebie, tworząc hydrofobowe centrum bogate w aminokwasy aromatyczne (ryc. 21, B). Być może to centrum ma ogromne znaczenie dla przejawiania się biologicznej aktywności insuliny. Zakłada się również, że 24-29 C-końcowa część łańcucha B ma szczególne znaczenie dla wiązania się z receptorami komórkowymi.

Relaksyna, hormon jajników i łożyska, ma ogólną strukturę podobną do insuliny. Jego cząsteczka składa się również z dwóch łańcuchów (A i B) połączonych dwoma mostkami disiarczkowymi, a łańcuch A zawiera wewnętrzny mostek dwusiarczkowy, ma 22 reszty aminokwasowe (zamiast 21 dla insuliny), a łańcuch B ma 26. Pomimo faktu, że oba hormony mają wspólny plan budowy, pierwotna struktura ich łańcuchów jest znacząco różna. To najwyraźniej determinuje różne kierunki ich skutków. Relaksyna jest hormonem porodowym u ssaków, który powoduje lizę chrząstki zespolenia łonowego kości miednicy, rozluźnienie więzadeł miednicy, poszerzenie szyjki macicy itp..

Insulinopodobne czynniki wzrostu (IRF-1 i I RF-II) to histohormony białkowe należące do rodziny insulin ze względu na ich pierwotną strukturę i szereg właściwości. Strukturalnie są najbliżej biosyntetycznego prekursora insuliny, proinsuliny (patrz rozdział 4). IRF-1 (somatomedyna C) składa się z 70 reszt aminokwasowych (masa cząsteczkowa 7649), IRF-N - z 67 reszt aminokwasowych (masa cząsteczkowa 7471). Oba IRF mają podobną strukturę, zawierają 3 mostki dwusiarczkowe, ich N-końcowe fragmenty są homologiczne do łańcucha B insuliny, a bliżej końca C zawierają sekwencję homologiczną do łańcucha A insuliny (Hyumbel, 1984). Oba czynniki mają działanie insulinopodobne i wzrostowe, podczas gdy IGF-1, działając poprzez własne receptory (1R), ma głównie wpływ na wzrost w postembrionalnej ontogenezie organizmu; IRF-N, działając poprzez specjalne receptory (HP), wywołuje silniejsze działanie insulinopodobne (zwiększona przepuszczalność wielu komórek dla glukozy i aminokwasów), głównie podczas embriogenezy. IRF-1 jest najważniejszym mediatorem i wzmacniaczem ogólnoustrojowych efektów STH i IRF-N, najwyraźniej, łożyskowego płynu mózgowo-rdzeniowego (Van Wyck, 1984). W stężeniach ponadfizjologicznych insulina może odtwarzać działanie od IRF-1 do 1R. Jednocześnie oba IRF, a zwłaszcza IRF-N, mogą odtwarzać w dużych dawkach działanie insuliny w tkance tłuszczowej poprzez receptory tej ostatniej..

Hormony grasicy to rodzina jednołańcuchowych hormonów oligopeptydowych, które regulują limfopoezę. procesy immunologiczne, a także intensywność liniowego wzrostu organizmu, rozwój gonad, procesy transmisji nerwowo-mięśniowej (Goldstein, 1975; Lowe, Goldstein, 1979). Tymozyna I (Mw -2600) i tymozyna II (Mw -3400) stymulują immunokompetencję limfocytów T i ich proliferację. Tymopoetyny I i II (MM-5500) są induktorami szeregu właściwości limfocytów T i inhibitorami przewodnictwa nerwowo-mięśniowego. Glikopeptyd homeostatyczny (MM-2000) jest synergetykiem STH w odniesieniu do procesów wzrostu. Czynnik humoralny grasicy (MM -3200) jest aktywatorem odpowiedzi komórek T na antygeny. Ponadto w grasicy znaleziono specjalny związek podobny do steroidów, tymosterol, który ma wielorakie działanie regulacyjne na tkankę limfatyczną..

Pierwotna struktura oligopeptydów grasicy została w pełni rozszyfrowana, zsyntetyzowano niektóre hormony. Co ciekawe, wszystkie tymozyny są acetylowane od końca N.

Atriopeptydy. Tę grupę hormonów - peptydów powstających w mięśniu sercowym, głównie w przedsionkach, reprezentują dwa hormony: przedsionkowy czynnik natriuretyczny (ANF) i kardiodylatyna. Są biosyntetyzowane ze wspólnego prekursora zawierającego 151 reszt aminokwasowych (De Bold i wsp., 1981, 1983). ANF ​​składa się z 28 reszt aminokwasowych (Mm 3000) i ma zdolność: zwiększania wydalania Na + i całkowitej diurezy oraz obniżania ciśnienia krwi. Kardiodylatyna zawiera 67 reszt aminokwasowych (M.m. 6400) i ma również działanie przeciwnadciśnieniowe, powodując rozszerzenie naczyń.

Hormony polipeptydowe regulujące metabolizm wapnia i fosforu. Hormony te obejmują parathormon i kalcytoninę. Pierwsza z nich powstaje w przytarczycach i zwiększa ilość Ca we krwi; druga powstaje w specjalnych komórkach C zlokalizowanych w tarczycy (u większości ssaków) lub w specjalnych ciałach ultimobranchialnych (u wielu przedstawicieli innych klas kręgowców) i powoduje efekt hipokalcemii.

Parathormon jest jednołańcuchowym polipeptydem składającym się z 84 reszt aminokwasowych, z M.m. -9500 (ryc. 22, A). Jego pierwotną strukturę po raz pierwszy opisał Aurbach (1970, 1972). Hormon różnych gatunków zwierząt różni się nieznacznie sekwencją reszt aminokwasowych. Fragmenty N-końcowe 1-34, a nawet 1-29 mają znaczącą aktywność biologiczną, chociaż mniej wyraźną. Jednocześnie fragment 2-34 nie posiada tej aktywności. Najwyraźniej N-końcowa alanina jest ważna

Postać: 22. Struktura pierwotna parathormonu bydlęcego (L) i kalcytoniny świńskiej (.B)

dla funkcji acton sekwencja 2-29 jest dla funkcji adresowej, a fragment 30-84 jest pomocnicza.

Kalcytonina jest polipeptydem składającym się z 32 reszt aminokwasowych, z M.m. -3600 (rys. 22, B). Jego strukturę rozszyfrowali jednocześnie Potts i Neer w 1968 roku. Porównanie pierwotnej struktury kalcytoniny u czterech gatunków ssaków wykazało, że lokalizacja tylko 9 reszt aminokwasowych z 32 w ich cząsteczkach jest identyczna. Są to 1,3-9 (koniec N) 28 i 32 pozycje.

Pozostałe 23 reszty mogą różnić się w różnych pozycjach cząsteczki hormonu. Mimo to jego aktywność biologiczna jest w przybliżeniu taka sama (Potts i in., 1972).

U łososia znaleziono trzy formy 32-członowej kalcytoniny, różniące się resztami aminokwasowymi w pięciu pozycjach i mające takie same końcowe aminokwasy jak kalcytonina ssaków. Aktywność biologiczna hormonu łososia u ssaków była w przybliżeniu o rząd wielkości wyższa niż jego własnej. Taka sytuacja jest rzadka w endokrynologii: zwykle hormon zwierząt na niższym etapie ewolucji jest mniej skuteczny, gdy jest testowany na zwierzętach wysoko zorganizowanych..

Wykazano, że do przejawiania hipokalcemicznej aktywności kalcytoniny niezbędna jest integralność całej jej cząsteczki. Przyjmuje się, że sekwencja N-końcowa 1-7 lub 1-9 ma największe znaczenie dla realizacji jej aktywności. (Bulatov, 1976). Kalcytonina i jej fragment 16-21 - leki przeciwbólowe.

Rodzina STH, prolaktyny i somatomu kosmówkowego - mamotropina. Hormony z tej rodziny to proste, początkowo monomeryczne białka. Występują w organizmie nie tylko w postaci monomerów, ale także w różnych potranslacyjnych wariantach homodimerów i agregatów homopolimerowych. Monomeryczne, najbardziej aktywne formy tych hormonów, kodowane przez pokrewne geny, składają się z 176-200 reszt aminokwasowych, ich M.m..

20-23 kD. Struktura hormonów została po raz pierwszy rozszyfrowana przez Lee i wsp. (1970-1972) i Nayal (1973). W strukturze liniowej wszystkich hormonów występują sekwencje bliskie (homologiczne) lub nawet takie same. Najbliższa pod względem pierwotnej budowy hormonu wzrostu i hormonu łożyska (CSM), różniąca się u człowieka jedynie 29 resztami aminokwasowymi. Prolaktyna (PL, LTG) wykazuje 25% homologię z tymi hormonami (ryc. 23, 24). Każdy hormon rodzinny, a zwłaszcza STH, różni się budową pierwotną u różnych gatunków kręgowców (do 40% sekwencji).

Mając pewne podobieństwo strukturalne, wszyscy członkowie rodziny mają wspólne właściwości biologiczne: wszyscy w takim czy innym stopniu wykazują aktywność wzrostową, anaboliczną, hiperglikemiczną, lipolityczną, laktogenną, neurotropową i selektywnie regulują wiele funkcji wątroby. Największą aktywność wzrostową i anaboliczną posiada STH, laktogenny - PL. CSM, pomimo swojego większego podobieństwa strukturalnego do hormonu wzrostu, jest znacznie bardziej aktywny jako laktogen niż jako czynnik wzrostu.

Postać: 23. Struktura pierwotna ludzkiego STH (główny łańcuch) i CSM (reszty aminokwasowe po stronie łańcucha STH)

funkcjonalne fragmenty STG są oddzielone linią przerywaną; inne wyjaśnienia znajdują się w tekście

Oprócz powyższych właściwości PL wywołuje na nią szereg innych specyficznych efektów: hamuje procesy różnicowania (zwłaszcza u kręgowców niższych), stymuluje manifestację instynktów macierzyńskich, zwiększa wrażliwość gonad na gonadotropiny, jest osmoregulatorem u ryb itp..

STH wywiera swoje specyficzne działanie na komórki różnego typu nie tylko samodzielnie, ale także za pomocą szeregu parahormonalnych mediatorów (IGF1 itp.), Które uzupełniają i wzmacniają jego działanie. Ponadto cząsteczka STH najwyraźniej odtwarza efekty bezpośrednie i pośrednie przez wstępne rozszczepienie na fragmenty o różnej aktywności biologicznej (patrz ryc. 23). Tak więc główny wkład we wzrost i działanie neurotropowe hormonu ma jego fragment 77-107, we fragmencie lipolitycznym i insulinopodobnym - fragment 31-44, w hiperglikemii - fragment 45-76 (Bulatov, 1989). Co ciekawe, w przeciwieństwie do dominującej formy monomerycznej 22 kDa STH, jej naturalna skrócona postać 20 kDa, która nie posiada reszt aminokwasowych 32-46, nie posiada właściwości lipolitycznych. Ustalono, że obie formy STH są kodowane przez jeden gen, ale powstają w wyniku alternatywnego składania pre-mRNA (patrz rozdział 4).

Szczególnie interesująca jest wyraźnie wyrażona w id specyficzność działania STH, która jest praktycznie wyjątkowa wśród hormonów. Zatem STH różnych gatunków zwierząt jest nieskuteczny dla ludzi, a ludzki hormon wzrostu jest nieskuteczny dla wielu gatunków zwierząt. Przyczyną specyfiki działania STH są nie tylko istotne różnice międzygatunkowe w budowie tego hormonu. Wiele hormonów, w szczególności kalcytoniny, ma niejednorodną strukturę, ale ich skuteczność w przypadku różnych gatunków zasadniczo się od tego nie zmienia. Główną przyczyną gatunkowej specyfiki działania STH jest najwyraźniej ścisła gatunkowa specyfika powinowactwa receptora do budowy hormonu wzrostu tej grupy gatunków. Jedynym znanym gatunkiem zwierząt, który reaguje na wszystkie heterologiczne STH, jest szczur. Podatność szczura na heterologiczne hormony wzrostu tłumaczy się obecnością wielu form receptorów GH u tego gatunku, oddziałujących z hormonami o różnych strukturach.

Efekty CSM, laktogenne i metaboliczne ogólne, przeprowadza się przy udziale IRFN (patrz wyżej).

Hormony glikoproteinowe. Do tej rodziny należą przede wszystkim przysadkowe LH, FSH, TSH i gonadotropina kosmówkowa (HCT lub CG), a także inhibina (folikulostatyna) gonad. Ich M.m.

30 kD. Są to złożone białka - glikoproteiny zawierające grupy węglowodanowe wraz z łańcuchem polipeptydowym.

Te ostatnie stanowią 15-30% masy całej glikoproteiny cząsteczki hormonów. Strukturę tych hormonów po raz pierwszy przeanalizowali Pierce (1971) i Lee (1972-1974). Okazało się, że wszystkie są białkami dimerycznymi składającymi się z dwóch odmiennych podjednostek glikopeptydów, najwyraźniej kodowanych przez dwa różne geny. Jedna z nich to krótsza podjednostka a we wszystkich czterech hormonach u różnych gatunków zwierząt, składa się z 89-96 reszt aminokwasowych, dwóch reszt węglowodanowych i ma nieznacznie zmienny skład. Druga, dłuższa / 2-podjednostka, ma znacznie bardziej zmienny skład, zawiera 113-119 reszt aminokwasowych i 1-4 rodników węglowodanowych (ryc. 25). a- i / 3-podjednostki

są połączone niekowalencyjnie, najwyraźniej z udziałem reszt tyrozynowych obu łańcuchów. Wykazano, że każda podjednostka z osobna nie wykazuje aktywności biologicznej. Po eksperymentalnie wywołanej dysocjacji podjednostki, spontanicznie

Postać: 2.5. Schemat dimerycznej struktury hormonów glikoproteinowych:

kropki oznaczają rodniki węglowodanowe, linie przerywane - wiązania niekowalencyjne, am. ost. - reszty aminokwasowe

ponownie połączą się ze sobą, a ich aktywność zostanie w pełni przywrócona. W tym przypadku możliwe jest przeprowadzenie sztucznej hybrydyzacji łańcuchów a i / 2 różnych hormonów. Eksperymenty z sieciowaniem podjednostek wykazały, że rodzaj aktywności biologicznej dimeru jest całkowicie zdeterminowany przez typ (pochodzenie) podjednostki β, która różni się znacznie bardziej pod względem swojej pierwotnej struktury w różnych hormonach niż a-:

aL G + / ZL G L G, aTTG + / ZLH - * LH,

aLH + / ZTTG - "TSH, aTTG + / ZFSH -" FSH,

aLH + / PFSH - * FSH, aTTG + / GGTG - * TSH,

afSH + / ZLH - * LH, aFSH + / ZFSH - »FSH.

aFSH + / ZTTG - »TSH.

Zatem specyficzność działania hormonów glikoproteinowych jest określona przez naturę podjednostki / 3; jednak możliwość wystąpienia któregokolwiek ze specyficznych efektów jest realizowana tylko wtedy, gdy łańcuch / 3 jest powiązany z dowolnym łańcuchem a (Pearce i wsp., 1971; Lee i wsp..,

1973). Zgodnie z istniejącymi danymi podjednostka / 3 dimeru jest zlokalizowana głównie wewnątrz jego cząsteczki i jest pokryta od góry łańcuchem a. Ten ostatni chroni łańcuch β przed działaniem proteaz, a tym samym stabilizuje go podczas transportu z gruczołów dokrewnych do miejsc działania. Wydaje się, że specyficzne powinowactwo hormonów do odpowiednich receptorów jest określone przez podjednostkę / 3, a przede wszystkim przez różne regiony jej łańcucha peptydowego. Właściwości aktoniczne cząsteczki hormonu z tej rodziny są prawdopodobnie zlokalizowane w homologicznych regionach łańcucha / 3 i C-końcowej części łańcucha a.

Należy zauważyć, że LH przysadki mózgowej i łożyska CGT mają podobną budowę do obu łańcuchów. Hormony te stymulują biosyntezę steroidów płciowych w gruczołach płciowych i łożysku, ponadto są w stanie wywołać owulację. FSH zwiększa wrażliwość gonad na LH, stymuluje spermatogenezę i aktywność komórek Sertoliego, w szczególności produkcję inhibiny. TSH - główny stymulant tarczycy.

Do hormonów glikoproteinowych o budowie podjednostkowej zaliczamy także hormony z rodziny inhibin wydzielane przez gonady - samą inhibinę, aktywinę (inna nazwa to folikulostymulina), PRMK. Ponadto w tej rodzinie znajduje się grupa filogenetycznie konserwowanych czynników wzrostu (w szczególności transformujący czynnik wzrostu typu / 3), które ulegają ekspresji podczas organogenezy embrionalnej fazy rozwoju. Te związki są heterodimerami z M.m. 30-70 kD. Istnieją dwa warianty inhibiny, różniące się budową łańcucha / 3 (a, / Zd; a, / Sv). Aktywina jest zbudowana z dwóch różnych łańcuchów inhibiny / 3 (ultradźwięki, / Sv). Inhibina wybiórczo hamuje, a aktywina stymuluje wydzielanie FSH przez przysadkę mózgową. Ponadto hormony te biorą udział w regulacji różnicowania erytroidów, działają parakrynnie na wzrost i rozwój pęcherzyków oraz są modulatorami aromatyzacji androgenów w komórkach ziarnistych jajnika..

Top