план:
I. Вступ
II. Основна частина
1.Действіе гормонів
2.Механізм дії стероїдних (жиророзчинних) гормонів
III. висновок
Список літератури
Гормони, органічні сполуки, що виробляються певними клітинами і призначені для управління функціями організму, їх регулювання та координації. У вищих тварин є два регуляторних системи, за допомогою яких організм пристосовується до постійних внутрішніх і зовнішніх змін. Одна з них - нервова система, швидко що передає сигнали (у вигляді імпульсів) через мережу нервів і нервових клітин; інша - ендокринна, що здійснює хімічну регуляцію за допомогою гормонів, які переносяться кров'ю і надають ефект на віддалені від місця їх виділення тканини і органи. Хімічна система зв'язку взаємодіє з нервовою системою; так, деякі гормони функціонують як медіаторів (посередників) між нервовою системою і органами, що відповідають на дію. Таким чином, відмінність між нервової та хімічної координацією не є абсолютним.
Гормони є у всіх ссавців, включаючи людину; вони виявлені і у інших живих організмів.
Фізіологічна дія гормонів направлено на:
1) забезпечення гуморальної, тобто здійснюваної через кров, регуляції біологічних процесів;
2) підтримання цілісності та сталості внутрішнього середовища, гармонійної взаємодії між клітинними компонентами тіла;
3) регулювання процесів росту, дозрівання і репродукції.
Гормони регулюють активність всіх клітин організму. Вони впливають на гостроту мислення і фізичну рухливість, статура і зріст, визначають ріст волосся, тональність голосу, статевий потяг і поведінку. Завдяки ендокринної системі людина може пристосовуватися до сильних температурних коливань, надлишку або нестачі їжі, до фізичних і емоційних стресів. Вивчення фізіологічної дії ендокринних залоз дозволило розкрити секрети статевої функції і диво народження дітей, а також відповісти на питання, чому одні люди високого зросту, а інші низького, одні повні, інші худі, одні повільні, інші моторні, одні сильні, інші слабкі.
У нормальному стані існує гармонійний баланс між активністю ендокринних залоз, станом нервової системи і відповіддю тканин-мішеней (тканин, на які спрямовано вплив). Будь-яке порушення в кожному з цих ланок швидко призводить до відхилень від норми. Надлишкова чи недостатня продукція гормонів служить причиною різних захворювань, що супроводжуються глибокими хімічними змінами в організмі.
Вивченням ролі гормонів в життєдіяльності організму і нормальної і патологічної фізіологією залоз внутрішньої секреції займається ендокринологія. Як медична дисципліна вона з'явилася тільки в 20 в. однак ендокринологічні спостереження відомі з часів античності.
У визначенні того, які речовини слід вважати гормонами і які структури ендокринними залозами, є й інші проблеми. Переконливо показано, що такі органи, як печінка, можуть екстрагувати з циркулюючої крові фізіологічно малоактивні або зовсім неактивні гормональні речовини і перетворювати їх в сильнодіючі гормони. Наприклад, дегідроепіандростерон сульфат, малоактивне речовина, що продукується залозами, перетворюється в печінці в тестостерон - високоактивний чоловічий статевий гормон, у великій кількості секретується семенникамі. Доводить це, однак, що печінка - ендокринний орган?
1. Дія гормонів
Гормони діють на певні органи-мішені і викликають в них значні фізіологічні зміни. У гормону може бути кілька органів-мішеней, і викликані їм фізіологічні зміни можуть позначатися на цілому ряді функцій організму. Наприклад, підтримання нормального рівня глюкози в крові - а воно в значній мірі контролюється гормонами - важливо для життєдіяльності всього організму. Гормони іноді діють спільно; так, ефект одного гормону може залежати від присутності якогось іншого або інших гормонів. Гормон росту, наприклад, неефективний за відсутності тиреоїдного гормону. Дія гормонів на клітинному рівні здійснюється за двома основними механізмами: чи не проникають у клітину гормони (зазвичай водорозчинні) діють через рецептори на клітинній мембрані, а легко проходять через мембрану гормони (жиророзчинні) - через рецептори в цитоплазмі клітини. У всіх випадках тільки наявність специфічного білка-рецептора визначає чутливість клітини до даного гормону, тобто робить її «мішенню».
Встановлено чотири основні типи фізіологічної дії гормонів на організм:
· Кінетичне, або пусковий, що викликає певну діяльність еффектров;
· Метаболічний, що викликає зміна обміну речовин;
· Морфогенетичного, або формативного (диференціація тканин і органів, дія на ріст, стимуляція формообразовательного процесу і т.д.);
· Коригуючі (зміна інтенсивності функцій всього організму або його органів).
Один з механізмів дії, докладно вивчений на прикладі адреналіну, полягає в тому, що гормон зв'язується зі своїми специфічними рецепторами на поверхні клітини; зв'язування запускає серію реакцій, в результаті яких утворюються т.з. другі посередники, які надають пряме вплив на клітинний метаболізм. Такими посередниками служать зазвичай циклічний аденозіномонофосфат (цАМФ) і / або іони кальцію; останні вивільняються з внутрішньоклітинних структур або надходять в клітину ззовні. І цАМФ, і іони кальцію використовуються для передачі зовнішнього сигналу всередину клітин у найрізноманітніших організмів на всіх щаблях еволюційної драбини. Однак деякі мембранні рецептори, зокрема рецептори інсуліну, діють більш коротким шляхом: вони пронизують мембрану наскрізь, і коли частина їх молекули пов'язує гормон на поверхні клітини, інша частина починає функціонувати як активний фермент на стороні, зверненій всередину клітини; це і забезпечує прояв гормонального ефекту.
Другий механізм дії - через цитоплазматичні рецептори - властивий стероїдних гормонів (гормонів кори надниркових залоз і статевим), а також гормонам щитовидної залози (T3 і T4). Проникнувши в клітину, що містить відповідний рецептор, гормон утворює з ним гормон-рецепторний комплекс. Цей комплекс піддається активації (за допомогою АТФ), після чого проникає в клітинне ядро, де гормон має прямий вплив на експресію певних генів, стимулюючи синтез специфічних РНК і білків. Саме ці новоутворені білки, зазвичай короткоживучі, відповідальні за ті зміни, які становлять фізіологічний ефект гормону. Зв'язавшись з мембранним рецептором гормон викликає каскад реакцій в самій клітці, але ніяк не впливає на генетичний матеріал. Комплекс цитоплазматического Р і гормону може впливати на ядерні рецептори і викликати зміни в генетичному апараті, що веде до синтезу нових білків. Розглянемо ці механізми більш детально.
Механізм тканинного дії гормонів остаточно не з'ясований. Існує принаймні 3 шляхи, що дозволяють пояснити механізм тканинного дії гормонів:
· Зміна проникності клітинних мембран;
· Взаємодія гормонів з ферментами шляхом утворення оборотних аллостеріческіх зв'язків;
· Вплив гормонів на генетичну інформацію з наступною зміною синтезу ферментів;
Встановлено, що ряд гормонів (пептидні, білкові) здійснюють своє тканинне дію за допомогою аденілціклазного механізму (Сатерленд). Сутність цього механізму зводиться до того, що гормон спочатку активує фермент аденілциклазу, що знаходиться в оболонці клітини. Активована гормоном аденілциклазу сприяє переходу в цитоплазмі клітини АТФ у внутрішньоклітинний медіатор - циклічне фосфорне з'єднання - 3 ', 5'-аденозинмонофосфат (цАМФ). Останній активує клітинний фермент протеїн, що реалізує дію гормону. На відміну від аденілціклазного механізму початковим тканинним дією стероїдних гормонів є їх взаємодія з внутрішньоклітинними рецепторними білками цитоплазми, а потім і ядра (Дженсен). Припускають, що механізм аллостеріческого (allos - інший, stereos - простір) внутрішньоклітинного ефекту полягає у впливі гормонів на аллостерічеськіє білки - ферменти, а саме, на їх аллостерічеськіє центри. Останні являють собою структурні угруповання, «чутливі» до продуктів інших, нерідко віддалених реакцій. В результаті впливу горомонов зміни, що виникають в аллостеріческіх центрах білків - ферментів, можуть передаватьсчя на каталітичні центри віддалених від них ферментів, включаючи і ферменти, що каталізують початкові ланки біохімічних реакцій. Це в свою чергу відбивається на регуляції всього внутрішньоклітинного обміну.
2. Механізм дії стероїдних (жиророзчинних) гормонів
1. Проникнення стероїду (С) в клітку;
2. Освіта комплексу НГ. Все Р стероїдних гормонів є глобулярні білки приблизно однакового розміру, з дуже високою спорідненістю зв'язують гормони;
3. Трансформація СР в форму, здатну зв'язуватися ядерними акцепторами [СР] Будь-яка клітина містить всю генетичну інформацію. Однак при спеціалізації клітини більша частина ДНК позбавляється можливості бути матрицею для синтезу іРНК. Це досягається шляхом згортання навколо білків гістонів, що веде до перешкоди транскрипції. У зв'язку з цим генетичний матеріал клітини можна розділити на ДНК 3-х видів:
· Транскрипційно-неактивна;
· Постійно експрессіруемим;
· Индуцируемая гормонами або іншими сигнальними молекулами.
4. Зв'язування [СР] з хроматиновой акцептором. Слід зазначити, що цей етап дії повністю не вивчений і має ряд спірних моментів. Вважається що [СР] взаємодіє зі специфічними ділянками ДНК так, що це дає можливість РНК-полімерази вступити в контакт до певних доменів ДНК.
Цікавим є досвід, який показав, що період напіввиведення іРНК при стимуляції гормоном збільшується. Це призводить до багатьох протиріч: стає незрозуміло збільшення кількості іРНК свідчить це, про те що [СР] підвищує швидкість транскрипції або збільшує період напіввиведення іРНК; в той же час збільшення напіввиведення іРНК пояснюється наявністю великого числа рибосом в гормон-стимульованої клітці, які стабілізують іРНК або іншим дією [СР] невідомим для нас на сьогоднішній момент.
5. Виборча ініціація транскрипції специфічних мРНК;
6. Координований синтез тРНК і рРНК. Можна вважати, що основний ефект [СР] полягає в розпушенні конденсованого хроматину, що веде до відкривання доступу до нього молекул РНК-полімерази. Підвищення кількості іРНК призводить до збільшення синтезу тРНК і рРНК.
7. Процессинг первинних РНК;
8. Транспорт мРНК в цитоплазму;
9. Синтез білка;
10. Посттрансляційна модифікація білка.
Однак, як показують дослідження, це основний, але не єдино можливий механізм дії гормонів. Наприклад, андрогени і естрогени викликають збільшення в деяких клітинах цАМФ що дає можливість припустити, що для стероїдних гормонів є також мембранні рецептори. Це показують що стероїдні гормони діють на деякі чутливі клітини як водорозчинні гормони.
Вторинні посередники Пептидні гормони, аміни і нейромедіатори на відміну від стероїдів є гідрофільними сполуками і не здатні легко проникати через плазматичну мембрану клітини. Тому вони взаємодіють з розташованими на поверхні клітини мембранними рецепторами. Гормон-рецепторні взаємодія ініціює висококоордінірованную біологічну реакцію, в якій можуть брати участь багато клітинні компоненти, причому деякі з них розташовані на значній відстані від плазматичної мембрани. цАМФ - перше з'єднання, яке відкрив його Сазерленд назвав «другим посередником», тому що «першим посередником» він вважав сам гормон, що викликає внутрішньоклітинний синтез «другого посередника», який опосередковує біологічний ефект першого. На сьогоднішній день можна назвати не менше 3 типів вторинних посередників:
1) циклічні нуклеотиди (цАМФ і цГМФ);
2) іони Ca;
3) метаболіти фосфатидилинозитола.
За допомогою таких систем невелика кількість молекул гормону, зв'язуючись з рецепторами, викликає продукцію набагато більшого числа молекул другого посередника, а останні в свою чергу впливають на активність ще більшого числа білкових молекул. Таким чином, відбувається прогресивна ампліфікація сигналу, ісхдно виникає при зв'язуванні гормону з рецептором.
Спрощено дію гормону через цАМФ можна змалювати таку картину:
гормон -> стереоспецифічні рецептор -> (другий посередник) -> відповідь клітини-мішені
Кожен гормон надає на клітину-мішень регулює ефект тоді, коли він в якості ліганда зв'язується зі специфічним для нього білком-рецептором в складі клітини-мішені.
/>
Слід зазначити, що рецептори теж є динамічними структурами. Це означає, що їх кількість може або знижуватися або підвищуватися. Наприклад, у людей зі збільшеною масою тіла зменшується кількість рецепторів інсуліну. Досліди показали, що при нормалізації їх маси помічається збільшення кількості рецепторів до нормального рівня. Іншими словами, при підвищенні або зниженні концентрації інсуліну мають місце реципрокні зміни концентрації рецепторів. Вважається, що це явище може захистити клітку від занадто інтенсивної стимуляції при неадекватно високому рівні гормону. Активація аденілатциклази (А) теж є регульованим процесом. Раніше вважалося, що гормон (Г), зв'язуючись з рецептором (Р), змінює його конформацію, що призводить до активування А. Однак виявилося, що А, є аллостерическим ферментом, який активується під дією ГТФ. ГТФ переносить спеціальний білок (трансдуктор) G. У зв'язку з цим була прийнята модель, що описує не тільки активацію А, але і терминацию цього процесу. Деякі фактори чинять інгібуючу дію на А і викликають зниження концентрації цАМФ. Прикладами агоністів стимулюючих циклазу, можуть служити глюкагон, АДГ, ЛГ, ФСГ, ТТГ і АКТГ. До факторів ингибирующим циклазу, відносяться опіоїди, соматостатин, ангіотензин II і ацетилхолін. Адреналін може як стимулювати (через b-рецептори), так і пригнічувати (через a-рецептори) даний фермент. Виникає питання яким же чином здійснюється двунаправленная регуляція А. Виявилося, що інгібуюча система включає в себе тривимірний білок, надзвичайно схожий на наведений вище G-білок. Після фосфорилювання білків-ферментів в ході вище описаних реакцій (див. Рис 1) змінюється їх конформація. Отже змінюється і конформація їх активного центру, що веде до їх активированию або пригнічення. Виходить, що завдяки вторинному посереднику цАМФ в клітці активуються або відзначено зниження дію специфічних для неї ферментів, що викликає певний біологічний ефект властивий для цієї клітини. У зв'язку з цим не дивлячись на велику кількість ферментів, які діють через вторинний посередник цАМФ, в клітці виникає певний, специфічний відповідь.
III. висновок
Коли гормон, що знаходиться в крові, досягає клітини-мішені, він вступає у взаємодію зі специфічними рецепторами; рецептори «зчитують послання» організму, і в клітці починають відбуватися певні зміни. Кожному конкретному гормону відповідають виключно «свої» рецептори, що знаходяться в конкретних органах і тканинах - тільки при взаємодії гормону з ними утворюється гормон-рецепторний комплекс. Механізми дії гормонів можуть бути різними. Одну з груп складають гормони, які з'єднуються з рецепторами, що знаходяться всередині клітин - як правило, в цитоплазмі. До них відносяться гормони з ліпофільними властивостями - наприклад, стероїдні гормони (статеві, глюко- та мінералокортикоїди), а також гормони щитовидної залози. Будучи жиророзчинними, ці гормони легко проникають через клітинну мембрану і починають взаємодіяти з рецепторами в цитоплазмі або ядрі. Вони слабо розчинні у воді, при транспорті по крові зв'язуються з білками-носіями. Вважається, що в цій групі гормонів гормон-рецепторний комплекс виконує роль своєрідного внутрішньоклітинного реле - утворилися в клітині, він починає взаємодіяти з хроматином, який знаходиться в клітинних ядрах і складається з ДНК і білка, і тим самим прискорює або уповільнює роботу тих чи інших генів . Вибірково впливаючи на конкретний ген, гормон змінює концентрацію відповідної РНК і білка, і в той же час коригує процеси метаболізму. Біологічний результат дії кожного гормону вельми специфічний. Хоча в клітці-мішені гормони змінюють зазвичай менше 1% білків і РНК, цього виявляється цілком достатньо для отримання відповідного фізіологічного ефекту.
Чи не здавайте скачаний роботу викладачеві!