Калцият като медиатор на хормоналното действие

Ролята на йонизирания калций в действието на хормоните се доказва от следните наблюдения: ефектът на много хормони

1. изчезва в среда без калций или когато вътреклетъчните резерви на Ca 2+ са изчерпани;

2. могат да бъдат имитирани с помощта на агенти, които повишават концентрацията на Ca 2+ в цитоплазмата, като Ca 2+ - йонофор A23187;

3. свързан е с транспорта на Ca 2+ в клетката.

Първоначално Ca 2+ идва от клетъчните органели и запасите от Ca 2+ са достатъчни за незабавния ефект на хормона. За по-продължително действие е необходимо или влизането на Ca 2+ в клетката, или инхибирането на излизането му, извършвано от Ca 2+ помпата. Инхибирането на освобождаването на Ca 2+ зависи от едновременното повишаване на концентрацията на c-AMP.

Ролята на продуктите от трансформацията на фосфоинозитидите в Ca 2+ - зависимо действие на хормоните.

Връзката между хормоналния рецептор на плазмената мембрана и вътреклетъчния Ca 2+ резервоар се осъществява чрез специфични сигнали. Ролята на такива сигнали се изпълнява от продуктите на преобразуване на фосфоинозитидите. Фосфатидилинозитол-4,5-дифосфат под действието на фосфолипаза С се хидролизира до миоинозитол-1,4,5-трифосфат и диацилглицерол. Тази реакция в хепатоцитите се активира от адреналин и вазопресин.

Хидролизният продукт на фосфоинозитид - 1,2 - диацилглицерол - активира Ca 2+ - фосфолипид-зависима протеин киназа чрез увеличаване на Km - ензима по отношение на Ca 2+.

Действието на ACTH, ангиотензин II, серотонин, редица стероидогенни агенти е свързано с повишаване на концентрациите на фосфатидна киселина, фосфоинозитол и полифосфоинозитиди в съответните прицелни клетки.

Добавянето на тиротропин-освобождаващ хормон (тиролиберин - TRH) към клетките повишава разграждането на фосфоинозитидите от фосфолипаза С; докато се увеличаванивото на инозитол-ди- и трифосфати в клетките води до мобилизиране на вътреклетъчен калций. Това води до активиране на Ca 2+ - зависима протеин киназа, която фосфорилира редица протеини.

Навременните идеи за ролята на Ca 2+ като вътреклетъчен медиатор в действието на хормоните се основават на две наблюдения. Първо, беше възможно да се определят количествено бързите промени във вътреклетъчната концентрация на Ca 2+ - такива промени съответстват на ролята на вътреклетъчните медиатори. Второто наблюдение, което показва връзката на Ca 2+ с ефекта на хормоните, се състои в определянето на вътреклетъчните мишени на действието на този йон: открит е Ca 2+ зависим регулатор на фосфодиестеразната активност и това служи като основа за разбиране на взаимодействието на Ca 2+ и c-AMP вътре в клетката.

Калмодулин е калций-зависим регулаторен протеин, който съдържа 4 Ca 2+ места за свързване. Свързването на Ca 2+ йони води до промяна в конформацията на протеина: по-голямата част от молекулата придобива -спирална структура. Тези конформационни преходи определят способността на калмодулин да активира или инхибира определени ензими. Ca 2+ - калмодулин има регулаторен ефект не само върху активността на ензимите и йонния транспорт, но и върху функционирането на много структурни елементи в клетката: актин-миозиновия комплекс на гладката мускулатура, промени във формата на клетката, митоза, освобождаване на гранули, ендоцитоза.

Хормони.

Ендокринната система е представена в тялото от комбинация от жлези с вътрешна секреция (ендокринни жлези), които изпълняват хуморални контролни функции с помощта на хормони.

В тялото има 2 вида жлези - ендокринни и екзокринни. Екзокринни жлези (храносмилателни, потни, мастни). Ендокринните жлези нямат канали и секретиратсекрет в кръвта, лимфата, цереброспиналната течност. Те са изобилно снабдени с кръвоносни съдове.

Ендокринните жлези са специализирани популации от секреторни клетки, които образуват и секретират свои специфични сигнални продукти в циркулиращите течности - хормони или техните най-близки биосинтетични предшественици.

Най-важните свойства на хормоните:

1. Образуване на ендокринни жлези от специализирани клетки.

2. висока и специфична биологична активност

3. Секреция в циркулиращи течности.

4. Разстояние на действие.

1. Специализираните жлезисти клетки могат да образуват цял ендокринен орган и в някои случаи такъв орган (например щитовидната жлеза) може да се състои предимно от някои секреторни клетки, които произвеждат една група хормони, в други (например хипофизата или надбъбречните жлези) - от редица популации от ендокринни клетки, всяка от които отделя свой собствен хормон или група хормони.

В някои случаи ендокринните жлези отделят не самия активен хормон, а неговият най-близък биосинтетичен предшественик (прохормон), който се активира в периферията. Прохормонът ангиотензиноген се синтезира в черния дроб и се превръща в ангиотензини в кръвта.

2. Висока и специфична биологична активност. Хормоните проявяват своето действие в изключително ниски концентрации - 10 -11 - 10 -6 mmol/l. 1 g адреналин активира работата на 10 8 изолирани сърца.

3. Секреция в кръвта - отличителна черта на хормоните от други биологично активни съединения, които се образуват в кръвния поток и не се секретират в кръвта. Например 11-дезоксикортикостерон и 11-деоксикортизол се произвеждат в надбъбречната кора, но не се секретират в кръвта.

4. Далечност на действие - хормоните имат своето действиедалеч от мястото на синтеза.

Хормоните са биоорганични съединения с различно химично естество, които имат специална структура, която определя тяхната високоспецифична биологична активност като системни регулатори на физиологичните процеси.

Според химичната структура хормоните могат да бъдат разделени на 3 групи:

2. Производни на аминокиселини.

3. Протеин-пептидни хормони. Във всяка група се разграничават повече групи хормони.

Класификация на хормоните.

Хормони
Стероид	Производни на аминокиселини	Протеин-пептидни хормони
Кортикостероиди	Сексуален	Триптофана мелатонин (хормон на епифизната жлеза)	Тирозин	1. Неврохипофиза 2. Освобождаващи фактори на хипоталамуса 3. Панкреатични пептиди (инсулин, глюкагон) 4. Хипофиза (пептиди от тип ACTH) 5. Паратироидни протеини (паратхормон, калцитонин)
Глюкокортикоиди	Минера-локортикоиди	Ан-дро-гени	Ес-тро-гени	катехол-амини	Хормони на щитовидната жлеза

В състава на протеиново-пептидните хормони могат да се разграничат 3 фрагмента, които имат различно функционално значение:

1. Целевият фрагмент - хаптомер - осигурява търсене на специфични места за действие, но не предизвиква биологични ефекти.

2. Актон – ефектомер – осигурява включването на хормоналните ефекти.

3. Помощен (допълнителен) фрагмент е стабилизиращ хормон, регулиращ неговата активност, но не влияе пряко на осъществяването на хормоналния ефект.

Чрез химическа модификация на структурата на хормоналната молекула може да се получи хормонално производно, което ще се свърже с рецепторите, но няма да предизвика ефект.Такива модифицирани съединения могат обратимо да се конкурират с естествените хормони за рецепторно свързване, блокирайки хормоналния ефект. На този принцип се основава действието на конкурентните антихормони.

Синтезът на хормони.

I. Синтез на стероидни хормони.

Биосинтезата на стероидните хормони идва от холестерола. Холестеролът се синтезира от ацетил-КоА.

По-голямата част от холестерола в ендокринните клетки се съдържа в липидни капчици, локализирани в цитоплазмата под формата на естери с мастни киселини.