Классификация гормонов. Роль гормонов в организме человека
Гормонами называются химические составляющие целостной системы регуляции функций организма. Это различные по своей природе вещества, способные передавать сигналы клеткам. Результатом данных взаимодействий являются изменение направлений и интенсивности метаболизма, рост и развитие организма, запуск важных функций или их угнетение и коррекция.
Гормон – это органическое химическое вещество, синтез которого протекает в эндокринных железах или в эндокринных участках желез смешанной секреции. Они выделяются непосредственно во внутреннюю среду, по которой распространяются и хаотично переносятся к органам-мишеням. Здесь они способны оказывать биологическое действие, которое реализуется посредством рецепторов. Потому каждый гормон имеет исключительную специфичность под определенный рецептор. Это означает, что данные вещества влияют на одну функцию или процесс в организме. Классификация гормонов по действию, тропности к тканям и по химической структуре это показывает более наглядно.
Общее представление о значении гормонов
Современная классификация гормонов рассматривает данные вещества с множества точек зрения. И они объединены в одном: гормонами называются лишь органические вещества, синтез которых протекает только в организме. Их наличие свойственно практически всем позвоночным, у которых регуляция функций тела также представляет собой сочетанную работу гуморальной и нервной систем. Причем в филогенезе гуморальная регуляторная система появилась раньше, нежели нервная. Еще у примитивных животных она имелась, хотя отвечала за самые базовые функции.
Гормоны и биологически активные вещества
Считается, что сама система биологических активных веществ (БАВ) и специфичных к ним рецепторов характерна даже для клетки. Однако понятия "гормон" и "БАВ" не тождественны. Гормоном называется БАВ, который секретируется во внутреннюю среду организма и оказывает эффект на отдаленную группу клеток. БАВ, в свою очередь, воздействует местно. Примерами БАВ, которые также называются гормоноподобными веществами, являются кейлоны. Эти вещества выделяются популяцией клеток, где ингибируют размножение и регулируют апоптоз. Примером БАВ также являются простогландины. Современная классификация гормонов выделяет для них специальную группу эйкозаноидов. Они предназначены для местной регуляции воспаления в тканях и для осуществления процессов гемостаза на уровне артериол.
Химическая классификация гормонов
Гормоны по химическому строению поделены на несколько групп. Это разделяет их и по механизму действия, потому как у данных веществ разные показатели тропности к воде и липидам. Итак, химическая классификация гормонов выглядит так:
- пептидная группа (выделяются гипофизом, гипоталамусом, поджелудочной и паращитовидными железами);
- стероидная группа (выделяются эндокринной частью мужских половых желез и корковыми участками надпочечников);
- группа производных аминокислот (образуются щитовидной железой и мозговым надпочечниковым слоем);
- группа эйкозаноидов (выделяются клетками, синтезируются из арахидоновой кислоты).
Примечательно, что половые гормоны женщин также внесены в группу стероидных. Однако стероидами они по большому счету не являются: влияние гормонов данного типа не связано с анаболическим эффектом. При этом их метаболизм не приводит к образованию 17-кетостероидов. Гормоны яичников хоть и похожи структурно на другие стероиды, но таковыми не являются. Поскольку они синтезируются из холестерина, то для упрощения базовых химических классификаций они причисляются к остальным стероидам.
Классификация по месту синтеза
Гормональные вещества можно разделить и по месту синтеза. Некоторые образуются в периферических тканях, тогда как другие – в центральной нервной системе. От этого зависит способ секреции и выделения веществ, что обуславливает особенности реализации их эффектов. Классификация гормонов по месту выглядит так:
- гипоталамические гормоны (рилизинг-факторы);
- гипофизарные (тропные гормоны, вазопрессин и окситоцин);
- щитовидные (кальцитонин, тетрайодтиронин и трийодтиронин);
- паращитовидные (паратиреоидный гормон);
- недпочечниковые (норадреналин, адреналин, альдостерон, кортизол, андрогены);
- половые (эстрогены, андрогены);
- поджелудочные (глюкагон, инсулин);
- тканевые (лейкотриены, простагландины);
- гормоны APUD (мотилин, гастрин и прочие).
Последняя группа гормональных веществ до конца не изучена. Она синтезируется в самой большой группе эндокринных желез, расположенных в верхних отделах кишечника, в печени и поджелудочной железе. Их целью является регуляция секреции экзокринных пищеварительных желез и моторики кишечника.
Классификация гормонов по типу эффекта
Различные гормональные вещества оказывают различное действие в биологических тканях. Они разделены на следующие группы:
- регуляторы обмена веществ (глюкагон, трийодтиронин, тетрайодтиронин, кортизол, инсулин);
- регуляторы функций других желез внутренней секреции (рилизинг-факторы гипоталамуса, тропные гормоны гипофиза);
- регуляторы обмена кальция и фосфора (паратиреоидный гормон, кальцитонин и кальцитриол);
- регуляторы водно-солевого равновесия (вазопрессин, альдостерон);
- регуляторы репродуктивной функции (половые гормоны);
- стрессорные гормоны (норадреналин, адреналин, кортизол);
- регуляторы пределов и скорости роста, клеточного деления (соматотропин, инсулин, тетрайодтиронин);
- регуляторы функций центральной нервной системы, лимбической системы (кортизол, адренокортикотропный гормон, тестостерон).
Секреция и транспортировка гормонов
Секреция гормонов происходит сразу после их синтеза. Они попадают непосредственно в кровь или в тканевую жидкость. Последнее место секреции характерно для эйкозаноидов: они не должны действовать далеко от клетки, потому как регулируют функции целой тканевой популяции. А гормоны яичников, гипофиза, поджелудочной железы и другие должны с кровью разноситься по организму в поисках органов-мишеней, имеющих специфические для них рецепторы. Из крови они попадают в межклеточную жидкость, где направляются к клетке органа-мишени.
Передача сигнала на рецептор
Указанная выше классификация гормонов отражает эффекты действия веществ на ткани и органы. Хотя это возможно только после связывания химического вещества с рецептором. Последние бывают разными и располагаются как на поверхности клетки, так и в цитоплазме, на ядерной мембране и внутри ядра. Потому по способу передачи сигнала вещества делятся на два типа:
- внеклеточный механизм передачи;
- внутриклеточная передача сигнала.
Данная базовая классификация гормонов позволяет сделать выводы о скорости передачи сигналов. Например, внеклеточный механизм значительно быстрее, чем внутриклеточный. Он характерен для адреналина, норадреналина и других пептидных гормонов. Внутриклеточный механизм характерен для липофильных стероидов. Более того, выгода для организма достигается быстрее при синтезе именно пептидов. Ведь выработка гормонов-стероидов гораздо более медленная, а их механизм передачи сигнала тоже замедляется необходимостью синтеза и созревания белка.
Характеристика типов передачи сигналов
Внеклеточный механизм характерен для пептидных гормонов, которые не могут попасть за цитоплазматическую мембрану в цитоплазму без специфического белка-переносчика. Такового для него не предусмотрено, а сам сигнал передается через аденилатциклазную систему путем изменения конформации рецепторных комплексов.
Внутриклеточный механизм значительно более простой. Он осуществляется после проникновения липофильного вещества внутрь клетки, где оно встречается с цитоплазматическим рецептором. С ним он образует гормон-рецепторный комплекс, который проникает в ядро и оказывает воздействие на специфические гены. Их активация приводит к запуску белкового синтеза, что и является молекулярным эффектом данного гормона. Фактический эффект оказывается уже белком, который регулирует заданную функцию после своего синтеза и образования.