Химический анализ крови на гормоны

Портал о гормональных заболеваниях

Какие химические элементы входят в состав гормонов. Что входит в состав гормона щитовидной железы. Основные гормоны щитовидки.

Химический состав клетки

Для всего живого характерно избирательное отношение к окружающей среде. Из 110 элементов периодической системы Д. И. Менделеева в состав организмов входит более половины. Однако необходимых для жизни элементов, без которых живое не может обойтись, всего около 20.

Все эти элементы входят в состав неживой природы и земной коры, а также в состав живых организмов, но их процентное распределение в живых и неживых телах различно.

Затем медь переносится в портальную циркуляцию, где ее поглощают печень и рескретируют в плазме, связанной с церулоплазмином. Перенос меди из печени в желчь является основным путем для выделения эндогенной меди. Медь билиарного происхождения и неабсорбированная диетическая медь удаляются из организма через фекалии. Только очень небольшое количество меди выделяется в моче. Поглощение и удержание меди варьируют в зависимости от приема пищи и статуса. Кроме того, удержание меди в меди заметно увеличивается, когда потребление меди низкое.

Лучшими источниками меди являются бобовые, цельные зерна, орехи, мясные субпродукты, морепродукты, арахисовое масло, шоколад, грибы и готовые к употреблению злаки. Селен является компонентом ферментов, которые катализируют окислительно-восстановительные реакции; эти ферменты включают различные формы глутатионпероксидазы, йодтиронина 5.

Элементный состав живой материи

Накоплением знаний о биомолекулах занимается молекулярная биология, развивающаяся в тесном контакте с биохимией. Биохимия изучает жизнь на уровне молекул и элементов.

Макроэлементы (греч. makrós — большой и лат. elemėntum — первоначальное вещество) — химические элементы, являющиеся основными компонентами всех живых организмов. К ним относят кислород, водород, углерод, азот, железо, фосфор, калий, кальций, сера, магний, натрий и хлор. Эти элементы также и универсальные компоненты органических соединений. Их концентрация достигает в сумме 98 — 99%.

Впоследствии было обнаружено, что болезнь Кешана, распространенная в некоторых частях Китая, была предотвращена добавлением селена. Болезнь Кешана является множественным очаговым некрозом миокарда, что приводит к острой или хронической сердечной недостаточности, увеличению сердца, аритмии, отеку легких и смерти. Другие последствия неадекватного селена включают ослабленную иммунную функцию и повышенную восприимчивость к вирусным инфекциям. Дефицит селена также может привести к вирулентности некоторых невирусных вирусов.

В последнее время, однако, не только дефицит селена, но и последствия употребления супернатриевых селенов стали очень интересны для здоровья. Несколько опытов с добавками показали, что селен обладает антиканцерогенными свойствами. Селен, который биологически важен как анион, гомеостатически регулируется экскрецией, главным образом в моче, но некоторые также выводятся из организма во время дыхания.

Все макроэлементы разделяют на 2 группы.

Роль макроэлементов I и II групп

Содержание биоэлементов в клетке

Пищевыми источниками селена являются рыба, яйца и мясо от животных, получающих обильное количество селена и зерен, выращенных на почве высокого селена. Недавние результаты этого микроэлемента свидетельствуют о том, что он может иметь важное значение для питания, хотя четко определенная биохимическая функция для бора у высших животных и людей не определена. Однако было высказано предположение, что бор играет роль в функции мембран клеток, которая влияет на реакцию на гормоны, трансмембранную сигнализацию или трансмембранное движение регуляторных катионов или анионов.

Микроэлементы (греч. mikrós — малый и лат. elemėntum — первоначальное вещество) — химические элементы, содержащиеся в организмах в низких концентрациях (обычно тысячные доли процента и ниже), но крайне необходимые для нормальной жизнедеятельности. Это алюминий, медь, марганец, цинк, молибден, кобальт, никель, иод, селен, бром, фтор, бор и некоторые другие.

Исследования на людях позволяют предположить, что низкое потребление бора может нарушать когнитивную и психомоторную функцию и воспалительную реакцию, а также повышать восприимчивость к остеопорозу и артриту. Около 85 процентов поглощенного бора всасывается и выводится с мочой вскоре после приема внутрь. Поскольку гомеостаз бора эффективно регулируется путем выделения мочи, он является относительно нетоксичным.

Продукты растительного происхождения, особенно фрукты, листовые овощи, орехи, бобовые и бобовые являются богатыми источниками бора. Была описана встречающаяся в природе биологически активная форма хрома, называемая хромодулином, которая, по-видимому, играет роль в углеводном и липидном обмене как часть нового механизма усиления инсулина. Хромодулин является олигопептидом, который связывает четыре хромовых иона и облегчает действие инсулина при превращении глюкозы в липиды и углекислый газ.

Микроэлементы входят в состав разнообразных биологически активных соединений: ферментов (например, Zn, Cu, Mn, Mo; всего известно около 200 металлоферментов), витаминов (Со — в состав витамина B 12), гормонов (I — в тироксин , Zn и Со — в инсулин ) , дыхательных пигментов (Cu — в гемоцианин ). Микроэлементы влияют на рост, размножение, кроветворение и т. д.

Пищевая важность хрома в настоящее время является спорным предметом. Было высказано предположение, что дефицит хрома ухудшает толерантность к глюкозе, что в конечном итоге может привести к диабету. Добавки, содержащие избыточное количество хрома в форме пиколината, стимулировались как способные вызывать потерю веса и увеличивать мышечную массу. Тем не менее, большинство исследований по эрггеногенному исследованию обнаружили, что добавление пиколината хрома неэффективно для увеличения мышечной массы, силы и спортивной эффективности, и нет данных из хорошо продуманных исследований, подтверждающих утверждение о том, что добавление пиколината хрома является эффективным методом потери веса.

Роль микроэлементов в организме

Кобальт входит в состав витамина В 12 и принимает участие в синтезе гемоглобина , его недостаток приводит к анемии.

1 — кобальт в природе; 2 — структурная формула витамина В 12 ; 3 — эритроциты здорового человека и эритроциты больного анемией

Хром в 3-валентном состоянии является относительно нетоксичным элементом. Хромический гомеостаз регулируется абсорбцией кишечника, что является низким. Оценки поглощения варьируются от менее 5 до 2 процентов. Абсорбированный хром выделяется в моче. Совет по продовольствию и питанию Академии наук Соединенных Штатов установил, что не было достаточных доказательств для установления приблизительного среднего требования к хрому. Таким образом, адекватное потребление было установлено на основе оценочных средних поступлений.

Некоторые из лучших источников пищи хрома — цельные зерна, бобовые, некоторые овощи, печень, обработанное мясо, готовые к употреблению злаки и специи. Вероятно, что не все основные минеральные элементы для человека были идентифицированы. Более того, многие биохимические функции для микроэлементов, скорее всего, еще предстоит идентифицировать. Таким образом, полная степень патологических последствий маргинальных или недостаточных поглощений микроэлементов не установлена. Кроме того, обнаружено, что некоторые микроэлементы, такие как селен, фторид и литий в количествах избыточной пищи, имеют терапевтическое или профилактическое значение против болезни.

Молибден в составе ферментов участвует в фиксации азота у бактерий и обеспечивает работу устьичного аппарата у растений.

1 — молибденит (минерал, содержащий молибден); 2 — азотфиксирующие бактерии; 3 — устьичный аппарат

Медь является компонентом фермента, участвующего в синтезе меланина (пигмента кожи), влияет на рост и размножение растений, на процессы кроветворения у животных организмов.

Таким образом, определение важности микроэлементов для здоровья человека и благополучия должно рассматриваться как незавершенное производство с некоторыми захватывающими успехами, которые могут возникнуть в будущем. Также Антиоксиданты; Биоактивные пищевые компоненты; Диетическая оценка; Диетические рекомендации; Йод; Железо; Микробиология; Минералы; Питательная биодоступность; Питание; Белки и аминокислоты; Витамины. Рассел, ред.

Настоящее знание в области питания. 8-е изд. Совет по питанию и питанию, Институт медицины Национальной академии наук. Диетические ссылки для витамина А, витамина К, мышьяка, бора, хрома, меди, йода, железа, марганца, молибдена, никеля, кремния, ванадия и цинка.

1 — медь; 2 — частицы меланина в клетках кожи; 3 — рост и развитие растения

Йод у всех позвоночных животных входит в состав гормона щитовидной железы — тироксина .

1 — йод; 2 — внешний вид щитовидной железы; 3 — клетки щитовидной железы, синтезирующие тироксин

Нильсен, Форрест Х. «Недостатки минералов трассировки». Всемирная организация здоровья. Элементы трассировки в питании и здоровье человека. Женева: Всемирная организация здравоохранения. Свободный тироксин — доля тироксина в сыворотке, которая не связана с связывающим белком.

Гормон щитовидной железы, полученный из тирозина и деиодинированный на периферии до Т 3, который стимулирует скорость метаболизма. Также называется тетрайодтиронин. Гормон щитовидной железы, который регулирует многие процессы основного тела. Слово происходит от греческого и обозначает химическую сигнализацию, которая обеспечивает координацию функций организма. Гормоны животных и людей влияют на метаболизм и энергетический бюджет, способствуют или препятствуют росту и развитию и влияют на гомеостаз и поведение.

Бор влияет на ростовые процессы у растений, его недостаток приводит к отмиранию верхушечных почек, цветков и завязей.

1 — бор в природе; 2 — пространственная структура бора; 3 — верхушечная почка

Ультрамикроэлементы (лат. ultra — сверх, за пределами; греч. mikrós — малый и лат.elemėntum — первоначальное вещество) — химические элементы, содержащиеся в организмах в ничтожно малых концентрациях. К ним относят золото, бериллий, серебро и некоторые другие элементы.

Гормоны и гормоны, производящие железы и клетки, образуют эндокринную систему. По сравнению с нервной системой координирующий эффект эндокринной системы является более медленным, более продолжительным и локально менее ограниченным. Эндокринная система и нервная система находятся в функциональной связи.

Гормональное действие на органы-мишени достигается путем образования комплексов гормон-рецептор. Гормоны выделяются в зависимости от сходства их химической структуры, места их образования или их функции. Гормоны растений влияют на рост и развитие растений. Феромоны представляют собой химические сигналы, которые используются для передачи сигналов между животными одного и того же вида. Известно, что растения имеют похожие сигнальные вещества, которые также действуют между разными видами.

Их физиологическая роль в живых организмах пока до конца не установлена.

Эндокринная система позвоночных и человека

Термин эндокринная система охватывает все гормоны и клетки, ткани и гормональные железы, которые их производят. Эндокринная система — важная система координации, которая влияет на обмен веществ, энергетический баланс, рост, развитие, гомеостаз и поведение.

Гормоны — это химические сигнальные вещества, которые высвобождаются из центров образования в кровь или в межклеточные жидкости и действуют в наименьших количествах. По месту их образования выделяются гормоны гормонов и тканевые гормоны. Гормоны также классифицируются по их эффектам: кинетические эффекты, морфологические эффекты, метаболические и поведенческие эффекты. Сходство их химической структуры приводит к классификации липофильных стероидных гормонов и аминокислот, полученных из гидрофильных гормонов.

Основных биогенных элементов четыре: это углерод, кислород, водород и азот. Из их атомов построены все органические вещества клеток, а кислород и водород входят также в состав воды – важнейшего неорганического соединения для живых организмов.

На долю кислорода приходится 75% массы клетки, углерода – 15%, водорода – 8% и азота – 3%. В целом эти четыре главных элемента составляют около 98% клеточной массы.

Их функция и их местоположение суммируются в таблице. Гормоны связаны с определенными молекулами рецепторов на своем целевом сайте, вызывая механизм сигнализации на клеточном уровне. Клеточный механизм действия гормонов основан на двух основных направлениях. Липофильные стероидные гормоны действуют в ядре клетки и приводят к длительным изменениям в синтезе белка. Гидрофильные гормоны оказывают временный эффект через вторых мессенджеров.

Специальные гормоны и их эффекты

Примерами метаболических гормонов являются тироксин, инсулин, глюкагон, адреналин и глюкокортикоиды. Тироксин и трийодионы образуются в ткани щитовидной железы из тирозина аминокислоты и 3 и 4 атомов йода соответственно. Йод должен быть поглощен едой. Два гормона щитовидной железы действуют двумя способами: с одной стороны, они увеличивают энергетический оборот человеческого тела и таким образом адаптируют его к холоду и активности, а с другой стороны, они ингибируют гормональное высвобождение из гипоталамуса и гипофиза, благодаря которым они изначально стимулировались к работе.

Из элементов, входящих в состав органических молекул, можно назвать также фосфор и серу. Они относятся к макроэлементам. Другие макроэлементы, такие как кальций, натрий, калий, магний и хлор, присутствуют в клетках в виде ионов.

Ионы кальция регулируют ряд клеточных процессов, в том числе сокращение мышечных белков и свертывание крови. Из нерастворимых солей кальция формируются кости и зубы, раковины моллюсков, клеточные оболочки некоторых растений.

Этот процесс называется отрицательной обратной связью. Тироксин также влияет на рост и развитие через метаболическое ускорение. Инсулин контролирует углеводный обмен. Он сформирован на длинных ганских островах поджелудочной железы и является единственным гормоном, способным снизить уровень глюкозы в крови. Это связано с возможностью увеличения проницаемости мембраны к глюкозе, что позволяет быстрее ее транспортировать внутрь клетки и, следовательно, к месту деградации. Кроме того, инсулин активирует ферменты, которые способствуют образованию и хранению гликогена из глюкозы и увеличивают конверсию жира из сахаров.

Катионы магния нужны для нормальной работы митохондрий – «энергетических станций» клеток. Эти ионы также поддерживают целостность и функционирование рибосом, входят в состав хлорофилла растений.

Ионы натрия и калия действуют совместно: они создают буферную среду, регулируют осмотическое давление в клетке, обеспечивают передачу нервных импульсов и нормализуют ритм сердечных сокращений. Анионы хлора участвуют в создании солевой среды (у животных) и иногда входят в состав органических молекул.

Другие элементы – микроэлементы и ультрамикроэлементы – содержатся в клетке в очень малом количестве: медь, железо, марганец, цинк, кобальт, бор, хром, фтор, алюминий, кремний, молибден, селен, йод. Однако их малое процентное содержание в организме не характеризует степень их значимости и важности. Так, к примеру, железо входит в состав гемоглобина – переносчика кислорода, йод – в состав гормонов щитовидной железы (тироксина и тиронина), медь – в состав ферментов, ускоряющих окислительно-восстановительные процессы.

В состав коферментов (небелковой части) подавляющего большинства ферментов входят ионы цинка, молибдена, кобальта и марганца. Содержание кремния велико в хрящах и связках позвоночных животных. Фтор входит в состав костей и зубной эмали, а бор очень важен для роста растений.

В состав воздуха входит несколько газов: водород, кислород и азот, причем последнего содержится около 80%. Также присутствует небольшое количество водяного пара. Азот играет важную роль во многих процессах природы.

Физические свойства азота

Азот — один из важнейших химических элементов в природе. Он присутствует во всех живых организмах и участвует в реакциях между клетками и синтезе белков. В земной коре его не очень много, по сравнению с атмосферой. Азот образует многие минералы, а также вещества, имеющие важное промышленное значение. Среди них: натриевая (чилийская) и калиевая (индийская) селитры. Эти вещества используются в качестве удобрений.

Азот в свободном состоянии встречается в виде двухатомных молекул. Энергия диссоциации этих молекул довольно высока. При 3000 градусов Цельсия диссоциирует всего 0,1% от общего количества. Молекула азота состоит из двух стабильных изотопов с атомными массами 14 и 15 соответственно. Первый из них превращается в радиоактивный изотоп углерода в верхних слоях атмосферы под действием космического излучения.

Химические свойства азота

Большинство реакций химических элементов с азотом проходит при высоких температурах. Только активные металлы, такие как литий, калий, магний способны реагировать с азотом при низких температурах.

Азот реагирует с кислородом в атмосфере при прохождении электрического разряда. При этом образуется оксид азота NO, который затем при охлаждении может окисляться до NO₂. В лабораторных условиях NO можно получить из смеси азота и кислорода под действием мощного ионизирующего излучения.

Азот напрямую не реагирует с галогенами (хлором, фтором, йодом, бромом). Но фторид азота можно получить из реакции аммиака с фтором. Подобные соединения обычно неустойчивы (исключение — фтористый азот). Более стойки — оксигалогениды, полученные при реакции аммиака с галогенами и кислородом.

Азот способен реагировать с металлами. С активными металлами реакция идет даже при комнатной температуре, с менее активными металлами нужна высокая температура. При этом образуются нитриды.

Если на азот (при низком давлении) или нитрид подействовать мощным электрическим разрядом, произойдет образование смеси атомов и молекул азота. Эта смесь обладает большим запасом энергии.

Применение азота

Азот применяют при изготовлении аммиака, из которого затем может быть получена азотная кислота, множество азотных удобрений и даже взрывчатые вещества. Азот в свободном состоянии незаменим в металлургии для получения сложных сплавов и синтезе некоторых веществ (нитридокремниевая керамика).

Источник статьи: http://vitalabspb.ru/what-chemical-elements-are-part-of-the-hormones-what-is-included-in-the-hormone-of-the-thyroid-gland.html

Биохимические особенности гормонов

Важность изучения механизма воздействия гормонов

Практически все гормоны участвуют в естественном метаболизме человеческого организма, выполняя при этом сигнальные и регуляторные функции, в любых его процессах.

Механизм, с помощью которого биологически активные химические вещества, вырабатываемые в клетках одних органов тела, влияют, посредством химических реакций, на деятельность других клеток и органов настолько же сложен, насколько и до сих пор не изучен. Непосредственное воздействие гормонов на жизнедеятельность человеческого организма неоспорима, но знаний о них пока недостаточно, чтобы в должной мере ими управлять.

Структура уже изученных гормонов показала, что они обладают общими свойствами, как и другие сигнальные молекулы, и служат источником передачи информации. Почему некоторые из них собраны в отдельные железы, притом, что другие циркулируют по организму, почему одна железа вырабатывает несколько видов различных биологически активных веществ, какие именно химические вещества оказывают влияние на запуск сложного механизма цепной реакции, еще предстоит изучать.

В тот момент, когда человечество научится управлять, с достоверной точностью, деятельностью гормонов в отдельном организме, откроется новая страница в его науке, и истории.

Эндокринная система человеческого организма

Только в середине прошлого столетия были открыты гормоны и витамины, и изучены реакции, которые обеспечивают клеткам энергетический потенциал. Деятельность эндокринной системы, которая их синтезирует, и регулирует поставляемость к необходимым зонам воздействия посредством циркулирующих жидкостей, распространяется по всему организму человека.

Биология, изучающая гландулярный аппарат, осуществляет общее изучение структуры, но, для того, чтобы исследовать весь механизм взаимодействия, включая свободно транспортируемые компоненты деятельности эндокринных желез, потребовались совместные усилия двух наук, на грани которых появилась биохимия. Изучение деятельности гормонов имеет огромное значение, потому что эндокринная система занимает важнейшее место в работе организма, и осуществлении его жизненных функций.

В процессе жизнедеятельности эндокринная система:

• обеспечивает координацию органов и структур;
• участвует практически во всех химических процессах;
• стабилизирует деятельность относительно условий внешней среды;
• контролирует развитие и рост;
• отвечает за половую дифференциацию;
• превалирующе влияет на репродуктивную функцию;
• выступает одним из генераторов человеческой энергии;
• формирует психоэмоциональные реакции и поведение.

Все это обеспечивает сложная по структуре система, состоящая из гландулярного аппарата, и диффузной части в виде эндокринных клеток, рассеянных по организму. Воздействие на рецептор определенного раздражителя приводит к сигналу, посылаемому центральной нервной системой в гипоталамус, продуцирующий соответствующий посыл в гипофиз.

Гипофиз передает команду тропным гормонам, которые выделяет для этой цели, и рассылает их в другие железы. Те, в свою очередь, вырабатывают собственных агентов, выбрасывая их в кровь, где происходит химическая реакция от взаимодействия с определенными клетками.

Многообразие и вариабельность обеспечиваемых функций, и провоцируемых реакций, заставляет эндокринную систему вырабатывать значительный ассортимент химически и биологически активных веществ абсолютно различного типа воздействия, которые, для простоты их осознания, описываются под общим собирательным термином гормоны.

Виды гормонов и их функции

Перечисление всех вырабатываемых человеческим организмом гормонов невозможно, хотя бы потому, что не все из них еще выявлены и изучены. Однако, и известных человеку веществ достаточно для очень длинного списка. Передняя доля гипофиза продуцирует:

• гормон роста (соматропин);
• меланин, отвечающий за красящий пигмент;
• тиреотропный гормон, регулирующий деятельность щитовидной железы;
• пролактин, который отвечает за деятельность грудных желез и лактацию.

Лютеинизирующий и фолликулостимулирующий стимулируют половые железы, и поэтому отнесены к гонадотропинам. Задняя доля гипофиза вырабатывает:

• вазопрессин, поддерживающий в норме кровеносные сосуды;
• окситоцин, вызывающий тонус матки.

У многих гормонов основная функция не является единственной, и они обеспечивают дополнительно некоторые процессы.

Щитовидная железа вырабатывает:

• тиреоидиные гормоны, отвечающие за синтез белка и распад питательных веществ. Обмен углеводов, и стимуляция естественного метаболизма осуществляется с их участием и взаимодействием с другими химическими соединениями;
• кальцитонин, который ранее ошибочно считали продуктом деятельности паращитовидных желез, тоже вырабатывается в щитовидной железе, и отвечает за уровень кальция, а его гипервыработка, или недостаток, могут стать причиной серьезных патологий.

Другие гормонопродуцирующие органы

Мозговой слой надпочечников вырабатывает адреналин, обеспечивающий реакцию организма на опасность, и, соответственно, выживаемость самого организма. Это далеко не единственная функция адреналина, если рассматривать его взаимодействие в химических реакциях с другими биологически активными веществами.

Функции гормонов, которые вырабатывает кора надпочечников, еще более многообразны:

• глюкокортикоиды влияют на обмен веществ и иммунную деятельность;
• минералокортикоиды поддерживают солевой баланс;
• андрогены и эстрогены выступают в роли половых стероидов.

Андрогены вырабатывают также семенники, а яичники вырабатывают эстрогены и прогестерон. Они готовят матку к оплодотворению.

Поджелудочная железа вырабатывает инсулин и глюкагон, несущие ответственность за уровень глюкозы в крови, осуществляют регуляцию посредством химических реакций.

Желудочно-кишечные гормоны – гастрин, холецистокинин, секретин и панкреозимин являются ответом слизистой ЖКТ на специфическую стимуляцию, и обеспечивают переваривание пищи. Нервные клетки синтезируют группу нейрогормонов, представляющих собой гормоноподобные вещества. Это химические соединения, которые стимулируют, или подавляют деятельность других клеток.

Структура некоторых из них изучена относительно хорошо, и применяется для регуляции секреторных механизмов, в виде готовых лекарственных средств. Многие гормоны удалось с этой целью синтезировать, однако, это все еще непаханое поле для научной деятельности, творческих экспериментов, и будущих монографий исследователей.

Несомненно, что дальнейшее исследование биохимических взаимодействий, и деятельности эндокринных желез, принесет значительную пользу для излечения многих наследственных заболеваний и патологий.

Классификация гормонов

На сегодняшний день науке известно более ста видов различных гормонов, и их многообразие служит серьезным препятствием для сколько-нибудь обоснованной номенклатурной классификации. Четыре распространенные гормональные типологии составлены по различным классифицирующим признакам, и ни одна не дает достаточно полного представления.

Наиболее распространена классификация по месту синтезирования, которая относит активные вещества к продуцирующей железе. Несмотря на то, что это очень удобно людям, не имеющим к биохимии гормонов, как к науке, никакого отношения, место выработки не вполне дает представление о строении и характере биологического компонента эндокринной системы.

Классификация по химическому строению еще более запутывает дело, потому что условно делит гормоны на:

• стероиды;
• белково-пептидные вещества;
• производные жирных кислот;
• производные аминокислот.

Но это условное деление, потому что одинаковые химические соединения выполняют различные биологические функции, и это затрудняет понимание механизма взаимодействий.

Функциональная классификация делит гормоны на:

• эффекторные (действующие на одиночную мишень);
• тропные, отвечающие за выработку эффекторных;
• рилизинг-гормоны, которые продуцируют синтез тропных и других гипофизарных гормонов.

Основной классификацией, которой можно руководствоваться в понимании биохимии гормонов, является их подразделение по биологическим функциям:

• липидный, углеводный и аминокислотный обмен;
• кальциево-фосфатный обмен;
• метаболический обмен в гормонопродуцирующих клетках;
• контроль и обеспечение деятельности репродуцирующей функции.

Химический состав биологических веществ, условно соотнесенных в терминологическую группу под общим название гормоны, отличается своеобразием строения, которое обусловлено выполняемыми функциями.

Структурное строение и биосинтез

Строение гормонов – тема довольно общая, потому что многие из них образуются специализированными клетками, и синтезируются в различных железах эндокринной системы. Структура отдельного гормона обусловлена как химическими веществами в нее входящими, так и качественным производным реакций, в которые вступает каждый отдельно взятый реагент.

Большинство эндокринных желез вырабатывает по нескольку химически и биологически активных веществ, каждое из которых имеет индивидуальное строение, и соответствующие этому обустройству функциональные обязанности. Дефекты в структуре гормона могут быть причиной системных, или наследственных заболеваний, и нарушать осуществление метаболизма, деятельность их рецепторов, деструктурировать механизм передачи сигнала в эффект-мишени.

По химическому строению гормоны делятся на 3 основные большие группы:

• белково-пептидные;
• стероидные;
• смешанные, не относящиеся к первым двум.

Структура белковых гормонов состоит из аминокислот, которые связаны пептидными связями, а полипептидными называются те, что состоят из менее чем 75 аминокислот. Те из них, что содержат углеводные остатки, носят собственное название – гликопротеины.

Несмотря на сходную структуру, белковые гормоны продуцируются различными железами и ничего общего по месту воздействия, или его механизму, и даже по размерам, и строению молекул не имеют. К белковым относятся:

• рилизинг-гормоны;
• обменные;
• тканевые;
• гипофизарные.

Структура большинства белковых гормонов на сегодняшний день расшифрована, и продуцируется в виде синтетических, используемых для лечебных мероприятий средств.

Стероиды образуются только в надпочечниках (коре), и половых железах, и содержат циклопентанпергидрофенантреновое ядро. Все стероиды являются производными холестерина, и самыми известными их представителями являются кортикостероиды.

Многие стероиды также синтезированы в научных лабораториях. Третья группа, в некоторых источниках именуемая амины, практически не поддается каким-либо обобщающим характеристикам, потому что содержит и пептидные группы, и химических посредников, вроде окиси азота, и длинноцепочечные жирные кислоты, и производные аминов. Химический состав смешанной группы, безусловно, нельзя свести только к аминам, потому что в нее условно внесены многие химические производные.

Механизм действия и его особенности

Выполняемые гормонами функции, настолько многообразны, что их сложно даже сложно представить непосвященному воображению:

• пролиферативные процессы, которые они регулируют в совмещенных и чувствительных к ним тканях;
• развитие вторичных половых признаков;
• действие сократительных мускулов;
• интенсивность метаболического обмена, его ход;
• адаптация, посредством химических реакций сразу в нескольких системах, к меняющимся условиям внешней среды;
• психоэмоциональное возбуждение и действие определенных органов.

Все это осуществляется посредством определенных механизмов взаимодействия. Их механизмы взаимодействия, несмотря на разное химическое строение биологически и химически активных веществ, имеют некоторые сходные особенности.

Гормоны, биохимия которых направлена на осуществление нескольких десятков видов реакций, взаимодействуют с мишенями в клеточном ядре, или после присоединения к клеточной мембране. Эффект взаимодействия обеспечивается только в том случае, если гормон соединился с рецептором, и привел в действие его механизм. В некоторых исследованиях рецептор сравнивается с замком, ключом которого и является гормон.

Только тесное взаимодействие, поворот ключа, открывает закрытый, до поры до времени, замок. Немаловажным в этом примере является и соответствие гормона рецептору.

Механизм взаимодействия гормонов и других структур

Активность синтеза, дерепрессии, трансляции и транскрипции, обусловливает интенсивность обмена веществ. Действие гормонов на процессы, в которые вовлекаются ферменты, подтверждается, или блокируется цитостатиками, имеющимися в клетке.

Информационная РНК выполняет роль второго посредника, в обеспечении ферментативной активности. Будучи производными эндокринных желез, которые выделяются в кровь, они достигают очень низкой концентрации в циркулирующей жидкости, и только наличие специфических рецепторов позволяет мишени улавливать направленный к ней активатор.

Современные исследования позволили установить наличие специализированных активных веществ, которые отвечают за синтез и репродукцию гормонов, необходимых организму, а участие гормонов и нейрогормонов, действующих через нервные ткани для передачи нервных импульсов, происходит через разные механизмы.

Гормоны взаимодействуют с моторной концевой пластинкой, в то время, как нейрогормоны проходят транспортными путями ЦНС, или через портальную систему гипофиза.

Гормональный механизм взаимодействия обусловлен не только химическим строением активного вещества, но и способом его транспортировки, транспортными путями и местом, где гормон синтезируется.

Механизм действия является четкой системой осуществления контакта и влияния на клеточную мембрану, или ядро, обусловленной биохимическими реакциями и информацией, заложенной на генетическом уровне.

Несмотря на существенную разницу в строении гормонов, механизме передачи, и собственно, рецептора, некоторые общие моменты в этом процессе несомненно наличествуют. Фосфорилирование белков является несомненным участником передачи сигнала. Активация, и ее прекращение происходит с помощью специальных механизмов регуляции, в которых имеется несомненный момент отрицательной обратной связи.

Гормоны – гуморальные регуляторы функций организма, причем основных его специфических функций, и их задачей является поддержание его физиологического равновесия, с помощью специальных химических и биохимических реакций.

Биохимические механизмы передачи сигнала и воздействия на клетку-мишень

Белок-рецептор, имеет на одном из своих доменов, участок, который по своему составу комплементарен составляющей сигнальной молекулы. Определяющим в процессе взаимодействия становится момент, когда часть сигнальной молекулы подтверждена в относительном тождестве, и сопровождается моментом, схожим с образованием фермент-субстратного сообщества.

Механизм этой реакции изучен недостаточно хорошо, равно, как и большинство рецепторов. Биохимии гормонов известно лишь, что в момент установления комплементарности между рецептором, и частью сигнальной молекулы, устанавливаются гидрофобные и электростатические взаимодействия.

В момент, когда белок-рецептор связывается с комплексом сигнальной молекулы, происходит биохимическая реакция, которая и запускает весь механизм, внутриклеточные реакции, иногда весьма специфического свойства.

Практически все эндокринные нарушения базируются на утрате способности клеточного рецептора распознавать сигнал, или осуществлять стыковку с сигнальными молекулами. Причиной таких нарушений могут быть как генетические изменения, так и выработка организмом специфических антител, или недостаточность синтеза рецепторов.

Если стыковка все же благополучно состоялась, то начинается процесс взаимодействия, который, в изученном на сегодняшний день формате, дифференцируется по двум типам:

• липофильному (рецептор находится внутри клетки-мишени);
• гидрофильному (месторасположение рецептора в наружной мембране).

Какой механизм передачи избирается в конкретном случае, зависит от способности молекулы гормона проникать через липидный слой клетки-мишени, или, если ее величина этого не позволяет, или она полярна, осуществлять связь снаружи. В клетке находятся вещества-посредники, которые обеспечивают передачу сигнала и регулируют активность ферментных групп внутри мишени.

На сегодня известно об участии в механизме урегулирования циклических нуклеотидов, инозитолтрифосфата, протеинкиназы, кальмодулина (белка, связывающего кальций), ионов кальция, и некоторых ферментов, участвующих в фосфорилировании белков.

Биологическая роль гормонов в организме

Гормоны играют огромную роль в обеспечении жизнедеятельности человеческого организма. Об этом свидетельствует тот факт, что нарушение выработки определенного гормона эндокринными железами, способно привести к появлению у человека серьезных патологий как врожденных, так и приобретенных.

Избыток, или недостаточная выработка гормона в человеческом теле нарушает нормальный, физиологический процесс его жизни, и создают конкретное ухудшение физического, или психоэмоционального состояния. Дисфункция паращитовидной железы создает проблемы с опорно-двигательным аппаратом, влияет на костную систему, нарушает работу печени и почек.

Выработка паратгормона в отличном от нормы количестве приводит к психическим расстройствам, кальцинации стенок сосудов, или даже внутренних органов. Головные боли, мышечные судороги, учащение ритма сердца – все это последствия сбоя в работе только одной из эндокринных желез. Ненормальная выработка гормонов коры надпочечников:

• лишает человека возможности подготовиться к стрессовому состоянию;
• нарушает обмен углеводов;
• приводит к патологической беременности, негативным ее протеканиям, выкидышам;
• половому бесплодию.

Гормоны поджелудочной железы:

• регулируют процесс пищеварения;
• выработку инсулина;
• активируют процесс расщепления жиров;
• повышают уровень глюкозы в крови.

Гипофиз влияет на образование меланина, лютеинизирующего гормона, влияющего на репродуктивную функцию, отвечает за нормальное развитие человеческого организма во все его периоды.

Все виды обмена, рост и развитие, репродуктивная функция, генетическая информация, формирование плода во внутриутробном развитии, процесс овуляции и зачатия, гомеостаз, адаптация к внешней среде – вот только некоторые из процессов, обеспечение механизма которых возложено на гормоны.

Внешние и общие симптомы гормонального сбоя

Биохимия гормонов – наука, выделенная в самостоятельное изучение, и это обусловлено той важной ролью, которую гормоны играют в организме. Ее невозможно переоценить, потому что от нормального гормонального фона зависит и жизненный цикл, и работоспособность, и психоэмоциональное состояние. Неполадки с воспроизводством гормонов легко диагностируются даже без проведения специальных анализов, потому что человека начинают сопровождать:

• головные боли;
• нарушения нормального, полноценного сна;
• циклические, или спонтанные перепады настроения;
• необоснованная агрессия и перманентная раздражительность;
• приступы внезапной паники и страха.

Все это прямое следствие нарушения гормональной выработки, и эти тревожные симптомы служат сигналом для обращения к врачу. Выработка, и биохимия гомонов – сложные процессы, которые зависят от многих составляющих, в том числе, и от наследственных факторов. Изучение этих процессов способно оказать значительную помощь современной медицине, поэтому биохимии гормонов и уделяется такое пристальное внимание.

Доказано, что число человеческих гормонов даже больше, чем сто с лишним, изученных на сегодняшний день, а механизмы рецепторной связи и нейрогуморальные реакции все еще требуют самого пристального изучения.

Только после расшифровки анализов специалист может приступать к лечению гормональных нарушений, и регулировать деятельность человеческого организма с помощью гормональных препаратов, разработать и синтезировать которые в огромной степени позволила биохимия гормонов, наука, созданная на грани биологии, химии и медицины, и являющаяся одним из самых перспективных биохимических направлений на сегодняшний день.

Дальнейшее ее развитие может привести к предотвращению старения, препятствованию появления генетических уродств, излечению раковых опухолей, решению многих глобальных проблем человеческого здоровья.

Источник статьи: http://gormonys.ru/secretion/biohimiya-gormonov.html