Стероидные гормоны делятся на

Что такое стероидные гормоны

Все гормоны в организме человека по химическому составу классифицируют на стероидные, пептидные, тиреоидные, катехоламины. Стероидные гормоны образуются на основе холестерина. В эту группу физиологически активных веществ относят половые гормоны, глюкокортикоиды, минералокортикоиды.

Они вырабатываются в разных железах эндокринной системы и выполняют многочисленные жизненно важные функции:

полный список гормонов в таблице

Биохимия стероидных гормонов

Не только химическая природа объединяет стероидные гормоны в общую группу. Процесс их образования показывает биохимическую связь между этими веществами. Биосинтез стероидных гормонов начинается с образования холестерина из ацетил-КоА (ацетил-коэнзим А – важное вещество для обмена веществ, предшественник синтеза холестерина).

Холестерин накапливается в цитоплазме клетки и содержится в липидных каплях, в эфирах с жирными кислотами. Процесс образования стероидных гормонов проходит поэтапно:

1. Освобождение холестерина из запасающих структур, переход его в митохондрии (органеллы клетки), образование комплексов с белками мембраны этих органелл.
2. Образование прегненолона – предшественника стероидных гормонов, который покидает митохондрии.
3. Синтез в микросомах клетки (фрагменты клеточных мембран) прогестерона. Он формирует две ветви:

• кортикостероиды, из которых образуются минералокортикостероиды и глюкокортикостероиды,
• андрогены, которые дают начало эстрогенам.

Все этапы биосинтеза находятся под контролем гормонов гипофиза: АКГТ (адренокортикотропный), ЛГ (лютеинизирующий), ФСГ (фолликулостимулирующий). Стероидные гормоны не накапливаются в железах внутренней секреции, они сразу поступают в кровоток. Скорость их поступления зависит активности биосинтеза, а его интенсивность – от времени превращения холестерина в прегненолон.

Механизм действия стероидных гормонов

Механизм действия гормонов стероидной природы используют в силовых видах спорта: тяжелая атлетика, бодибилдинг, пауэрлифтинг, кроссфит. Он связан с активизацией биологического синтеза белка, что важно для наращивания мышечной массы.

Стероиды изменяют процесс регенерации мускулов. Если у обычного человека после силовых тренировок на восстановления мышечных волокон уходит от 48 часов, то у тех, кто принимает анаболические стероиды около суток.

Особенность механизма действия стероидных гормонов следующая:

• активные вещества легко приникают через мембрану клетки и начинают взаимодействовать со специфическими клеточными рецепторами, в результате чего образуется функциональный комплекс «гормон-рецептор», который перемещается в ядро,
• в ядре комплекс распадется, и гормон взаимодействует с ДНК, за счет чего активируется процесс транскрипции (переписывание информации о структуре белка с участка молекулы ДНК на матричную РНК),
• одновременно активируется процесс синтеза рибосомальной РНК для образования дополнительных рибосом (органелл, в которых синтезируются белки), из них формируются полисомы,
• на основе матричной РНК в рибосомах запускается синтез белка, а полисомы позволяют одновременно синтезировать несколько белковых молекул.

Влияние стероидных гормонов на человека

Стероидные гормоны надпочечников выполняют в организме важные функции:

• Кортизол играет ключевую роль в обеспечении обмена веществ, регулирует артериальное давление. Популярное название этого гормона «гормон стресса». Переживание, голодание, недосыпание, волнение и другие стрессовые ситуации вызывают повышенную секрецию этого гормона, чтобы организм под влиянием активного вещества мог справиться со стрессом.
• Кортикостерон обеспечивает организм энергией. Он помогает расщеплению белков и превращению аминокислот в сложные углеводы, которые являются источником энергии. Кроме этого, он помогает вырабатывать гликоген в качестве энергетического резерва.
• Альдостерон важен для поддержания артериального давления, контролирует количество ионов калия и натрия.

Гормональную регуляцию важнейших процессов жизнедеятельности осуществляют не только вещества надпочечников, но и половые стероиды:

• Мужские половые гормоны или андрогены отвечают за формирование и проявление вторичных половых признаков, развитие мышечной системы, сексуальное поведение, детородную функцию.
• В женском организме ведущая роль принадлежит эстрогенам. Они обеспечивают формирование и функциональность женской репродуктивной системы, проявление вторичных половых признаков.

Избыток и недостаток стероидных гормонов

Интенсивность синтеза стероидных гормонов зависит от уровня обмена веществ, общего состояния организма, здоровья эндокринной системы, образа жизни и других факторов. Для нормальной жизнедеятельности организма количество активных веществ в крови должно быть в пределах нормы, их недостаток и избыток в течение длительного времени вызывает негативные последствия.

Стероидные гормоны крайне важны для женщин:

• При избытке кортикостероидов усиливается аппетит, а это неизменно приводит к увеличению массы тела, ожирению, сахарному диабету, язве желудка, васкулиту (иммунологическое воспаление кровеносных сосудов), аритмии, остеопорозу, миопатии. Кроме названных заболеваний появляется угревая сыпь, отечность, развивается мочекаменная болезнь, нарушается менструальный цикл.
• Избыточное количество эстрогенов проявляется в сбоях менструального цикла, болевых ощущениях в молочных железах, нестабильности эмоционального фона. Нехватка эстрогенов вызывает сухость кожи, угревые высыпания, морщины, целлюлит, недержание мочи, разрушение костной ткани.
• Чрезмерное количество андрогенов в женском организме вызывает подавление эстрогенов, в результате нарушается репродуктивная функция, проявляются мужские признаки (огрубение голоса, оволосение). Недостаток мужских гормонов вызывает депрессии, чрезмерную эмоциональность, снижение либидо, вызывает внезапные приливы.

У мужчин нехватка андрогенов приводит к расстройствам нервной системы, нарушаются половые функции, страдает сердечно-сосудистая система. Избыток мужских гормонов приводит к значительному увеличению мышечной массы, ухудшается состояние кожи, начинаются проблемы с сердцем, часто развивается гипертония, возникает тромбоз.

Чрезмерное количество кортизола у представителей обоих полов негативно сказывается на обменных процессах, приводит к отложению жировой ткани на животе, разрушению мышечной ткани, ослабляет иммунную защиту.

Препараты

Среди многочисленных средств фармакологии синтетические стероидные гормоны в составе лекарственных препаратов имеют особенности и назначаются только после тщательного обследования. При их назначении врач учитывает побочные эффекты и противопоказания.

Самые известные фармакологические средства:

• Кортизон,
• Гидрокортизон,
• Эстриол,
• Дексаметазон,
• Преднизолон,
• Преднизол.

Они обладают минимальными побочными эффектами, эти препараты имеют показания в ходе реабилитации после тяжелых, длительных болезней, их используют в спорте как допинг:

• активизируют регенерацию тканей,
• повышают аппетит,
• снижают количество жировой ткани,
• увеличивают мышечную массу,
• способствуют усвоению кальция и фосфора костной тканью,
• повышают работоспособность, выносливость,
• благотворно влияют на деятельность коры головного мозга,
• снижают проявление чувства страха.

Как любые лекарственные препараты, названные гормональные средства имеют противопоказания, к которым относятся:

• молодой возраст,
• заболевания почек, печени, сердца и сосудов,
• опухоли различного происхождения.

Прием стероидных лечебных препаратов должен осуществляться только под медицинским контролем. В ходе терапии возможны проявление побочных эффектов, о которых необходимо сообщить лечащему врачу:

• угревая сыпь,
• акне,
• повышение показателей артериального давления,
• немотивированная нестабильность эмоционального состояния,
• повышение уровня холестерина и развитие атеросклероза,
• у мужчин – эректильная дисфункция, атрофия яичек, бесплодие, увеличение грудных желез,
• отеки.

Анаболические стероиды

В спорте хорошо известно понятие анаболических стероидов. Большинство из них запрещены в нашей стране, и свободно в аптеках такие препараты не продаются. В этот список входят:

• Болденон,
• Данабол,
• Нандролон,
• Оксандролон,
• Анаполон,
• Станозолол,
• Тренболон и другие.

Это фармакологические препараты, действие которых подобно тестостерону и дигидротестостерону. Прием препаратов помогает спортсменам улучшить физическое состояние и показать высокие результаты. Анаболики наиболее востребованы в силовых видах спорта, в частности в бодибилдинге.

Анаболические стероиды имеют два вида эффектов:

К дополнительным эффектам во время приема анаболиков относятся усиления аппетита, полового влечения, повышение самооценки. Прием анаболических стероидов сопровождается многочисленными побочными эффектами, которые были названы выше.

Чтобы избежать побочных реакций, сохранить мышечную массу и достигнутые результаты рекомендуется:

• применять только по назначению спортивного врача (как минимум пройти консультацию у эндокринолога и уролога)
• не превышать допустимые дозы,
• избегать комбинаций анаболиков, если это не предусматривает специальный курс,
• не превышать длительность приема,
• не рекомендуется принимать анаболические стероиды женщинам, исключение составляют препараты с высоким анаболическим индексом (отношение анаболической активности к андрогенной),
• до 25 лет нельзя принимать анаболики (вырабатывается свой тестостерон, риск резистентности прекращения выработки своего гормона),
• после приема препаратов необходимо обязательно провести послекурсовую терапию.

Заболевания

Избыточное количество половых стероидных гормонов в крови до начала полового созревания (или раннее половое созревание) вызывает серьезные нарушения в организме и приводит к болезням. Одно из таких заболеваний называется синдром Олбрайта, а точнее Олбрайта-Мак-Кьюна, названного в честь двух выдающих врачей, которые его описали.

Чаще эта патология фиксируется у девочек. Они имеют характерные внешние признаки:

• низкий рост,
• округлое лицо,
• короткая шея,
• укороченные 4 и 5 кости плюсны и пясти,
• спазмы мышц,
• изменения в скелете,
• задержка в появлении зубов,
• недостаточное развитие эмали.

При этом наблюдается задержка умственного развития, эндокринные нарушения, изменение кожи. Диагностируют заболевание в 5-10 лет, встречается оно редко, передается по наследству. Только при своевременном диагностировании и правильном лечении прогноз благоприятный.

Лечение синдрома Олбрайта-Мак-Кьюна проблематично. Применяется исключительно гормональная терапия. С помощью прогестерона останавливают менструации, но темпы роста и развития не замедляются, эти меры негативно отражаются на работе надпочечников. В ходе лечения применяются препараты, которые блокируют секрецию эстрогенов.

Больные страдают дисфункцией щитовидной железы, гиперфункцией гипофиза (кроме быстрого роста, возможно развитие акромегалии). Используются синтетические гормоны для подавления чрезмерной выработки гормонов этих желез.

Увеличение надпочечников и их чрезмерная секреция приводит к ожирению, прекращению роста, хрупкости кожи. В этих случаях удаляют пораженный надпочечник и блокируют чрезмерную секрецию кортизола. У детей с синдромом Олбрайта часто наблюдается низкий уровень фосфора и развивается рахит. Назначаются пероральные фосфаты и витамин D.

Стероидные гормоны важны для обеспечения жизненно важных функций. Отклонение от нормы провоцируют развитию патологий.

Источник статьи: http://athletic-store.ru/gormony/chto-takoe-steroidnye-gormony

Аденилатциклазная система — это что такое?

В качестве интегрирующих элементов, связывающих разные регуляторные механизмы и процесс метаболизма в органах, выступают гормоны. Они исполняют роль химических посредников, обеспечивающих перенос сигналов, возникающих в разных органах и в ЦНС. Клетки по-разному отвечают на действие г ормонов.

Через аденилатциклазную систему элементы воздействуют на скорость биохимических процессов в клетке мишеней. Рассмотрим эту систему подробно.

Физиологический эффект

Ответная реакция клеток на действие гормонов зависит от его химического строения, а также типа клетки, на которую он воздействует.

Концентрация гормонов в крови достаточно низкая. Для запуска механизма активации фермента с участием аденилатциклазной системы они должны распознаваться, а затем связываться с рецепторами – особыми белками, отличающимися высокой специфичностью.

Физиологический эффект определяется различными факторами, к примеру, концентрацией гормона. Она определяется по скорости его инактивации при распаде, протекающем преимущественно в печени, и скоростью его выведения вместе с метаболитами. Физиологический эффект зависит от степени сродства гормона к белкам-переносчикам. Тиреоидные и стероидные элементы перемещаются по кровеносному руслу совместно с белками. Определяющими факторами являются также количество и тип рецепторов на клетках-мишенях.

Стимулирующие сигналы

Процессы синтеза и секреции гормонов стимулируются внутренними и внешними импульсами, направленными в ЦНС. По нейронам эти сигналы поступают в гипоталамус. Здесь за счет них стимулируется синтез статинов и либеринов (пептидных релизинг-гормонов). Они, в свою очередь, ингибируют (подавляют) либо стимулируют синтез и секрецию элементов в передней доле гипофиза. Эти химические компоненты называются тройными гормонами. Они стимулируют выработку и секрецию элементов в периферических эндокринных железах.

Признаки гормонов

Как и прочие сигнальные молекулы, эти элементы обладают рядом общих черт. Гормоны:

• Выделяются из клеток, их продуцирующих, во внеклеточное пространство.
• Не используются в качестве источника энергии.
• Не являются структурными элементами клеток.
• Обладают способностью устанавливать специфическую взаимосвязь с клетками, имеющими специфические рецепторы для конкретного гормона.
• Отличаются высокой биологической активностью. Даже в незначительных концентрациях гормоны способны эффективно воздействовать на клетки.

Клетки-мишени

Их взаимодействие с гормонами обеспечивается специальными белками-рецепторами. Они находятся на внешней мембране, в цитоплазме, на ядерной мембране и иных органеллах.

В любом белке-рецепторе присутствует два домена (участка). За счет них реализуются функции:

• Узнавания гормона.
• Преобразования и передачи полученного импульса в клетку.

Особенности рецепторов

В одном из доменов белка присутствует участок, комплементарный (взаимодополняющий) какого-то элемента сигнальной молекулы. Связывание рецептора с ней схоже с процессом формирования фермент-субстратного комплекса и определяется показателем константы сродства.

Большая часть рецепторов на сегодняшний день изучена недостаточно. Это связано со сложностью их выделения и очистки, а также крайне низким содержанием в клетках каждого типа рецепторов. Однако известно, что взаимодействие гормонов с рецепторами носит физико-химический характер. между ними образуются гидрофобные и электростатические связи.

Взаимодействие гормона и рецептора сопровождается конформационными изменениями последнего. В результате происходит активация комплекса сигнальной молекулы с рецептором. Находясь в активном состоянии, он способен провоцировать специфический внутриклеточный ответ на поступивший сигнал. При нарушении синтеза или способности рецепторов взаимодействовать с сигнальными молекулами появляются заболевания – нарушения эндокринного характера.

• Недостаточностью синтеза.
• Изменением структуры белков-рецепторов (генетические нарушения).
• Блокированием рецепторов антителами.

Типы взаимодействия

Они различаются в зависимости от строения молекулы гормона. Если она липофильна, то способна проникать сквозь липидный слой в наружной мембране мишеней. Примером являются стероидные гормоны. Если же размеры молекулы значительные, внутрь клетки она проникнуть не может. Соответственно, рецепторы для липофильных гормонов расположены внутри мишеней, а для гидрофильных – снаружи, на внешней мембране.

«Вторые посредники»

Получение ответа на гормональный сигнал от гидрофильных молекул обеспечивается за счет внутриклеточного механизма передачи импульса. Он функционирует за счет так называемых вторых посредников. В отличие от них, молекулы гормонов весьма разнообразны по своей форме.

В качестве «вторых посредников» выступают циклические нуклеотиды (цГМФ и цАМФ), кальмодулин (кальций-связывающий белок), ионы кальция, инозитолтрифосфат, ферменты, принимающие участие в процессе синтеза циклических нуклеотидов и фосфорилирования белков.

Действие гормонов через аденилатциклазную систему

Существует 2 основных способа передачи импульса к клеткам-мишеням от сигнальных элементов:

• Аденилатцеклазная (гуанилатциклазная) система.
• Фосфоинозитидный механизм.

В схеме действия гормонов через аденилатциклазную систему участвуют: G белок, протеинкиназы, белок-рецептор, гуанозинтрифосфат, фермент аденилатцеклаза. Кроме этих веществ, для нормального функционирования системы необходим и АТФ.

Рецептор, G белок, возле которого находятся ГТФ и аденилатциклаза, встроены в клеточную мембрану. Эти элементы находятся в диссоциированном состоянии. После формирования комплекса сигнальной молекулы и белка-рецептора конформация G белка изменяется. В результате одна из его субъединиц приобретает способность взаимодействовать с ГТФ.

Образовавшийся комплекс «G белок + ГТФ» активирует аденилатциклазу. Она, в свою очередь, начинает трансформировать молекулы АТФ в цАМФ. Она способна активировать специфические ферменты – протеинкиназы. За счет этого катализируются реакции фосфорилирования разных белковых молекул с участием АТФ. В состав белков при этом входят остатки фосфорной к-ты.

За счет механизма действия гормонов в аденилатциклазной системе изменяется активность фосфорилированного белка. В разных типах клеток воздействие оказывается на белки различной функциональной активности: ядерные или мембранные молекула, а также ферменты. В результате фосфорилирования белки могут стать функционально активными либо неактивными.

Аденилатциклазная система: биохимия

За счет взаимодействий, описанных выше, изменяется скорость биохимических процессов в мишени.

Необходимо сказать о незначительной продолжительности активации аденилатциклазной системы. Краткость обусловлена тем, что у G белка после связывания с ферментом начинает проявляться ГТФ-азная активность. Он восстанавливает конформацию после гидролиза ГТФ и перестает воздействовать на аденилатциклазу. Это приводит к прекращению реакции образования цАМФ.

Ингибирование

Кроме непосредственных участников схемы аденилатциклазной системы , в отдельных мишенях присутствуют рецепторы, связанные с G молекулами, приводящие к торможению фермента. Аденилацтеклаза ингибируется комплексом «GTP + G белок».

При остановке выработки цАМФ фосфолирование прекращается не сразу. До тех пор, пока существуют молекулы, будет продолжаться активация протеинкиназ. Для прекращения действия цАМФ клетки используют специальный фермент – фосфодиэстеразу. Он катализирует гидролиз 3′,5′-цикло-АМФ до АМФ.

Некоторые соединения, оказывающие угнетающее действие на фосфодиэстеразу (к примеру, теофиллин, кофеин), способствуют сохранению и повышению концентрации цикло-АМФ. Под влиянием этих веществ продолжительность активации аденилатциклазной мессенджерной системы . Другими словами, действие гормона усиливается.

Инозитолтрифосфат

Кроме аденилатциклазной системы трансдукции сигнала , существует еще один механизм передачи сигнала. В нем участвуют ионы кальция и инозитолтрифосфат. Последний представляет собой вещество, производное от инозитфосфатида (сложного липида).

Инозитолтрифосфат образуется под воздействием фосфолипазы «С», специального фермента, который активируется при конформационных изменениях внутриклеточного домена рецептора мембраны клетки.

За счет действия этого фермента гидролизуется фосфоэфирная связь молекулы фосфатидил-инозитол-4,5-бисфосфата. В итоге формируются инозитолтрифосфат и диацилглицерин. Их образование приводит, в свою очередь, к повышению содержания ионизированного кальция в клетке. Это способствует активации различных кальций-зависимых белковых молекул, в числе которых и протеинкиназы.

В этом случае, как и при запуске аденилатциклазной системы , в качестве одного из этапов передачи импульса внутри клетки выступает фосфорилирование белков. Оно приводит к физиологической реакции клетки на воздействие гормона.

Связывающий элемент

В функционировании фосфоинозитидного механизма участвует специальный белок – кальмодулин. Треть его состава образуют отрицательно заряженные аминокислоты (Асп, Глу). В этой связи он способен активно связывать Са+2.

В одной молекуле кальмодулина присутствует 4 связывающих участка. В результате взаимодействия с Са+2 в молекуле кальмодулина начинаются конформационные изменения. В итоге комплекс «Са+2-кальмодулин» приобретает способность регулировать активность многих ферментов: фосфодиэстеразы, аденилатциклазы, Са+2, Mg+2 — АТФазу, а также разные протеинкиназы.

Нюансы

В различных клетках под влиянием комплекса «Са+2-кальмодулин» на изоферменты одного фермента (к примеру, на аденилатциклазу различных типов) в одном случае будет наблюдаться активация, а в другом – угнетение образования цАМФ. Это обуславливается тем, что аллостерические центры в изоферментах могут включать разные радикалы аминокислот. Соответственно, их реакция на воздействие комплекса будет отличаться.

Дополнительно

Как видно, и в аденилатциклазной системе , и в процессах, описанных выше, участвуют «вторые посредники». При функционировании фосфоинозитидного механизма в качестве них выступают:

• Циклические нуклеотиды. Как и в аденилатциклазной системе ими являются ц-ГМФ и ц-АМФ.
• Ионы кальция.
• Комплекс «Са-кальмодулин».
• Диацилглицерин.
• Инозитолтрифосфат. Этот элемент также участвует в передаче сигнала в аденилатциклазной системе .

Механизмы передачи сигналов от молекул гормонов внутри мишеней с участием приведенных выше посредников обладают несколькими общими чертами:

• В качестве одной из стадий передачи информации выступает процесс фосфорилирования белков.
• Активация прекращается под влиянием специальных механизмов. Их запускают сами участники процессов (под воздействием механизмов отрицательной обратной связи).

Заключение

Гормоны выступают в качестве основных гуморальных регуляторов физиологических функций в организме. Они вырабатываются в эндокринных железах или продуцируются специфическими эндокринными клетками. Гормоны выделяются в лимфу, кровь и оказывают дистантное (эндокринное) воздействие на клетки-мишени.

В настоящее время свойства этих молекул достаточно хорошо изучены. Известны процессы их биосинтеза, а также основные механизмы влияния на организм. Однако остается еще немало неразгаданных тайн, связанных с особенностями взаимодействия гормонов и других соединений.

Источник статьи: http://fb.ru/article/359281/adenilattsiklaznaya-sistema—eto-chto-takoe