المفهوم العام للهرمونات. المواد النشطة بيولوجيا

الهرمونات- مواد عضوية تنتج في غدد متخصصة إفراز داخلييدخل الدم وله تأثير تنظيمي على عملية التمثيل الغذائي والوظائف الفسيولوجية.

السمات المحددة للعمل البيولوجي للهرمونات:

أ) تظهر الهرمونات آثارها البيولوجية بتركيزات ضئيلة (من 10 ~ 6 إلى 10 ~ 12 م)؛

ب) يتم تحقيق التأثير الهرموني من خلال مستقبلات البروتين والرسل الثاني داخل الخلايا (الرسل)؛

ج) تقوم الهرمونات في نفس الوقت بعملها عن طريق زيادة معدل تخليق الإنزيمات الجديد أو تغيير معدل التحفيز الأنزيمي؛

د) يتم تحديد تأثير الهرمونات في الجسم كله إلى حد ما من خلال التأثير المسيطر على الجهاز العصبي المركزي؛

هـ) تشكل الغدد الصماء والهرمونات التي تنتجها نظامًا واحدًا، يرتبط ارتباطًا وثيقًا من خلال آليات مباشرة وردود فعل.

يعتمد التصنيف الحديث للهرمونات على طبيعتها الكيميائية.

1. هرمونات الببتيد والبروتينتشمل من 3 إلى 250 أو أكثر من بقايا الأحماض الأمينية، هذه هي هرمونات منطقة ما تحت المهاد والغدة النخامية (تيرول بيرين، السوماتوليبرين، السوماتوستاتين، هرمون النمو، الكورتيكوتروبين، الثيروتروبين، إلخ)، وكذلك هرمونات البنكرياس (الأنسولين، الجلوكاجون). ). تدخل هرمونات الببتيد بعد تركيبها في الحبيبات الإفرازية. يتم إطلاق الهرمون في الدم عن طريق اندماج الحبيبات مع الغشاء البلازمي للخلية (إخراج الخلايا).

2. الهرمونات هي مشتقات من الأحماض الأمينيةيتم تمثيلها بشكل رئيسي بمشتقات الحمض الأميني التيروزين. وهي عبارة عن مركبات ذات وزن جزيئي منخفض، الأدرينالين والنورإبينفرين، يتم تصنيعها في نخاع الغدة الكظرية، وهرمونات. الغدة الدرقية(الثيروكسين ومشتقاته). هرمونات المجموعتين 1 و 2 شديدة الذوبان في الماء.

3. هرمونات الستيرويد- مجموعة من المركبات المرتبطة في الأصل والتركيب: وتتكون جميعها من الكولسترول. هذه هي هرمونات قشرة الغدة الكظرية (الكورتيكوستيرويدات)، والهرمونات الجنسية (الاستروجين والأندروجينات)، والشكل الهرموني لفيتامين د. وهرمونات الستيرويد هي مواد محبة للدهون تخترق أغشية الخلايا بسهولة. لذلك، فهي لا تتراكم في الخلايا، ويتم تحديد الزيادة في تركيزها في الدم من خلال زيادة معدل التوليف.

الهرمونات الستيرويدية الرئيسية هي الكورتيزول (تنظيم استقلاب الكربوهيدرات والأحماض الأمينية)، والألدوستيرون (تنظيم استقلاب الماء والملح) ، التستوستيرون والاستراديول والبروجستيرون (تنظيم الوظائف الإنجابية).

4. ايكوسانويدات- مواد شبيهة بالهرمونات لها العمل المحلي. وهي مشتقات من الأحماض الدهنية المتعددة غير المشبعة (حمض الأراكيدونيك) وتمثلها ثلاث فئات فرعية من المركبات: البروستاجلاندين والثرومبوكسان والليكوترين. تمارس هذه المركبات غير القابلة للذوبان في الماء وغير المستقرة تأثيرها على الخلايا الموجودة بالقرب من موقع تصنيعها. أنها تسبب تقلص العضلات الملساء وانقباضها الأوعية الدمويةأو على العكس من ذلك، استرخاء العضلات الملساء وتوسيع الأوعية الدموية، وقمع تراكم الصفائح الدموية أو تحفيز تجمعها في منطقة تلف الأوعية الدموية. تعمل الإيكوسانويدات على الخلايا المستهدفة من خلال مستقبلات غشائية محددة.

بواسطة الوظائف البيولوجيةتنقسم الهرمونات إلى المجموعات التالية:

1. تنظيم عملية التمثيل الغذائي للكربوهيدرات والدهون والأحماض الأمينية: الأنسولين، الجلوكاجون، الأدرينالين، الجلوكورتيكوستيرويدات (الكورتيزول).

2. تنظيم استقلاب الماء والملح: الكورتيكوستيرويدات المعدنية (الألدوستيرون)، الهرمون المضاد لإدرار البول (فاسوبريسين).

3. تنظيم استقلاب الكالسيوم والفوسفات: هرمون الغدة الدرقية، الكالسيتونين، الكالسيتريول (مشتق فيتامين د 4).

4. تنظيم عملية التمثيل الغذائي المرتبطة بالوظيفة الإنجابية (الهرمونات الجنسية): استراديول، البروجسترون، التستوستيرون.

5. الوظائف التنظيمية الغدد الصماء(الهرمونات الاستوائية): الكورتيوتروبين، الثيروتروبين، موجهة الغدد التناسلية.

عقيدة الهرموناتمقسمة إلى علم مستقل - الغدد الصماء. يدرس علم الغدد الصماء الحديث التركيب الكيميائي للهرمونات المتكونة في الغدد الصماء، والعلاقة بين بنية ووظيفة الهرمونات، وآليات العمل، وعلم وظائف الأعضاء وعلم أمراض نظام الغدد الصماء. تم إنشاء معاهد البحوث المتخصصة والمختبرات والمجلات العلمية وعقد المؤتمرات والندوات والمؤتمرات الدولية المخصصة لمشاكل الغدد الصماء. أصبح علم الغدد الصماء اليوم واحدًا من أسرع فروع العلوم البيولوجية تطورًا. لها أهدافها وغاياتها وأساليب منهجية محددة وطرق البحث.

الهرمونات هي مواد نشطة بيولوجيا تحدد إلى حد ما حالة الوظائف الفسيولوجية للكائن الحي بأكمله، والبنية الكلية والمجهرية للأعضاء والأنسجة، ومعدل العمليات الكيميائية الحيوية. وبالتالي، فإن الهرمونات هي مواد ذات طبيعة عضوية، يتم إنتاجها في خلايا متخصصة في الغدد الصماء، وتدخل الدم وتمارس تأثيرًا تنظيميًا على عملية التمثيل الغذائي والوظائف الفسيولوجية.

واحد من ميزات مذهلةالكائنات الحية هي قدرتها على الحفاظ على ثبات التوازن بمساعدة آليات التنظيم الذاتي، في تنفيذها (التنسيق) الذي ينتمي أحد الأماكن الرئيسية إلى الهرمونات. في الحيوانات العليا، يتم تحديد المسار المنسق لجميع العمليات البيولوجية، ليس فقط في الكائن الحي بأكمله، ولكن أيضًا في الفضاء الميكروي للخلية الفردية وحتى في التكوين التحت خلوي المنفصل (الميتوكوندريا، والميكروسومات) من خلال الآليات العصبية الهرمونية التي تطورت في هذه العملية. التطور. بمساعدة هذه الآليات، يتصور الجسم تأثيرات مختلفة من البيئة الخارجية والداخلية، وينظم بدقة شدة عمليات التمثيل الغذائي. وفي تنظيم هذه العمليات، وفي تنفيذ تسلسل العديد من التفاعلات، تحتل الهرمونات مكاناً وسطاً بين الجهاز العصبي وعمل الإنزيمات، وكما هو معروف فإن تنظيم عملية التمثيل الغذائي يتحقق عن طريق تغيير معدل الأنزيمات. تفاعلات. ويعتمد معدل التفاعلات الكيميائية بدوره على النشاط التحفيزي للإنزيمات. تسبب الهرمونات إما تفاعلًا سريعًا (عاجلًا)، مما يزيد من نشاط الإنزيمات المتكونة مسبقًا في الأنسجة، أو على الأرجح، على سبيل المثال، بالنسبة لهرمونات الستيرويد، وهو تفاعل بطيء يرتبط بتخليق الإنزيمات الجديدة. هناك الآن دليل على ذلك هرمونات الستيرويدالتأثير على الجهاز الوراثي للخلية، مما يسبب تخليق الحمض النووي الريبوزي المرسال المقابل، والذي، عند دخوله الريبوسوم، يعمل كمصفوفة لتخليق جزيء الإنزيم (انظر التخليق الحيوي للبروتين). من المفترض أن الهرمونات الأخرى (ذات الطبيعة البروتينية)، بشكل غير مباشر من خلال فسفرة البروتينات غير الهيستونية، يمكن أن تؤثر على الجينات، وبالتالي التحكم في معدل تخليق الإنزيمات المقابلة. وبالتالي فإن أي اضطرابات في تركيب أو انهيار الهرمونات ناجمة عن مجموعة متنوعة من العوامل المسببة، بما في ذلك أمراض الغدد الصماء (حالات نقص أو فرط الوظيفة)، تؤدي إلى تغيرات في التوليف الطبيعي للإنزيمات، وبالتالي، إلى اضطرابات التمثيل الغذائي.

يعود أصل علم الغدد الصماء والهرمونات إلى عام 1849، عندما وصف أديسون لأول مرة ما يسمى بالمرض البرونزي المرتبط بتلف الغدد الكظرية ويصاحبه تصبغ محدد للجلد. وقد طرح كلود برنارد مفهوم الغدد الصماء، أي الأعضاء التي تفرز إفرازاتها إلى الدم مباشرة، إذ لا تحتوي على قنوات إخراجية. وفي وقت لاحق، أظهر براون سيكوارد أن قصور الغدد الصماء يؤدي إلى تطور الأمراض وأن المستخلصات من هذه الغدد تعطي تأثيرًا علاجيًا جيدًا عندما تكون وظيفتها غير كافية. حاليًا، هناك أدلة لا جدال فيها على أن جميع أمراض الغدد الصماء تقريبًا (التسمم الدرقي، ومرض السكري، وما إلى ذلك) تتطور نتيجة لتعطيل الآليات الجزيئية لتنظيم عمليات التمثيل الغذائي الناجمة عن التوليف غير الكافي أو المفرط للمركب المقابل. الهرمونات في جسم الإنسان.

مصطلح "هرمون" (من الكلمة اليونانية hormao - أنا أثير، أشجع) تم تقديمه في عام 1905 من قبل بايليس وستارلينغ أثناء دراسة هرمون سيكريتين، الذي يتم إنتاجه في الاثنا عشريوتحفيز إنتاج عصير البنكرياس وإفراز الصفراء. حتى الآن، تم اكتشاف أكثر من 60 مادة مختلفة تتمتع بالنشاط الهرموني، ويتم تصنيعها في الغدد الصماء وتنظيم عمليات التمثيل الغذائي. يمكن التعبير عن السمات المحددة للعمل البيولوجي للهرمونات في ثلاث نقاط:

• للهرمونات تأثير بيولوجي بتراكيز ضئيلة من (10-9 إلى 10-12 جم)؛
• يتم تحديد عمل الهرمونات في الجسم كله إلى حد ما من خلال التأثير المسيطر على الجهاز المركزي الجهاز العصبي;
• تشكل الغدد الصماء والهرمونات التي تنتجها نظامًا واحدًا، يرتبط ارتباطًا وثيقًا من خلال آليات مباشرة وردود فعل.

لقد ثبت أنه تحت تأثير المحفزات الخارجية والداخلية المختلفة، تنشأ النبضات في تكوينات متخصصة تسمى المستقبلات، وهي حساسة جدًا للحد الأدنى من التحفيز. تدخل النبضات بعد ذلك إلى الجهاز العصبي المركزي، ومن هناك إلى منطقة ما تحت المهاد، حيث يتم تصنيع أولى المواد الهرمونية النشطة بيولوجيًا، والتي لها تأثير "بعيد" وتسمى عوامل الإطلاق. خصوصية عوامل الإطلاق هي أنها لا تدخل مجرى الدم العام، ولكن من خلاله نظام البوابةتصل الأوعية الدموية إلى خلايا معينة من الغدة النخامية، مما يؤدي إلى تأثير محفز (أو مثبط) على التخليق الحيوي وإطلاق الهرمونات النخامية الاستوائية، والتي يتم نقلها عبر مجرى الدم إلى الغدة الصماء المقابلة، مما يحفز إنتاج الهرمون الضروري. يعمل هذا الهرمون بعد ذلك على الأعضاء والأنسجة، مما يسبب استجابات كيميائية وفسيولوجية مقابلة في الكائن الحي بأكمله. الأقل دراسة المرحلة الأخيرةهذا القوس الغريب، ولا سيما تأثير الهرمونات على كيمياء الأنسجة. على الأرجح، يتم تنفيذ هذا الإجراء من خلال ما يسمى بالمستقبلات الهرمونية، والتي تُفهم على أنها الهياكل الكيميائية للأنسجة المستهدفة المقابلة، والتي تحتوي على مواقع محددة للغاية للمركبات الهرمونية المرتبطة؛ نتيجة هذا الارتباط هي بدء المستقبلات لتفاعلات كيميائية حيوية محددة تضمن تنفيذ التأثير النهائي للهرمون المقابل.

كما تم إثباته الآن، توجد مستقبلات الهرمونات ذات الطبيعة البروتينية والببتيدية السطح الخارجيالخلايا (على غشاء البلازما)، في حين يتم توطين مستقبلات هرمون الستيرويد في السيتوبلازم والنواة. ميزة مشتركةلجميع المستقبلات، بغض النظر عن الموقع، هو وجود المراسلات المكانية والهيكلية الصارمة للمستقبل مع هرمون معين. بالإضافة إلى الاتصال المباشر، هناك أيضًا ردود فعل في نظام الغدد الصماء. بخاصة، زيادة المبلغيسبب هرمون الغدة الدرقية (هرمون الغدة الدرقية) بشكل انعكاسي تثبيط تخليق عامل الإطلاق المقابل في منطقة ما تحت المهاد، مما يؤدي إلى وقف تكوين الثيروتروبين في الغدة النخامية، وبالتالي استعادة المستوى الفسيولوجيتركيز هرمون الثيروكسين في الجسم.

تسمية وتصنيف الهرمونات

على الرغم من أن الطبيعة الكيميائية لجميع الهرمونات المعروفة تقريبًا قد تم توضيحها بالتفصيل (بما في ذلك البنية الأولية لهرمونات البروتين والببتيد)، إلا أنها لم يتم تطويرها بعد المبادئ العامةتسمياتهم. نظرًا لأن الأسماء الكيميائية للعديد من الهرمونات بناءً على تركيبها الكيميائي الدقيق قد تكون مرهقة للغاية، فإن الأسماء الشائعة (وتسمى العامل) للهرمونات هي الأكثر شيوعًا. تشير التسميات المقبولة إلى مصدر منشأ الهرمون (على سبيل المثال، الأنسولين من الجزيرة اللاتينية - الجزيرة) أو تعكس وظيفته (على سبيل المثال، البرولاكتين، فاسوبريسين). بالنسبة لبعض هرمونات الغدة النخامية (على وجه الخصوص، الهرمونات المحفزة للجريب)، وكذلك لجميع عوامل ما تحت المهاد (الهرمونات)، تم إنشاء أسماء عمل مفقودة أو جديدة (انظر أدناه).

وتوجد حالة مماثلة فيما يتعلق بتصنيف الهرمونات. أولاً يتم تصنيف الهرمونات حسب مصدرها الطبيعي، وعلى أساسه يتم التمييز بين هرمونات منطقة ما تحت المهاد والغدة النخامية والغدة الدرقية والغدد الكظرية والبنكرياس والغدد التناسلية والغدة الصعترية وغيرها. التصنيف التشريحيليست مثالية بما فيه الكفاية، حيث يتم تصنيع بعض الهرمونات إما في غدد صماء مختلفة يتم إفرازها منها في الدم (على سبيل المثال، يتم تصنيع هرمونات الفص الخلفي للغدة النخامية، الفاسوبريسين والأوكسيتوسين، في منطقة ما تحت المهاد، حيث يتم نقلها إلى الفص الخلفي للغدة النخامية)، أو يتم تصنيعها في غدد أخرى (على سبيل المثال، التوليف الجزئي للهرمونات الجنسية في الغدد الكظرية، تخليق البروستاجلاندين ليس فقط في غدة البروستاتا، ولكن أيضًا في الأعضاء الأخرى)، الخ. ومع أخذ هذه الظروف بعين الاعتبار، جرت محاولات لإنشاء تصنيف للهرمونات على أساس طبيعتها الكيميائية. من الواضح أن التصنيف الأكثر قبولًا هو التصنيف المقدم في الدراسة التي حرره ن.أ.يولايف. ووفقا لهذا التصنيف، يمكن تقسيم جميع الهرمونات المعروفة إلى خمس مجموعات.

لقد تساءل العلماء منذ فترة طويلة عن سبب اختلاف جميع الناس عن بعضهم البعض في لون البشرة والشعر والعينين وشكل الوجه وبنية الجسم والشخصية والبراعة والسلوك وحتى الأحلام. ما هو تأثير الهرمونات على الجسم؟ يتم منح الفردية لنا عن طريق الهرمونات التي تنظم العقلية و خصائص فيزيائيةفي الكائن الحي. سر الحمل ومواصلة تطور الجنين، كيف سينمو الرجل الصغير: نحيف أو ممتلئ الجسم، طويل القامة أو قصير، ذكي أو موهوب ببساطة، مدى سرعة التكيف مع العالم من حوله، ما هي التفضيلات التي سيتم تشكيلها، ما هي المشاعر التي ستسود - كل شيء يقرر التغيرات الهرمونية، والتي تترك خلفية وراثية.

ما هو دور الهرمونات في جسم الإنسان؟

بفضل العمل المنسق الدقيق للهرمونات، ترتبط جميع الأعضاء والأنسجة والخلايا في نظام واحد قوي ينظم عمل الكائن الحي بأكمله بشكل واضح ويسمى هذا النظام بنظام الغدد الصماء. الهرمونات (من الكلمة اليونانية hormamo التي تعني تحريك، الحث) نشطة المواد الكيميائية، يفرز في الدم والليمفاوية (الفضاء خارج الخلية)، الذي ينقل الهرمونات إلى المكان الصحيح– يمكن أن تكون خلية واحدة أو عدة خلايا، عضوًا أو نسيجًا. يعتمد عمل الهرمونات على الوظائف:

• التنظيم الخلطي للعمليات في الجسم - من الغدة النخامية (في الدماغ) بمساعدة الهرمونات، يتم التحكم في حياة الإنسان؛
• ضمان التواصل المستمر بين الأعضاء والخلايا والعمليات والأنسجة في الجسم، والتفاعل المتناغم للبيئة الداخلية؛
• السيطرة على عمليات التكاثر والنمو والنضج.

تفرز الغدة النخامية (الغدة الصماء الرئيسية) في الدماغ عددًا من الهرمونات المسؤولة عن التحكم في الغدد الكظرية والغدة الدرقية والغدد الجنسية. وتفرز الغدة الدرقية بدورها هرمونات تؤثر على النمو والتمثيل الغذائي. تفرز الغدد الكظرية هرمونات تتحكم في عملية التمثيل الغذائي: الكربوهيدرات والدهون، وتهدف إلى العمل من نظام القلب والأوعية الدموية. وأشهر الهرمونات التي تفرزها الغدد الكظرية هي الكورتيزول والأدرينالين. يفرز البنكرياس الأنسولين، وإذا انخفضت مستويات الأنسولين، يبدأ مرض السكري بالتطور. الغدد التناسلية مسؤولة عن إنتاج الهرمونات لتنظيم عملية النضج والنمو والوظيفة الإنجابية.

كيف تختلف الهرمونات عن المواد البيولوجية الأخرى؟

الخصائص المميزة للهرمونات:

1. الطبيعة البعيدة - التأثير على الأعضاء التي تقع على مسافة كبيرة من الغدة؛
2. مواصفات خاصة– يمكن لبعض الهرمونات أن تؤثر على عضو واحد أو العديد من الخلايا والأعضاء المشاركة في العملية؛
3. نشاط بيولوجي مرتفع، يتم تدميره بسرعة؛
4. تعمل الهرمونات على الخلايا الحية في الجسم.

نطاق عمل الهرمونات في الجسم

يختلف عمل الهرمونات في اتجاهين: الهرمونات القابلة للذوبان في الماء، والتي لا تخترق الخلايا، ولكنها تعمل على مستوى غشاء الخلية، والنوع الثاني - عابر (قابل للذوبان في الدهون)، والذي يخترق غشاء الخلية ويبدأ للعمل في السيتوبلازم. دعونا نلقي نظرة على مثال الأدرينالين. يمكن لهذا الهرمون تنشيط عمله إذا اتصل بالمستقبل المطلوب في الخلية وتشكل العمليات الثانويةفي الخلية، والتي بدأت بالفعل عملية التمثيل الغذائي الخلوي. للهرمونات المخترقة، مثل الأنسولين، نمط عمل أسرع. يمر عبر الغشاء ويتم تنشيطه عندما يجتمع جزيء الخلية مع الهرمون، مما يؤدي إلى التأثير الهرموني.

الأصناف: عمل الهرمونات وخصائصها

هرمونات الغدة النخامية: البرولاكتين هو المسؤول عن عمل الغدد الثديية أثناء الحمل، الثيروتروبين - ينتج هرمون الغدة الدرقية في الغدة الدرقية، الكورتيكوتروبين (الهرمون الموجه لقشر الكظر) - يعمل في الغدد الكظرية ويفرز الكورتيزول، الأوكسيتوسين هو المسؤول عن سير المخاض، فازوبريسين (الهرمون المضاد لإدرار البول) يهدف إلى الحفاظ على السوائل في الجسم، ويهدف هرمون النمو - السوماتوتروبين إلى ضمان التغذية السليمة التطور الجسديجسم.

هرمونات الغدة الدرقية: يهدف هرمون الغدة الدرقية إلى تسريع عملية التمثيل الغذائي، ويتحكم ثلاثي يودوثيرونين في تراكم الكالسيوم في الجسم وتوزيعه.

هرمونات البنكرياس: الجلوكاجون يزيد نسبة الجلوكوز في الدم، والأنسولين هو المسؤول عن تنظيم مستويات السكر في الدم.

هرمونات الغدة الكظرية: محفزات الكورتيزول وظيفة وقائيةالجسم تحت الضغط، حيث يتم إطلاق الأدرينالين عندما يشعر الإنسان بالخوف أو الخطر، ويتحكم الألدوستيرون في مستوى الملح في الجسم.

الهرمونات الجنسية: ينظم هرمون الاستروجين الدورة الشهريةومرور الحمل، والبروجستيرون هو المسؤول عن نجاح حمل الجنين، ويسمى الأندروجينات الهرمونات الذكرية، ويسمى أيضًا هرمون التستوستيرون.

الهرمونات –بيولوجيا المواد الفعالةمن الهياكل المختلفة التي يتم إنتاجها في الأعضاء المتخصصة - الغدد الصماء - التي يتم إمدادها بالدم إلى مختلف الأعضاء ولها تأثير تنظيمي على عملية التمثيل الغذائي والوظائف الفسيولوجية فيها.

في الخلايا التي تعمل عليها الهرمونات – الخلايا المستهدفة – توجد بروتينات خاصة على أغشية الخلايا تسمى المستقبلات. الهرمونات مرتبطة بهم.

تتنوع آليات عمل الهرمونات داخل الخلايا. ومع ذلك، فمن الممكن التمييز بين ثلاث آليات رئيسية متأصلة في معظم الهرمونات.

1. تؤثر الهرمونات على معدل تخليق الإنزيم، حيث تعمل على تسريعه أو إبطائه. ونتيجة لهذا التعرض، يزداد أو ينقص تركيز بعض الإنزيمات في الأعضاء المستهدفة، وهو ما يصاحبه تغير مماثل في معدل التفاعلات الأنزيمية.

2. تؤثر الهرمونات على نشاط الإنزيمات في هذه الأعضاء. في بعض الأعضاء تعمل كمنشطات، وفي حالات أخرى تعمل كمثبطات للتفاعلات الأنزيمية.

3. تؤثر الهرمونات على نفاذية أغشية الخلايا لبعض المركبات الكيميائية. ونتيجة لهذا التعرض، تدخل الخلايا ركائز أكثر أو أقل للتفاعلات الأنزيمية، مما يؤثر بالضرورة على سرعة العمليات الكيميائية.

كل هذه الآليات تؤثر على معدل الأيض، والذي بدوره يؤثر على الوظائف الفسيولوجية.

بناءً على تركيبها الكيميائي، يمكن تقسيم الهرمونات إلى عدة مجموعات.

1. هرمونات البروتين:هرمونات تحت المهاد، هرمونات الغدة النخامية، هرمون الكالسيتونين الدرقي، هرمون الغدة الدرقية‎هرمونات البنكرياس.

2. الهرمونات المشتقة من الحمض الأميني التيروزين: هرمونات الغدة الدرقية المحتوية على اليود، وهرمونات نخاع الغدة الكظرية.

3. الهرمونات الستيرويدية:هرمونات قشرة الغدة الكظرية، وهرمونات الغدد الجنسية.

يتم التحكم في تخليق الهرمونات وإطلاقها في الدم عن طريق الجهاز العصبي والهرمونات الأخرى. علاوة على ذلك، يعمل الجهاز العصبي من خلال النظام الخلطي، وذلك بشكل رئيسي من خلال هرمونات الجهاز النخامي تحت المهاد.

9. الكيمياء الحيوية للدم.

في الممارسة الرياضية، تُستخدم اختبارات الدم لتقييم تأثير التدريب والأحمال التنافسية على جسم الرياضي، لتقييم الحالة الوظيفية للرياضي وصحته. لذلك يجب أن يكون لدى المتخصص في مجال التربية البدنية فهم للتركيب الكيميائي للدم.

يبلغ حجم دم الإنسان حوالي 5 لترات، أي ما يعادل 1/13 تقريبًا من حجم أو وزن الجسم.

الدم، كما نعلم، يتكون من بلازما(حجم 55٪ ) والعناصر المشكلة ( 45%).

وظائف الدم. (من دورة علم وظائف الأعضاء)

يمكن تقسيم وظائف الدم إلى مجموعتين:

وظائف حصرا من بلازما الدم،

الوظائف التي تؤديها بلازما الدم والعناصر المشكلة بشكل مشترك.

على المرءتقوم بلازما الدم بالوظائف التالية:

نقل المواد العضوية القابلة للذوبان من الأمعاء الدقيقة إلى هيئات مختلفةوالأنسجة التي يتم فيها تخزين هذه المواد أو المشاركة في عملية التمثيل الغذائي.

نقل المواد المراد إخراجها من الأنسجة التي تتشكل فيها إلى أعضاء الإخراج.

نقل المنتجات الثانوية الأيضية من أماكن تكوينها إلى أجزاء أخرى من الجسم.

نقل الهرمونات من الغدد الصماء إلى الأعضاء المستهدفة.

ينقل الحرارة من الأعضاء الموجودة في الأعماق، ويمنع ارتفاع درجة حرارة هذه الأعضاء ويحافظ على توزيع موحد للحرارة في الجسم.

معاًمع عناصر على شكلتقوم بلازما الدم بالوظائف التالية:

توصيل الأكسجين من الرئتين إلى جميع أنسجة الجسم (خلايا الدم الحمراء) ونقل ثاني أكسيد الكربون في الاتجاه المعاكس.

الحماية ضد الأمراض التي تشارك فيها ثلاث آليات: تخثر الدم، البلعمة، تخليق الأجسام المضادة.

التركيب الكيميائي لبلازما الدم في حالة الراحة ثابت نسبيًا. وهنا مكوناته الرئيسية:

بروتينات 6 – 8%

مواد عضوية أخرى حوالي 2%

معادن حوالي 1%

بروتينات بلازما الدموتنقسم إلى مجموعتين رئيسيتين الألبومين والجلوبيولين.

الزلال –البروتينات ذات الوزن الجزيئي المنخفض. يؤدون وظيفتين رئيسيتين.

1. ينقل.بسبب قابليتها الجيدة للذوبان، فإنها تنقل المواد غير القابلة للذوبان في الماء عبر مجرى الدم.

2. يحتفظ بالماء في مجرى الدم.يوجد ماء في مجرى الدم أكثر من الأنسجة الأخرى، لذلك يميل إلى تركه. الزلال يمنع هذا.

الجلوبيولين –هذه هي البروتينات ذات الوزن الجزيئي العالي. ويشاركون أيضًا في وظائف النقل والاحتفاظ. ومع ذلك، بالإضافة إلى ذلك، تشارك العديد من الجلوبيولينات في الدم خلق الحصانة وتخثر الدم.

يتم تصنيع بروتينات البلازما في الكبد.

(يحتوي الشكل أدناه على جدول يلخص الخصائص الرئيسية لبروتينات بلازما الدم ووظائفها وكيفية إجراء التحليل الكهربائي للبروتين.)

المفهوم العام للهرمونات
يتم فصل دراسة الهرمونات إلى علم مستقل - علم الغدد الصماء. يدرس علم الغدد الصماء الحديث التركيب الكيميائي للهرمونات المنتجة في الغدد الصماء، والعلاقة بين بنية ووظيفة الهرمونات، وآليات العمل الجزيئية، فضلا عن علم وظائف الأعضاء وعلم الأمراض في نظام الغدد الصماء. تم إنشاء المعاهد والمختبرات البحثية المتخصصة، ونشر المجلات العلمية؛ يتم عقد المؤتمرات والندوات والمؤتمرات الدولية المخصصة لمشاكل الغدد الصماء. في الوقت الحاضر، أصبح علم الغدد الصماء واحدًا من أسرع فروع العلوم البيولوجية تطورًا. لها أهدافها وغاياتها وأساليب منهجية محددة وطرق البحث. في بلدنا، المؤسسة العلمية الرائدة التي توحد الأبحاث حول هذه المشاكل هي مركز أبحاث الغدد الصماء التابع للأكاديمية الروسية للعلوم الطبية.
الهرمونات هي مواد نشطة بيولوجيا تحدد إلى حد ما حالة الوظائف الفسيولوجية للكائن الحي بأكمله، والبنية الكلية والمجهرية للأعضاء والأنسجة، ومعدل العمليات الكيميائية الحيوية. وبالتالي، فإن الهرمونات هي مواد ذات طبيعة عضوية، يتم إنتاجها في خلايا متخصصة في الغدد الصماء، وتدخل الدم وتمارس تأثيرًا تنظيميًا على عملية التمثيل الغذائي والوظائف الفسيولوجية. من الضروري إجراء التعديلات المناسبة على هذا التعريف فيما يتعلق باكتشاف هرمونات الثدييات النموذجية في الكائنات وحيدة الخلية (على سبيل المثال، الأنسولين في الكائنات الحية الدقيقة) أو إمكانية تخليق الهرمون بواسطة الخلايا الجسدية في زراعة الأنسجة (على سبيل المثال، الخلايا الليمفاوية تحت تأثير عوامل النمو).
إحدى السمات المذهلة للكائنات الحية هي قدرتها على الحفاظ على بيئة داخلية ثابتة - التوازن - باستخدام آليات التنظيم الذاتي، حيث تنتمي الهرمونات إلى أحد الأماكن الرئيسية. في الحيوانات العليا، يتم تحديد المسار المنسق لجميع العمليات البيولوجية، ليس فقط في الكائن الحي بأكمله، ولكن أيضًا في الفضاء الميكروي للخلية الفردية وحتى في التكوين التحت خلوي المنفصل (الميتوكوندريا، والميكروسومات) من خلال الآليات العصبية الهرمونية التي تطورت في هذه العملية. التطور. بمساعدة هذه الآليات، يتصور الجسم إشارات مختلفة حول التغيرات في البيئات البيئية والداخلية وينظم بدقة شدة عمليات التمثيل الغذائي. في تنظيم هذه العمليات، في تنفيذ تسلسل العديد من التفاعلات، تحتل الهرمونات حلقة وسيطة بين الجهاز العصبي وعمل الإنزيمات التي تنظم معدل الأيض بشكل مباشر. حاليًا، تم الحصول على أدلة على أن الهرمونات تسبب إما استجابة سريعة (عاجلة)، مما يزيد من نشاط الإنزيمات المتشكلة مسبقًا الموجودة في الأنسجة (وهذا هو سمة الهرمونات ذات الطبيعة الببتيدية والبروتينية)، أو ما هو أكثر شيوعًا، على سبيل المثال، بالنسبة للهرمونات الستيرويدية، وهو رد فعل بطيء يرتبط بتخليق الإنزيمات مثل POOO. كما سيظهر أدناه، تؤثر هرمونات الستيرويد على الجهاز الوراثي للخلية، مما يتسبب في تخليق الرنا المرسال المقابل، والذي، عند دخول الريبوسوم، يعمل كقالب لتخليق جزيء البروتين والإنزيم. من المفترض أن الهرمونات الأخرى (ذات الطبيعة البروتينية) يمكن أن تؤثر بشكل غير مباشر على الجينات من خلال فسفرة البروتينات غير الهيستونية، وبالتالي التحكم في معدل تخليق الإنزيمات المقابلة. وبالتالي، فإن أي اضطرابات في تركيب أو انهيار الهرمونات الناجمة عن مجموعة متنوعة من العوامل المسببة، بما في ذلك أمراض الغدد الصماء (حالة نقص أو فرط الوظيفة) أو التغيرات في بنية ووظائف المستقبلات والوسطاء داخل الخلايا، تؤدي إلى تغييرات في التوليف الطبيعي للإنزيمات، وبالتالي، لاضطرابات التمثيل الغذائي.
يعود أصل علم الغدد الصماء والهرمونات إلى عام 1855، عندما وصف ت. أديسون لأول مرة مرض البرونز المرتبط بتلف الغدد الكظرية والمصحوب بتصبغ محدد للجلد. قدم كلود برنارد مفهوم الغدد الصماء، أي. الأعضاء التي تفرز الإفرازات مباشرة إلى الدم. في وقت لاحق، أظهر C. Brown-Séquard أن قصور وظيفة الغدد الصماء يسبب تطور الأمراض، والمقتطفات التي يتم الحصول عليها من هذه الغدد لها تأثير علاجي جيد. حاليًا، هناك أدلة لا جدال فيها على أن جميع أمراض الغدد الصماء تقريبًا (التسمم الدرقي، ومرض السكري، وما إلى ذلك) تتطور نتيجة لتعطيل الآليات الجزيئية لتنظيم عمليات التمثيل الغذائي الناجمة عن التوليف غير الكافي أو المفرط للمركب المقابل. الهرمونات في جسم الإنسان.
تم تقديم مصطلح "هرمون" (من الكلمة اليونانية bogshao-urge) في عام 1905 من قبل دبليو. بايليس وإي. ستارلينج أثناء دراسة هرمون سيكريتين، الذي اكتشفوه في عام 1902، والذي يتم إنتاجه في الاثني عشر ويحفز إنتاج عصير البنكرياس والجهاز الهضمي. إفراز الصفراء. حتى الآن، تم اكتشاف أكثر من مائة مادة مختلفة تتمتع بالنشاط الهرموني، ويتم تصنيعها في الغدد الصماء وتنظيم عمليات التمثيل الغذائي. تم تحديد السمات المحددة للعمل البيولوجي للهرمونات: أ) تظهر الهرمونات تأثيرها البيولوجي بتركيزات ضئيلة (من 10-6 إلى 1012 م)؛ ب) يتم تحقيق التأثير الهرموني من خلال مستقبلات البروتين والرسل الثاني داخل الخلايا (الرسل)؛ ج) كونها ليست إنزيمات ولا أنزيمات مساعدة، فإن الهرمونات في نفس الوقت تقوم بعملها عن طريق زيادة معدل تخليق الإنزيمات أو تغيير معدل التحفيز الأنزيمي؛ د) يتم تحديد تأثير الهرمونات في الجسم كله إلى حد ما من خلال التأثير المسيطر على الجهاز العصبي المركزي؛ هـ) تشكل الغدد الصماء والهرمونات التي تنتجها نظامًا واحدًا، يرتبط ارتباطًا وثيقًا من خلال آليات مباشرة وردود فعل.
تحت تأثير المحفزات الخارجية والداخلية المختلفة، تنشأ النبضات في مستقبلات متخصصة وحساسة للغاية. تدخل النبضات بعد ذلك إلى الجهاز العصبي المركزي، ومن هناك إلى منطقة ما تحت المهاد، حيث يتم تصنيع أولى المواد الهرمونية النشطة بيولوجيًا، والتي لها تأثير "بعيد" - ما يسمى بعوامل الإطلاق. من سمات عوامل الإطلاق أنها لا تدخل مجرى الدم العام، ولكن من خلال نظام الأوعية الدموية البابية تصل إلى خلايا معينة من الغدة النخامية، بينما تحفز (أو تمنع) التخليق الحيوي وإطلاق الهرمونات الاستوائية للغدة النخامية، والتي تصل إلى الغدة الصماء المقابلة مع تدفق الدم وتعزيز إنتاج الهرمون الضروري. يعمل هذا الهرمون بعد ذلك على الأعضاء والأنسجة المتخصصة (الأعضاء المستهدفة)، مما يسبب استجابات كيميائية وفسيولوجية مقابلة في الكائن الحي بأكمله.
وحتى وقت قريب، ظلت المرحلة الأخيرة من هذا القوس الغريب، وهي تأثير الهرمونات على عملية التمثيل الغذائي داخل الخلايا، هي الأقل دراسة. حاليًا، تم الحصول على أدلة على أن هذا الإجراء يتم تنفيذه من خلال ما يسمى بالمستقبلات الهرمونية، والتي تُفهم على أنها التركيبات الكيميائية للأنسجة المستهدفة المقابلة التي تحتوي على مواقع محددة للغاية (أجزاء الكربوهيدرات من البروتينات السكرية والغانغليوزيدات) للهرمونات المرتبطة. نتيجة هذا الارتباط هي بدء المستقبلات لتفاعلات كيميائية حيوية محددة تضمن تنفيذ التأثير النهائي للهرمون المقابل. توجد مستقبلات الهرمونات ذات الطبيعة البروتينية والببتيدية على السطح الخارجي للخلية (على غشاء البلازما)، وتقع مستقبلات الهرمونات ذات الطبيعة الستيرويدية في النواة. السمة المشتركة لجميع المستقبلات، بغض النظر عن الموقع، هو وجود المراسلات المكانية والهيكلية الصارمة بين المستقبل والهرمون المقابل.
يتم وصف الآليات الجزيئية لنقل الإشارات الهرمونية ودور الرسل الثاني (الوسطاء) في تنفيذ التأثير الهرموني بالتفصيل في نهاية هذا الفصل.
تسمية وتصنيف الهرمونات
تم توضيح الطبيعة الكيميائية لجميع الهرمونات المعروفة تقريبًا بالتفصيل (بما في ذلك البنية الأولية لهرمونات البروتين والببتيد)، ولكن لم يتم تطوير المبادئ العامة لتسمياتها بعد. تعكس الأسماء الكيميائية للعديد من الهرمونات تركيبها الكيميائي بدقة وهي مرهقة للغاية. ولذلك، يتم استخدام أسماء تافهة للهرمونات في كثير من الأحيان. تشير التسميات المقبولة إلى مصدر الهرمون (على سبيل المثال، الأنسولين من جزيرة Lat. tsi1a-islet) أو تعكس وظيفته (على سبيل المثال، البرولاكتين، فاسوبريسين). تم تطوير أسماء عمل جديدة لبعض هرمونات الغدة النخامية (على سبيل المثال، الهرمون الملوتن والهرمون المنبه للجريب)، وكذلك لجميع هرمونات ما تحت المهاد.
وتوجد حالة مماثلة فيما يتعلق بتصنيف الهرمونات. يتم تصنيف الهرمونات اعتمادا على مكان تركيبها الطبيعي، والذي يتم من خلاله التمييز بين هرمونات منطقة ما تحت المهاد والغدة النخامية والغدة الدرقية والغدد الكظرية والبنكرياس والغدد التناسلية والغدة الصعترية وغيرها، إلا أن هذا التصنيف التشريحي ليس مثاليا بما فيه الكفاية، لأن بعض الهرمونات لا يتم تصنيعها في تلك الغدد الصماء التي تفرز منها في الدم (على سبيل المثال، يتم تصنيع هرمونات الفص الخلفي للغدة النخامية والفازوبريسين والأوكسيتوسين في منطقة ما تحت المهاد، حيث يتم نقلها إلى الفص الخلفي للغدة النخامية)، أو يتم تصنيعها في غدد أخرى (على سبيل المثال، يتم التوليف الجزئي للهرمونات الجنسية في قشرة الغدة الكظرية، ويتم تخليق البروستاجلاندين ليس فقط في غدة البروستاتا، ولكن أيضًا في الأعضاء الأخرى) ، إلخ. مع الأخذ في الاعتبار هذه الظروف، تم إجراء محاولات لإنشاء التصنيف الحديثالهرمونات حسب طبيعتها الكيميائية. وفقا لهذا التصنيف، يتم تمييز ثلاث مجموعات من الهرمونات الحقيقية: 1) هرمونات الببتيد والبروتين، 2) الهرمونات المشتقة من الأحماض الأمينية و 3) الهرمونات ذات الطبيعة الستيرويدية. المجموعة الرابعة تتكون من الإيكوسانويدات، وهي مواد شبيهة بالهرمونات لها تأثير موضعي.
تشمل هرمونات الببتيد والبروتين من 3 إلى 250 أو أكثر من بقايا الأحماض الأمينية. هذه هي هرمونات منطقة ما تحت المهاد والغدة النخامية (هرمون إفراز الثيروتروبين، السوماتوليبيرين، السوماتوستاتين، هرمون النمو، الكورتيكوتروبين، الثيروتروبين، وما إلى ذلك - انظر أدناه)، وكذلك هرمونات البنكرياس (الأنسولين، الجلوكاجون). يتم تمثيل الهرمونات المشتقة من الأحماض الأمينية بشكل رئيسي بمشتقات الحمض الأميني التيروزين. هذه هي مركبات ذات وزن جزيئي منخفض الأدرينالين والنورإبينفرين، يتم تصنيعها في نخاع الغدة الكظرية، وهرمونات الغدة الدرقية (ثيروكسين ومشتقاته). هرمونات المجموعتين 1 و 2 شديدة الذوبان في الماء.
يتم تمثيل الهرمونات ذات الطبيعة الستيرويدية بواسطة هرمونات قشرة الغدة الكظرية القابلة للذوبان في الدهون (الكورتيكوستيرويدات)، والهرمونات الجنسية (الاستروجين والأندروجينات)، وكذلك الشكل الهرموني لفيتامين د.
يتم تمثيل الإيكوسانويدات، وهي مشتقات من الأحماض الدهنية المتعددة غير المشبعة (حمض الأراكيدونيك)، بثلاث فئات فرعية من المركبات: البروستاجلاندين، والثرومبوكسان، واللوكوترين. تمارس هذه المركبات غير القابلة للذوبان في الماء وغير المستقرة تأثيرها على الخلايا الموجودة بالقرب من موقع تصنيعها.
التالي سوف ننظر التركيب الكيميائي، وظائف ومسارات التخليق الحيوي وتقسيم الفئات الرئيسية للهرمونات، وتنقسم إلى مجموعات منفصلةوذلك حسب التصنيف الذي يعتمد على الطبيعة الكيميائية للهرمونات.
هرمونات ما تحت المهاد
يعمل ما تحت المهاد كموقع للتفاعل المباشر الإدارات العلياالجهاز العصبي المركزي ونظام الغدد الصماء. طبيعة الروابط الموجودة بين الجهاز العصبي المركزي و نظام الغدد الصماء، بدأت تصبح أكثر وضوحا في العقود الأخيرة، عندما تم عزل العوامل الخلطية الأولى من منطقة ما تحت المهاد، والتي تبين أنها مواد هرمونية ذات نشاط بيولوجي مرتفع للغاية. لقد تطلب الأمر الكثير من العمل والمهارة التجريبية لإثبات أن هذه المواد تتشكل فيها الخلايا العصبيةتحت المهاد، حيث تصل إلى الغدة النخامية من خلال نظام الشعيرات الدموية البابية وتنظم إفراز هرمونات الغدة النخامية، أو بالأحرى إطلاقها (ربما التخليق الحيوي). كانت هذه المواد تسمى في البداية الهرمونات العصبية، ومن ثم العوامل المحررة (من اللغة الإنجليزية.
إطلاق سراح هيز) أو ليبرينز. المواد ذات التأثيرات المعاكسة، أي. أصبح تثبيط إطلاق (وربما التخليق الحيوي) لهرمونات الغدة النخامية يسمى العوامل المثبطة، أو الستاتينات. وبالتالي فإن هرمونات منطقة ما تحت المهاد تلعب دورا رئيسيا في النظام الفسيولوجي التنظيم الهرمونيالوظائف البيولوجية المتعددة الأطراف للأعضاء والأنسجة الفردية والكائن الحي بأكمله.
| الجهاز العصبي المركزي
تحت المهاد
هرمونات ما تحت المهاد (عوامل التحرير)

تم حتى الآن اكتشاف 7 منشطات (ليبرينات) و3 مثبطات (ستاتينات) لإفراز هرمونات الغدة النخامية في منطقة ما تحت المهاد وهي: الكورتيكوليبرين، ثيروليبيرين، لوليبيرين، فوليليبيرين، سوماتوليبيرين، برولاكتوليبرين، ميلانوليبيرين، سوماتوستاتين، برولاكتوستاتين وميلانوستاتين (الجدول 8.1) . في شكل نقيتم عزل 5 هرمونات، وتم تحديد البنية الأولية لها، وتأكيدها عن طريق التخليق الكيميائي.
يتم تفسير الصعوبات الكبيرة في الحصول على هرمونات ما تحت المهاد في شكلها النقي من خلال محتواها المنخفض للغاية في الأنسجة الأصلية. وبالتالي، لعزل 1 ملغ فقط من الثيروليبرين، كان من الضروري معالجة 7 أطنان من منطقة ما تحت المهاد تم الحصول عليها من 5 ملايين رأس من الأغنام.
تجدر الإشارة إلى أنه ليس كل هرمونات ما تحت المهاد تبدو محددة بشكل صارم لواحدة معينة هرمون الغدة النخامية. على وجه الخصوص، تبين أن الهرمون المطلق للثيروتروبين يفرز أيضًا البرولاكتين، بالإضافة إلى الثيروتروبين، وبالنسبة للوليبيرين، بالإضافة إلى الهرمون الملوتن، فهو أيضًا الهرمون المنبه للجريب.
الجداول:! 8.1. هرمونات تحت المهاد التي تتحكم في إطلاق هرمونات الغدة النخامية 1 الاسم القديم مقبول الاختصارات الموصى بها الاسم عامل تحرير الكورتيكوتروبين CRF عامل تحرير الكورتيكوليبرين عامل تحرير الثيروتروبين TRF الهرمون المطلق لموجهة الغدد التناسلية عامل تحرير موجهة الغدد التناسلية GRF عامل تحفيز الجريبات FGF الهرمون المطلق لموجهة الغدد التناسلية FSH عامل تحرير السوماتوتروبين SRF عامل تحرير السوماتوتروبين SRF عامل تحرير السوماتوستاتين عامل تحرير البرولاكتين PRF عامل تثبيط البرولاكتوليبرين عامل تثبيط البرولاكتين PIF برولاكتوستاتين عامل تحرير الميلانوتروبين MRF عامل تحرير الميلانوتروبين MIF ميلانوستاتين
ليس لدى هرمونات ما تحت المهاد أسماء ثابتة. وينصح بإضافة نهاية "ليبرين" إلى الجزء الأول من اسم هرمون الغدة النخامية؛ على سبيل المثال، "الهرمون المطلق للثيروتروبين" يعني هرمون تحت المهاد الذي يحفز إطلاق (وربما تخليق) الثيروتروبين، وهو الهرمون المقابل للغدة النخامية. تتشكل أسماء العوامل تحت المهاد التي تمنع إطلاق (وربما تخليق) هرمونات الغدة النخامية بطريقة مماثلة - تتم إضافة النهاية "الستاتين". على سبيل المثال، "السوماتوستاتين" يعني الببتيد تحت المهاد الذي يمنع إطلاق (أو تخليق) هرمون النمو في الغدة النخامية، السوماتوتروبين.
لقد ثبت أنه وفقًا لتركيبها الكيميائي، فإن جميع هرمونات ما تحت المهاد هي ببتيدات منخفضة الجزيئية، ما يسمى بـ oligopeptides ذات بنية غير عادية، على الرغم من أن التركيب الدقيق للأحماض الأمينية والبنية الأولية لم يتم توضيحهما للجميع. نقدم البيانات التي تم الحصول عليها حتى الآن عن الطبيعة الكيميائية لستة من الهرمونات العشرة المعروفة في منطقة ما تحت المهاد.
ثيروليبيرين (بيرو-جلو-جيس-برو-KN2):
H2p-CH -CO-MH-CH-CO^M. يا
/\أنا/\/
N4 أنا H2C CH-C-MH2
/sn2\/
S n2s-bn2
حول ن.ن
يتم تمثيل الثايروليبيرين بواسطة ثلاثي الببتيد الذي يتكون من حمض البيروجلوتاميك (الدوري)، الهستيدين والبروليناميد، المرتبطين بروابط الببتيد. على عكس الببتيدات الكلاسيكية، فهو لا يحتوي على مجموعات KH2 وCOOH الحرة في الأحماض الأمينية الطرفية K وC.
GnRH هو ديكاببتيد يتكون من 10 أحماض أمينية في التسلسل:
بيرو-غلو-G هو-Trp-Ser-Tir-Gpi-Lei-Arg-Pro-Gpi-UN2
الحمض الأميني C الطرفي هو الجليسيناميد.
السوماتوستاتين هو رباعي الكاببتيد الحلقي (يتكون من 14 بقايا حمض أميني):
N-Ala-Gly-Cis-Lys-Asn-Phen-Phen-Trp-Lys-Tre-Phen-Tre-Ser-Cis-OH
يختلف هذا الهرمون عن الهرمونين السابقين، بالإضافة إلى البنية الدورية، في أنه لا يحتوي في النهاية على حمض البيروجلوتاميك: يتم تشكيل رابطة ثاني كبريتيد بين بقايا السيستين في الموضعين الثالث والرابع عشر. تجدر الإشارة إلى أن التناظرية الخطية الاصطناعية للسوماتوستاتين تتمتع أيضًا بنشاط بيولوجي مماثل، مما يدل على عدم أهمية جسر ثاني كبريتيد الهرمون الطبيعي. بالإضافة إلى منطقة ما تحت المهاد، يتم إنتاج السوماتوستاتين بواسطة الخلايا العصبية في الجهاز العصبي المركزي والمحيطي، ويتم تصنيعه أيضًا في الخلايا الثمانية لجزر البنكرياس (جزر لانجرهانس) في البنكرياس والخلايا المعوية. لها مجموعة واسعة من التأثيرات البيولوجية. على وجه الخصوص، فقد أظهر تأثيرًا مثبطًا على تخليق هرمون النمو في الغدة النخامية، بالإضافة إلى تأثيره المثبط المباشر على التخليق الحيوي للأنسولين والجلوكاجون في خلايا β و α في جزر لانجرهانز.
تم مؤخراً عزل السوماتوليبيرين من مصادر طبيعية. ويمثله 44 من بقايا الأحماض الأمينية بتسلسل مكشوف بالكامل. بالإضافة إلى ذلك، يتمتع ديكاببتيد المُصنَّع كيميائيًا بالنشاط البيولوجي للسوماتوليبيرين:
N-Val-G هو-Lei-Ser-Ala-Glu-Gln-Liz-Glu-Ala-ON.
يحفز هذا الديكاببتيد تخليق وإفراز هرمون النمو النخامي السوماتوتروبين.
ميلانوليبيرين، التركيب الكيميائيوالذي يشبه بنية الحلقة المفتوحة لهرمون الأوكسيتوسين (بدون السلسلة الجانبية ثلاثية الببتيد)، وله البنية التالية:
N-Cis-Tir-Ile-Gln-Asn-Cis-ON.
يتم تمثيل الميلانوستاتين (عامل تثبيط الميلانوتروبين) إما بواسطة ثلاثي الببتيد: Pyro-Glu-Leu-Gly-MH2، أو خماسي الببتيد بالتسلسل التالي:
Pyro-Glu-G هو-Fen-Drg-Gly-MH2.
تجدر الإشارة إلى أن الميلانوليبرين له تأثير محفز، وعلى العكس من ذلك، فإن الميلانوستاتين له تأثير مثبط على تخليق وإفراز الميلانوتروبين في الغدة النخامية الأمامية.
بالإضافة إلى الهرمونات تحت المهاد المدرجة، تمت دراسة الطبيعة الكيميائية لهرمون آخر، الكورتيكوليبرين، بشكل مكثف. تم عزل مستحضراته النشطة من أنسجة منطقة ما تحت المهاد ومن الفص الخلفي للغدة النخامية. هناك رأي مفاده أن هذا الأخير يمكن أن يكون بمثابة مستودع هرموني للفازوبريسين والأوكسيتوسين. في الآونة الأخيرة، تم عزل الكورتيكوليبرين، الذي يتكون من 41 حمضًا أمينيًا بتسلسل واضح، من منطقة ما تحت المهاد في الأغنام.
من المرجح أن يكون مكان تخليق هرمونات ما تحت المهاد هو النهايات العصبية - الجسيمات العصبية في منطقة ما تحت المهاد، حيث يتم ملاحظة أعلى تركيز للهرمونات والأمينات الحيوية. ويعتبر هذا الأخير جنبا إلى جنب مع الهرمونات الغدد الطرفيةإفراز داخلي، يعمل على هذا المبدأ تعليقكمنظمين رئيسيين لإفراز وتخليق هرمونات ما تحت المهاد. تتضمن آلية التخليق الحيوي للثيروليبيرين، والتي تحدث على الأرجح من خلال مسار غير ريبوسوم، مشاركة إنزيم يحتوي على SG أو مجموعة من الإنزيمات التي تحفز دورة حمض الجلوتاميك إلى حمض البيروجلوتاميك، وتكوين رابطة الببتيد، و وسط البرولين في وجود الجلوتامين. يُفترض أيضًا وجود آلية مماثلة للتخليق الحيوي بمشاركة التركيبات المقابلة فيما يتعلق بالجونادوليبيرين والسوماتوليبيرين.
لم تتم دراسة مسارات تعطيل هرمونات ما تحت المهاد بشكل كافٍ. عمر النصف للهرمون المطلق للثيروتروبين في دم الفئران هو 4 دقائق. يحدث التعطيل عند كسر الرابطة الببتيدية (تحت تأثير الببتيدات الخارجية والداخلية من مصل دم الجرذان والبشر) وعند إزالة مجموعة الأميد في جزيء البروليناميد. في منطقة ما تحت المهاد لدى البشر وعدد من الحيوانات، تم اكتشاف إنزيم محدد، بيروجلوتاميل ببتيداز، الذي يحفز انقسام جزيء حمض البيروجلوتاميك من الثيروليبرين أو الجونادوليبيرين.
تؤثر هرمونات ما تحت المهاد بشكل مباشر على إفراز (بتعبير أدق، إطلاق) الهرمونات "الجاهزة" والتخليق الحيوي لهذه الهرمونات في برازها. لقد ثبت أن cAMP متورط في نقل الإشارات الهرمونية. تم إثبات وجود مستقبلات غدية نخامية محددة في أغشية البلازما للخلايا النخامية، والتي ترتبط بها هرمونات ما تحت المهاد، وبعد ذلك يتم إطلاق أيونات Ca2+ وcAMP من خلال نظام مجمعات الأدينيلات الحلقية والأغشية Ca2 - ATP وMg2+ - ATP؛ يعمل الأخير على إطلاق وتخليق هرمون الغدة النخامية المقابل عن طريق تنشيط بروتين كيناز (انظر أدناه).
لعبت دورا هاما في توضيح آلية عمل عوامل الافراج، بما في ذلك تفاعلها مع المستقبلات المقابلة نظائرها الهيكليةثيروليبيرين وجونادوليبيرين. بعض هذه النظائر لها نشاط هرموني أعلى وعمل طويل الأمد من الهرمونات الطبيعيةتحت المهاد. ومع ذلك، لا يزال هناك الكثير من العمل الذي يتعين القيام به لتوضيح التركيب الكيميائي لعوامل الإطلاق المكتشفة بالفعل وفك رموز الآليات الجزيئية لعملها.
هرمونات الغدة النخامية
تقوم الغدة النخامية بتصنيع عدد من الهرمونات النشطة بيولوجيا ذات الطبيعة البروتينية والببتيدية، والتي لها تأثير محفز على العمليات الفسيولوجية والكيميائية الحيوية المختلفة في الأنسجة المستهدفة (الجدول 8.2). اعتمادا على مكان التوليف، يتم تمييز هرمونات الفصوص الأمامية والخلفية والمتوسطة للغدة النخامية. ينتج الفص الأمامي بشكل رئيسي هرمونات البروتين والبولي ببتيد، والتي تسمى الهرمونات الاستوائية، أو التروبين، وذلك بسبب تأثيرها المحفز على عدد من الغدد الصماء الأخرى. وعلى وجه الخصوص، يسمى الهرمون الذي يحفز إفراز هرمونات الغدة الدرقية "ثيروتروبين".
الجدول 8.2. هرمونات الغدة النخامية والأساسية المتلازمات السريرية، تتطور عند ضعف إفرازها الهرمون الوزن الجزيئي المتلازمات السريرية الرئيسية مع زيادة الهرمون ونقص الهرمونات هرمونات الغدة النخامية الأمامية هرمون النمو 21500 ضخامة النهايات (النمو الزائد) التقزم
(قصر القامة) الكورتيكوتروبين (ACTH) 4500 متلازمة إتسينكو كوشينغ قصور الغدة الكظرية الثانوي الثيروتروبين 28000 فرط نشاط الغدة الدرقية قصور الغدة الدرقية الثانوي البرولاكتين 23500 انقطاع الطمث والعقم وثر اللبن نقص الرضاعة الهرمون المنبه للجريب (الفوليتروبين) 34000 سابق لأوانه بلوغقصور وظيفي ثانوي في الغدد التناسلية. العقم الهرمون الملوتن (اللوتروبين) 28500 نفس الليبوتروبين 11800 الإرهاق السمنة هرمونات الفص الخلفي للغدة النخامية فاسوبريسين 1070 - مرض السكري الكاذب أوكسيتوسين 1070 - -
في السنوات الاخيرةوتم عزل أكثر من 50 ببتيدًا من أنسجة دماغ الحيوانات، تسمى الببتيدات العصبية، وتحديد التفاعلات السلوكية. وقد ثبت أن هذه المواد تؤثر على أشكال معينة من السلوك، وعمليات التعلم والذاكرة، وتنظم النوم، وتخفف الألم، مثل المورفين. وهكذا، تبين أن P-endorphin المعزول (31 بقايا من الأحماض الأمينية بتسلسل واضح) أكثر نشاطًا بحوالي 30 مرة من المورفين كمخدر. وهناك عدد من الببتيدات الأخرى لها تأثير منوم، وقد تم تسمية الببتيد المكون من 16 عضوًا والذي يسبب الخوف من الظلام لدى الفئران بالسكوتوفوبين. لقد تم عزل البولي ببتيد أميليتين، والذي، على العكس من ذلك، يمنع الفئران من الخوف من الصوت الحاد للجرس الكهربائي. يتم العمل في هذا الاتجاه بشكل مكثف في العديد من المختبرات. ومن المحتمل جدًا أن يتم قريبًا عزل الببتيدات العصبية المقابلة، بما في ذلك ببتيدات الذاكرة، وتصنيعها بشكل مصطنع لكل شكل من أشكال السلوك.
فيما يلي بيانات عن بنية ووظائف أهم هرمونات الغدة النخامية والغدد الصماء الأخرى، وهي ذات طبيعة بروتينية وببتيدية.
فازوبريسين والأوكسيتوسين
يتم تصنيع هرمونات فازوبريسين والأوكسيتوسين عن طريق مسار الريبوسوم، ويتم تصنيع ثلاثة بروتينات في وقت واحد في منطقة ما تحت المهاد: الفيزياء العصبية الأول والثاني والثالث، وتتمثل وظيفتها في الارتباط غير التساهمي
تكوين الأوكسيتوسين والفازوبريسين ونقل هذه الهرمونات إلى حبيبات الإفراز العصبي في منطقة ما تحت المهاد. بعد ذلك، في شكل مجمعات هرمونية عصبية، تهاجر على طول المحور العصبي وتصل إلى الفص الخلفي للغدة النخامية، حيث يتم تخزينها كاحتياطيات؛ بعد تفكك المجمع هرمون حريفرز في الدم. تم أيضًا عزل الفيزيزينات العصبية في شكل نقي، وتم توضيح البنية الأولية لاثنين منها (92 من 97 حمضًا أمينيًا).
الأرصدة على التوالي)؛ هذه هي البروتينات الغنية بالسيستين التي تحتوي على
سبعة روابط ثاني كبريتيد.
تم فك رموز التركيب الكيميائي لكلا الهرمونين من خلال الأعمال الكلاسيكية لـ V. du Vigneault وزملائه، الذين عزلوا هذه الهرمونات لأول مرة من الفص الخلفي للغدة النخامية وقاموا بتركيبها الكيميائي. كلا الهرمونين غير ببتيدات مع البنية التالية:
" ? „
N-Cx-Tir-Ile -Gln-Asn-Cis-Pro-L*«-Gly-CO-MNg الأوكسيتوسين
? ®
N-Cis-Tyr-F*n-Gln-Asn-Cis-Pro-Arg-Gly-SO-YNaVasopressin
يختلف الفاسوبريسين عن الأوكسيتوسين في اثنين من الأحماض الأمينية: فهو يحتوي على فينيل ألانين بدلاً من الأيسولوسين في الموضع 3 من الطرف الطرفي والأرجينين بدلاً من الليوسين في الموضع 8. التسلسل المشار إليه من 9 أحماض أمينية هو سمة من سمات فازوبريسين في البشر والقرود والخيول الكبيرة ماشيةوالأغنام والكلاب. يحتوي جزيء فازوبريسين من الغدة النخامية للخنزير على اللايسين بدلاً من الأرجينين في الموضع 8، ومن هنا جاء اسم "ليسين-فاسوبريسين". في جميع الفقاريات، باستثناء الثدييات، تم التعرف على الفاسوتوسين أيضًا. يتكون هذا الهرمون من حلقة بها جسر أوكسيتوسين 8-8 وسلسلة جانبية من فازوبريسين، تم تصنيعه كيميائيًا بواسطة V. du Vigneault قبل فترة طويلة من عزل الهرمون الطبيعي. لقد تم اقتراح أن جميع الهرمونات النخامية العصبية تطوريًا نشأت من سلائف مشتركة واحدة، وهي أرجينين-فاسوتوسين، والتي تشكلت منها الهرمونات المعدلة من خلال طفرات فردية في ثلاثة توائم جينية.
يرتبط التأثير البيولوجي الرئيسي للأوكسيتوسين في الثدييات بتحفيز تقلص العضلات الملساء للرحم أثناء الولادة والألياف العضلية حول الحويصلات الهوائية في الغدد الثديية، مما يسبب إفراز الحليب. يحفز فازوبريسين تقلص ألياف العضلات الملساء في الأوعية الدموية، مما يؤدي إلى تأثير قوي لضغط الأوعية الدموية، ولكن دوره الرئيسي في الجسم هو تنظيم استقلاب الماء، ومن هنا اسمه الثاني، الهرمون المضاد لإدرار البول. بتركيزات صغيرة (0.2 نانوجرام لكل 1 كجم من وزن الجسم)، يكون للفازوبريسين تأثير قوي مضاد لإدرار البول - فهو يحفز التدفق العكسي للمياه عبر الأغشية. الأنابيب الكلوية. عادة هو يسيطر الضغط الاسموزيبلازما الدم و توازن الماءجسم الإنسان. مع علم الأمراض، وخاصة ضمور الفص الخلفي من الغدة النخامية، يتطور مرض السكري الكاذب - وهو مرض يتميز بإطلاق سراح للغاية كميات كبيرةالسوائل مع البول. وفي الوقت نفسه يتم انتهاكه عملية عكسيةامتصاص الماء في الأنابيب الكلوية.
فيما يتعلق بآلية عمل الهرمونات النخامية العصبية، من المعروف أن التأثيرات الهرمونية، وخاصة الفازوبريسين، تتحقق من خلال نظام محلقة الأدينيلات (انظر أدناه). ومع ذلك، فإن الآلية المحددة لعمل الفاسوبريسين على نقل الماء في الكلى لا تزال غير واضحة.
الهرمونات المحفزة للخلايا الصباغية (MSH، الميلانوتروبين)
يتم تصنيع الميلانوتروبين وإفرازه في الدم عن طريق الفص الوسيط للغدة النخامية. تم عزل وفك رموز الهياكل الأساسية لنوعين من الهرمونات - الهرمونات المحفزة للخلايا الصباغية a وb (a-MSH وb-MSH). اتضح أنه في جميع الحيوانات التي تم فحصها، يتكون A-MSH من 13 بقايا من الأحماض الأمينية تقع في نفس التسلسل:
CH3-CO-YI-Ser-Tyr-Ser-Met-Glu-G is-Fen-Arg-Trp-Gly-Lys-
-برو-فال-SO-UN2
في A-MSH، يتم أستيل السيرين الطرفي N، والحمض الأميني الطرفي C هو فاليناميد.
تبين أن تكوين وبنية s-MSH أكثر تعقيدًا. في معظم الحيوانات، يتكون جزيء β-MSH من 18 بقايا حمض أميني؛ بالإضافة إلى ذلك، هناك اختلافات بين الأنواع فيما يتعلق بطبيعة الحمض الأميني في المواضع 2 و6 و16 من سلسلة البوليببتيد للهرمون. تبين أن β-MSH، المعزول من الفص الوسيط للغدة النخامية البشرية، عبارة عن ببتيد مكون من 22 عضوًا ممتدًا بواسطة 4 بقايا من الأحماض الأمينية من الطرف K:
N-Ala-Glu-Liz-Liz-Asp-Glu-Gly-Pro-Tir-Arg-Met-Glu-G is-Fen- -Arg-Trp-Gly-Ser-Pro-Pro-Liz-Asp-ON
يتمثل الدور الفسيولوجي للميلانوتروبين في تحفيز تكوين الميلانين في الثدييات وزيادة عدد الخلايا الصبغية (الخلايا الصباغية) في الجسم. جلدالبرمائيات. ومن الممكن أيضًا أن يؤثر MSH على لون الفراء ووظيفة الإفراز. الغدد الدهنيةفي الحيوانات.
هرمون قشر الكظر (ACTH، الكورتيكوتروبين)
في عام 1926، وجد أن الغدة النخامية لها تأثير محفز على الغدد الكظرية، مما يزيد من إفراز الهرمونات القشرية. تشير البيانات المتراكمة حتى الآن إلى أن ACTH، الذي تنتجه الخلايا القاعدية في الغدة النخامية، يتمتع بهذه الخاصية. ACTH، بالإضافة إلى التأثير الرئيسي لتحفيز تخليق وإفراز هرمونات الغدة الكظرية، لديه نشاط تعبئة الدهون وتحفيز الخلايا الصباغية.
يحتوي جزيء ACTH في جميع الأنواع الحيوانية على 39 بقايا حمض أميني. تم فك رموز الهيكل الأساسي للخنازير والأغنام ACTH في 1954-1955. هنا هو الهيكل المكرر لـ ACTH البشري:
N-Ser-Tyr-Ser-Met-Gpu-G is-Fen-Arg-Trp-Gpi-Liz-Pro-Val-Gpi- -Liz-Liz-Arg-Arg-Pro-Val-Liz-Val-Tyr- Pro-Asp-Ala-Gpi-Glu- -Asp-Gpn-Ser-Ala-Gpu-Ala-Fen-Pro-Lei-Gpu-Fen-ON
الاختلافات في بنية ACTH من الأغنام والخنازير والأبقار تتعلق فقط بطبيعة بقايا الأحماض الأمينية 31 و 33، ولكن جميعها تتمتع بنفس النشاط البيولوجي تقريبًا، مثل ACTH من الغدة النخامية البشرية. في جزيء ACTH، مثل باقي الهرمونات البروتينية، على الرغم من عدم اكتشاف مراكز نشطة مثل المراكز النشطة للإنزيمات، فمن المفترض أن هناك قسمين نشطين من السلسلة الببتيدية، أحدهما مسؤول عن الارتباط بالمستقبل المقابل، والآخر للتأثير الهرموني.
تشير البيانات المتعلقة بآلية عمل ACTH على تخليق هرمونات الستيرويد إلى الدور الهام لنظام محلقة الأدينيلات. ويعتقد أن ACTH يتفاعل مع مستقبلات محددة على السطح الخارجي لغشاء الخلية (تمثل المستقبلات بروتينات معقدة مع جزيئات أخرى، ولا سيما حمض السياليك). يتم بعد ذلك نقل الإشارة إلى إنزيم محلقة الأدينيلات الموجود في السطح الداخليغشاء الخلية، الذي يحفز انهيار ATP وتشكيل cAMP. يقوم هذا الأخير بتنشيط بروتين كيناز، والذي بدوره، بمشاركة ATP، يفسفر إنزيم الكولينستراز، الذي يحول استرات الكوليسترول إلى كوليسترول حر، والذي يدخل إلى الميتوكوندريا الكظرية، التي تحتوي على جميع الإنزيمات التي تحفز تحويل الكوليسترول إلى كورتيكوستيرويدات.
الهرمون الموجه للجسد (GH، هرمون النمو، السوماتوتروبين)
تم اكتشاف هرمون النمو في مقتطفات من الغدة النخامية الأمامية في عام 1921، ولكن تم الحصول عليه في شكل نقي كيميائيًا فقط في 1956-1957. يتم تصنيع هرمون النمو في الخلايا المحبة للحموضة في الغدة النخامية الأمامية؛ تركيزه في الغدة النخامية هو 5-15 ملغم لكل 1 غرام من الأنسجة، وهو أعلى 1000 مرة من تركيز هرمونات الغدة النخامية الأخرى. حتى الآن، تم توضيح البنية الأولية لجزيء البروتين لهرمون النمو البشري والبقري والأغنام بشكل كامل. يتكون هرمون النمو البشري من 191 حمض أميني ويحتوي على رابطتين ثاني كبريتيد؛ يتم تمثيل الأحماض الأمينية الطرفية K و C بواسطة الفينيل ألانين.
لدى STG مدى واسعالعمل البيولوجي. إنه يؤثر على جميع خلايا الجسم، ويحدد شدة التمثيل الغذائي للكربوهيدرات والبروتينات والدهون و المعادن. إنه يعزز عملية التخليق الحيوي للبروتين والحمض النووي الريبي (DNA) والحمض النووي الريبي (RNA) والجليكوجين، وفي الوقت نفسه يعزز تعبئة الدهون من التخزين وتكسير الأحماض الدهنية العالية والجلوكوز في الأنسجة. بالإضافة إلى تنشيط عمليات الاستيعاب، التي يصاحبها زيادة في حجم الجسم ونمو الهيكل العظمي، يقوم هرمون النمو بتنسيق وتنظيم معدل العمليات الأيضية. بالإضافة إلى ذلك، لدى الإنسان والرئيسيات (ولكن ليس الحيوانات الأخرى) هرمون النمو نشاط لاكتوني قابل للقياس. ويعتقد أن العديد من التأثيرات البيولوجية لهذا الهرمون تتم من خلال عامل بروتيني خاص يتكون في الكبد تحت تأثير الهرمون. يُطلق على هذا العامل اسم السلفونات أو الثيميديل لأنه يحفز دمج الكبريتات في الغضاريف، الثيميدين في الحمض النووي، واليوريدين في الحمض النووي الريبي (RNA)، والبرولين في الكولاجين. بطبيعته، تبين أن هذا العامل هو الببتيد مع مول. وزنه 8000. ونظرًا لدوره البيولوجي، فقد أطلق عليه اسم "سوماتوميدين"، أي. وسيط لعمل هرمون النمو في الجسم.
ينظم هرمون النمو عمليات نمو وتطور الكائن الحي بأكمله، وهو أمر مؤكد الملاحظات السريرية. وهكذا، مع التقزم النخامي (علم الأمراض المعروف في الأدبيات باسم قصور الغدة النخامية؛
المرتبطة بالتخلف الخلقي للغدة النخامية)، هناك تخلف نسبي للجسم بأكمله، بما في ذلك الهيكل العظمي، على الرغم من عدم ملاحظة انحرافات كبيرة في تطور النشاط العقلي. يصاب الشخص البالغ أيضًا بعدد من الاضطرابات المرتبطة بنقص أو فرط وظيفة الغدة النخامية. من الأمراض المعروفة ضخامة النهايات (من الكلمة اليونانية akgos - طرف، magaz - كبير)، وتتميز بشكل غير متناسب نمو مكثفأجزاء معينة من الجسم، مثل الذراعين والساقين والذقن، تلال الحاجبوالأنف واللسان والنمو اعضاء داخلية. يبدو أن المرض ناجم عن آفة ورم في الغدة النخامية الأمامية.
هرمون اللاكتوتروب (البرولاكتين، الهرمون الموجه للأصفر)
يعتبر البرولاكتين أحد أقدم هرمونات الغدة النخامية، حيث يمكن العثور عليه في الغدة النخامية للحيوانات الأرضية السفلية التي ليس لديها غدد ثديية، وله أيضًا تأثير لاكتوني في الثدييات. بالإضافة إلى تأثيره الرئيسي (تحفيز نمو الغدة الثديية والرضاعة)، فإن البرولاكتين له دور مهم الأهمية البيولوجية- يحفز نمو الأعضاء الداخلية، وإفراز الجسم الأصفر (ومن هنا اسمه الثاني "الهرمون الموجه للأصفر")، وله تأثيرات رينوروبيك، وتكوين الكريات الحمر، وارتفاع السكر في الدم، وما إلى ذلك. البرولاكتين الزائد، يتشكل عادة في وجود أورام من الخلايا المفرزة للبرولاكتين يؤدي إلى انقطاع الدورة الشهرية (انقطاع الطمث) وتضخم الغدد الثديية عند النساء والعجز الجنسي عند الرجال.
تم فك رموز بنية البرولاكتين من الغدة النخامية للأغنام والثور والبشر. هذا بروتين كبير، يمثله سلسلة بولي ببتيد واحدة مع ثلاث روابط ثاني كبريتيد، تتكون من 199 بقايا حمض أميني. تتعلق اختلافات الأنواع في تسلسل الأحماض الأمينية أساسًا بـ 2-3 بقايا من الأحماض الأمينية. في السابق، كان الرأي حول إفراز اللاكتوتروبين في الغدة النخامية البشرية موضع خلاف، حيث كان من المفترض أن يتم تنفيذ وظيفته بواسطة السوماتوتروبين. حاليا، تم الحصول على أدلة مقنعة لوجود البرولاكتين البشري، على الرغم من أن الغدة النخامية تحتوي عليه أقل بكثير من هرمون النمو. في دم النساء، يرتفع مستوى البرولاكتين بشكل حاد قبل الولادة: ما يصل إلى 0.2 نانوغرام / لتر مقابل 0.01 نانوغرام / لتر عادة.
الهرمون المحفز للغدة الدرقية (TSH، الثيروتروبين)
على عكس هرمونات الغدة النخامية الببتيدية، والتي يتم تمثيلها بشكل أساسي بسلسلة بولي ببتيد واحدة، فإن الثيروتروبين عبارة عن بروتين سكري معقد، بالإضافة إلى ذلك، يحتوي على وحدتين فرعيتين A- وP، والتي ليس لها نشاط بيولوجي بشكل فردي: كما يقولون. وزنه حوالي 30.000.
يتحكم الثيروتروبين في تطور ووظيفة الغدة الدرقية وينظم التخليق الحيوي وإفراز هرمونات الغدة الدرقية في الدم. تم فك رموز البنية الأولية للوحدتين الفرعيتين a وP من الثيروتروبين البقري والأغنام والبشري بالكامل: الوحدة الفرعية a، التي تحتوي على 96 بقايا من الأحماض الأمينية، لها نفس تسلسل الأحماض الأمينية في جميع الهرمونات المحفزة للدرقية (TSH) التي تمت دراستها وفي جميع الهرمونات اللوتينية في الغدة النخامية. تختلف الوحدة الفرعية P من الثيروتروبين البشري، التي تحتوي على 112 بقايا حمض أميني، عن البوليببتيد المماثل في TSH للماشية في بقايا الأحماض الأمينية وغياب الميثيونين C- الطرفي. لذلك، يشرح العديد من المؤلفين الخصائص البيولوجية والمناعية المحددة للهرمون من خلال وجود وحدة فرعية من هرمون TSH بيتا مع الوحدة الفرعية. من المفترض أن يتم تنفيذ عمل الثيروتروبين، مثل عمل الهرمونات الأخرى ذات الطبيعة البروتينية، من خلال الارتباط بمستقبلات محددة لأغشية البلازما وتفعيل نظام محلقة الأدينيلات (انظر أدناه).
الهرمونات الموجهة للغدد التناسلية (موجهة الغدد التناسلية)
تشمل موجهات الغدد التناسلية الهرمون المنبه للجريب (FSH، follitropin) والهرمون الملوتن (LH، lutropin)، أو الهرمون الذي يحفز الخلايا الخلالية. يتم تصنيع كلا الهرمونين في الفص الأمامي للغدة النخامية، وهما، مثل الثيروتروبين، عبارة عن بروتينات سكرية معقدة تحتوي على مول. وزنها 25000. وهي تنظم الستيرويد وتولد الأمشاج في الغدد التناسلية. يسبب الفوليتروبين نضوج الجريبات في المبيضين عند الإناث وتكوين الحيوانات المنوية عند الذكور. يحفز اللوتروبين عند الإناث إفراز هرمون الاستروجين والبروجستيرون، وكذلك تمزق البصيلات مع تكوين الجسم الأصفر، وعند الذكور - إفراز هرمون التستوستيرون وتطوير الأنسجة الخلالية. كما لوحظ، يتم تنظيم التخليق الحيوي لموجهات الغدد التناسلية بواسطة هرمون تحت المهاد GnRH.
تم فك التركيب الكيميائي لجزيء اللوتروبين بالكامل. يتكون اللوتروبين من وحدتين فرعيتين أ وب. بنية الوحدات الفرعية α للهرمون هي نفسها في معظم الحيوانات. وبالتالي، يحتوي في الأغنام على 96 بقايا من الأحماض الأمينية و2 من جذور الكربوهيدرات. في البشر، يتم تقصير الوحدة الفرعية α للهرمون بواسطة 7 بقايا من الأحماض الأمينية من الطرف K وتختلف في طبيعة 22 حمضًا أمينيًا. كما تم أيضًا فك رموز تسلسل الأحماض الأمينية في الوحدات الفرعية للخنزير واللوتروبين البشري. تفتقر الوحدات الفرعية a وb بشكل فردي إلى النشاط البيولوجي (بالقياس مع معظم الوحدات الفرعية الإنزيمية). فقط مجمعها، الذي من المرجح أن يتم تحديد تكوينه مسبقًا من خلال بنيتها الأولية، يؤدي إلى تكوين بنية جزيئية نشطة بيولوجيًا بسبب التفاعلات الكارهة للماء.
الهرمونات الموجهة للدهون (LTH، الليبوتروبين)
من بين هرمونات الغدة النخامية الأمامية، التي تم توضيح تركيبها ووظيفتها في العقد الماضي، تجدر الإشارة إلى الليبوتروبينات، وخاصة β- وγ-LTH. تمت دراسة البنية الأساسية للأغنام والخنازير بيتا ليبوتروبين بمعظم التفاصيل؛ وتتكون جزيئاتها من 91 بقايا حمض أميني ولها اختلافات كبيرة في الأنواع في تسلسل الأحماض الأمينية. تشتمل الخصائص البيولوجية لـ β-lipotropin على تأثير تعبئة الدهون، ونشاط القشرية، وتحفيز الخلايا الصباغية، ونقص كلس الدم، بالإضافة إلى تأثير يشبه الأنسولين، يتم التعبير عنه في زيادة معدل استخدام الجلوكوز في الأنسجة. من المفترض أن يتم تنفيذ التأثير المؤثر على الدهون من خلال نظام كيناز أدينيلات سيكلاز-cAMP-بروتين، والمرحلة الأخيرة منه هي فسفرة الليباز ثلاثي الجلسرين غير النشط. بمجرد تنشيط هذا الإنزيم، يقوم بتكسير الدهون المحايدة إلى ثنائي أسيل الجلسرين وأحماض دهنية أعلى (انظر الفصل 11).
الخصائص البيولوجية المذكورة لا ترجع إلى P-lipotropin، الذي تبين أنه خالي من النشاط الهرموني، ولكن إلى منتجات تحلله التي تتشكل أثناء التحلل البروتيني المحدود. اتضح أن الببتيدات النشطة بيولوجيًا ذات التأثيرات الأفيونية يتم تصنيعها في أنسجة المخ وفي الفص الوسيط للغدة النخامية. فيما يلي هياكل بعض منهم:
N-Tyr-Gly-Gly-Fen-Met-OH N-Tyr-Gly-Gly-Fen-Leu-ON
ميثيونين-إنكيفالين ليوسين-إنكيفالين
N-Tir-Gly-Gly-Fen-Met-Tre-Ser-Glu-Liz-Ser-Gln-Tre-Pro-Ley-Val-Tre-Ley-Fen-Liz-Asn-Ala-Ile-Val-Lys- Asn-Ala-G is- -Liz-Liz-Gly-Gln-ON
ص-إندورفين
النوع الشائع من البنية لجميع المركبات الثلاثة هو تسلسل رباعي الببتيد في النهاية. لقد ثبت أن P-endorphin (31 AMK) يتكون عن طريق التحلل البروتيني من هرمون الغدة النخامية الأكبر P-lipotropin (91 AMK)؛ هذا الأخير، جنبا إلى جنب مع ACTH، يتكون من سلائف مشتركة - طليعة الهرمون، تسمى برووبيوكورتين (وبالتالي، طليعة الهرمون)، لها وزن جزيئي قدره 29 كيلو دالتون ويبلغ عدد بقايا الأحماض الأمينية 134. يتم تنظيم عملية التخليق الحيوي وإطلاق البروبيوكورتين في الغدة النخامية الأمامية بواسطة الكورتيكوليبرين في منطقة ما تحت المهاد. في المقابل، تتشكل الهرمونات المحفزة للخلايا الصباغية A وP (a وP-MSH) من ACTH وP-lipotropin من خلال مزيد من المعالجة، وخاصة التحلل البروتيني المحدود. استخدام تقنيات استنساخ الحمض النووي، وكذلك طريقة تحديد البنية الأولية احماض نوويةسانجر، في عدد من المختبرات، تم اكتشاف تسلسل النيوكليوتيدات لسلائف البروبيوكورتين mRNA. يمكن أن تكون هذه الدراسات بمثابة الأساس للإنتاج المستهدف لأدوية علاجية هرمونية نشطة بيولوجيًا جديدة.
فيما يلي هرمونات الببتيد المتكونة من P-lipotropin عن طريق تحلل بروتيني محدد.
موقع P-lipotropin هرمون الببتيد
1-58 ذ- ليبوتروبين
41-58 آر-MSG
61-65 ميت إنكيفالين
61-76 أ-الإندورفين
61-77 ش-إندورفين
61-79 ب-الإندورفين
61-91 آر إندورفين
بالنظر إلى الدور الحصري لـ P-lipotropin كمقدمة للهرمونات المدرجة، نقدم الهيكل الأساسي لـ P-lipotropin الخنزير (91 بقايا من الأحماض الأمينية):
N-Glu-Ley-Ala-Gli-Ala-Pro-Pro-Glu-Pro-Ala-Arg-Asp-Pro-Glu- -Ala-Pro-Ala-G lu-Gli-Ala-Ala-Ala-Arg- علاء-غلو-Ley-G لو-T ir- -Gly-Ley-Val-Ala-Glu-Ala-Glu-Ala-Ala-Glu-Liz-Liz-Asp-Glu- -Gly-Pro-Tir-Liz- Met-Glu-G is-Fen-Arg-Trp-Gly-Ser-Pro-Pro-
-Liz-Asp-Liz-Arg-Tir-Gly-Gly-Fen-Met-Tre-Ser-Glu-Liz-Ser- -Gln-Tre-Pro-Ley-Val-Tre-Ley-Fen-Liz-Asn- علاء-إيل-فال-ليز- -Asn-Ala-G is-Liz-Liz-Gly-Gln-ON
إن الاهتمام المتزايد بهذه الببتيدات، وخاصة الإنكيفالين والإندورفين، تمليه قدرتها غير العادية، مثل المورفين، على تخفيف الألم. الأحاسيس المؤلمة. يعد مجال البحث هذا - البحث عن هرمونات الببتيد الطبيعية الجديدة و (أو) تخليقها الحيوي المستهدف - مثيرًا للاهتمام وواعدًا لتطوير علم وظائف الأعضاء وعلم الأحياء العصبي وعلم الأعصاب والعيادة.
هرمونات الغدد الجاردرقية (Parathormones)
تشمل الهرمونات ذات الطبيعة البروتينية أيضًا هرمون الغدة الدرقية (هرمون الغدة الدرقية)، وبشكل أكثر دقة، مجموعة من هرمونات الغدة الدرقية التي تختلف في تسلسل الأحماض الأمينية. يتم تصنيعها عن طريق الغدد جارات الدرق. في عام 1909، تبين أن إزالة الغدد جارات الدرقية تسبب تشنجات كزازية في الحيوانات على الخلفية سقوط حادتركيزات الكالسيوم في البلازما. إدخال أملاح الكالسيوم منع موت الحيوانات. ومع ذلك، لم يتم عزل مستخلص نشط من الغدد جارات الدرق إلا في عام 1925، مما تسبب في تأثير هرموني - زيادة مستويات الكالسيوم في الدم. تم الحصول على الهرمون النقي في عام 1970 من الغدد جارات الدرق في الماشية. وفي الوقت نفسه، تم تحديد هيكلها الأساسي. لقد وجد أن هرمون الغدة الجاردرقية يتم تصنيعه كمقدمة (115 من بقايا الأحماض الأمينية) لهرمون الغدة الجاردرقية، ولكن المنتج الرئيسي للجين تبين أنه ما قبل البروبارارمون، والذي يحتوي بالإضافة إلى ذلك على تسلسل إشارة من 25 من بقايا الأحماض الأمينية. يحتوي جزيء هرمون الغدة الدرقية البقري على 84 بقايا حمض أميني ويتكون من سلسلة بولي ببتيد واحدة.
لقد وجد أن هرمون الغدة الدرقية يشارك في تنظيم تركيز كاتيونات الكالسيوم وأنيونات حمض الفوسفوريك المرتبطة بها في الدم. وكما هو معروف فإن تركيز الكالسيوم في مصل الدم هو ثابت كيميائي، ولا تتجاوز تقلباته اليومية 3-5% (عادة 2.2-2.6 مليمول/لتر). بيولوجيا النموذج النشطيعتبر كالسيوم متأين، ويتراوح تركيزه من 1.1-1.3 مليمول/لتر. تبين أن أيونات الكالسيوم هي عوامل أساسية لا يمكن استبدالها بالكاتيونات الأخرى لعدد من العناصر الحيوية العمليات الفسيولوجية: تقلص العضلات، والإثارة العصبية العضلية، وتجلط الدم، ونفاذية غشاء الخلية، ونشاط عدد من الإنزيمات، وما إلى ذلك. لذلك، فإن أي تغييرات في هذه العمليات الناجمة عن النقص المطول في الكالسيوم في الغذاء أو انتهاك امتصاصه في الأمعاء، تؤدي إلى زيادة تخليق هرمون الغدة الدرقية، الذي يعزز ترشيح أملاح الكالسيوم (في شكل سترات وفوسفات). ) من أنسجة العظاموبالتالي تدمير المكونات المعدنية والعضوية للعظام.
العضو الآخر المستهدف لهرمون الغدة الدرقية هو الكلى. يقلل هرمون الغدة الدرقية من إعادة امتصاص الفوسفات في الأنابيب البعيدة للكلية ويزيد من إعادة امتصاص الكالسيوم في الأنابيب.
تجدر الإشارة إلى أن ثلاثة هرمونات تلعب دورًا رئيسيًا في تنظيم تركيز Ca2+ في السائل خارج الخلية: هرمون الغدة الدرقية، الكالسيتونين، الذي يتم تصنيعه في الغدة الدرقية (انظر أدناه)، والكالسيتريول، أحد مشتقات B3 (انظر الفصل 7). تنظم الهرمونات الثلاثة مستويات Ca2+، لكن آليات عملها مختلفة. وبالتالي، فإن الدور الرئيسي للكالسيتريول هو تحفيز امتصاص Ca2+ والفوسفات في الأمعاء، مقابل تدرج التركيز، بينما يعزز هرمون الغدة الدرقية إطلاقها من الأنسجة العظمية إلى الدم، وامتصاص الكالسيوم في الكلى وإفراز الفوسفات. في البول. لم يتم دراسة دور الكالسيتونين في تنظيم توازن الكالسيوم في الجسم. وتجدر الإشارة أيضًا إلى أن آلية عمل الكالسيتريول على المستوى الخلوي تشبه عمل الهرمونات الستيرويدية (انظر أدناه).
يعتبر مثبتًا أن التأثير الفسيولوجي لهرمون الغدة الدرقية على خلايا أنسجة الكلى والعظام يتحقق من خلال نظام adenylate cyclase-cAMP (انظر أدناه).
هرمونات الغدة الدرقية
تلعب الغدة الدرقية حصرا دور مهمفي عملية التمثيل الغذائي. ويتجلى ذلك من خلال التغيير الحاد في عملية التمثيل الغذائي الأساسي الذي لوحظ مع اضطرابات الغدة الدرقية، بالإضافة إلى عدد من البيانات غير المباشرة، ولا سيما إمدادات الدم الوفيرة على الرغم من كتلتها الصغيرة (20-30 جم). تتكون الغدة الدرقية من العديد من التجاويف الخاصة - بصيلات مملوءة بإفراز لزج - غرواني. يحتوي الغروانية على بروتين سكري خاص يحتوي على اليود مع مول مرتفع. الكتلة - حوالي 650.000 (5000 بقايا حمض أميني). ويسمى هذا البروتين السكري يودوثيروغلوبولين. وهو شكل احتياطي من هرمون الغدة الدرقية وثلاثي يودوثيرونين، الهرمونات الرئيسية للجزء الجريبي من الغدة الدرقية.
بالإضافة إلى هذه الهرمونات (سيتم مناقشة التركيب الحيوي ووظائفها أدناه)، يتم تصنيع هرمون الببتيد في خلايا خاصة - ما يسمى بالخلايا المجاورة للجريب، أو خلايا C في الغدة الدرقية، والتي تضمن تركيزًا ثابتًا للكالسيوم. في الدم. ويسمى "الكالسيتونين". لأول مرة، تمت الإشارة إلى وجود الكالسيتونين، الذي لديه القدرة على الحفاظ على مستوى ثابت من الكالسيوم في الدم، في عام 1962 من قبل د. كوب، الذي اعتقد خطأً أن هذا الهرمون يتم تصنيعه بواسطة الغدد جارات الدرق. في الوقت الحالي، لم يتم عزل الكالسيتونين في شكله النقي من أنسجة الغدة الدرقية للحيوانات والبشر فحسب، بل تم أيضًا الكشف عن تسلسل الأحماض الأمينية المكون من 32 عضوًا بشكل كامل، وهو ما تم تأكيده من خلال التخليق الكيميائي. فيما يلي التركيب الأساسي للكالسيتونين الذي يتم الحصول عليه من الغدة الدرقية البشرية:
N-Cis-Gly-Asn-Ley-Ser-Tre - Cis-Met-Ley - Gly-Tre-Tyr-Tre - Gln- - Asp-Fen-Asn-Liz-Fen - Gis-Tre-Fen - Pro - Gpn -تري علاء لي - جلي-
يحتوي الكالسيتونين البشري على جسر ثاني كبريتيد (بين بقايا الأحماض الأمينية الأول والسابع) ويتميز بوجود سيستين طرفي N وبروليناميد طرفي C. تختلف الكالسيتونينات الموجودة في أسماك الأبقار والأغنام والخنازير والسلمون قليلاً عن بعضها البعض سواء في البنية أو الأحماض الأمينية الطرفية أو في نشاط نقص كلس الدم. التأثير البيولوجي للكالسيتونين يتعارض مباشرة مع تأثير هرمون الغدة الدرقية: فهو يسبب قمع العمليات الامتصاصية في أنسجة العظام، وبالتالي نقص كلس الدم ونقص فوسفات الدم. وبالتالي، يتم ضمان ثبات مستوى الكالسيوم في دم الإنسان والحيوان بشكل رئيسي عن طريق هرمون الغدة الدرقية والكالسيتريول والكالسيتونين، أي. هرمونات كل من الغدة الدرقية والغدة الدرقية، وهرمون مشتق من فيتامين ب3. يجب أن يؤخذ ذلك في الاعتبار أثناء التلاعب العلاجي الجراحي بهذه الغدد.
تم توضيح الطبيعة الكيميائية لهرمونات الجزء الجريبي من الغدة الدرقية بالتفصيل لفترة طويلة نسبيًا. من المعروف أن جميع الهرمونات المحتوية على اليود، والتي تختلف عن بعضها البعض في محتوى اليود، هي مشتقات من L-thyronine، الذي يتم تصنيعه في الجسم من الحمض الأميني L-tyrosine.

إل-ثيرونين إل-ثيروكسين (3D3)،51-ب-3,5,3"-ثلاثي يودوثيرونين ب-3,3"-ثنائي يودوثيرونين
رباعي يودوثيرونين)
يتم تصنيع هرمون الغدة الدرقية هرمون الغدة الدرقية، الذي يحتوي على اليود في 4 مواضع من البنية الحلقية، بسهولة من L-thyronine. وتجدر الإشارة إلى أن 3,5,3"-ثلاثي يودوثيرونين و3,3"-ثنائي يودوثيرونين، المكتشفين أيضًا في الغدة الدرقية، يتمتعان بالنشاط الهرموني. يتم تنظيم التخليق الحيوي لهرمونات الغدة الدرقية بواسطة هرمون الثيروتروبين، وهو هرمون موجود في منطقة ما تحت المهاد (انظر سابقًا).
في الوقت الحاضر، الأنظمة الإنزيمية التي تحفز المراحل الوسيطة لتخليق هذه الهرمونات وطبيعة الإنزيم المشارك في تحويل اليوديدات إلى اليود الحر (2G-YM)، الضروري لمعالجة 115 بقايا تيروزين في جزيء الثيروجلوبولين باليود ، لم تتم دراستها بشكل كامل بعد. تم فك تشفير تسلسل التفاعلات المرتبطة بتخليق هرمونات الغدة الدرقية باستخدام اليود المشع. وقد تبين أن اليود المسمى الذي تم إدخاله موجود بشكل أساسي في جزيء أحادي يودوتيروسين، ثم في ثنائي يودوتيروسين، وعندها فقط في هرمون الغدة الدرقية. تشير هذه البيانات إلى أن أحادية
اليود وثنائي يودوتيروزين هما من سلائف هرمون الغدة الدرقية. ومع ذلك، فمن المعروف أيضا أن إدراج اليود لا يتم على المستوى هرمون الغدة الدرقية الحر، وعلى مستوى سلسلة البولي ببتيد من الثيروجلوبولين في عملية تعديله بعد التخليق في الخلايا الجريبية. يؤدي المزيد من التحلل المائي لثيروغلوبولين تحت تأثير البروتينات والببتيداز إلى تكوين كل من الأحماض الأمينية الحرة وإطلاق اليودوثيرونين، وخاصة هرمون الغدة الدرقية، الذي يساهم ترسبه اللاحق في تكوين ثلاثي يودوثيرونين. تبدو وجهة النظر هذه أكثر منطقية مع الأخذ في الاعتبار عالمية التعديل الكيميائي بعد التخليق في التخليق الحيوي للمواد النشطة بيولوجيًا في الجسم.
يحدث تقويض هرمونات الغدة الدرقية في اتجاهين: انهيار الهرمونات مع إطلاق اليود (على شكل يوديدات) وتمييع (انقسام المجموعة الأمينية) للسلسلة الجانبية للهرمونات. تفرز المنتجات الأيضية أو الهرمونات غير المتغيرة عن طريق الكلى أو الأمعاء. من الممكن أن يتم إعادة امتصاص جزء من هرمون الغدة الدرقية غير المتغير، الذي يدخل الأمعاء عبر الكبد والصفراء، مما يؤدي إلى تجديد احتياطيات الهرمون في الجسم.
تمتد التأثيرات البيولوجية لهرمونات الغدة الدرقية إلى العديد من الوظائف الفسيولوجية للجسم. على وجه الخصوص، تنظم الهرمونات معدل التمثيل الغذائي الأساسي، ونمو الأنسجة وتمايزها، واستقلاب البروتين والكربوهيدرات والدهون، واستقلاب الماء والكهارل، ونشاط الجهاز العصبي المركزي، السبيل الهضمي، تكون الدم، وظيفة نظام القلب والأوعية الدموية، والحاجة إلى الفيتامينات، ومقاومة الجسم للعدوى، وما إلى ذلك. تعتبر نقطة تطبيق عمل هرمونات الغدة الدرقية، مثل جميع المنشطات (انظر أدناه)، هي الجهاز الوراثي. تضمن مستقبلات محددة - البروتينات - نقل هرمونات الغدة الدرقية إلى النواة والتفاعل مع الجينات الهيكلية، ونتيجة لذلك يزداد تخليق الإنزيمات التي تنظم معدل عمليات الأكسدة والاختزال. ومن الطبيعي إذن أن تؤدي وظيفة الغدة الدرقية غير الكافية (قصور الوظيفة) أو على العكس من ذلك زيادة إفراز الهرمونات (فرط الوظيفة) إلى حدوث اضطرابات عميقة في الحالة الفسيولوجية للجسم.
قصور الغدة الدرقية في وقت مبكر طفولةيؤدي إلى تطور مرض يعرف في الأدب باسم القماءة. بالإضافة إلى توقف النمو، وتغيرات محددة في الجلد والشعر والعضلات، وانخفاض حاد في سرعة عمليات التمثيل الغذائي، مع القماءة هناك اضطرابات عقلية عميقة؛ محدد العلاج الهرمونيوفي هذه الحالة لا يعطي نتائج إيجابية.
يترافق عدم كفاية وظيفة الغدة الدرقية في مرحلة البلوغ مع تطور وذمة الغدة الدرقية، أو الوذمة المخاطية (من الكلمة اليونانية tukha - مخاط، oeeeto - تورم). هذا المرض أكثر شيوعًا عند النساء ويتميز بانتهاك الماء المالح والأساسي التمثيل الغذائي للدهون. المرضى لديهم تورم مخاطيوالسمنة المرضية، وانخفاض حاد في التمثيل الغذائي الأساسي، وفقدان الشعر والأسنان، واضطرابات الدماغ العامة و أمراض عقلية. يصبح الجلد جافًا، وتنخفض درجة حرارة الجسم؛ يتم زيادة مستوى الجلوكوز في الدم. من السهل نسبيًا علاج قصور الغدة الدرقية باستخدام أدوية الغدة الدرقية.
وتجدر الإشارة إلى آفة أخرى في الغدة الدرقية - تضخم الغدة الدرقية المتوطن. يتطور المرض عادة عند الأشخاص الذين يعيشون في المناطق الجبلية، حيث يكون محتوى اليود في الماء والنباتات غير كاف. يؤدي نقص اليود إلى زيادة تعويضية في كتلة أنسجة الغدة الدرقية بسبب التكاثر التفضيلي النسيج الضامإلا أن هذه العملية لا يصاحبها زيادة في إفراز هرمونات الغدة الدرقية. ولا يؤدي المرض إلى اختلال خطير في وظائف الجسم، رغم زيادة حجمه غدة درقيةيخلق بعض المضايقات. يتلخص العلاج في إغناء الطعام على وجه الخصوص ملح الطعاماليود غير العضوي.
تؤدي زيادة وظيفة الغدة الدرقية (فرط الوظيفة) إلى تطور فرط نشاط الغدة الدرقية، المعروف في الأدبيات باسم "تضخم الغدة الدرقية السام المنتشر" (مرض جريفز، أو مرض جريفز). ويرافق الزيادة الحادة في عملية التمثيل الغذائي زيادة في انهيار بروتينات الأنسجة، الأمر الذي يؤدي إلى تطوير توازن النيتروجين السلبي. معظم مظهر مميزيعتبر المرض ثلاثي الأعراض: زيادة حادة في عدد ضربات القلب (عدم انتظام دقات القلب)، وانتفاخ العينين (جحوظ) وتضخم الغدة الدرقية، أي. تضخم الغدة الدرقية. يعاني المرضى من الإرهاق العام للجسم، وكذلك الاضطرابات النفسية.
مع فرط نشاط الغدة الدرقية، وعلى وجه الخصوص، تضخم الغدة الدرقية السامةهو مبين استئصال جراحيالغدة بأكملها أو إدخال 1311 (الإشعاع b و y يدمر أنسجة الغدة جزئيًا) ومضادات هرمون الغدة الدرقية التي تمنع تخليق هرمونات الغدة الدرقية. وتشمل هذه المواد، على سبيل المثال، ثيوريا، ثيوراسيل (أو ميثيل ثيوراسيل).
أوه أوه

ثيوريا ثيوراسيل ميثيل ثيوراسيل
الثيوسيانات والمواد التي تحتوي على مجموعة أمينوبنزين، وكذلك جرعات صغيرة من اليود، تقلل من وظيفة الغدة الدرقية. لم يتم توضيح آلية عمل المواد المضادة للغدة الدرقية بشكل كامل. ربما يكون لها تأثير مثبط على أنظمة الإنزيم المشاركة في التخليق الحيوي لهرمونات الغدة الدرقية.
هرمونات البنكرياس
البنكرياس عبارة عن غدة ذات إفرازات مختلطة. تتمثل وظيفتها الخارجية في تخليق عدد من الإنزيمات الهضمية الرئيسية، على وجه الخصوص، الأميليز، الليباز، التربسين، الكيموتربسين، الكربوكسيببتيداز، وما إلى ذلك، والتي تدخل الأمعاء مع عصير البنكرياس. يتم تنفيذ الوظيفة داخل الإفراز، كما تم تأسيسها في عام 1902 من قبل L.V. سوبوليف، جزر البنكرياس (جزر لانجرهانس)، تتكون من خلايا أنواع مختلفةوإنتاج الهرمونات، وعادة ما يكون لها تأثير معاكس. وبالتالي، تنتج الخلايا a- (أو A-) الجلوكاجون، وتنتج الخلايا b- (أو B-) الأنسولين، وتنتج الخلايا b- (أو B-) السوماتوستاتين، وتنتج الخلايا P بولي ببتيد البنكرياس الذي لم تتم دراسته كثيرًا. بعد ذلك، سيتم اعتبار الأنسولين والجلوكاجون هرمونات لها حصرا مهملحياة الجسم.
الأنسولين
كان الأنسولين، الذي حصل على اسمه من اسم الجزر البنكرياسية (tsi1a - جزيرة)، أول بروتين تم الكشف عن تركيبه الأساسي في عام 1954 بواسطة F. Sanger (انظر الفصل 1). تم الحصول على الأنسولين النقي في عام 1922 بعد اكتشافه في مستخلصات الجزر البنكرياسية بواسطة F. Banting وC.Best. يتكون جزيء الأنسولين، الذي يحتوي على 51 بقايا حمض أميني، من سلسلتين متعدد الببتيد متصلتين ببعضهما البعض عند نقطتين بواسطة جسور ثاني كبريتيد. يرد هيكل الأنسولين وسلائفه من الأنسولين في الفصل 1 (انظر الشكل 1.14). حاليًا، من المعتاد تعيين الببتيد المكون من 21 عضوًا كسلسلة أ من الأنسولين وسلسلة ب كببتيد يحتوي على 30 بقايا حمض أميني. بالإضافة إلى ذلك، تم إجراء التركيب الكيميائي للأنسولين في العديد من المختبرات. التركيب الأقرب إلى الأنسولين البشري هو الأنسولين الخنزيري، والذي يحتوي في السلسلة B على ألانين بدلاً من الثريونين في الموضع 30.
لا توجد فروق ذات دلالة إحصائية في تسلسل الأحماض الأمينية للأنسولين من الحيوانات المختلفة. الأنسولين يختلف تكوين الأحماض الأمينيةالسلاسل A في المواضع 8-10.
وفقًا للمفاهيم الحديثة، يتم التخليق الحيوي للأنسولين في خلايا بيتا في جزر البنكرياس من طليعته طليعة الأنسولين، التي عزلها لأول مرة د. ستاينر في عام 1966. حاليًا، لم يتم توضيح البنية الأولية للطليعة الأنسولين فحسب، بل تم أيضًا توضيح تركيبه الكيميائي. تم تنفيذها (انظر الشكل 1.14). يتم تمثيل Proinsulin بسلسلة بولي ببتيد واحدة تحتوي على 84 بقايا حمض أميني. فهو محروم من البيولوجية، أي. النشاط الهرموني. يعتبر موقع تخليق طليعة الأنسولين هو الجزء الميكروسومي من خلايا ب في جزيرة البنكرياس. يحدث تحويل طليعة الأنسولين غير النشط إلى أنسولين نشط (الجزء الأكثر أهمية في عملية التخليق) عندما ينتقل طليعة الأنسولين من الريبوسومات إلى الحبيبات الإفرازية من خلال التحلل الجزئي للبروتينات (الانقسام من الطرف C لسلسلة بولي ببتيد من الببتيد الذي يحتوي على 33 بقايا حمض أميني ويسمى الببتيد المتصل، أو الببتيد C). يخضع طول الببتيد C وبنيته الأساسية لتغيرات كبيرة أنواع مختلفةالحيوانات من تسلسل سلاسل الأنسولين A و B. لقد ثبت أن السلف الأولي للأنسولين هو طليعة الأنسولين، الذي يحتوي، بالإضافة إلى طليعة الأنسولين، على ما يسمى بتسلسل القائد أو الإشارة في النهاية، والذي يتكون من 23 بقايا حمض أميني؛ عندما يتم تكوين جزيء البرولينسولين، يتم فصل ببتيد الإشارة هذا بواسطة ببتيداز خاص. بعد ذلك، يخضع جزيء البرونسولين أيضًا لتحلل بروتيني جزئي، وتحت تأثير البروتيناز الشبيه بالتربسين، يتم فصل اثنين من الأحماض الأمينية الرئيسية من الطرف K- وC للببتيد C - ثنائي الببتيدات Arg-Arg وLys--Arg، على التوالي. (انظر الشكل 1.14). ومع ذلك، فإن طبيعة الإنزيمات والآليات الدقيقة لهذه العملية البيولوجية الهامة - تشكيل جزيء الأنسولين النشط - لم يتم توضيحها بشكل كامل.
يمكن أن يوجد الأنسولين المُصنَّع من طليعة الأنسولين في عدة أشكال، تختلف في الأشكال البيولوجية والمناعية الخصائص الفيزيائية والكيميائية. هناك نوعان من الأنسولين: 1) حر، والذي يتفاعل مع الأجسام المضادة التي يتم الحصول عليها للأنسولين البلوري ويحفز امتصاص الجلوكوز عن طريق الأنسجة العضلية والدهنية. 2) مرتبط وغير متفاعل مع الأجسام المضادة وينشط فقط ضد الأنسجة الدهنية. حاليًا، تم إثبات وجود شكل مرتبط من الأنسولين وتم تحديد توطينه في أجزاء البروتين في مصل الدم، وخاصة في منطقة الترانسفيرين والجلوبيولين. يتراوح الوزن الجزيئي للأنسولين المرتبط من 60.000 إلى 100.000 بالإضافة إلى ذلك هناك ما يسمى بالشكل A من الأنسولين، والذي يختلف عن الشكلين السابقين في عدد من الخصائص الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية، ويحتل موقعًا متوسطًا ويظهر استجابةً للأنسولين. حاجة الجسم السريعة والملحة للأنسولين.
في التنظيم الفسيولوجي لتخليق الأنسولين، يلعب تركيز الجلوكوز في الدم دورًا مهيمنًا. وبالتالي فإن زيادة محتوى الجلوكوز في الدم تؤدي إلى زيادة إفراز الأنسولين في جزر البنكرياس، وانخفاض محتواه، على العكس من ذلك، يبطئ إفراز الأنسولين. تعتبر ظاهرة التحكم بالتغذية المرتدة هذه من أهم آليات تنظيم مستويات الجلوكوز في الدم. يتأثر إفراز الأنسولين أيضًا بالشوارد الكهربائية (خاصة أيونات الكالسيوم)، والأحماض الأمينية، والجلوكاجون، والإفراز. يتم تقديم الأدلة على دور نظام السيكلاز في إفراز الأنسولين. من المفترض أن الجلوكوز يعمل كإشارة لتنشيط محلقة الأدينيلات، ويعمل cAMP المتكون في هذا النظام كإشارة لإفراز الأنسولين.
مع عدم كفاية إفراز الأنسولين (بتعبير أدق، عدم كفاية تخليقه) يتطور مرض معين - داء السكري (انظر الفصل 10). بالإضافة إلى الأعراض التي يمكن اكتشافها سريريًا (البوال، والعطاش، والبلع)، يتميز داء السكري بعدد من الاضطرابات الأيضية المحددة. وبالتالي، يصاب المرضى بارتفاع السكر في الدم (زيادة مستويات الجلوكوز في الدم) وبيلة ​​سكرية (إفراز الجلوكوز في البول، وهو غائب عادة). تشمل الاضطرابات الأيضية أيضًا زيادة تحلل الجليكوجين في الكبد والعضلات، وتباطؤ عملية التخليق الحيوي للبروتينات والدهون، وانخفاض معدل أكسدة الجلوكوز في الأنسجة، وظهور توازن سلبي للنيتروجين، وزيادة محتوى الكوليسترول. والدهون الأخرى في الدم. في مرض السكري، تزداد تعبئة الدهون من المستودع، وتوليف الكربوهيدرات من الأحماض الأمينية (استحداث السكر) والتوليف المفرط للأجسام الكيتونية (بيلة الكيتون). بعد إعطاء الأنسولين للمريض، عادة ما تختفي جميع الاضطرابات المذكورة أعلاه، ولكن تأثير الهرمون محدود في الوقت المناسب، لذلك من الضروري إدارته باستمرار. أعراض مرضيةو اضطرابات التمثيل الغذائيفي مرض السكري يمكن تفسيره ليس فقط من خلال نقص تخليق الأنسولين. وقد حصل ما يدل على ذلك في الصيغة الثانية السكرى، ما يسمى بمقاومة الأنسولين، هناك أيضًا عيوب جزيئية: على وجه الخصوص، انتهاك بنية الأنسولين أو انتهاك التحويل الأنزيمي للبرونسولين إلى أنسولين. يعتمد تطور هذا النوع من مرض السكري غالبًا على فقدان قدرة مستقبلات الخلايا المستهدفة على الاتصال بجزيء الأنسولين، الذي يكون تركيبه ضعيفًا، أو تخليق مستقبل متحول (انظر أدناه).
في حيوانات التجارب، يؤدي إعطاء الأنسولين إلى نقص السكر في الدم (انخفاض في مستويات الجلوكوز في الدم)، وزيادة في احتياطيات الجليكوجين في العضلات، وزيادة في عمليات الابتنائية، وزيادة في معدل استخدام الجلوكوز في الأنسجة. بالإضافة إلى ذلك، للأنسولين تأثير غير مباشر على استقلاب الماء والمعادن.
لم يتم فك رموز آلية عمل الأنسولين بشكل كامل، على الرغم من الكم الهائل من الأدلة التي تشير إلى وجود علاقة وثيقة ومباشرة بين الأنسولين والعمليات الأيضية في الجسم. وفقا للنظرية "الوحدوية"، فإن جميع تأثيرات الأنسولين ناتجة عن تأثيره على استقلاب الجلوكوز من خلال الإنزيم

أرز. 8.1. مستقبل الأنسولين (مخطط).
سلسلتين على السطح الخارجي لغشاء الخلية وسلسلتين على شكل حرف P عبر الغشاء. يؤدي ربط الأنسولين بالسلاسل A إلى تحفيز الفسفرة الذاتية لبقايا التيروزين في السلاسل p؛ ثم يشارك مجال التيروزين كيناز النشط في فسفرة البروتينات المستهدفة غير النشطة في العصارة الخلوية.
هيكسوكيناز. تشير البيانات التجريبية الجديدة إلى أن التعزيز والتحفيز بواسطة الأنسولين لعمليات مثل نقل الأيونات والأحماض الأمينية، والترجمة وتخليق البروتين، والتعبير الجيني، وما إلى ذلك، هي عمليات مستقلة. وقد أدى هذا إلى افتراض أن الأنسولين لديه آليات عمل متعددة.
في الوقت الحاضر، يبدو توطين الغشاء للعمل الأساسي لجميع هرمونات البروتين تقريبًا، بما في ذلك الأنسولين، هو الأكثر ترجيحًا. تم الحصول على أدلة على وجود مستقبل محدد للأنسولين على الغشاء البلازمي الخارجي لجميع خلايا الجسم تقريبًا، بالإضافة إلى تكوين مركب مستقبلات الأنسولين. يتم تصنيع المستقبل في شكل سلائف - بولي ببتيد (1382 من بقايا الأحماض الأمينية، الوزن الجزيئي 190.000)، والذي ينقسم أيضًا إلى وحدات فرعية a وp، أي. إلى ثنائي متغاير (في الصيغة a2-P2)، مرتبط بروابط ثاني كبريتيد. اتضح أنه إذا كانت الوحدات الفرعية (الوزن الجزيئي 135000) موجودة بالكامل تقريبًا على الخارجالأغشية الحيوية التي تؤدي وظيفة ربط الأنسولين بالخلية، ثم الوحدات الفرعية p (الوزن الجزيئي 95000) هي بروتين عبر الغشاء يؤدي وظيفة نقل الإشارة (الشكل 8.1). يصل تركيز مستقبلات الأنسولين على السطح إلى 20000 لكل خلية، ونصف عمرها هو 7-12 ساعة.
أكثر خاصية مثيرة للاهتماميختلف مستقبل الأنسولين عن جميع مستقبلات الهرمونات الأخرى ذات الطبيعة البروتينية والببتيدية في قدرته على الفسفوريات الذاتية، أي. عندما يتم منح المستقبل نفسه نشاط بروتين كيناز (تيروزين كيناز). عندما يرتبط الأنسولين بسلاسل ألفا للمستقبل، يتم تنشيط نشاط التيروزين كيناز لسلاسل بيتا عن طريق فسفرة بقايا التيروزين. بدوره، يؤدي التيروزين كيناز النشط من سلسلة p إلى إطلاق سلسلة من الفسفرة-نزع الفسفرة من كينازات البروتين، ولا سيما كينازات الغشاء أو سيرين عصاري خلوي أو كيناز ثريونين، أي. كينازات البروتين والبروتينات المستهدفة، حيث يتم الفسفرة بسبب مجموعات OH من السيرين والثريونين. وبناء على ذلك، تحدث تغييرات في النشاط الخلوي، وخاصة تنشيط وتثبيط الإنزيمات، ونقل الجلوكوز، وتخليق جزيئات البوليمر من الأحماض النووية والبروتينات، وما إلى ذلك.
ومع ذلك، يجب التأكيد على أن الآليات الجزيئية الدقيقة لنقل الإشارة من مجمع مستقبلات الأنسولين إلى العديد من العمليات داخل الخلايا لم يتم الكشف عنها بعد. من الممكن تمامًا أن يشارك عدد من الرسل الثاني داخل الخلايا في مثل هذه العمليات، ولا سيما النيوكليوتيدات الحلقية، ومشتقات الفوسفاتيديلينوسيتول، وما إلى ذلك. بالإضافة إلى ذلك، لا يمكننا استبعاد إمكانية وجود وسيط أو وسيط داخل الخلايا لعمل الأنسولين (مستقبل خاص داخل الخلايا) يتحكم في نسخ الجينات، وبالتالي تخليق الرنا المرسال. من المفترض أن عمل الأنسولين والمشاركة في تنظيم التعبير الجيني أو في نسخ mRNAs معينة يمكن أن يفسر دوره في عمليات الحياة الأساسية مثل تكوين الجنين وتمايز خلايا الكائنات الحية العليا.
الجلوكاجون
تم اكتشاف الجلوكاجون لأول مرة في مستحضرات الأنسولين التجارية في عام 1923، ولكن في عام 1953 فقط حصل عالم الكيمياء الحيوية المجري ف. ستروب على هذا الهرمون في حالة متجانسة. يتم تصنيع الجلوكاجون بشكل رئيسي في خلايا ألفا في الجزر البنكرياسية في البنكرياس، وكذلك في عدد من الخلايا المعوية (انظر أدناه). ويمثلها سلسلة بولي ببتيد واحدة مرتبة خطيًا، والتي تتضمن 29 بقايا حمض أميني بالتسلسل التالي:
NG هو-Ser-Gln-Gly-Tre-Fen-Tre-Ser-Asp-Tir-Ser-Liz-Tir-Ley- -Asp-Ser-Arg-Arg-Ala-Gln-Asp-Fen-Val- Gln- ترب-لي-ميت-آسن-
-تري أون
وتبين أن البنية الأولية للجلوكاجونات البشرية والحيوانية متطابقة؛ الاستثناء الوحيد هو جلوكاجون الديك الرومي، الذي يحتوي على السيرين في الموضع 28 بدلاً من الأسباراجين. من سمات بنية الجلوكاجون عدم وجود روابط ثاني كبريتيد والسيستين. يتكون الجلوكاجون من طليعته البروجلوكاجون، التي تحتوي على ثماني ببتيد إضافي (8 بقايا) عند الطرف C من البولي ببتيد، والذي ينفصل أثناء التحلل البروتيني بعد التخليق. هناك أدلة على أن proglucagon، مثل proinsulin، لديه مقدمة - preproglucagon (الوزن الجزيئي 9000)، والتي لم يتم فك رموز هيكلها بعد.
وفقا للتأثير البيولوجي، الجلوكاجون، مثل الأدرينالين، هو عامل ارتفاع السكر في الدم، فهو يسبب زيادة في تركيز الجلوكوز في الدم ويرجع ذلك أساسا إلى انهيار الجليكوجين في الكبد. الأعضاء المستهدفة للجلوكاجون هي الكبد، عضلة القلب، الأنسجة الدهنية، ولكن ليس العضلات الهيكلية. يتم التحكم في التخليق الحيوي للجلوكاجون وإفرازه بشكل أساسي عن طريق تركيز الجلوكوز عبر حلقة التغذية الراجعة. الأحماض الأمينية ومجانية حمض دهني. يتأثر إفراز الجلوكاجون أيضًا بالأنسولين وعوامل النمو الشبيهة بالأنسولين.
في آلية عمل الجلوكاجون، يرتبط الأول بمستقبلات محددة في غشاء الخلية، وينشط مجمع مستقبلات الجلوكاجون الناتج محلقة الأدينيلات، وبالتالي تكوين cAMP. هذا الأخير، كونه مؤثرًا عالميًا للإنزيمات داخل الخلايا، ينشط البروتين كيناز، والذي بدوره يفسفر فسفوريلاز كيناز وسينسيز الجليكوجين. تعمل فسفرة الإنزيم الأول على تعزيز تكوين فسفوريلاز الجليكوجين النشط، وبالتالي تحلل الجليكوجين مع تكوين الجلوكوز β-1-فوسفات (انظر الفصل 10)، في حين أن فسفرة سينسيز الجليكوجين تكون مصحوبة بانتقالها إلى حالة غير نشطة. شكل وبالتالي منع تخليق الجليكوجين. التأثير العام للجلوكاجون هو تسريع تحلل الجليكوجين وتثبيط تخليقه في الكبد، مما يؤدي إلى زيادة تركيز الجلوكوز في الدم.
ومع ذلك، فإن تأثير ارتفاع السكر في الدم من الجلوكاجون لا يرجع فقط إلى انهيار الجليكوجين. هناك أدلة لا جدال فيها على وجود آلية استحداث السكر في الدم الناجمة عن ارتفاع السكر في الدم الناجم عن الجلوكاجون. لقد ثبت أن الجلوكاجون يعزز تكوين الجلوكوز من المنتجات الوسيطة لاستقلاب البروتين والدهون. يحفز الجلوكاجون تكوين الجلوكوز من الأحماض الأمينية عن طريق تحفيز تخليق إنزيمات تكوين السكر بمشاركة cAMP، وخاصة إنزيم فسفوينول بيروفيت كربوكسي كيناز، وهو الإنزيم الرئيسي لهذه العملية. الجلوكاجون، على عكس الأدرينالين، يثبط تحلل الجلوكوز إلى حمض اللاكتيك، وبالتالي يعزز ارتفاع السكر في الدم. كما أنه ينشط الليباز الأنسجة بشكل غير مباشر من خلال cAMP، مما ينتج عنه تأثير تحلل الدهون القوي. هناك أيضًا اختلافات في العمل الفسيولوجي: على عكس الأدرينالين، لا يزيد الجلوكاجون ضغط الدمولا يزيد من معدل ضربات القلب. تجدر الإشارة إلى أنه بالإضافة إلى الجلوكاجون البنكرياسي، فقد ثبت مؤخرًا وجود الجلوكاجون المعوي، الذي يتم تصنيعه في جميع أنحاء الجهاز الهضمي ويدخل إلى الدم. لم يتم بعد فك رموز البنية الأولية للجلوكاجون المعوي بدقة، ومع ذلك، تم اكتشاف تسلسلات الأحماض الأمينية المطابقة للطرف K والأجزاء الوسطى من الجلوكاجون البنكرياس، ولكن تم اكتشاف تسلسلات مختلفة من الأحماض الأمينية للطرف C، في جزيئه.
وهكذا، تلعب الجزر البنكرياسية، التي تصنع هرمونين متعارضين - الأنسولين والجلوكاجون، دورًا رئيسيًا في تنظيم عملية التمثيل الغذائي على المستوى الجزيئي.
هرمونات الغدة الكظرية
تتكون الغدد الكظرية من جزأين شكليين ووظيفيين فرديين - النخاع والقشرة. ينتمي النخاع إلى نظام الكرومافين أو الغدة الكظرية
يؤثر على الهرمونات التي تعتبر حسب التصنيف السابق مشتقات من الأحماض الأمينية. تتكون القشرة من الأنسجة الظهاريةويفرز الهرمونات الستيرويدية.
هرمونات نخاع الغدة الكظرية
كانت قدرة المستخلصات المستخرجة من الغدد الكظرية على زيادة ضغط الدم معروفة في القرن التاسع عشر، ولكن لم يتمكن ج. تاكامين وآخرون من ذلك إلا في عام 1901. تم عزل مبدأ نشط من نخاع الغدة الكظرية، تم تحديده مع الأدرينالين. وكان أول هرمون يتم الحصول عليه في شكل بلوري نقي. وبعد أكثر من 40 عامًا، في عام 1946، تم عزل هرمون آخر من مادة الدماغ - النورإبينفرين، الذي تم تصنيعه كيميائيًا سابقًا. بالإضافة إلى هذين الهرمونين الرئيسيين، يتم تصنيع هرمون آخر بكميات ضئيلة في الغدد الكظرية - الأيزوبروبيلادرينالين. كل هذه الهرمونات لها بنية مماثلة.

تشبه هذه الهرمونات من الناحية الهيكلية حمض التيروزين الأميني، والذي تختلف عنه في وجود مجموعات OH إضافية في الحلقة وفي ذرة الكربون P في السلسلة الجانبية وغياب مجموعة الكربوكسيل. في الواقع، تم الحصول على أدلة تجريبية على أن سلائف هرمونات النخاع الكظري هي التيروزين، الذي يخضع لتفاعلات الهيدروكسيل ونزع الكربوكسيل والميثيل في عملية التمثيل الغذائي بمشاركة الإنزيمات المقابلة (انظر الفصل 12). يمكن تمثيل التخليق الحيوي للكاتيكولامينات (الأدرينالين والنورإبينفرين) في الرسم البياني المبسط التالي:

لكن
تيروزين
ديوكسي فينيل ألانين
(دوبا)

النورإبينفرين
ديوكسي فينيل إيثيلامين
(الدوبامين)

الأدرينالين
يحتوي النخاع الكظري البشري الذي يزن 10 جرام على حوالي 5 ملجم من الأدرينالين و 0.5 ملجم من النورإبينفرين. محتواها في الدم هو 1.9 و 5.2 نانومول / لتر على التوالي. يوجد كلا الهرمونين في بلازما الدم في حالة حرة وفي حالة مرتبطة بشكل خاص بالألبومين. تترسب كميات صغيرة من كلا الهرمونين على شكل أملاح تحتوي على ATP النهايات العصبية، أطلق سراح نفسه ردًا على انزعاجهم. الأدرينالين والنورإبينفرين، مثل الدوبامين (انظر الهيكل)، ينتميان إلى الكاتيكولامينات، أي. إلى فئة من المواد العضوية التي لها تأثير بيولوجي قوي. بالإضافة إلى ذلك، جميعها لها تأثير مضيق للأوعية قوي، مما يؤدي إلى زيادة ضغط الدموفي هذا الصدد، فإن عملها يشبه عمل الجهاز العصبي الودي. ومن المعروف التأثير التنظيمي القوي لهذه الهرمونات على استقلاب الكربوهيدرات في الجسم. وبالتالي، على وجه الخصوص، يسبب الأدرينالين زيادة حادة في مستويات الجلوكوز في الدم، والذي يرجع إلى تسريع انهيار الجليكوجين في الكبد تحت تأثير إنزيم فسفوريلاز (انظر الفصل 10). الأدرينالين، مثل الجلوكاجون، ينشط الفسفوريلاز ليس بشكل مباشر، ولكن من خلال نظام كيناز الأدينيلات سيكلاز-cAMP-بروتين (انظر أدناه). يكون تأثير ارتفاع السكر في الدم للنورإبينفرين أقل بكثير - حوالي 5٪ من تأثير الأدرينالين. بالتوازي، هناك تراكم الفوسفات السداسي في الأنسجة، وخاصة في العضلات، وانخفاض في تركيز الفوسفات غير العضوي وزيادة في مستوى الأحماض الدهنية غير المشبعة في بلازما الدم. هناك دليل على تثبيط أكسدة الجلوكوز في الأنسجة تحت تأثير الأدرينالين. يربط بعض المؤلفين هذا الإجراء بانخفاض معدل تغلغل (نقل) الجلوكوز في الخلية. آلية عمل الكاتيكولامينات، بما في ذلك المستقبلات الأدرينالية ألفا وبيتا، ونظام محلقة الأدينيلات وعوامل أخرى، تمت مناقشتها في نهاية هذا الفصل.
ومن المعروف أن كلاً من الأدرينالين والنورإبينفرين يتم تدميرهما بسرعة في الجسم؛ تفرز المنتجات غير النشطة من استقلابها في البول، بشكل رئيسي في شكل حمض 3-ميثوكسي-4-هيدروكسي ماندليك، أوكسوأدرينوكروم، ميثوكسينوادرينالين وميثوكسيأدرينالين. توجد هذه المستقلبات في البول بشكل رئيسي في الشكل المرتبط بحمض الجلوكورونيك. تم عزل الإنزيمات التي تحفز هذه التحولات للكاتيكولامينات من العديد من الأنسجة وتمت دراستها جيدًا، ولا سيما أوكسيديز أحادي الأمين (MAO)، الذي يحدد معدل التخليق الحيوي وتحلل الكاتيكولامينات، وناقلة ميثيل الكاتيكول، التي تحفز طريق رئيسيتحول الأدرينالين، أي. o-مثيلة بسبب 8-أدينوسيل ميثيونين. هنا هيكل اثنين المنتجات النهائيةانهيار الكاتيكولامينات:

3-ميثوكسي-4-هيدروكسي مندليك
حامض
هرمونات قشرة الغدة الكظرية
من الثانية نصف القرن التاسع عشرالخامس. هناك مرض معروف يسمى مرض البرونز، أو مرض أديسون، نسبة إلى المؤلف الذي وصفه لأول مرة. يتميز المرض بزيادة تصبغ الجلد والعضلات
ضعف ، خلل في الجهاز الهضمي ، انتهاك حاداستقلاب الماء والملح واستقلاب البروتين والكربوهيدرات. كما ثبت، ويستند المرض على الأضرار السلية للغدد الكظرية، الأمر الذي يؤدي إلى قصور أو غياب تخليق الهرمونات في القشرة.
في مرض أديسون، يتم التعبير عن الاضطرابات الأيضية من خلال انخفاض حاد في تركيز أيونات الصوديوم والكلوريد وزيادة مستوى أيونات البوتاسيوم في الدم والعضلات، وفقدان الجسم للماء وانخفاض مستويات الجلوكوز في الدم. تتجلى اضطرابات استقلاب البروتين في انخفاض تخليق البروتينات من الأحماض الأمينية وزيادة مستوى النيتروجين المتبقي في الدم.
في السابق، كان المرض يعتبر غير قابل للشفاء والمرضى، كقاعدة عامة، يموتون. بعد تحديد مسببات المرض وإدخال المضادات الحيوية و وسائل محددةعلاج السل هو مرض قابل للعلاج.
التركيب الكيميائي والتخليق الحيوي والعمل البيولوجي للكورتيكوستيرويدات
حتى الآن، تم عزل حوالي 50 مركبًا مختلفًا من قشرة الغدة الكظرية لدى البشر والخنازير والأبقار وإعطائها. اسم شائع"الكورتيكوستيرويدات" أو "الكورتيكوستيرويدات". العدد الإجمالي لجميع المنشطات التي يتم تصنيعها في الغدد الكظرية لدى العديد من الحيوانات يقترب من 100، ولكن ليس كل الكورتيكوستيرويدات تتمتع بالنشاط البيولوجي.
اعتمادًا على طبيعة التأثير البيولوجي، تنقسم هرمونات قشرة الغدة الكظرية بشكل تقليدي إلى الجلايكورتيكويدات (الكورتيكوستيرويدات التي تؤثر على استقلاب الكربوهيدرات والبروتينات والدهون والأحماض النووية) والكورتيكوستيرويدات المعدنية (الكورتيكوستيرويدات التي لها تأثير سائد على استقلاب الأملاح والأملاح). ماء). الأول يشمل الكورتيكوستيرون، الكورتيزون، الهيدروكورتيزون (الكورتيزول)، 11-ديوكسي كورتيزول و11-ديهيدروكورتيكوستيرون، والثاني يشمل ديوكسي كورتيكوستيرون والألدوستيرون.
يعتمد تركيبها، وكذلك هيكل الكوليسترول والإرغوستيرول والأحماض الصفراوية وفيتامينات ب والهرمونات الجنسية وعدد من المواد الأخرى، على نظام الحلقات المكثفة من سيكلوبنتان بيرهيدروفينانثرين (انظر الفصل 7).
بالنسبة لهرمونات قشرة الغدة الكظرية ذات النشاط البيولوجي، كان الهيكل المشترك هو وجود 21 ذرة كربون؛ ونتيجة لذلك، فهي كلها مشتقات من pregnane. بالإضافة إلى ذلك، تتميز جميع الهرمونات النشطة بيولوجيًا لقشرة الغدة الكظرية بالسمات الهيكلية التالية: وجود رابطة مزدوجة بين ذرات الكربون الرابعة والخامسة، ومجموعة الكيتون (C=O) عند ذرة الكربون الثالثة، وسلسلة جانبية ( -CO-CH2 -OH) عند ذرة الكربون السابعة عشر.
في البشر ومعظم الحيوانات، الهرمونات الخمسة الأكثر شيوعًا هي قشرة الغدة الكظرية.

بريجنان كورتيكوستيرون هيدروكورتيزون (كورتيزول)

الكورتيزون ديوكسينورثينوستيرون الألدوستيرون
لقد ثبت أن مقدمة الكورتيكوستيرويدات هي الكولسترول (ol) وعملية تكوين الستيرويد مثل الطبيعي التركيب النسيجيوكتلة الغدة الكظرية، ويتم تنظيمها بواسطة الغدة النخامية ACTH. وفي المقابل، يتم تنظيم تخليق الهرمون الموجه لقشر الكظر (ACTH) في الغدة النخامية، وبالتالي الكورتيكوستيرويدات في قشرة الغدة الكظرية، عن طريق منطقة ما تحت المهاد، والتي، استجابةً المواقف العصيبةيفرز الكورتيكوليبرين. هناك أدلة لا جدال فيها على التأثير السريع (قصير المدى) والبطيء (المزمن) لهرمون ACTH على الغدد الكظرية، وفي الحالات الحادة، يستجيب أنسجة الغدة بزيادة قصيرة المدى في تخليق الكورتيكوستيرويدات، بينما في التعرض المزمن إلى ACTH يلاحظ تأثيره الغذائي، والذي يتلخص في تحفيز جميع عمليات التمثيل الغذائي، وضمان نمو وتكاثر خلايا الغدة، فضلا عن زيادة طويلة الأجل في إفراز هرمونات الستيرويد. تجدر الإشارة إلى أن عمل ACTH يتم أيضًا من خلال مستقبل محدد ونظام كيناز الأدينيلات سيكلاز-cAMP-بروتين.
تم الحصول على أدلة تجريبية حول التأثير المحفز للكورتيكوستيرويدات على تخليق جزيئات محددة من الرنا المرسال، وبالتالي تخليق البروتين.
من المفترض أن آليات عمل الستيرويدات تشمل اختراق الهرمون بسبب قابليته للذوبان بسهولة في الدهون من خلال الطبقة الدهنية الثنائية لغشاء الخلية، وتكوين مجمع مستقبلات الستيرويد في سيتوبلازم الخلية، والتحول اللاحق هذا المركب في السيتوبلازم، ينتقل بسرعة إلى النواة ويرتبط بالكروماتين. ويعتقد أن كلا من بروتينات الكروماتين الحمضية والحمض النووي نفسه يشاركان في هذه العملية. وقد تم الآن تطوير هذا المفهوم
حول وجود تسلسل معين في الجسم لآلية تنظيم عملية التمثيل الغذائي للكورتيكوستيرويد:
هرمون -> جين -> بروتين (إنزيم).
يتضمن المسار الرئيسي للتخليق الحيوي للكورتيكوستيرويد التحويل الأنزيمي المتسلسل للكوليسترول (ol) إلى البريغنينولون، وهو مقدمة جميع هرمونات الستيرويد (الشكل 8.2).

إيزوكابروالدهيد
أرز. 8.2. التخليق الحيوي للبريغنينولون، وهو مقدمة لهرمونات الستيرويد. يرمز K إلى الهياكل الحلقية (A، B، C) للكوليسترول.
تحفز الإنزيمات تفاعلين متتابعين على الأقل من تفاعلات الهيدروكسيل وتفاعل انقسام السلسلة الجانبية للكوليسترول (على شكل ألدهيد حمض الإيزوكابرويك). يشارك السيتوكروم P-450 كحامل إلكترون في نظام الأكسجيناز المعقد، والذي تشارك فيه أيضًا البروتينات الناقلة للإلكترون، وخاصة الأدرينودوكسين والأدرينودوكسين المختزل.
يتم أيضًا تحفيز المراحل الإضافية من تكوين الستيرويد عن طريق نظام الهيدروكسيل المعقد الذي يتم اكتشافه في الميتوكوندريا في الخلايا القشرية الكظرية. يتم تلخيص تسلسل كل هذه التفاعلات لتخليق هرمون الستيرويد في المخطط العامبحسب ن.أ. يوداييف وس. أفي نوجينوفا.
الجلايكورتيكويدات لها تأثير متنوع على عملية التمثيل الغذائي في الأنسجة المختلفة. في الأنسجة العضلية واللمفاوية والضامة والدهنية، تسبب الجلايكورتيكويدات، التي لها تأثير تقويضي، انخفاضًا في نفاذية أغشية الخلايا، وبالتالي تثبيط امتصاص الجلوكوز والأحماض الأمينية. وفي الوقت نفسه، في الكبد لديهم تأثير معاكس. النتيجة النهائية للتعرض للجلوكوكورتيكويد هي تطور ارتفاع السكر في الدم، ويرجع ذلك أساسًا إلى تكوين السكر في الدم.
تتضمن آلية تطور ارتفاع السكر في الدم بعد تناول الجلايكورتيكود أيضًا انخفاضًا في تخليق الجليكوجين في العضلات، وتثبيط أكسدة الجلوكوز في الأنسجة وزيادة تكسير الدهون (وبالتالي الحفاظ على احتياطيات الجلوكوز، حيث يتم استخدام الأحماض الدهنية الحرة كمصدر للطاقة). مصدر).
تم إثبات التأثير المحفز للكورتيزون والهيدروكورتيزون على تخليق بعض الإنزيمات البروتينية في أنسجة الكبد: تريبتوفان بيرولاز، وترانساميناسات التيروزين، وديهيدراتاز سيرين وثريونين، وما إلى ذلك، مما يشير إلى أن الهرمونات تعمل في المرحلة الأولى من نقل المعلومات الوراثية. - مرحلة النسخ، وتعزيز تخليق mRNA.
تنظم القشرانيات المعدنية (ديوكسي كورتيكوستيرون والألدوستيرون) بشكل رئيسي عملية التمثيل الغذائي للصوديوم والبوتاسيوم والكلور والماء. فهي تساهم في الاحتفاظ بأيونات الصوديوم والكلوريد في الجسم وإفراز أيونات البوتاسيوم في البول. على ما يبدو، يتم إعادة امتصاص أيونات الصوديوم والكلوريد في الأنابيب الكلوية مقابل إفراز المنتجات الأيضية الأخرى،

وخاصة اليوريا. حصل الألدوستيرون على اسمه بناءً على وجود مجموعة ألدهيد في جزيئه عند ذرة الكربون الثالثة عشرة بدلاً من مجموعة الميثيل، مثل جميع الكورتيكوستيرويدات الأخرى. الألدوستيرون هو القشرانيات المعدنية الأكثر نشاطًا بين الكورتيكوستيرويدات الأخرى. على وجه الخصوص، فهو أكثر نشاطًا بنسبة 50-100 مرة من الديوكسي كورتيكوستيرون في تأثيره على استقلاب المعادن.
ومن المعروف أن عمر النصف للكورتيكوستيرويدات هو 70-90 دقيقة فقط. تخضع الكورتيكوستيرويدات إما للاختزال بسبب انقسام الروابط المزدوجة (وإضافة ذرات الهيدروجين)، أو للأكسدة التي يصاحبها انقسام السلسلة الجانبية عند ذرة الكربون السابعة عشر، وفي كلتا الحالتين ينخفض ​​النشاط البيولوجي للهرمونات. . تسمى منتجات الأكسدة الناتجة عن هرمونات قشرة الغدة الكظرية بـ 17 كيتوستيرويدات. يتم إخراجها في البول كمنتج نهائي لعملية التمثيل الغذائي، وفي الرجال هي أيضًا المنتجات النهائية لعملية التمثيل الغذائي للهرمونات الجنسية الذكرية. تحديد مستوى 17 كيتوستيرويدات في البول له أهمية كبيرة أهمية سريرية. عادة، يحتوي البول اليومي على من 10 إلى 25 ملجم من 17 كيتوستيرويدات عند الرجال ومن 5 إلى 15 ملجم عند النساء. لوحظ زيادة الإفراز، على سبيل المثال، مع أورام النسيج الخلالي في الخصية، بينما في أورام الخصية الأخرى يكون الأمر طبيعيا. في أورام قشرة الغدة الكظرية، يزداد إفراز 17 كيتوستيرويدات في البول بشكل حاد - ما يصل إلى 600 ملغ في اليوم. يصاحب تضخم القشرة المخية البسيط زيادة معتدلة في مستوى الكيتوستيرويدات في البول. ل تشخيص متباينالأورام أو فرط التنسج البسيط، عادةً ما يستخدمون تحديدًا منفصلاً للكيتوستيرويدات a- وb-17. لوحظ انخفاض إفراز 17 كيتوستيرويدات في البول مع الخصيان وقصور وظيفة الغدة النخامية الأمامية. في مرض اديسونفي الرجال، يتم تقليل إفراز 17 كيتوستيرويدات بشكل حاد (من 1 إلى 4 ملغ / يوم)، وفي النساء المصابات بهذا المرض لا يلاحظ عمليا. تؤكد هذه الحقيقة الموقف المذكور سابقًا بأن 17-كيتستيرويدات تتشكل ليس فقط من هرمونات قشرة الغدة الكظرية، ولكن أيضًا من الهرمونات الجنسية الذكرية. في حالة الوذمة المخاطية (قصور الغدة الدرقية)، تكون الكمية اليومية من 17-كيتستيرويدات المفرزة قريبة من الحد الأدنى (2-4 ملغ). ومع ذلك، تجدر الإشارة إلى أن استخدام هرمونات الغدة الدرقية، على الرغم من فعاليته في علاج المرض الأساسي، إلا أنه له تأثير ضئيل على كمية 17-كيتستيرويدات التي تفرز في البول.
تستخدم حاليًا هرمونات قشرة الغدة الكظرية على نطاق واسع الممارسة السريريةمثل الأدوية. استخدام الكورتيزون مع الغرض العلاجيكانت نتيجة ملاحظة صدفة. وقد لوحظ أنه خلال فترة الحمل تقل شدة أعراض التهاب المفاصل الروماتويدي بشكل كبير، ولكن كل هذه الأعراض تعود للظهور بعد الولادة. اتضح أنه أثناء الحمل يحدث تسارع في إفراز الهرمونات من قشرة الغدة الكظرية ودخولها إلى الدم. أثبتت دراسة نسيجية موازية للغدد الكظرية زيادة حادة في نمو وتكاثر الخلايا القشرية. اقترحت هذه الملاحظات استخدام الهرمونات القشرية الكظرية، وخاصة الكورتيزون، في علاج التهاب المفاصل الروماتويدي. تبين أن نتائج العلاج كانت فعالة للغاية لدرجة أنه في السنوات الأولى من استخدام الكورتيزون، لاحظ بعض المؤلفين علاجًا بنسبة 100٪ تقريبًا لالتهاب المفاصل الروماتيزمي. تم العثور على نشاط مضاد للالتهابات ومضاد للحساسية ومضاد للمناعة. تطبيق واسعأثناء العلاج
أمراض مثل الربو القصبي, التهاب المفصل الروماتويدي، الذئبة الحمامية، الفقاع، حمى القش، مختلفة أمراض المناعة الذاتية، الأمراض الجلدية، الخ الاستخدام على المدى الطويليمكن أن تؤدي أدوية الكورتيكوستيرويد إلى اضطرابات استقلابية خطيرة في الجسم.
الهرمونات الجنسية
يتم تصنيع الهرمونات الجنسية بشكل رئيسي في الغدد التناسلية لدى النساء (المبيضين) والرجال (الخصيتين)؛ يتم أيضًا إنتاج كمية معينة من الهرمونات الجنسية في المشيمة وقشرة الغدة الكظرية. وتجدر الإشارة إلى أن كمية صغيرة تتشكل في الغدد التناسلية الذكرية الهرمونات الأنثويةوعلى العكس من ذلك، يتم تصنيع كمية صغيرة من الهرمونات الجنسية الذكرية في المبيضين. وهذا الموقف تؤكده دراسات الطبيعة الكيميائية للهرمونات عند البعض الحالات المرضيةعندما تكون هناك تحولات حادة في نسبة تخليق الهرمونات الجنسية الذكرية والأنثوية.
الهرمونات الجنسية الأنثوية
المكان الرئيسي لتوليف الهرمونات الجنسية الأنثوية - هرمون الاستروجين (من اليونانية 0181Г08 - الرغبة العاطفية) هو المبيضين و الجسم الأصفر; كما ثبت تكوين هذه الهرمونات في الغدد الكظرية والخصيتين والمشيمة. تم اكتشاف هرمون الاستروجين لأول مرة في عام 1927 في بول النساء الحوامل، وفي عام 1929، عزل A. Butenandt وفي نفس الوقت E. Doisy الإسترون من البول، والذي تبين أنه أول هرمون ستيرويدي يتم الحصول عليه في شكل بلوري.
حاليًا، تم اكتشاف مجموعتين من الهرمونات الجنسية الأنثوية، تختلف في تركيبها الكيميائي ووظيفتها البيولوجية: هرمون الاستروجين (الممثل الرئيسي هو استراديول) والبروجستينات (الممثل الرئيسي هو البروجسترون). فيما يلي التركيب الكيميائي للهرمونات الجنسية الأنثوية الرئيسية:

يتم تصنيع هرمون الاستروجين الأكثر نشاطًا، استراديول، بشكل رئيسي في البصيلات. أما الاستروجينان الآخران فهما مشتقان من الاستراديول ويتم تصنيعهما أيضًا في الغدد الكظرية والمشيمة. تتكون جميع هرمون الاستروجين من 18 ذرة كربون. يكون إفراز المبيض لهرمون الاستروجين والبروجستيرون دوريًا، اعتمادًا على مرحلة الدورة الجنسية: في المرحلة الأولى من الدورة، يتم تصنيع هرمون الاستروجين بشكل رئيسي، وفي المرحلة الثانية - بشكل رئيسي البروجسترون.
سلائف هذه الهرمونات، مثل الكورتيكوستيرويدات، في الجسم هي الكوليسترول، الذي يخضع لتفاعلات متتابعة من الهيدروكسيل والأكسدة وانقسام السلسلة الجانبية لتكوين البريغنينولون. يتم الانتهاء من تخليق هرمون الاستروجين من خلال تفاعل أروماتيز فريد من نوعه للحلقة الأولى، يتم تحفيزه بواسطة مركب إنزيم الميكروسومي أروماتيز. من المفترض أن تتضمن عملية الأرومة ثلاثة تفاعلات أوكسيديز على الأقل، وكلها تعتمد على السيتوكروم P-450.
وتجدر الإشارة إلى أنه خلال فترة الحمل الجسد الأنثويعضو آخر من الغدد الصماء ينتج وظائف هرمون الاستروجين والبروجستيرون - المشيمة. لقد ثبت أن المشيمة وحدها لا تستطيع تصنيع الهرمونات الستيرويدية وهي مكتملة وظيفيا جهاز الغدد الصماءعلى الأرجح، هو مجمع المشيمة والجنين - مجمع الجنين المشيمي (من اللاتينية Goelis - الجنين). تكمن خصوصية تخليق هرمون الاستروجين أيضًا في حقيقة أن المادة الأولية، وهي الكوليسترول، يتم توفيرها من قبل جسم الأم؛ في المشيمة، تحدث تحويلات متتابعة للكوليسترول إلى بريجنينولون وبروجستيرون. مزيد من التوليف يحدث فقط في أنسجة الجنين.
يتم لعب الدور الرائد في تنظيم تخليق هرمون الاستروجين والبروجستيرون بواسطة هرمونات الغدد التناسلية النخامية (الفوليتروبين واللوتروبين) ، والتي بشكل غير مباشر ، من خلال مستقبلات خلايا المبيض ونظام cyclase-cAMP الأدينيلات ، وعلى الأرجح من خلال تخليق معين. البروتين، والسيطرة على تخليق الهرمونات. رئيسي الدور البيولوجيهرمون الاستروجين والبروجستيرون، الذي يبدأ تركيبهما بعد البلوغ، هو ضمان الوظيفة الإنجابية لجسم المرأة. خلال هذه الفترة، فإنها تسبب تطور الخصائص الجنسية الثانوية وتخلق الظروف المثلىمما يضمن إمكانية تلقيح البويضة بعد الإباضة. يقوم هرمون البروجسترون بعدد من الوظائف المحددة في الجسم، وهي: تحضير الغشاء المخاطي للرحم لنجاح زرع البويضة في حالة الإخصاب، وعندما يحدث الحمل يكون الدور الرئيسي هو الحفاظ على الحمل؛ له تأثير مثبط على الإباضة ويحفز نمو أنسجة الغدة الثديية. هرمون الاستروجين لديها تأثير الابتنائيةفي الجسم، وتحفيز تخليق البروتين.
ويبدو أن انهيار هرمون الاستروجين يحدث في الكبد، على الرغم من أن طبيعة الجزء الأكبر من منتجاته الأيضية التي تفرز في البول لم يتم توضيحها بعد. يتم طرحها في البول على شكل استرات مع حمض الكبريتيك أو حمض الجلوكورونيك، حيث يتم إخراج الإستريول بشكل أساسي على شكل جلوكورونيد وإسترون على شكل إستر مع حمض الكبريتيك. يتم تحويل البروجسترون أولاً في الكبد إلى بريجنانديول غير النشط، والذي يُفرز في البول على شكل إستر حمض الجلوكورونيك.
في الممارسة الطبيةالهرمونات الطبيعية والأدوية الاصطناعية ذات النشاط الاستروجيني، والتي، على عكس السابق، لا يتم تدميرها في الجهاز الهضمي، أصبحت تستخدم على نطاق واسع. يشمل الاستروجين الاصطناعي ثنائي إيثيل ستيلبيسترول وسينسترول، وهما مشتقان من الهيدروكربون ستيلبين.

ديثيلستيلبيسترول
سينسترول
تم استخدام كل من هذه الأدوية وعدد من مشتقات ستيلبين الأخرى أيضًا في ممارسة علاج الأورام: فهي تمنع نمو أورام البروستاتا.
الهرمونات الجنسية الذكرية
تم إنشاء الوظيفة داخل الإفراز للغدد التناسلية الذكرية في عام 1849، ولكن فقط في عام 1931، عزل أ. بوتنانت هرمونًا في شكل بلوري من بول الرجال، والذي كان له تأثير محفز على نمو قرص الكابونات. تم تسمية هذا الهرمون باسم أندروستيرون (من الكلمة اليونانية أبيغوس - ذكر، وتم تأكيد تركيبه الكيميائي المقترح من خلال التخليق الكيميائي الذي أجراه أ. بوتيناندت وإل. روزيكا في وقت واحد في عام 1934. وفي وقت لاحق، تم عزل هرمون آخر، ديهيدرو إيبي أندروستيرون، من بول الرجال الذين لديهم نشاط بيولوجي أقل، وبعد ذلك تم تسمية مجموعة من الستيرويدات C19 (المكونة من 19 ذرة كربون)، والتي لها القدرة على تسريع نمو مشط الديك، باسم الأندروجينات، وفي الوقت نفسه تم عزل الهرمون من تبين أن أنسجة الخصية أكثر نشاطًا بحوالي 10 مرات من الأندروستيرون وتم تحديدها على شكل هرمون التستوستيرون (من اللاتينية 1e8118-testis). ويمكن تقديم بنية الأندروجينات الثلاثة على النحو التالي:

التستوستيرون
الأندروجينات، على عكس هرمون الاستروجين، لها مجموعتان من الميثيل الزاوي (في ذرات C10 وC13)؛ على النقيض من الطابع العطري للحلقة A من هرمون الاستروجين، يحتوي التستوستيرون أيضًا على مجموعة الكيتون (مثل الكورتيكوستيرويدات).
يحدث التخليق الحيوي للأندروجين بشكل رئيسي في الخصيتين وجزئيًا في المبيضين والغدد الكظرية. المصادر الرئيسية وسلائف الأندروجينات، وخاصة هرمون التستوستيرون، هي حمض الاسيتيكوالكوليسترول. هناك أدلة تجريبية على أن مسار التخليق الحيوي لهرمون التستوستيرون من مرحلة الكوليسترول يتضمن العديد من التفاعلات الأنزيمية المتسلسلة من خلال البريغنينولون و17-أ-هيدروكسيبريغنينولون (انظر سابقًا). يتم تنظيم تخليق الأندروجين الحيوي في الخصيتين عن طريق هرمونات الغدد التناسلية النخامية (LH و FSH)، على الرغم من أن آلية تأثيرها الأساسي لم يتم الكشف عنها بعد؛ وفي المقابل، تنظم الأندروجينات إفراز الهرمونات التناسلية من خلال آلية ردود فعل سلبية، مما يحجب المراكز المقابلة في منطقة ما تحت المهاد.
الدور البيولوجي للأندروجينات جسم الذكرترتبط بشكل رئيسي بالتمايز والأداء الجهاز التناسلي، وعلى عكس هرمون الاستروجين، فإن الهرمونات الأندروجينية الموجودة بالفعل في الفترة الجنينية لها تأثير كبير على تمايز الغدد التناسلية الذكرية، وكذلك الأنسجة الأخرى، مما يحدد طبيعة إفراز الهرمونات الموجهة للغدد التناسلية لدى البالغين. في الجسم البالغ، تنظم الأندروجينات تطور الخصائص الجنسية الثانوية الذكرية، وتكوين الحيوانات المنوية في الخصيتين، وما إلى ذلك. تجدر الإشارة إلى أن الأندروجينات لها تأثير ابتنائي كبير، يتم التعبير عنه في تحفيز تخليق البروتين في جميع الأنسجة، ولكن بشكل أكبر في العضلات. لتحقيق التأثير الابتنائي للأندروجينات شرط ضروريهو وجود السوماتوتروبين. هناك أدلة تشير إلى مشاركة الأندروجينات في تنظيم التخليق الحيوي للجزيئات الكبيرة لدى الإناث الأعضاء التناسلية، وخاصة تخليق mRNA في الرحم.
يحدث انهيار الهرمونات الجنسية الذكرية في الجسم بشكل رئيسي في الكبد من خلال تكوين 17 كيتوستيرويد (انظر سابقًا). عمر النصف لهرمون التستوستيرون لا يتجاوز عدة عشرات من الدقائق. في الرجال البالغين، لا يتم إخراج أكثر من 1٪ من هرمون التستوستيرون دون تغيير في البول، مما يدل على انهياره بشكل رئيسي في الكبد إلى المنتجات الأيضية النهائية. يُفرز ديهيدرو إيبي أندروستيرون بشكل رئيسي دون تغيير في البول. في بعض الأمراض، يزداد إفراز الأشكال الهيدروكسيلية من الأندروجينات في البول مع انخفاض مكافئ في إفراز الأشكال الكلاسيكية من 17 كيتوستيرويدات. وتجدر الإشارة أيضًا إلى أنه يمكن تكوين 17-كيتوستيرويدات من هرمون التستوستيرون لدى النساء. ملحوظ مستوى عالحدوث سرطان الثدي لدى النساء مع انخفاض إفراز 17 كيتوستيرويدات. لقد وجد التستوستيرون ونظائره الاصطناعية (بروبيونات التستوستيرون) تطبيقًا في الممارسة الطبية كأدوية في علاج ورم سرطانيالغدة الثديية.
البروستاجلاندين
تم تقديم مصطلح "البروستاجلاندين" بواسطة دبليو أويلر، الذي كان أول من أظهر أن الحيوانات المنوية البشرية والمستخلصات من الحويصلات المنوية للأغنام تحتوي على مواد لها تأثير قابض للأوعية بشكل واضح وتسبب تقلص العضلات الملساء للرحم. لم يتم تأكيد افتراض دبليو أويلر بأن هذه المواد عبارة عن إفراز محدد لغدة البروستاتا (prog1a1a)، لأنها، كما ثبت الآن، موجودة في جميع الأعضاء والأنسجة. ومع ذلك، فقد تم الحفاظ على هذا المصطلح في الأدبيات (المرادفات: البروستاجلاندين، البروستاجلاندين).
في العقد الماضي، كانت البروستاجلاندينات والمركبات النشطة بيولوجيًا ذات الصلة (اللوكوترينات، البروستاسيكلينات، الثرومبوكسانات) موضع اهتمام وثيق من قبل الباحثين. ويفسر ذلك حقيقة أنه بالإضافة إلى التوزيع الواسع النطاق في الأنسجة، فإن لديهم قوة قوية التأثير الدوائيعلى العديد من الوظائف الفسيولوجية للجسم، وتنظيم ديناميكا الدم في الكلى، والوظيفة الانقباضية للعضلات الملساء، والوظيفة الإفرازية للمعدة، والدهون، واستقلاب الماء والملح، وما إلى ذلك. هناك أدلة على أن البروستاجلاندين ربما ليست هرمونات "حقيقية" ، على الرغم من أن بعض المؤلفين يعتبرونها هرمونات محلية "محلية"، ولكن ثبت أنها تعدل تأثيرات الهرمونات. يبدو أن التأثيرات البيولوجية للبروستاجلاندين تتوسط من خلال النيوكليوتيدات الحلقية (انظر أدناه).
في الآونة الأخيرة، تم التأكيد على أفكار س. بيرجستروم وزملائه بأن مقدمة جميع البروستاجلاندينات هي الأحماض الدهنية المتعددة غير المشبعة، وخاصة حمض الأراكيدونيك (وعدد من مشتقاته، أحماض ثنائي هومو-واي-لينولينيك وبنتانويك، والتي تشكل بدورها في الجسم من أحماض اللينوليك واللينولينيك) (انظر الفصل 11). حمض الأراكيدونيك، بعد إطلاقه من الجلسرين الفوسفوري (الدهون الفسفورية) للأغشية الحيوية تحت تأثير فسفوليباز محددة A (أو C)، اعتمادًا على المسار الأنزيمي للتحويل، يؤدي إلى ظهور البروستاجلاندين والليكوترينات وفقًا للمخطط:

بروستانويدس
الليكوترين (LT)
البروستاجلاندين
البروستاسيكلين
الثرومبوكسانات (تكساس)
الاتفاق الطويل الأمد
القيمة الدائمة
LTS
LTE
المسار الأول يسمى مسار انزيمات الأكسدة الحلقية حمض الأراكيدونيك، حيث يتم تحفيز المراحل الأولى من تخليق البروستاجلاندين بواسطة إنزيمات الأكسدة الحلقية، وبشكل أكثر دقة سينسيز البروستاجلاندين (EC 1.14.99.1). حاليا، البيانات عن البيوسين معروفة

قريباً
ثرومبوكسان ب2 (تكساس ب2)

لكن حول
6,15-ديكيتوبروستاجلاندين P1a
أرز. 8.3. مسار Cyclooxygenase لتحويل حمض الأراكيدونيك.
K1 وK2 عبارة عن سلاسل جانبية متطابقة لجميع البروستاجلاندينات الثلاثة. تشير العلامة 0 إلى التأثير المانع لهذه المواد.
أطروحة البروستانويدات الرئيسية (الشكل 8.3). تتمثل العملية الكيميائية المركزية للتخليق الحيوي في إدراج الأكسجين الجزيئي (جزيئين) في بنية حمض الأراكيدونيك، والذي يتم تنفيذه بواسطة إنزيمات أكسجين محددة، والتي، بالإضافة إلى الأكسدة، تحفز عملية التدوير مع تكوين منتجات وسيطة - البروستاجلاندين إندوبروكسيديز ROD]، المعينة P002 وPON2؛ يتم تحويل الأخير تحت تأثير إيزوميراز البروستاجلاندين إلى البروستاجلاندين الأولي. يميز
فئة البروستاجلاندين الأولية: بروستاجلاندين POE القابل للذوبان في الأثير والبروستاجلاندين POE القابل للذوبان في الفوسفات. وتنقسم كل فئة إلى فئات فرعية: POE1، POE2، POE1، POE2، إلخ. يتم تصنيع البروستاسيكلين والثرومبوكسان من هذه الوسائط بمشاركة إنزيمات أخرى غير الأيزوميرات. لم يتم بعد توضيح تفاصيل آلية التخليق الحيوي للبروستانويدات بشكل كامل، وكذلك طرق أكسدتها إلى المنتجات الأيضية النهائية.
يتم تصنيع البروستاجلاندينات الأولية في جميع الخلايا (باستثناء خلايا الدم الحمراء)، وتعمل على العضلات الملساء في الجهاز الهضمي والأنسجة التناسلية والجهاز التنفسي، وعلى نغمة الأوعية الدموية، وتعدل نشاط الهرمونات الأخرى، وتنظم بشكل مستقل الإثارة العصبيةالعمليات الالتهابية (الوسطاء)، معدل تدفق الدم الكلوي. يتم التوسط في تأثيرها البيولوجي من خلال تنظيم تخليق cAMP (انظر أدناه).
يتم تصنيع الثرومبوكسان A، وخاصة الثرومبوكسان Az (TxA^)، في الغالب في أنسجة المخ والطحال والرئتين والكلى، وكذلك في الصفائح الدموية والورم الحبيبي الالتهابي من POI2 تحت تأثير سينسيز الثرومبوكسان (انظر الشكل 8.3)؛ من TxA2 يتم تشكيلها والباقي عبارة عن ثرومبوكسان. إنها تسبب تراكم الصفائح الدموية، وبالتالي تعزز تكوين الخثرة، بالإضافة إلى ذلك، لها أقوى تأثير مضيق للأوعية من بين جميع البروستاجلاندينات.
يتم تصنيع البروستاسيكلين (PC12) بشكل رئيسي في بطانة الأوعية الدموية وعضلة القلب وأنسجة الرحم والغشاء المخاطي في المعدة. إنه يرتاح، على عكس الثرومبوكسان، على نحو سلس ألياف عضليةالأوعية ويسبب تفكك الصفائح الدموية، وتعزيز انحلال الفيبرين.
ومن الضروري أيضًا الإشارة إلى الأهمية الخاصة لنسبة الثرومبوكسانات/البروستاسيكلينات في الدم، وخاصة TxA2/P012، بالنسبة للحالة الفسيولوجية للجسم. اتضح أنه في المرضى المعرضين للتخثر، هناك ميل لتحويل التوازن نحو التجميع؛ على العكس من ذلك، في المرضى الذين يعانون من تبولن الدم، لوحظ تفكك الصفائح الدموية. وقد اقترح أن توازن TxA2/P012 مهم لتنظيم وظيفة الصفائح الدموية، وتوازن القلب والأوعية الدموية، وأمراض التخثر، وما إلى ذلك.
في التين. يوضح الشكل 8.3 أيضًا مسارات تقويض البروستانويد. المرحلة الأوليةتقويض البروستاجلاندين "الكلاسيكي" هو الأكسدة المجسمة لمجموعة OH عند ذرة الكربون الخامسة عشرة مع تكوين مشتق 15 كيتو المقابل. الإنزيم الذي يحفز هذا التفاعل، 15-هيدروكسي بروستاجلاندين ديهيدروجيناز، موجود في السيتوبلازم ويتطلب وجود NAD أو NADP. يتم تعطيل الثرومبوكسان بواسطة tv10 إما عن طريق الانقسام الكيميائي إلى الثرومبوكسان B2، أو عن طريق الأكسدة بواسطة هيدروجيناز أو اختزال. وبالمثل، يتحلل P012 (بروستاسيكلين) بسرعة إلى 6-keto-POP1a t VyGO، ويتم تعطيل t V1YO عن طريق الأكسدة بواسطة 15-hydroxyprostaglandin dehydrogenase مع تكوين 6,15-diketo-POP1a.
يختلف المسار الثاني لتحويل حمض الأراكيدونيك، وهو مسار الليبوكسيجيناز (الشكل 8.4)، من حيث أنه يؤدي إلى تخليق فئة أخرى من المواد النشطة بيولوجيًا، الليكوترين. ميزةبنية الليكوترينات هي أنها لا تحتوي على بنية حلقية، على الرغم من أن الليكوترينات، مثل البروستانويدات، مبنية من 20 ذرة كربون. تحتوي بنية الليكوترين على أربع روابط مزدوجة، يشكل بعضها معقدات الببتيدوليبيد مع الجلوتاثيون أو مشتقاته. عناصر(يمكن أن يتحول الليكوترين B أيضًا إلى الليكوترين E، مما يفقد بقايا الجليكاين). ترتبط التأثيرات البيولوجية الرئيسية للوكوترينات بـ العمليات الالتهابيةوالحساسية و ردود الفعل المناعيةوالحساسية المفرطة ونشاط العضلات الملساء. على وجه الخصوص، تعمل الليكوترينات على تعزيز تقلص العضلات الملساء الجهاز التنفسيوالجهاز الهضمي وتنظيم نغمة الأوعية الدموية (له تأثير مضيق للأوعية) وتحفيز الانكماش الشرايين التاجية. لم يتم تحديد المسارات التقويضية لليكوترينات بشكل كامل.
/=H/=h^/S00n \-
حمض الأراكيدونيك
°2^ ليبوكسيجيناز فيتامين E-I.
فيتامين E -C-/"ح
/^/-\^coono[o1n
/=gch^=Ch/^С00н
ل/"س/
هو
هو
/=uik^قريبًا
ن أ ^y\y*
, ^ hwHh y\y-COOH
¦ 5H11 3-CH2-CH-CO-MH-CH2-COOH
mn-so-sng-sn2-sn-قريبا
1
ن1-1،

الليكوترين ج
ذ- الجلوتاميل ترانسفيراز
أونس
"5 11 5-CH2"CH-CO-MH-CH2-COOH
N42 ليوكوترين ر
أرز. 8.4. مسار Lipoxygenase لتحويل حمض الأراكيدونيك.
ك - متقبل لبقايا حمض الجلوتاميك. تشير العلامة © إلى التأثير المانع لفيتامين E.
وهكذا بفضلها واسع الانتشارفي الأنسجة ذات النشاط البيولوجي العالي والمتنوع، يتم استخدام البروستاجلاندين (والبروستانويدات بشكل عام) واللوكوترين بشكل متزايد في الممارسة الطبية كأدوية. تحفز هذه الظروف إجراء المزيد من الأبحاث سواء في البحث عن البروستانويدات الجديدة أو في التركيب الكيميائي لنظائرها مع المجموعات الوظيفية المحمية التي تكون أكثر استقرارًا عند إدخالها إلى الجسم.
هرمونات الغدة الصعترية (الغدة الصعترية)
إن دور الغدة الصعترية كغدة صماء معروف منذ زمن طويل. ومن المعروف أيضًا أن الغدة الصعترية، بعد وقت قصير من ولادة الطفل، تقوم بتزويد الخلايا اللمفاوية الغدد الليمفاويةوالطحال ويقوم بتكوين وإفراز هرمونات معينة تؤثر على تطور ونضج خلايا معينة الأنسجة اللمفاوية. ومع ذلك، ظلت الطبيعة الكيميائية للأدوية النشطة هرمونيًا غير معروفة، على الرغم من أنه ظهر بوضوح في التجارب على الحيوانات أن المستخلص الخالي من الخلايا للغدة الصعترية يؤثر على نمو الكائن الحي بأكمله وعلى تطوير الكفاءة المناعية والحفاظ عليها، مما يوفر الأداء الطبيعيالمناعة الخلوية والخلطية.
حتى الآن، تم عزل العديد من الهرمونات، ممثلة بشكل رئيسي بالبولي ببتيدات ذات الوزن الجزيئي المنخفض، وتميزت من مستخلصات الغدة الصعترية. أنها تؤثر أنواع مختلفة الخلايا الليمفاوية، أداء وظائف محددة. نقدم التركيب الأساسي للثيموبويتين II، المعزول من الغدة الصعترية في ربلة الساق، والذي يبدو أنه الهرمون الرئيسي الذي يحفز تكوين الخلايا الليمفاوية التائية.
N-Ser-Gln-Fen-Ley-G لو-Asp-Pro-Ser-Val-Ley-Tre-Liz-G li-Liz-Ley-Liz-
-Ser-Glu-Ley-Val-Ala-Asn-Asn-Val-Tre-Ley-Pro-Ala-Gli-Glu-Gln-Arg-.Liz-
-آسب-فال-تير-فال-جلن-لي-تير-لي-غلو-تري-لي-تري-علاء-فال-ليز-أرج-أون
يتكون الثيموبويتين II من 49 بقايا حمض أميني. من المفترض أن المركز النشط للهرمون هو خماسي الببتيد (يتم تمييزه باللون الأحمر ويحتل المركز 32-36 من الطرف K). في الآونة الأخيرة، تم تصنيع هذا الببتيد القصير المكون من خمسة أعضاء كيميائيًا وأطلق عليه اسم "ثيموبنتين -5"؛ عند إدخاله إلى الجسم، فإنه يعزز عوامل غير محددةحماية.
هرمون آخر معزول بواسطة A. Goldstein et al. من الغدة الصعترية في ربلة الساق، يوجد ثيموسين a1 (28 بقايا حمض أميني) ذو البنية التالية:
N-Ser-Asp-Ala-Ala-Val-Asp-T re-Ser-Ser-Glu-Ile-T re-T re-Liz- -Asp-Ley-Liz-Glu-Liz-Liz-Glu-Val- فال-غلو-غلو-علاء-غلو-آسن-ON
من المفترض أن ثيموسين A1 في الجسم يؤدي وظيفة تنظيمية مراحل متأخرةتمايز الخلايا التائية. وقد ثبت أيضًا أن له تأثيرًا دوائيًا واضحًا في علاج سرطان الدم ونقص المناعة.
في الآونة الأخيرة، تم الحصول على هرمون الغدة الصعترية الجديد (nonapeptide) الذي يحفز تمايز الخلايا التائية. من أجل إظهار نشاطها البيولوجي، يلزم وجود أيونات الزنك ثنائية التكافؤ. الهرمون المحتوي على الزنك له تكوين غريب.
بالإضافة إلى هرمونات الببتيد، تم عزل جزء غير قطبي نشط، مشابه في الخصائص البيولوجية لهرمونات الستيرويد، يسمى الثيموستيرول، من الغدة الصعترية. ولم يتم فك رموز طبيعتها بعد.
لا يصف هذا الفصل جميع المواد الهرمونية المعروفة حاليًا. لذلك، في الغدة الصنوبرية(المشاش) يتم تصنيع هرمون الميلاتونين المثير للاهتمام ولكن قليل الدراسة من الحمض الأميني التربتوفان. تم عزل أكثر من 20 هرمونًا نشطًا بيولوجيًا من الجهاز الهضمي. الأكثر دراسة منهم هو غاسترين
والغاسترين II (17 و14 بقايا حمض أميني، على التوالي)، ينظمان الإفراز عصير المعدة; البروغاسترين (34 AMK)، يعتبر شكلاً متداولاً من طلائع الهرمونات ويتم تحويله إلى غاسترين I النشط في خلايا العضو المستهدف، بالإضافة إلى الجلوكاجون والسكريتين (27 AMK) (كانت الأخيرة أول مادة تم تحديدها على أنها هرمون). وبالإضافة إلى ذلك، يتم تصنيع السوماتوستاتين في الغشاء المخاطي في الأمعاء. وقد اقترح أن السوماتوستاتين الخلالي والجلوكاجون ينظمان إفراز الهرمونات المصنعة في منطقة ما تحت المهاد والبنكرياس، على التوالي. معلومات عن الهرمونات الأخرى، بما في ذلك الهرمونات النباتية، يمكن العثور عليها جزئيًا في الفصول 12 و17 أو في المؤلفات المتخصصة.
الآليات الجزيئية لنقل الإشارات الهرمونية
استعرض هذا الفصل التركيب الكيميائي لمعظم الهرمونات المعروفة وغيرها من المواد الشبيهة بالهرمونات النشطة بيولوجيا، وكذلك الصورة السريريةالقصور أو الإفراط في الإنتاج. في عدد من الحالات، يتم عرض التأثيرات البيولوجية للهرمونات دون دراسة تفصيلية لآليات تنظيم التمثيل الغذائي. على الرغم من التنوع الكبير في الهرمونات والمواد الشبيهة بالهرمونات، فإن العمل البيولوجي لمعظم الهرمونات يعتمد على آليات أساسية متشابهة بشكل مدهش، متطابقة تقريبًا، تنقل المعلومات من خلية إلى أخرى. بعد ذلك، سيتم عرض أمثلة على آليات عمل هرمونات الببتيد (بما في ذلك مشتقات الأحماض الأمينية) والطبيعة الستيرويدية. في الفهم الحديث للآليات الجزيئية الدقيقة للعمل البيولوجي لمعظم الهرمونات، لعب بحث E. Sutherland واكتشاف أحادي فوسفات الأدينوزين الحلقي (انظر أدناه) دورًا كبيرًا.
من المعروف أن الاتجاه والتنظيم الدقيق لعملية نقل المعلومات يتم ضمانه في المقام الأول من خلال وجود جزيئات المستقبلات (في أغلب الأحيان البروتينات) على سطح الخلايا التي تتعرف على الإشارة الهرمونية (انظر مستقبلات الأنسولين). تقوم المستقبلات بتحويل هذه الإشارة إلى تغيير في تركيزات الرسل داخل الخلايا، والتي تسمى الرسل الثاني، والتي يتم تحديد مستواها من خلال نشاط الإنزيمات التي تحفز تخليقها الحيوي وانهيارها.
بحكم طبيعتها الكيميائية، تبين أن مستقبلات جميع المواد النشطة بيولوجيًا تقريبًا هي بروتينات سكرية، ويتم توجيه المجال (القسم) "المعترف به" للمستقبل نحو الفضاء بين الخلايا، في حين أن القسم المسؤول عن اقتران المستقبل بنظام المستجيب (مع الإنزيم، على وجه الخصوص) يقع داخل (في سمك) غشاء البلازما. الملكية المشتركةتتميز جميع المستقبلات بخصوصيتها العالية فيما يتعلق بهرمون واحد محدد (مع ثابت تقارب من 0.1 إلى 10 نانومتر). ومن المعروف أيضًا أن اقتران المستقبلات مع الأنظمة المستجيبة يتم من خلال ما يسمى بروتين O الذي تتمثل وظيفته في ضمان الإرسال المتكرر للإشارة الهرمونية على مستوى الغشاء البلازمي
الجروح. يحفز بروتين O في شكله المنشط تخليق AMP الحلقي من خلال محلقة الأدينيلات، مما يؤدي إلى تفعيل آلية متتالية لتنشيط البروتينات داخل الخلايا.
الآلية الأساسية العامة التي يتم من خلالها تحقيق التأثيرات البيولوجية للرسل "الثانوي" داخل الخلية هي عملية الفسفرة - نزع فسفرة البروتينات بمشاركة مجموعة واسعة من كينازات البروتين التي تحفز نقل المجموعة الطرفية من ATP إلى المجموعة النهائية. مجموعات OH من السيرين والثريونين، وفي بعض الحالات، التيروزين من البروتينات. تعد عملية الفسفرة أهم تعديل كيميائي بعد الترجمة لجزيئات البروتين، مما يؤدي إلى تغيير هيكلها ووظيفتها بشكل جذري. على وجه الخصوص، فإنه يسبب تغييرا في الخصائص الهيكلية (ارتباط أو تفكك الوحدات الفرعية المكونة)، وتفعيل أو تثبيط خصائصها الحفزية، وفي نهاية المطاف تحديد معدل التفاعلات الكيميائية، وبشكل عام، النشاط الوظيفي للخلايا.
نظام مراسل أدينيلات سيكلاز
الأكثر دراسة هو مسار محلقة الأدينيلات لنقل الإشارات الهرمونية. وهو يشتمل على خمسة بروتينات مدروسة جيدًا على الأقل: 1) مستقبل الهرمونات؛ 2) إنزيم أدينيلات سيكلاز، الذي يؤدي وظيفة تصنيع AMP الدوري (cAMP)؛ 3) بروتين O، الذي يتواصل بين محلقة الأدينيلات والمستقبل؛ 4) كيناز البروتين المعتمد على cAMP، والذي يحفز فسفرة الإنزيمات داخل الخلايا أو البروتينات المستهدفة، وبالتالي تغيير نشاطها؛ 5) فوسفوديستراز، الذي يتسبب في انهيار cAMP وبالتالي يوقف (يكسر) تأثير الإشارة (الشكل 8.5).
تم الحصول على مستقبلات ألفا وبيتا الأدرينالية بشكل نقي من أغشية البلازما لخلايا الكبد والعضلات والأنسجة الدهنية. لقد ثبت أن ارتباط الهرمون بمستقبلات بيتا الأدرينالية يؤدي إلى التغييرات الهيكليةالمجال داخل الخلايا للمستقبل، والذي بدوره يضمن تفاعل المستقبل مع البروتين الثاني لمسار الإشارة - ربط GTP.
البروتين O- البروتين المرتبط بـ GTP عبارة عن خليط
أنواع البروتينات: O8 النشط (من الكبريت الإنجليزي O) والمثبط O4 مع مول. وزنها 80000-90000. يحتوي كل منها على ثلاث وحدات فرعية مختلفة (أ-، ب-، ص-)، أي. هذه هي مغايرة. لقد تبين أن الوحدتين الفرعيتين O8 وO4 متطابقتان (الوزن الجزيئي 35000)؛ في الوقت نفسه، تبين أن الوحدات الفرعية، وهي نتاج جينات مختلفة (الوزن الجزيئي 45000 و41000)، هي المسؤولة عن ظهور الوظائف المنشطة والمثبطة بواسطة بروتين O
أرز. 8.5. مسار أدينيلات سيكلاز لنقل الإشارات الهرمونية.
التوصية - المستقبل؛ O - بروتين O؛ AC - محلقة الأدينيلات.
لا يوجد نشاط وفقا لذلك. يمنح مركب مستقبل الهرمونات بروتين O القدرة ليس فقط على تبادل الناتج المحلي الإجمالي الداخلي بسهولة لـ GTP، ولكن أيضًا على نقل بروتين O8 إلى حالة نشطة، بينما ينفصل بروتين O النشط في وجود أيونات Mg2+ إلى الوحدات الفرعية β- وγ والوحدات الفرعية المعقدة O8 في شكل GTP؛ ينتقل هذا المركب النشط بعد ذلك إلى جزيء محلقة الأدينيلات وينشطه. يخضع المجمع نفسه بعد ذلك للتعطيل الذاتي بسبب طاقة اضمحلال GTP وإعادة ربط الوحدات الفرعية β وγ مع تكوين الناتج المحلي الإجمالي الأولي من O8.
إن إنزيم محلقة الأدينيلات هو بروتين متكامل لأغشية البلازما، مركزه النشط موجه نحو السيتوبلازم ويحفز تفاعل تخليق cAMP من ATP:

ATP 3"،5"-معسكر
يتم تمثيل المكون التحفيزي لمحلقة الأدينيلات، المعزول من أنسجة حيوانية مختلفة، بواسطة بولي ببتيد واحد مع مول. وزنها 120.000-150.000؛ في غياب البروتينات O يكون غير نشط عمليا؛ يحتوي على مجموعتين 8H، إحداهما تشارك في الاقتران مع بروتين O8، والثانية ضرورية لإظهار النشاط التحفيزي. يحتوي جزيء الإنزيم على عدة مراكز تفارجية يتم من خلالها تنظيم النشاط بواسطة مركبات ذات وزن جزيئي منخفض: أيونات Md2+ وMn2+ وCa2+ والأدينوزين والفورسكولين. تحت تأثير إنزيم فوسفودايستراز، يتم تحلل cAMP ليشكل 5'-AMP غير نشط.
بروتين كيناز هو إنزيم داخل الخلايا يمارس من خلاله تأثير cAMP. يمكن أن يوجد بروتين كيناز في شكلين. في غياب cAMP، يتم تقديم بروتين كيناز في شكل مركب رباعي يتكون من وحدتين فرعيتين تحفيزيتين (C2) ووحدتين تنظيميتين (K،) مع مول. الجماهير 49000 و 38000 على التوالي؛ في هذا الشكل يكون الإنزيم غير نشط. في وجود cAMP، ينفصل مركب البروتين كيناز بشكل عكسي إلى وحدة K واحدة ووحدة فرعية ووحدتين فرعيتين حفزيتين حرتين C؛ هذا الأخير له نشاط إنزيمي، يحفز فسفرة البروتينات والإنزيمات، وبالتالي تغيير النشاط الخلوي.
غير نشط
بروتين كيناز

أرز. 8.6. التنظيم التساهمي لفسفوريلاز الجليكوجين.
تجدر الإشارة إلى أنه تم اكتشاف فئة كبيرة من كينازات البروتين المعتمدة على cAMP، والتي تسمى كينازات البروتين A، في الخلايا؛ أنها تحفز نقل مجموعة الفوسفات إلى مجموعات OH من سيرين وثريونين (ما يسمى كيناز سيرين ثريونين). هناك فئة أخرى من كينازات البروتين، خاصة تلك التي يتم تنشيطها بواسطة مستقبل الأنسولين (انظر سابقًا)، تعمل فقط على مجموعة OH من التيروزين. ومع ذلك، في جميع الحالات، فإن إضافة مجموعة فوسفات مشحونة للغاية وضخمة لا تسبب تغيرات تكوينية في البروتينات المفسفرة فحسب، بل تؤدي أيضًا إلى تغيير نشاطها أو خصائصها الحركية.
يتم تنظيم نشاط العديد من الإنزيمات عن طريق الفسفرة المعتمدة على cAMP، وبالتالي فإن معظم الهرمونات ذات طبيعة البروتين الببتيد تنشط هذه العملية. ومع ذلك، فإن عددًا من الهرمونات لها تأثير مثبط على محلقة الأدينيلات، مما يؤدي بالتالي إلى تقليل مستوى cAMP وفسفرة البروتين. على وجه الخصوص، فإن هرمون السوماتوستاتين، الذي يرتبط مع بروتين O المثبط للمستقبلات المحددة (O4، وهو المتماثل البنيوي لبروتين O8 (انظر سابقًا)، يثبط توليف الأدينيلات الحلقية وتخليق cAMP، أي يسبب تأثيرًا معاكسًا مباشرة للتأثير الناتج. بواسطة الأدرينالين والجلوكاجون في عدد من الأعضاء، يكون للبروستاجلاندينات (على وجه الخصوص، POE1) أيضًا تأثير مثبط على محلقة الأدينيلات، على الرغم من أنه في نفس العضو (اعتمادًا على نوع الخلية) يمكن لنفس POE1 تنشيط تخليق cAMP.
تمت دراسة آلية تنشيط وتنظيم فسفوريلاز الجليكوجين في العضلات، والذي ينشط انهيار الجليكوجين، بمزيد من التفصيل. هناك شكلان: نشط تحفيزيًا - فسفوريلاز وغير نشط - فسفوريلاز. يتم بناء كلا الفسفوريلاز من وحدتين فرعيتين متطابقتين (الوزن الجزيئي 94500)، في كل منهما تخضع بقايا السيرين في الموضع 14 لعملية الفسفرة - نزع الفسفرة، والتنشيط والتعطيل، على التوالي (الشكل 8.6).
تحت تأثير فسفوريلاز ب كيناز، الذي يتم تنظيم نشاطه بواسطة بروتين كيناز المعتمد على cAMP، تخضع كلا الوحدتين الفرعيتين لجزيء الشكل غير النشط من فسفوريلاز ب إلى فسفرة تساهمية ويتم تحويلهما إلى فسفوريلاز أ نشط. يؤدي نزع الفسفرة من الأخير تحت تأثير فسفوريلاز الفوسفاتيز المحدد إلى تعطيل نشاط الإنزيم والعودة إلى حالته الأصلية.
في الأنسجة العضليةتم اكتشاف 3 أنواع من تنظيم الجليكوجين فسفوريلاز. النوع الأول هو التنظيم التساهمي، على أساس الفسفرة المعتمدة على الهرمونات - نزع الفسفرة من وحدات الفسفوريلاز الفرعية (انظر الشكل 8.6).

أرز. 8.7. تنظيم خيفي من فسفوريلاز الجليكوجين.
النوع الثاني هو التنظيم التفارغي. وهو يعتمد على تفاعلات إزالة الأدينيلات وإلغاء الأدينيلات للوحدات الفرعية من الجليكوجين فسفوريلاز ب (التنشيط-التعطيل، على التوالي). يتم تحديد اتجاه التفاعلات من خلال نسبة تركيزات AMP و ATP المضافة إليها مركز نشطوإلى المركز الخيفي لكل وحدة فرعية (الشكل 8.7).
في العضلات العاملة، يؤدي تراكم AMP بسبب استهلاك ATP إلى غدة وتفعيل فسفوريلاز B. في الراحة، على العكس من ذلك، تركيزات عاليةيؤدي ATP، الذي يزيح AMP، إلى تثبيط هذا الإنزيم من خلال تثبيط الميتيل.
يلعب cAMP وبروتين كيناز دورًا مركزيًا في التنظيم الهرموني لتخليق الجليكوجين وانهياره في الكبد (الشكل 8.8). للحصول على تفاصيل حول التحولات الكيميائية للجليكوجين، انظر الفصل 10.
النوع الثالث هو تنظيم الكالسيوم، بناءً على التنشيط الخيفي لفوسفوريلاز ب كيناز بواسطة أيونات Ca2+، التي يزيد تركيزها مع تقلص العضلات، وبالتالي تعزيز تكوين فسفوريلاز أ النشط.
نظام مراسلة جوانيلات سيكلاز
كافٍ لفترة طويلةيعتبر أحادي فوسفات الجوانوزين الحلقي (cGMP) بمثابة نقيض cAMP. تم إسناد وظائف معاكسة لـ cAMP. حتى الآن، تم الحصول على الكثير من الأدلة على أن cGMP يلعب دورًا مستقلاً في تنظيم وظيفة الخلية. على وجه الخصوص، يتحكم في الكلى والأمعاء في نقل الأيونات وتبادل الماء، وفي عضلة القلب يعمل كإشارة استرخاء، وما إلى ذلك.
يتم إجراء التخليق الحيوي لـ cGMP من GTP تحت تأثير محلقة جوانيلات محددة عن طريق القياس مع تخليق cAMP:
جوانيلات سيكلاز
غتب * المركب + ب؛

تحتوي على ببتيدات قصيرة خارج الخلية (18-20 بقايا من الأحماض الأمينية)، وخاصة هرمون الببتيد الأذيني المدر للصوديوم (ANP)، وهو سم قابل للحرارة للبكتيريا سالبة الجرام، وما إلى ذلك. ANP، كما هو معروف، يتم تصنيعه في الأذين استجابةً لـ زيادة في حجم الدم، ويدخل الكلى مع الدم، وينشط سيكلاز جوانيلات (في المقابل يزيد من مستوى المركب)، وتعزيز إفراز الصوديوم والماء. تحتوي خلايا العضلات الملساء الوعائية أيضًا على نظام مماثل لمستقبلات جوانيلات الحلقية، والذي من خلاله تمارس ANF المرتبطة بالمستقبلات تأثيرًا موسعًا للأوعية الدموية، مما يساعد على خفض ضغط الدم. في الخلايا الظهارية المعوية، يمكن تنشيط نظام مستقبلات جوانيلات سيكلاز عن طريق السموم الداخلية البكتيرية، مما يؤدي إلى تباطؤ امتصاص الماء في الأمعاء وتطور الإسهال.
الشكل القابل للذوبان من سيكلاز جوانيلات (الوزن الجزيئي 152000) هو إنزيم يحتوي على الهيم ويتكون من وحدتين فرعيتين. تشارك موسعات الأوعية الدموية النيتروجينية والجذور الحرة التي هي منتجات بيروكسيد الدهون في تنظيم هذا النوع من محلقة الجوانيلات. أحد المنشطات المعروفة هو العامل البطاني (EFF)، الذي يسبب استرخاء الأوعية الدموية. العنصر النشط، المركب الطبيعي، لهذا العامل هو أكسيد النيتريك NO. يتم تنشيط هذا النوع من الإنزيم أيضًا بواسطة بعض موسعات النيتروفاسوديات (النتروجليسرين، والنيتروبروسيد، وما إلى ذلك) المستخدمة لأمراض القلب؛ انهيار هذه الأدوية يطلق أيضًا NO.
يتكون أكسيد النيتريك من الحمض الأميني أرجينين بمشاركة نظام إنزيم معقد يعتمد على Ca2+ مع وظيفة مختلطة تسمى NO سينسيز:

سيترولين
أكسيد النيتريك، عند تفاعله مع جوانيلات سيكلاز هيم، يعزز التكوين السريع لـ cGMP، مما يقلل من قوة تقلصات القلب عن طريق تحفيز مضخات الأيونات التي تعمل بتركيزات منخفضة من Ca2+. ومع ذلك، فإن تأثير NO قصير المدى، بضع ثوانٍ، وموضعي بالقرب من مكان تركيبه. النتروجليسرين، الذي لا يفرز بشكل أبطأ، له تأثير مماثل، ولكنه يدوم لفترة أطول.
تم الحصول على أدلة على أن معظم تأثيرات cGMP تتم عبر بروتين كيناز يعتمد على cGMP يسمى بروتين كيناز O. يتم الحصول على هذا الإنزيم المنتشر في الخلايا حقيقية النواة في شكله النقي (الوزن الجزيئي 80.000). وهو يتألف من وحدتين فرعيتين - مجال تحفيزي بتسلسل مشابه لتسلسل الوحدة الفرعية C من بروتين كيناز A (يعتمد على cAMP)، ومجال تنظيمي مشابه للوحدة الفرعية K من بروتين كيناز A (انظر سابقًا). ومع ذلك، فإن بروتينات كيناز A وO تتعرف على تسلسلات بروتينية مختلفة، وتنظم عملية الفسفرة لمجموعة OH من السيرين والثريون، على التوالي.
على البروتينات المختلفة داخل الخلايا وبالتالي ممارسة تأثيرات بيولوجية مختلفة.
يتم التحكم في مستوى النيوكليوتيدات الحلقية cAMP وcGMP في الخلية بواسطة إنزيمات الفوسفوديستراز المقابلة، والتي تحفز تحللها المائي إلى أحادي الفوسفات 5" نيوكليوتيد وتختلف في الألفة لـ cAMP وcGMP. تم عزل وتشخيص بكتيريا Ca2+ والهالموديولين.
نظام مراسلة Ca2+
تلعب أيونات Ca2+ دورًا مركزيًا في تنظيم العديد من العناصر الوظائف الخلوية. يعد التغير في تركيز Ca2+ الحر داخل الخلايا إشارة لتنشيط أو تثبيط الإنزيمات، والتي بدورها تنظم عملية التمثيل الغذائي والنشاط الانقباضي والإفرازي والالتصاق ونمو الخلايا. يمكن أن تكون مصادر Ca2+ داخل وخارج الخلية. عادة لا يتجاوز تركيز Ca2+ في العصارة الخلوية 10-7 مولار، ومصادره الرئيسية هي الشبكة الإندوبلازمية والميتوكوندريا. تؤدي الإشارات الهرمونية العصبية إلى زيادة حادةتركيز Ca2+ (ما يصل إلى 10-6 م)، يأتي من الخارج عبر غشاء البلازما (بشكل أكثر دقة، من خلال قنوات الكالسيوم المعتمدة على الجهد والمستقبلات) ومن المصادر داخل الخلايا. إحدى أهم الآليات لتوصيل الإشارة الهرمونية في نظام مراسلة الكالسيوم هي تحفيز التفاعلات الخلوية (الاستجابات) عن طريق تنشيط بروتين كيناز محدد يعتمد على الكالسيوم 2+. تبين أن الوحدة الفرعية التنظيمية لهذا الإنزيم هي بروتين الكالموديولين المرتبط بـ Ca2+ (الوزن الجزيئي 17000). عندما يزيد تركيز Ca2+ في الخلية استجابةً للإشارات الواردة، يقوم بروتين كيناز محدد بتحفيز الفسفرة للعديد من الإنزيمات المستهدفة داخل الخلايا، وبالتالي تنظيم نشاطها. لقد ثبت أن فسفوريلاز ب كيناز، الذي يتم تنشيطه بواسطة أيونات Ca2+، مثل سينسيز N0، يتضمن الكالموديولين كوحدة فرعية. يعد الكالموديولين جزءًا من العديد من البروتينات الأخرى المرتبطة بـ Ca2+. مع زيادة تركيز الكالسيوم، فإن ارتباط Ca2+ بالهودوديولين يكون مصحوبًا بتغيرات تكوينية، وفي هذا الشكل المرتبط بـ Ca2+، ينظم الكالموديولين نشاط العديد من البروتينات داخل الخلايا (ومن هنا اسمه).
يشتمل نظام الرسول داخل الخلايا أيضًا على مشتقات الدهون الفوسفاتية الموجودة في أغشية الخلايا حقيقية النواة، وخاصة مشتقات الفوسفاتيديلينوسيتول الفسفورية. يتم إطلاق هذه المشتقات استجابةً لإشارة هرمونية (على سبيل المثال، من فازوبريسين أو ثيروتروبين) تحت تأثير فوسفوليباز C المرتبط بغشاء محدد. ونتيجة للتفاعلات المتسلسلة، يتم تشكيل رسالتين ثانويتين محتملتين - ثنائي الجلسرين والإينوسيتول 1,4 ‎5-ثلاثي الفوسفات.
يتم تحقيق التأثيرات البيولوجية لهؤلاء الرسل الثاني بطرق مختلفة. يتم التوسط في عمل ثنائي الجلسرين، مثل أيونات Ca2+ الحرة، من خلال بروتين إنزيم كيناز C المعتمد على الغشاء Ca، والذي يحفز فسفرة الإنزيمات داخل الخلايا، مما يغير نشاطها. يرتبط إينوزيتول 1،4،5-ثلاثي الفوسفات بمستقبل محدد على الشبكة الإندوبلازمية، مما يعزز إطلاق أيونات Ca2+ في العصارة الخلوية.

سنو-O-SO-R،
أنا
سن-أو-سو-يا2
أنا
sn2-on
ثنائي أسيل الجلسرين
وهكذا فإن البيانات المقدمة عن الرسل الثانويين تشير إلى أن كلاً من هذه الأنظمة الوسيطة التأثير الهرمونييتوافق مع فئة معينة من كينازات البروتين، على الرغم من أنه لا يمكن استبعاد إمكانية وجود علاقة وثيقة بين هذه الأنظمة. يتم تنظيم نشاط كيناز البروتين من النوع A بواسطة cAMP، وبروتين كيناز O بواسطة cGMP؛ تخضع كينازات البروتين المعتمدة على الهالموديولين Ca2+ لسيطرة داخل الخلايا [Ca2+]، ويتم تنظيم كيناز البروتين من النوع C بواسطة ثنائي الجلسرين بالتآزر مع Ca2+ الحر والفوسفوليبيدات الحمضية. تؤدي الزيادة في مستوى أي رسول ثانوي إلى تنشيط الفئة المقابلة من كينازات البروتين والفسفرة اللاحقة لركائز البروتين الخاصة بها. ونتيجة لذلك، لا يتغير النشاط فحسب، بل يتغير أيضًا الخصائص التنظيمية والتحفيزية للعديد من أنظمة إنزيمات الخلية: القنوات الأيونية والعناصر الهيكلية داخل الخلايا والجهاز الوراثي.
ومن المعروف أن تأثير الهرمونات الستيرويدية يتحقق من خلال الجهاز الوراثي عن طريق تغيير التعبير الجيني. بعد توصيله مع بروتينات الدم إلى الخلية، يخترق الهرمون (عن طريق الانتشار) عبر غشاء البلازما ثم عبر الغشاء النووي ويرتبط ببروتين المستقبل داخل النواة. يرتبط مركب البروتين الستيرويدي بعد ذلك بالمنطقة التنظيمية للحمض النووي، وهي ما يسمى بالعناصر الحساسة للهرمونات، مما يعزز نسخ الجينات الهيكلية المقابلة، وتحفيز تخليق بروتين dePOO (انظر الفصل 14) والتغيرات في استقلاب الخلية استجابةً لـ إشارة هرمونية.
وينبغي التأكيد على أن الرئيسي و سمة مميزةالآليات الجزيئية لعمل الفئتين الرئيسيتين من الهرمونات هي أن عمل هرمونات الببتيد يتحقق بشكل رئيسي من خلال تعديلات ما بعد الترجمة (ما بعد التخليق) للبروتينات في الخلايا، في حين أن هرمونات الستيرويد (وكذلك هرمونات الغدة الدرقية والريتينويدات وهرمونات فيتامين د3) ) بمثابة المنظمين التعبير الجيني. ومع ذلك، فإن هذا التعميم ليس مطلقًا، والتعديلات ممكنة هنا، كما تمت مناقشته في وصف الهرمونات الفردية.