Біологія. Комплексна підготовка до ЗНО і ДПА
Гормони
Гормонами називають речовини, що виробляються залозами внутрішньої секреції. Це біологічно активні речовини, здатні в кількості 10-3 мг (навіть 10-6 мг) спричинити зміни метаболічних процесів в організмі. Протягом доби в організмі людини синтезується лише декілька міліграмів або часток міліграма окремих гормонів. Концентрація їх у крові становить близько 10-6-10-9 г/мл. Більшість гормонів діє короткочасно і швидко руйнується.
Більшість гормонів не проникає всередину клітин, а виявляє свою дію через інші речовини-посередники. Деякі ж проникають усередину клітини й далі — через ядерну мембрану в ядро.
У людини й багатьох тварин гормони є важливою ланкою регуляторних механізмів. Потрапляючи в кров, вони впливають на всі функції організму. Регуляторна роль гормонів спрямована переважно на підтримку й активування найголовніших процесів обміну. Свою біологічну дію вони виявляють шляхом впливу на активність ферментів, оскільки впливати на обмін можна саме шляхом зміни ферментативних процесів.
З хімічної точки зору гормони можна поділити на чотири групи:
- 1) гормони білкової природи (гормони гіпофізу, гіпоталамусу, підшлункової залози й інші);
- 2) гормони — похідні амінокислот (гормони мозкової частини наднирників, щитоподібної залози);
- 3) гормони — похідні жирних кислот (простагландини);
- 4) стероїдні гормони — похідні холестерину (жіночі та чоловічі статеві гормони, гормони кори наднирників);
За характером дії всі гормони можна розділити на дві групи. Першу становлять гормони, які не проникають у клітину, а здійснюють свій вплив через посередників, миттєво змінюючи один або кілька метаболічних процесів. Сюди входить більшість гормонів перших трьох груп.
Гормони другої групи проникають у ядра клітин, а дія їх виявляється на рівні генів. Вони стимулюють синтез специфічних РНК і білків. До них відносять стероїдні гормони.
Гормони гіпофізу (тепер їх відомо дев’ять) регулюють основні процеси росту й розвитку організму. Особливістю дії гормонів гіпофізу є те, що вони впливають не тільки безпосередньо на обмін речовин певних тканин, але й на інші залози внутрішньої секреції, активізуючи їх діяльність. Серед дев'яти гормонів гіпофізу п’ять стимулюють розвиток і активність інших залоз внутрішньої секреції.
Гормони підшлункової залози: інсулін, глюкагон, ліпокаїн і ваготонін. Усі вони виробляються переважно в клітинах острівців Лангерганса.
Інсулін. Відкриття цього гормону пов’язане з дослідженням причин цукрового діабету.
Інсулін впливає на багато ланок обміну речовин, насамперед як регулятор активності ферменту гексокінази, стимулюючи процеси фосфорилювання цукрів — першого обов’язкового етапу, без якого в організмі не може використовуватися глюкоза. Одночасно із цим він гальмує функцію глюкозо-6-фосфатази (наступного ферменту в процесі перетворення глюкози), захищаючи фосфорильовані гексози від подальшого розщеплення. Таким чином, інсулін сприяє підвищенню кількості глюкозофосфатних ефірів, затриманню та використанню вуглеводів у клітині.
Інсулін став одним з перших гормонів білкової природи, первинна структура ланцюгів якого добре вивчена, й розпочато його штучний синтез.
Глюкагон за своєю біологічною дією протилежний інсуліну. Глюкагон посилює розщеплення глікогену в печінці і тим сприяє поповненню глюкози в крові. Таким чином, разом з інсуліном він створює єдину систему регуляції кількості глюкози в організмі. Тому підвищений вміст глюкози в крові може бути наслідком незбалансованості цієї системи. Підвищений вміст глюкози в крові, що спостерігається під час цукрового діабету, може бути обумовлений не тільки нестачею інсуліну, але й посиленою дією глюкагону.
Ліпокаїн стимулює окиснення жирів, жирних кислот і їх надходження з печінки до тканин, запобігає й усуває жирову інфільтрацію печінки, сприяє синтезу фосфоліпідів.
Препарати цього гормону застосовують під час лікування цукрового діабету, жирової дистрофії і цирозу печінки, атеросклерозу тощо.
Ваготонін одержано з екстрактів підшлункової залози нещодавно і ще недостатньо вивчено. Припускають, що ваготонін стимулює процеси кровотворення, затримує розщеплення глікогену до глюкози, забезпечуючи зменшення кількості цукру в крові. Передбачається, що це також гормон білкової природи.
Гормони — похідні амінокислот. До таких гормонів належать гормони мозкової речовини надниркових залоз — адреналін і норадреналін, а також тироксин і його похідні, які виробляє щитоподібна залоза.
Адреналін і норадреналін синтезуються в клітинах мозкової речовини наднирників і симпатичних відділів нервової системи. Джерелом синтезу цих гормонів є амінокислота тирозин.
Тироксин і трийодтиронін — гормони щитоподібної залози, які впливають на окисно-відновні ферменти мітохондрій, регулюючи тим самим процеси тканинного дихання. Простагландини поділяють на кілька груп, що позначаються літерами А, В, С, D і т. д.
До стероїдних гормонів належать гормони статевих залоз і кори надниркових залоз.
Гормони чоловічих статевих залоз. Чоловічі статеві гормони, або андрогени, синтезуються переважно в сім’яниках, деяка частина — в яєчниках і корі надниркових залоз. Усі андрогени є похідними циклічного вуглеводню циклопентанпергідрофенантрену, точніше його метильованого похідного — андростану. З андростану утворюються чоловічі статеві гормони андростерон, дегідроандростерон, тестостерон.
Гормони жіночих статевих залоз. Жіночі статеві гормони впливають на розвиток дітородних органів і стимулюють їх нормальне функціонування. Вони також впливають на формування вторинних статевих ознак жіночого організму. Синтезуються жіночі статеві гормони в яєчниках, у корі надниркових залоз, у плаценті. Жіночі статеві гормони можна поділити на п’ять груп: естрогени, прогестерон, релаксин, андрогени та гормони плаценти. Найважливішими з них є естрогени, прогестерон і гормони плаценти.
Естрогени і прогестерон є похідними циклопентанпергідрофенантрену. Естрогени синтезуються у фолікулах яєчника. В основі будови їх молекул міститься ядро естрану, тому вони називаються естроном, або фолікуліном, естріолом і естрадіолом:
Гормони кори надниркових залоз. Відкриття цих гормонів пов’язано зі з’ясуванням причин бронзової хвороби, що виникає в результаті переродження клітин цього органа. Нині відомо шість гормонів кори надниркових залоз, але найважливішими з них є гідрокортизон, кортикостерон і альдостерон — гормони стероїдної природи (кортикостероїди).
У разі гіперфункції щитоподібної залози й посиленої продукції гормонів, в організмі інтенсифікуються окиснювальні процеси, роз’єднується окиснювальне фосфорилювання, у результаті чого підвищується температура тіла, спостерігається підвищена збуджуваність і втрата маси. Це відбувається внаслідок того, що надлишок тироксину порушує окиснювальне фосфорилювання в мітохондріях, окиснення не супроводжується синтезом макроергічних зв’язків і здійснюється «вхолосту», незважаючи на інтенсивний загальний обмін. Посилення окиснювальних процесів супроводжується розщепленням тканинних білків, жирів і вуглеводів, що призводить до виснаження організму і розвитку базедової хвороби.
Гормони — похідні жирних кислот. Простагландини були вперше виявлені в сім’яній рідині. Проте в невеликих кількостях вони містяться в багатьох органах і тканинах.
За своєю біологічною дією простагландини можна віднести до клітинних гормонів. Вони впливають на активність аденілатциклази, яка регулює в клітинах вміст цАМФ — посередника між гормонами й ферментами.
Простагландини звичайно утворюються з поліненасичених жирних кислот, з лінійним ланцюгом із 20 атомів Карбону. Попередниками їх виступають ненасичені жирні кислоти: лінолева, ліноленова, арахідонова й інші. Під впливом спеціалізованої ферментної системи в мікросомах клітин відбувається окиснювальна циклізація Карбонового ланцюга з утворенням циклопентанового або циклопентенового кільця всередині ланцюга жирної кислоти.
