Загальна характеристика гормонів

Гормони – це біологічно активні речовини, які синтезуються залозами внутрішньої секреції і виділяються безпосередньо в кров, лімфу або ліквор. Наука про залози внутрішньої секреції називається ендокринологією.

За хімічною природою гормони є білками (інсулін), пептидами (окситоцин), стероїдами (андростерон), похідними амінокислот (тироксин), фенолами (адреналін). Гормони володіють високою біологічною активністю в дозах 10^-3 і навіть 10^-6 мг. В організмі тварин за добу синтезується декілька міліграмів або часток міліграмів окремих гормонів. Концентрація їх вимірюється частками грама (10^-6 – 10^-9) на 100 мл крові. Гормони діють короткочасно і швидко руйнуються. Зазвичай гормони не володіють видовою специфічністю. Так, гормон, отриманий із залоз внутрішньої секреції будь-якого хребетного, має схожу фізіологічну дію.

Для більшості гормонів розшифрована будова їх молекул. Багато гормонів отримано в чистому вигляді (інсулін, фолікулін). Частина гормонів синтезована (адреналін, інсулін, кортизон та ін.). Для деяких були отримані синтетичні аналоги (синестрол). В тканинах виділені гормоноїди, або парагормони, – речовини, що володіють гормональною активністю, такі, як секретин, панкреозин, гепарин, гастрин та ін.

Діяльність залоз внутрішньої секреції контролюється нервовою системою (схема 1).

 

 

Схема 1. Діяльність залоз внутрішньої секреції

Ще М.М. Чебоксаров (1910) встановив, що черевний нерв є секреторним нервом наднирників. У свою чергу, залози внутрішньої секреції впливають на діяльність нервової системи, у тому числі і кори великих півкуль.

Гормони різносторонньо впливають на багато реакцій обміну речовин – нуклеїнових кислот, білків, вуглеводів, ліпідів, мінеральних сполук. За характером дії гормони діляться на пускові і гормони-виконавці. До пускових відносяться нейрогормони гіпоталамуса та аденогіпофіза. Саме вони стимулюють діяльність відповідних залоз внутрішньої секреції. Гормони-виконавці безпосередньо діють на основні реакції обміну речовин організму, які забезпечують його ріст, розвиток, продуктивність, адаптацію, розмноження, діяльність та ін.

Механізм дії гормонів-виконавців повністю не з'ясований. Припускають три шляхи, по яких гормони діють на тканини і клітини:

· зміна проникності клітинних мембран;

· взаємодія гормонів з ферментами шляхом утворення оборотних алостеричних зв'язків;

· вплив гормонів на генетичну інформацію з подальшою зміною синтезу ферментів.

Посередником між гормоном-виконавцем в одних випадках (білкові і пептидні гормони) служить цАМФ, в інших (стероїдні гормони) внутрішньоклітинні рецептори, в третіх (деякі інші гормони і гормоноїди) – недостатньо вивчені речовини. Через посередників молекула гормону впливає на характер і перебіг різних ферментативних реакцій.

В клініці часто зустрічаються гормональні порушення – гіпо- і гіперфункції залоз внутрішньої секреції.

Гормони в організмі знаходяться в зв'язаному і вільному стані. Між дією різних гормонів існує взаємозв'язок. Так, окремі гормони за своєю дією можуть бути синергістами (соматотропін і тироксин) або антагоністами (інсулін і глюкагон). Відомо близько 100 гормонів і гормоноїдів, які класифікують за будовою, функціями і місцем утворення. Ми розглядаємо класифікацію за місцем утворення, як найпоширенішу.

Гормони гіпоталамуса

Гіпоталамус здійснює зв'язок між центральною нервовою системою і залозами внутрішньої секреції. 32 пари ядер гіпоталамуса беруть участь в регуляції функцій і обміну речовин організму. Регуляція здійснюється нейрогуморальним шляхом. Від нервових центрів гіпоталамуса у відповідні відділи центральної нервової системи відходять пучки нервових волокон. У клітинах багатьох нервових центрів синтезуються гормони, які через кровоносне русло, лімфу і ліквор прямують до клітин відповідних залоз внутрішньої секреції – клітин-мішеней і, в першу чергу, гіпофіза (схема 1).

Хімічна природа. В ядрах гіпоталамуса синтезується, принаймні, сім стимуляторів (рилізинг-факторів) і три інгібітори (рилізинг-гальмуючі фактори) інкреції гормонів гіпофіза. Для деяких з них була вивчена структура і здійснений синтез, інші знаходяться на різних стадіях вивчення.

Тироліберин (тиротропін-рилізинг фактор, ТРФ) має будову Піроглу-Гіс-Про-NH₂:

Люліберин (рилізинг-фактор лютеїнізуючого гормону, ЛРФ) має складнішу будову:

 

Піроглу-Гіс-Три-Сер-Тир-Глі-Лей-Арг-Про-Глі-NН₂.

Соматостатин (соматотропін-рилізинг-гальмуючий фактор РГ-РФ,) має таку будову:

Біосинтез. Гормони синтезуються рибосомальним і нерибосомальним шляхом. Біосинтез регулюється центральною нервовою системою і гуморально. Гуморальна регуляція здійснюється гормонами периферичних ендокринних залоз за принципом зворотного зв'язку. Молекули гормонів нагромаджуються в синаптосомах, потім поступають в капіляри портальної системи, після чого впливають на клітини-мішені.

Метаболізм. Питання обміну гормонів вивчені мало. Період біологічного напівжиття молекули тироліберина, що характеризує швидкість його обміну, в крові щура складає близько 4 хв. Інактивація здійснюється відповідними пептидгідролазами. Амінокислоти, що утворюються, використовуються клітинами для різних цілей.

Біологічна дія. Мішенню гормонів є клітини передньої і середньої частин гіпофіза. Припускають, що молекула відповідного гормону спочатку в зовнішній мембрані клітини-мішені активує фермент аденілатциклазу. В результаті утворюється цАМФ, який бере участь в передачі гормонального сигналу. Потім активується діяльність цАМФ-залежної протеїнкінази, синтезуються молекули гормону-виконавця. Активність ферментних систем супроводжується дисоціацією комплексу Са²⁺–АТФ або Mg²⁺–АТФ: виділяються катіони і АТФ.

Змінюється порозність мембран. Синтезовані гормони поступають у кровоносне русло, а з нього – до різних органів і тканин.

Патологія. Біосинтез гормонів порушується при багатьох хворобах, особливо центральної нервової і ендокринної систем.

Застосування. Ці гормони поки не отримали належного застосування через недостатнє їх вивчення.

Гормони гіпофіза

Гіпофіз – найважливіша залоза внутрішньої секреції. Разом з гіпоталамусом утворює єдину морфофізіологічну систему, яка регулює різні сторони обміну речовин. Гіпофіз складається з трьох частин: передньої, середньої і задньої. В них синтезується ряд життєво важливих гормонів.

А. Гормони передньої частини гіпофіза (аденогіпофіза).

 

До гормонів передньої частини гіпофіза належить обширна група різноманітних за біологічною дією і хімічною будовою гормонів.

Соматотропін (гормон росту, соматотропний гормон, СТГ).Соматотропін був відкритий в екстракті гіпофіза Г. Евансом і Дж. Лонгом у 1921 р.

Хімічна природа. Соматотропін належить до білків з невисокою молекулярною масою – 21500 – 46000. Молекула білка складається з одного поліпептидного ланцюга і містить два дисульфідних містки. Активність гормону значною мірою пов'язана з e-аміногрупою лізину і залишками тирозина. Кінцевими групами соматотропіна є залишки фенілаланіна. Гормон володіє властивостями глобулінів, термолабільний, ізоелектрична точка знаходиться близько 6,8, містить 15,6% азоту.

Біосинтез. Гормон синтезується в ацидофільних клітинах передньої частини гіпофіза з амінокислот, які поступають з током крові. Синтез протікає типово для білка.

Біологічна дія. Соматотропін багатогранно діє на всі види обміну речовин. Він активує діяльність ДНК-полімераз. У клітинах зростає біосинтез іРНК і рРНК. Підвищується проникність для амінокислот і інтенсивність біосинтезу білків, зростає мітотичне ділення клітин, посилюється хондріо- і остеогенез, біосинтез глікогену і мобілізація жирів з жирових депо, відкладення кальцію і фосфору в кістках. Він стимулює засвоєння тканинами моноз та проявляє діабетогенну дію.

Патологія. Надмірна продукція гормону в ранньому віці призводить до гігантизму. У людей гігантами називають чоловіків, ріст яких перевищує 200 см, жінок – вище 190 см. Найвища людина, описана в літературі, мала зріст 320 см. Надмірне виділення соматотропіна у дорослих призводить до захворювання – акромегалії, коли у хворих непропорційно збільшуються окремі частини тіла (стопа, кисть, щелепа, губи, ніс). Недостатня продукція гормону в ранньому віці призводить до нанізму – низький ріст і малі розміри тіла (у людини – зріст нижче 120 – 130 см).

Застосування. Гормон використовується як діабетогенний засіб.

Пролактин (лактотропний гормон, маматропін, лактотропін, ПРЛ). Пролактин був виділений з екстракту гіпофіза в 1933 р. Регулює материнський інстинкт, розвиток і функціонування молочної залози.

Хімічна природа. Пролактин відноситься до білків з молекулярною масою 23000 – 24000, термолабільний, ізоелектрична точка – 5,73. У 1969 р. встановлена первинна структура пролактина: послідовність амінокислотних залишків в молекулі пролактина овець, а пізніше – в гормоні великої рогатої худоби.

Біосинтез. Пролактин синтезується з амінокислот в ацидофільних клітинах. Утворення гормону регулюється гормоном гіпоталамуса пролактоліберином. Гормон виділяється в кровоносну систему і ліквор, потім доставляється до клітин-мішеней.

Метаболізм. Після прояву біологічної дії пролактин піддається звичайним перетворенням які типові для проміжного і кінцевого обміну білків.

Біологічна дія. Утворення пролактина стимулюється актом смоктання. Нервові імпульси поступають в центральну нервову систему і гіпоталамус. При цьому активізується біосинтез пролактоліберина, під впливом якого зростає утворення пролактина. З током крові гормон поступає в молочну залозу, де його молекули зв'язуються із спеціальними рецепторами мембран альвеол. Активуються РНК-синтетази, протеїнкінази й інші ферменти. Індукується синтез казеїногена і інших білків, лактози і ліпідів. Пролактин бере участь в регуляції водно-сольового обміну. Його дія зв'язана з діяльністю інших гормонів – естрогену і гестагенів. Пролактин стимулює також розвиток жовтого тіла.

Патологія. При руйнуванні ацидофільних клітин слабшає і припиняється виділення гормону.

Застосування. Пролактин застосовують при зниженій секреції молочної залози в післяпологовий період.

Фолітропін (фолікуло-стимулюючий гормон, ФСГ). Фолітропін – гонадотропний гормон, у самок стимулює ріст і дозрівання фолікул яєчників, у самців – розвиток сперматогенного епітелію в сім’яниках і сперматогенез.

Хімічна природа. Фолітропін належить до складних білків-глікопротеїдів з молекулярною масою до 67 000, ізоелектрична точка – 4,5. Молекула фолітропіна містить азот, сірку, глюкозу і глюкозамін.

Біосинтез. Гормон синтезується в базофільних клітинах з амінокислот, глюкози і глюкозаміну. Утворення гормону регулюється гіпоталамічним фактором – фоліберином.

Метаболізм. Синтезований гормон поступає в ліквор і кровоносну систему, доставляється до клітин-мішеней; після прояву біологічної дії руйнується.

Біологічна дія. Основними клітинами, на які діє фолітропін, є клітини фолікулів і сперматогенного епітелію. Інтенсивність виділення гормону залежить від фаз статевого циклу. Спільно з лютропіном стимулює біосинтез естрогену і частково андрогенів. Володіє біохімічною і імунологічною специфічністю.

Патологія. При руйнуванні базофільних клітин у результаті пошкодження гіпофіза пухлинами або різними інтоксикаціями утворення гормону припиняється.

Застосування. Застосовують аналог фолітропіна – сироватковий гонадотропін крові для стимуляції овуляції або як засіб лікування німфоманії та ін.

Лютропін (лютеїнізуючий гормон, ЛГ). Лютропін – гонадотропний гормон, стимулює у самок ріст фолікулів, їх дозрівання, овуляцію і утворення жовтого тіла.

Хімічна природа. Лютропін відноситься до складних білків-глікопротеїдів з молекулярною масою від 40000 до 100000. Молекула лютропіна містить тирозин, триптофан і глюкозамін.

Біосинтез. Гормон синтезується в базофільних клітинах з амінокислот і глюкозаміна. Утворення гормону регулюється гіпоталамічним фактором – люліберином.

Метаболізм. Синтезований гормон поступає в ліквор і кровоносну систему, доставляється в яєчник; після прояву біологічної дії руйнується.

Біологічна дія. Біологічна дія ЛГ виявляється після попереднього впливу на клітини фолікула ФСГ. ЛГ у самок викликає інтенсивний ріст фолікулів, стимулює овуляцію і утворення жовтого тіла; у самців – розвиток інтерстиціальної тканини сім’яників і синтез тестостерона. Біологічну дію ЛГ відображає схема (на схемі пунктирною стрілкою позначена тонічна секреція ЛГ, жирною – овуляторна хвиля ЛГ):

 

Патологія. При недостатній секреції гормону виникають розлади менструального циклу. Відбувається патологічне збільшення розмірів фолікулів, які не можуть овулювати.

Застосування. Препарати застосовують для стимуляції статевих функцій у інфантильних самок і самців.

Кортикотропін (адренокортикотропний гормон, АКТГ). Гормон стимулює діяльність кори наднирників.

Хімічна природа. АКТГ – нерозгалужений поліпептид, що складається з 39 амінокислотних залишків. Має молекулярну масу 4500. Біологічна активність гормону обумовлена 24 амінокислотними залишками з N-кінцевої ділянки молекули. Решта 15 амінокислотних залишків визначає видові і імунологічні особливості гормону. Вивчено будову АКТГ бика, людини, вівці і свині.

Біосинтез. АКТГ виділяється базофільними клітинами передньої частини гіпофіза у відповідь на роздратування, що приводять організм у стан напруги. Біосинтез АКТГ знаходиться під контролем гормону гіпоталамуса кортиколіберина. Синтез АКТГ протікає звичайним для всіх білків шляхом.

Метаболізм. Синтезований гормон поступає в ліквор і кровоносне русло, потім досягає клітин-мішеней, на які і впливає. Концентрація АКТГ в крові визначається рівнем у ній гормонів кори наднирників. При збільшенні їх вмісту виділення АКТГ зменшується, а при зменшенні – зростає. Після прояву біологічної дії АКТГ швидко розщеплюється відповідними ферментами.

Біологічна дія. АКТГ стимулює ранні етапи біосинтезу гормонів кори наднирників, знижує вміст холестерину в організмі і збільшує його концентрацію в корі наднирників. АКТГ активує ліази, які здійснюють відщеплення від молекули холестерину бічного ланцюга між 20-м і 22-м атомами вуглецю, утворюючи основу ядра для молекул кортикостероїдів. Він активує гідроксилази, сприяючи введенню кисню в 17-е положення вуглецю. АКТГ посилює проникнення глюкози в клітини кори і реакції пентозного циклу, стимулює асиміляцію вітаміну С тканинами наднирників. Пентозний цикл дає можливість клітинам отримати достатню кількість НАД∙Н₂ і НАДФ∙Н₂, які необхідні для біосинтезу молекул гормонів з ядра холестерину і ацетатів. АКТГ є стимулятором ліпаз, фосфорилаз та інших ферментів. Він проявляє жиромобілізуючу і меланоцитактивуючу здатність. З діяльністю АКТГ пов'язана мобілізація захисних сил організму при різних шкідливих діях: стресах, травмах, інфекціях, токсикозі. АКТГ – антагоніст соматотропіна і пролактина.

Патологія. Біосинтез АКТГ порушується при багатьох захворюваннях, пов'язаних з ушкодженням передньої частини гіпофіза. При цьому зменшується виділення АКТГ і порушуються реакції обміну речовин, в яких він бере участь.

Застосування. АКТГ застосовується як гормональний препарат при недостатній діяльності кори наднирників, лікуванні ревматизму, поліартритів, подагри, екземи, астми, алергій і т.д.

Тиротропін (тиротропний гормон, ТТГ). Гормон стимулює розвиток і діяльність щитовидної залози. Відкритий П. Смітом і Дж. Смітом у 1922 р. як речовина екстракту гіпофіза, що запобігає атрофічному переродженню щитовидної залози.

Хімічна природа. Тиротропін належить до складних білків – глікопротеїдів з молекулярною масою 23000 – 32000, добре розчиняється у воді, ізоелектрична точка рівна 8, інактивується під впливом пепсину, трипсину і хімотрипсину. Молекула тиротропіна складається з a- і b-субодиниць. a-Субодиниця має однакову будову не тільки у різних гормонів (ЛГ і ТТГ), але і у гормонів різних видів тварин. Вони відрізняються лише структурою вуглеводної частини молекули. Специфічна біологічна активність гормону визначається властивостями b-субодиниці. Проте ця активність виявляється тільки після з'єднання a- і b - субодиниць.

Біосинтез. Синтез тиротропіна контролюється центральною нервовою системою і гормоном гіпоталамуса тироліберином. При збільшенні в крові концентрації тиреоїдних гормонів синтез тиротропіна гальмується за принципом негативного зворотного зв'язку: в гіпоталамусі зменшується синтез тироліберина, в гіпофізі – тиротропіна, в щитовидній залозі – тироксина.

Біологічна дія. Тиротропін стимулює ріст і розвиток епітелію фолікул щитовидної залози, активізує діяльність органоїдів, що беруть участь в біосинтезі її гормонів. Механізм його впливу на діяльність щитовидної залози складається з декількох етапів: спочатку гормон активує утворення цАМФ, вона, у свою чергу, біосинтез тиреоглобулінів. Тиротропін сприяє „захопленню” йоду клітинами фолікул і розщепленню тиреоглобулінів на окремі гормони і білковий залишок.

Гормон стимулює, поглинання кисню клітинами щитовидної залози і підвищує їх проникність для моносахаридів, амінокислот і інших речовин.

Патологія. При захворюваннях передньої частини гіпофіза (особливо при пухлинах і токсикозі) сповільнюється і припиняється синтез гормону. Наступає гальмування і припинення біосинтезу тиреоїдних гормонів. Це приводить до патологічних порушень типу мікседеми і зобу.

Застосування. Тиротропін застосовують при лікуванні захворювань щитовидної залози з порушенням її функцій.

Б. Гормони середньої частини гіпофіза

 

Середня частина гіпофіза утворена епітеліальними клітками. З віком середня частина збільшується в основному за рахунок базофільних клітин. Порожнина між передньою і середньою частинами заповнена колоїдом.

З гормонів середньої частини гіпофіза вивчений один – меланотропін.

Меланотропін (меланоцитстимулюючий гормон, МСГ). Гормон був відкритий як речовина, що регулює пігментацію шкіри.

Хімічна природа. Меланотропін – поліпептид, що складається з 13 – 22 амінокислотних залишків, має молекулярну масу близько 2 тис. Водні розчини гормону дають кольорові реакції, характерні для білків. Одержують гормон з лужних екстрактів гіпофізів великої рогатої худоби і свиней. Розрізняють два типи меланотропіна: a- і b-

 

CH₃CO-Cep-Tиp-Cep-Meт-Глy-Гіc-Фeн-Apг-Tpи-Глі-Ліз-Пpo-Baл-NH₂;

Структура a-меланотропіна

 

NH₂-Acп-Глу-Глі-Про-Тир-Ліз-Мет-Глу-Гіс-Фен-Apr-Три-Глі-Сер-Про-Про-Ліз-Асп-ОН

Структура b-меланотропіна

 

a-Меланотропін зазвичай складається з 13 амінокислотних залишків, b-меланотропін – з 18. a-Меланотропін має однакову будову у різних видів тварин, а b-меланотропін володіє видовою специфічністю. Молекули всіх меланотропінів мають загальний гепталептид, відповідальний за активність гормону: -Мет-Глу-Гіс-Фен-Арг-Три-Глі-.

Біосинтез. Біосинтез гормону регулюється гормонами гіпоталамуса – меланоліберином і меланостатином. Гормон синтезується як типовий поліпептид.

Метаболізм. Гормон поступає в ліквор і кровоносну систему, розноситься по всьому організму де впливає на біосинтез шкірного пігменту меланіну. Після цього молекула гормону руйнується клітинними пептидгідролазами.

Біологічна дія. Меланотропін стимулює діяльність меланофорів: вони збільшуються в розмірах, ускладнюється структура їх відростків і галуження, під впливом гормону амінокислота тирозин перетворюється на меланін. Меланотропін активізує біосинтез світлочутливого пігменту сітківки ока родопсина, сприяє адаптації ока до темноти і підвищує гостроту зору.

Патологія. Причинами порушень можуть бути різні травми гіпофіза, пухлини, інфекційні хвороби, токсикоз.

Застосування. Препарат у вигляді розчину застосовується при лікуванні гемералопії, пігментної дегенерації сітківки ока і міотичного хоріоретиніта.

В. Гормони задньої частини гіпофіза (нейрогіпофіза)

 

Нейрогіпофіз складається з трьох зон. Зовнішня зона є аксонами нейронів гіпоталамуса і відростками гліоцитів. Центральна зона містить провідні шляхи нейросекреторної системи гіпоталамуса. Внутрішня зона складається з тіл питуїцитів, заповнених гормонами, і гліоцитів.

Гормони нейрогіпофіза – вазопресин і окситоцин – відомі тим, що в їх молекулі раніше, ніж в інших поліпептидах, була встановлена послідовність амінокислотних залишків, головним чином, завдяки класичним роботам Дю Віньо.

Вазопресин (адиуретин, антидиуретичний гормон, ВП, АДГ). Відкритий у 1895 р. як речовина гіпофіза, що підвищує кров'яний тиск.

Хімічна природа. Вазопресин відноситься до циклічних пептидів, складається з дев'яти амінокислотних залишків:

Молекулярна маса вазопресина – 1056, добре розчиняється у воді, дає кольорові реакції на тирозин і лізин, ізоелектрична точка рівна 10,85 – 10,9.

Біосинтез. Вазопресин синтезується в нейронах супраоптичного ядра гіпоталамуса з амінокислот, потім він по аксонах і клітинних відростках передається в задню частину гіпофіза, де і нагромаджується в пітуїцитах. Під впливом відповідних стимулів гормон поступає безпосередньо в кров. За типом негативного зворотного зв'язку при надлишку вазопресина його подальший синтез гальмується.

Метаболізм. Через кровоносну систему гормон розноситься по всьому організму. Після виконання своїх функцій вазопресин інактивується пептидгідролазами з утворенням амінокислот, які використовуються для різних потреб клітин.

Біологічна дія. Вазопресин діє на рецептори кровоносних судин: наступає їх звуження, підвищується кров'яний тиск, відбувається зворотне всмоктування води в ниркових канальцях, останнє послужило причиною ще однієї назви вазопресина – антидиуретичний гормон. Вважають, що гормон активує гіалуронідазу, яка розщеплює в клітинах надлишок гіалуронової кислоти і тим самим підвищує проникність клітинних мембран. Вазопресин бере участь у підтримці відносної постійності водно-сольового обміну в організмі.

Патологія. Порушення гормональної діяльності пов'язані з пошкодженням задньої частини гіпофіза (пухлини, травми, інфекції, отруєння). У хворих виникає нецукровий діабет. Кількість сечі, що виділяється за добу, зростає в п'ять і навіть більше разів.

Застосування. Препарати вазопресина застосовують для нормалізації кров'яного тиску і при лікуванні нецукрового діабету.

Окситоцин (оцитоцин, ОКСТ). Гормон був відкритий у 1895 р. в екстракті гіпофіза.

Хімічна природа. Окситоцин є циклічним пептидом, що складається з дев'яти амінокислотних залишків:

Молекулярна маса гормону складає 1 тис. Гормон добре розчиняється у воді, ізоелектрична точка рівна 7,7. За своїм амінокислотним складом окситоцин схожий з вазопресином. Окситоцин більшості тварин ідентичний по амінокислотному складу. Заміна в окситоцині залишку тирозина залишком фенілаланіна призводить до втрати активності гормону на 95%, ізолейцина валіном – на 65%, ізолейцина лейцином – на 100%.

Біосинтез. Гормон синтезується в клітинах паравентрикулярного ядра гіпоталамуса, потім переміщується в задню частку гіпофіза і нагромаджується в пітуїцитах. Пітуїцити підходять близько до капілярів і через них гормон поступає в кров.

Метаболізм. Обмін окситоцина протікає аналогічно обміну вазопресина.

Біологічна дія. Гормон підвищує тонус гладкої мускулатури, особливо матки. Ці процеси пов'язані з впливом гормону на проникність мембран м'язових волокон для іонів К⁺, зниженням їх мембранного потенціалу і збільшенням збудливості. Під час вагітності активність гормону послаблюється в результаті ферментативного його розщеплення. В передпологовий період і під час пологів активність ацетилхолінестерази пригнічується, зростає збудливість м'язів матки і їх скоротність. Після пологів чутливість м'язів матки до гормону різко падає. Крім того, гормон стимулює активність міоепітелія молочної залози і біосинтез пролактина. Окситоцин інактивується прогестероном.

Патологія. Причинами зниженої інкреції гормону є травми, пухлини, загибель клітин задньої частини гіпофіза при деяких інфекційних, інвазивних і незаразних хворобах.

Застосування. Препарат гормону застосовують при гіпотонії мускулатури матки, слабих потугах під час пологів, затримці посліду, ендометритах та ін.

Гормони епіфіза

Епіфіз – це невелика залоза внутрішньої секреції, вона розміщена між мозочком і півкулями головного мозку. Основу епіфіза складають пінеальні і гліальні клітини. Тут синтезується декілька гормонів: мелатонін, 8-аргінінвазотоцин, гонадотропін-гальмуючі субстанції та деякі інші.

Мелатонін. Мелатонін відноситься до найбільш вивчених гормонів епіфіза. Відкритий у 1917 р. як речовина, що впливає на пігментацію шкіри.

Хімічна природа. Мелатонін – О-метилпохідне індола.

Біосинтез. Місцем утворення гормону є пінеальні клітини. Він синтезується з триптофана через ряд проміжних продуктів:

Метаболізм. Синтезований гормон поступає в кровоносну систему і розноситься по всьому організму. Після припинення біологічної дії відповідними ферментами інактивується. Продукти розпаду виділяються з сечею (у вигляді тваринного індикана та ін.), потом, калом, видихуваним повітрям.

Біологічна дія. На відміну від меланотропіна впливаючи на меланофори гормон висвітлює шкіру. Він знижує статеву збудливість, гальмуючи відповідні гіпоталамічні центри, гальмує дію соматотропіна, тиротропіна і АКТГ.

Патологія. Гіперфункція епіфіза гальмує прояв статевих ознак. Руйнування епіфіза викликає передчасне статеве дозрівання.

Застосування. Гормон застосовується при лікуванні порушень статевого апарату.

Гормони щитовидної залози

Щитовидна залоза – найважливіший орган внутрішньої секреції. У різних тварин її розміри досягають 6 – 7 см, маса – 15 – 42 г. Швидкість кровотоку в щитовидній залозі в 100 разів більша, ніж у тазових кінцівках, у 46 разів більша, ніж у м'язах, і в 5,5 раз більша, ніж у нирках. Гормони синтезуються у фолікулах, порожнина яких заповнена колоїдом.

Тироксин. Е. Кендалл у 1915 р. виділив з гідролізата щитовидної залози речовину, що оберігає від розвитку зобу, і назвав його тироксином (3,5,3',5'-тетрайодтиронин). Ч. Харінгтон у 1926 р. встановив його структуру і здійснив синтез. Була також визначена структура аналогів тироксина.

Хімічна природа. Йодовані похідні амінокислоти тирозина.

Гормони існують в трьох формах: тиреоглобулін (основна форма), тироксин (циркулює в біологічних рідинах) і 3, 5, 3'-трийодтиронін (знаходиться в комплексі з білками плазми):

Тиреоглобулін – це глікопротеїд, містить вуглеводний компонент – гіалуронову кислоту. Молекулярна маса білка досягає 700 тис. Білок зв'язаний з тироксином і 3, 5, 3'-трийодтироніном. Йод складає 65% молекулярної маси тироксина. Зв'язаний тироксин знаходиться в стані динамічної рівноваги з вільним.

Біосинтез. Синтез гормонів регулюється гіпоталамічним фактором тироліберином і гормоном гіпофіза тиротропіном за принципом зворотного негативного зв'язку, оскільки підвищення в крові концентрації тироксина гальмує біосинтез цих гормонів, а зменшення – стимулює. На інтенсивність біосинтезу гормонів впливає наявність у поживних речовинах і воді достатньої кількості йоду, навколишня температура, загальний стан організму, пора року та ін. Білкова і вуглеводна частини тиреоглобуліну утворюються в рибосомальній фракції епітелію фолікул. Потім відбувається йодування амінокислотних залишків тирозина (іноді і фенілаланіна). Джерелом йоду служать йодиди. Йодування відбувається в декілька стадій (для простоти викладу узята амінокислота аланін):

Молекула тироксина утворюється в результаті окислювальної конденсації двох молекул 3,5-дийодтирозина:

Йодування відбувається в ендоплазматичній сітці епітелію фолікул.

Метаболізм. Гормони поступають в кров у результаті дії на тиреоглобулін протеолітичних ферментів. Цей процес контролюється тиротропіном. У крові йодвмісні гормони зв'язуються з білками плазми і у такому вигляді циркулюють в організмі. В крові міститься тироксина в 7 разів більше, ніж 3,5,3'-трийодтироніна. При контакті з клітинами-мішенями білки плазми, з якими зв'язані гормони, розщеплюються, і гормони виділяються в міжклітинну рідину. В клітинах основна маса гормонів сконцентрована в гіалоплазмі, менше їх в мітохондріях і рибосомах. Під час міграції гормонів у клітини відбувається їх дезамінування і декарбоксилування з утворенням йодованих тиреооцтової і тиреопіровиноградної кислот, які і здійснюють біологічну дію. Частина гормонів інактивується відщепленням йоду, розривом біциклів і утворенням ефірів з глюкуроновою кислотою. Інактивація гормонів відбувається, головним чином, у тканинах печінки. Ефіри тироксина виділяються з калом і сечею. Частина йоду знов залучається до синтезу щитовидною залозою, надлишок йоду виділяється з сечею, жовчю, іноді з потом, слиною і повітрям.

Біологічна дія. Гормони надзвичайно сильно впливають на загальний обмін речовин в організмі, посилюють реакції біологічного окислення, активують обмін нуклеїнових кислот, білків, ліпідів, вуглеводів, мінеральних сполук, прискорюють процеси росту і розвитку організму. Гормони посилюють моторику шлунку, утворення і всмоктування летких жирних кислот. Тироксин сприяє відновленню дисульфідних груп тіолових ферментів у сульфгідрильні. Під його впливом зростає активність гексокінази, СДГ, катепсинів, ферментів, які беруть участь в окислювальному фосфорилуванні, що забезпечує адаптацію організму до низьких температур шляхом роз'єднання реакцій клітинного дихання і окислювального фосфорилування. При цьому зменшується утворення АТФ і вивільняється більше тепла. Припускають, що в цих випадках тироксин зв'язує катіони фосфорилування.

Патологія. В клініці зустрічаються симптоми гіпо- і гіпертиреоза. Гіпофункція щитовидної залози або її атрофія у молодих організмах призводить до розвитку кретинізму (карликового росту) і порушення пропорцій тіла. У дорослих виникає мікседема. При цьому розвивається набряк шкіри, відбувається затримка води в тканинах, зменшується основний обмін, наступає загальна млявість, патологічне ожиріння і передчасне старіння. Якщо гіпофункція розвивається при недостачі йоду в їжі і воді, то розвивається ендемічний зоб: щитовидна залоза збільшується в розмірах, у молодих тварин затримується ріст і розвиток, у дорослих – різко падає рівень основного обміну, порушується статевий цикл, зменшується продуктивність, змінюється екстер'єр, погано розвиваються вторинні статеві ознаки, спостерігаються самовільні аборти.

Гіперфункція виявляється у вигляді базедової хвороби – дифузного токсичного зобу. Причини можуть бути різні: хронічні інтоксикації, інфекційні захворювання, сильні перегріви та ін. Під впливом гормонів збільшується проникність мембран клітин, особливо мітохондрій. Частина субстратів циклу Кребса виходить в гіалоплазму, де відбувається посилене утворення тепла і гальмується синтез АТФ. При цьому наступає швидка стомлюваність, погіршується апетит, знижується рівень продуктивності, з'являється понос, витрішкуватість та ін. Порушуються всі види обміну речовин. Розвиваються явища токсикозу.

Застосування. Для профілактики і лікування ендемічного зобу в раціон вводиться йодована кухонна сіль (25 г KJ на 1 т солі). Для лікування зобу застосовують препарат щитовидної залози боєнського походження – тиреоїдин. При гіпертиреозі застосовуються антагоністи гормонів:

В деяких випадках для лікування гіперфункціональних порушень застосовують ¹³¹J.

Кальцитонін (тиреокальцитонін). Гормон був відкритий в 1963 р. в тканинах щитовидної залози, володіє здатністю знижувати вміст кальцію в крові. Походження гормону (з щитовидної залози) відображено в другій його назві – тиреокальцитонін.

Хімічна природа. Кальцитонін відноситься до поліпептидів, складається з 32 залишків амінокислот:

NН₂-Цис-Сер-Асп-(NН₂)-Лей-Сер-Тре-Цис-Вал-Лей-Сер-Ала-Тир-Тир-Арг-

-Асп(NH₂)-Лей-Асп(NH₂)-Асп(NН₂)-Фен-Гіс-Арг-Фен-Сер-Глі-Мет-Глі-

-Фен-Глі-Про-Глу-Тре-Про-СОNН₂.

Біосинтез. У риб, амфібій, рептилій і птахів гормон синтезується не в щитовидній залозі, а в клітинах ультимобранхіальних тілець, які розвиваються з останніх бранхіальних дуг; у ссавців – в С-клітинах інтерфолікулярних острівців щитовидної залози рибосомальним шляхом.

Метаболізм. Синтезований гормон поступає в кровоносне русло, вступає в контакт з a-глобулінами і з током крові доставляється в кісткову тканину. Може проникати в ліквор. Після прояву біологічної дії інактивується ферментами.

Біологічна дія. Гормон сприяє переходу кальцію з крові в кісткову тканину, підтримує постійний рівень у крові не тільки кальцію, але і фосфору, активує діяльність лужної фосфатази, посилює виділення фосфатів з сечею. Є антагоністом паратгормона.

Патологія. При пухлинах і інших захворюваннях, пов'язаних з атрофією щитовидної залози, синтез гормону уповільнюється і припиняється. Розвиваються патологічні явища, пов'язані з порушенням його функцій.

Застосування. Гормональний препарат застосовується при лікуванні захворювань кісткової системи і зубів (пародонтоза).