Источник стероидных гормонов. Специфика стероидных гормонов. Гормональные изменения во время менструального цикла

Синтез различных стероидных гормонов из холестерина осуществляется последовательными ферментативными реакциями. Основной путь стероидогенеза, приводящий к образованию минералокортикоидов, глюкокортикоидов, андрогенов и эстрогенов. Первая стадия на пути превращения холестерина в прегненолон является реакцией, которая происходит во всех стероид-продуцирующих тканях. Эта стадия, лимитирует скорость синтеза стероидных гормонов. Последующие ферментативные реакции стероидогенеза происходят только в определенных тканях.

В организме человека не существует никакого механизма, способствующего накоплению стероидных гормонов в клетках. Только гормональный предшественник в форме эфиров холестерина накапливается в стероид-продуцирующих клетках в значительных количествах. Синтезированные же в них стероидные гормоны быстро попадают через клеточную мембрану в кровяное русло, и, осуществляя свою гормональную регуляцию, постепенно выводятся из организма (в активной форме стероидные гормоны имеют относительно малый период полувывода).

Регуляция синтеза стероидных гормонов осуществляется с помощью пептидных гормонов вырабатываемых гипоталамусом и гипофизом. Кортикотропин, вырабатываемый гипофизом, стимулирует секрецию кортикостероидов (минералкортикоидов и глюкокортикоидов). Гонадотропины (фоллитропин и лютеотропин), вырабатываемые передней долей гипофиза, стимулируют синтез андрогенов и эстрогенов. В свою очередь, гонадолиберин, вырабатываемый гипотоламусом контролирует синтез и освобождение гипофизных гонадотропинов.

Выработка пептидных гормонов гипоталамусом и гипофизом зависит от концентрации контролируемых гормонов в крови и регулируется по принципу обратной связи. Попадание в организм экзогенных стероидных гормонов со скоростью, превышающей скорость синтеза соответствующих эндогенных стероидных гормонов, практически полностью подавляет выработку стимулирующих пептидных гормонов, что приводит к подавлению механизмов синтеза соответствующих эндогенных гормонов, и в результате нарушается общий гормональный баланс в организме.

Один из видов химического синтеза стероидных гормонов был предложен И. В. Торговым в 1984 году и используется для промышленного производства в наше время. Метод основан на конденсации бициклических винилкарбинолов с циклическими 1,3-дикетонами в стероидные дикетоны:

В зависимости от исходных компонентов реакция протекает в метаноле с щелочным катализатором или без него.

Стероидные диеноны типа VII являются исходными соединениями для получения гормональных стероидов, прежде всего эстрона и эстрадиола, а также их производных, многие из которых обладают физиологическим действием. Более того, путь полного синтеза дал возможность получать различные стереоизомеры природных гормонов ряда эстрана, что важно для изучения связи пространственного строения с гормональной активностью.

Для перехода от соединения VII к производным эстрона необходимо осуществить восстановление двойных связей. Эта проблема решается путем каталитического гидрирования в присутствии палладиевого или никелевого катализатора с образованием 14а-эпимеров с восстановленной д14 двойной связью (ХІ).

При образовании ХІІ возникает рацемическая смесь изомеров, перевод которых в оптически активную L-форму осуществляет культура S. Cervisiae, иммобилизированная на полиакриламидном геле.

На основе ставших доступными производных эстрана оказалось возможным получать многочисленные 19-норстероиды, обладающие анаболическим и гистогенным действием. Так, из 3-метилового эфира эстрадиола (XII) получают 19-нортестостерон (ХХ) через промежуточный продукт карбинол (XIX).

Нандролон (Нортестостерон)

Фармокологическое действие - андрогенное, анаболическое. Связывается со специфическими белками-рецепторами на поверхности клеток органов мишеней, образует комплекс рецептор-нандролон и проникая в клеточное ядро вызывает активацию генов-регуляторов. Андрогенные свойства заключаются в активации каскада реакций, который стимулирует синтез нуклеиновых кислот (ДНК, РНК), структурных белков, усилении тканевого дыхания и окислительного фосфорилирования в скелетных мышцах с накоплением макроэргов (АТФ, креатинфосфата); увеличивает мышечную массу и снижает количество жировой ткани. Ускоряет рост мужских половых органов и формирование вторичных половых признаков по мужскому типу. Стимулирует секреторную активность мужских половых желез (активация процесса сперматогенеза), в больших дозах снижает синтез эндогенных половых гормонов за счет угнетения выработки гипофизом ФСГ и ЛГ (отрицательная обратная связь). Анаболический эффект проявляется активацией репаративных процессов в эпителии, костнои и мышечной тканях в результате стимуляции синтеза белка и структурных компонентов клеток. Повышает полноту абсорбции аминокислот из тонкой кишки (на фоне диеты богатой протеинами), создавая положительный азотистый баланс. Стимулирует выработку эритропоэтина. Подвергается биотрансформации в печени, выводится в основном с мочей.

Выше приведены выдержки описания действия нандролона из энциклопедии лекарств. В той или иной степени понятно, что данное вещество может служить хорошим средством для наращивания мышечной массы и увеличения силы. Причем, необходимо заметить, практически безопасным средством. По своей структуре нандролон обладает достаточно слабым андрогенным действием, что означает невысокое подавление эндогенной выработки тестостерона и минимальный эффект ароматизации (конвертация избыточного тестостерона в эстрогены - женские половые гормоны). И как следствие, в сравнении с андрогенными препаратами, нандролон способствует меньшей задержке жидкости, что не создает завышеного кровяного давления. Для печени нандролон неопасен даже при высоких дозировках. Кроме того, высокоанаболичность препарата способствует по-настоящему сильному увеличению веса за счет мышечной массы и росту силовых показателей пользователя. Все это сделало за десятилетия нандролон самым популярным стероидом, используемым в профессиональном (и не только) спорте.

Нандролон может быть разного действия, все зависит от эфира. Если это фенилпропионат, то действие препарата начинается достаточно быстро, уже на 2 - 3 день, но и заканчивается так же быстро, поэтому для эффективного использования мужчинам требуются не менее двух инъекций в неделю, женщинам достаточно одной. Нандролон фенилпропионат можно использовать для роста массы тела и силовых результатов в сочетании со многими другими анаболическими или андрогенными стероидами короткого и длительного действия. Эффективно включать нандролон фенилпропионат в конец курса, в сочетании высокоанаболичными препаратами типа винстрола можно добиться плавного выхода и возможности дольше сохранить результат. В России этот препарат уже давно изчез из аптечных сетей, раеньше его название было феноболин. На сегодняшний день можно приобрести лишь индийскую верию нандролона фенилпропионата в дозировках 50 и 200мг. Конечно, производится н.ф. и в других местах, но в России доступен в основном "индийский фенил". У нас, его не подделывают, керамический обжиг, используемый в качестве этикетки на флаконах и ампулах, служит своего рода защитой. Нандролон деканоат обладает длительным анаболическим действием. Достаточно делать одну инъекцию в неделю, чтобы было обеспечено постоянное рабочее действие. Длительность действия одной инъекции продолжается не менее двух недель. Н. д. является одним из лучших средств для наращивания мышечной массы и роста силовых показателей. Наиболее эффективно использование параллельно с другими анаболическими или андрогенными препаратами. Одно из наилучших сочетаний является нандролон деканоат и метандиенон. Вместе эти препараты способны творить чудеса, т.к. действие одного стероида усиливается действием другого. Нандролон деканоат, это одинаково эффективное средство, как для продвинутых в практике употребления стероидов атлетов, так и для начинающих пользователей.

Основным недостатком нандролона как и многих стероидов, вводимых в организм человека, является обратная связь, то есть угнетение деятельности желез, которые отвечают за синтез данного гормона в организме. Другие стероиды(преимущественно пренимаемые перорально) имеют в своем составе метильную группу при С17, которая позволяет продлить метаболизм вещества в организме, пролонгируя тем самым его действие. Распад таких анаболиков происходит в печени, и данная метильная группа наносит вред клеткам органа, что и обуславливает гепатотоксический эффект. Также стероиды способны ароматизироватся в печени, образуя эстрогены, что может приводить к различным нарушением, вплоть до изменения первичных половых признаков (гинекомастия у мужчин). В то же время внесение мужских гормонов в женский организм вызывает андрогенизацию: активный рост волос на теле, огрубение голоса.

Наиболее важные для практики сексопатолога гормоны, осуществляющие непосредственную регуляцию половых функций, по химической природе относятся к группам: 1) белково-пептидных гормонов (рилизинг-гормоны гипоталамуса, стимулирующие выделение тропных гормонов передней доли гипофиза, а также большая часть этих гормонов - АКТГ, фолликулостимулирующий, лютеинизирующий, гормон роста и др.); 2) стероидных гормонов [вырабатываются в надпочечниках, яичках, яичниках и плаценте; это мужские половые гормоны (андрогены), женские половые гормоны (эстрогены и прогестины) и гормоны, выделяемые корой надпочечников (кортикостероиды)].

Все стероидные гормоны берут начало от углеводорода стерана, структурной основой которого является циклопентанпергидрофенантреновое ядро (рис. 15), образованное четырьмя соединенными между собой углеродными кольцами (А, В, С, D): три кольца состоят из 6, а четвертое - из 5 углеродных атомов.

Молекула циклопентанпергидрофенантрена содержит 17 атомов углерода; к стерану часто присоединяется различной длины боковая цепь, атомы углерода которой обозначаются цифрами, начиная с 18. Стероидные гормоны разделяются на три группы:

1. Эстран , образуемый путем присоединения к стерану метильной группы СН3, является материнским соединением для всех эстрогенных гормонов, в состав которых входят 18 атомов углерода,- группа С 18 (рис. 16).

Рис. 16. Три основных (материнских) соединения: эстран (18 атомов углерода), из которого образуются эстрогены; андростан (19 атомов углерода), на основе которого образуются андрогены; группа C 21 (21 атом углерода) - основа образования кортикоидов и гестагенов

2. Андростан , образуемый путем присоединения к стерану двух метильных групп, является материнским соединением для андрогенов (C 19 , рис. 16).

3. Группа с 21 атомом углерода (C 21), к которой относятся гестагены (прогестероновые соединения), а также кортикоиды. Они содержат две метильные группы (CH 3), а к 17-му атому углерода присоединена этильная группа CH 2 - CH 3 (см. рис. 16).

Обычно символ CH 3 , в частности у 10-го и 13-го атомов углерода, для упрощения не пишут, а обозначают лишь связь в виде черточки, направленной вверх.

Если в молекуле нет двойных связей, то название соединения имеет окончание "ан" (например, эстран, андростан и т. д.). Если в молекуле имеется двойная связь, то название приобретает окончание "ен" (при двух двойных связях - "диен", при трех - "триен"). Двойные связи также могут обозначаться Δ (при этом около буквы пишут цифры порядковый номер атома углерода, от которого начинается двойная связь).

Если водород, связанный с одним из атомов углерода, замещен кислородом с образованием гидроксильной (или алкогольной) группы, то название гормона оканчивается на "ол" (обозначает наличие группы ОН). При двух группах ОН окончание изменяется на "диол", при трех - на "триол". Если стероидные соединения содержат кетоновую группу С = О, то название оканчивается на "он" (при двух кетоновых группах - "дион", при трех - "трион").

Кроме названных обозначений пользуются и другими: "дезокси" - когда первичная молекула утратила атом кислорода, "дегидро" - когда молекула утратила два атома водорода.

Наконец, в номенклатуре стероидных гормонов встречаются приставки "гидрокси" или "окси", которые обозначают, что атом водорода в молекуле замещен группой ОН. Приставка "кето" также обозначает, что вместо водорода к одному из углеродов присоединен кислород (С = О), иначе ту же группу можно обозначать окончанием "он".

Биосинтез стероидов в организме осуществляется главным образом семенниками, корой надпочечников и яичниками при участии печени. Образование эстрогенов в организме происходит в основном из андрогенов (рис. 17). При этом вызывающая ароматизацию ферментная система, способная превращать андростендиол и тестостерон соответственно в эстрон и эстрадиол, распространена во многих тканях и органах (например, в жировой ткани, лимбических структурах, гипоталамусе, плаценте, волосах). Столь широкая представленность ферментной системы, обеспечивающей образование "женских" половых гормонов путем превращения андрогенов в эстрогены (наряду с выработкой последних в яичниках), создает для организма ряд преимуществ: при этом механизме гормон поступает в клетку-мишень в активном состоянии (будучи защищен от инактивирующего действия белков плазмы), и биологические ответы в клетках-мишенях получают возможность быть опосредованными внутриклеточными эстрогенами, подтверждением чему служат феномен импринтинга ферментов и рост волос на определенных участках тела.

Отмечена общность ранних этапов синтеза андрогенов в семенниках, яичниках и коре надпочечников. Однако, несмотря на то что в целом биосинтез стероидов одинаков во всех тканях и органах, соотношение активности разных ферментов обусловливает различные относительные количества и вид секретируемых гормонов. В интерстициальных клетках семенников, например, низка активность ферментных систем, обеспечивающих ароматизацию, и поэтому данная ткань в основном продуцирует андростендион и тестостерон. При патологии, когда процессы ароматизации усиливаются, например в случае опухолей мужских половых желез, соответственно повышаются синтез и экскреция эстрогенов [Старкова Н. Т., 1973].

В крови V. spermatica у взрослых мужчин были определены тестостерон, андростендион и дегидроэпи-андростерон в концентрации соответственно 47,9; 2,9 и 4,5 мкг/100 мл плазмы. В среднем яички секретируют тестостерон около 6,9 мг/сут, а кора надпочечников выделяет в больших количествах Дигидроэпиандростерон и андростендион. В тканях органов-мишеней концентрация этих гормонов выше, чем в плазме крови (так, тестостерон в больших количествах накапливается в предстательной железе и семенных пузырьках). Накопление стероидных гормонов "в клетках-мишенях не означает, что существует какой-то особый механизм переноса их к этим клеткам: достаточно, чтобы молекулы задерживались в них. В остальных клетках тела гормон проходит через плазматическую мембрану в обоих направлениях, и его концентрация в клетке поэтому оказывается не выше, чем в крови. В тканях органов-мишеней молекулы гормона продолжают диффундировать в клетки, но лишь немногие из них выходят обратно, так что внутриклеточная концентрация их возрастает.

Секреция тестостерона у мужчин резко возрастает в период полового созревания (пубертатный период развития) и поддерживается на среднем уровне вплоть до глубокой старости. Наряду с этим, однако, даже у здоровых людей наблюдаются циклические колебания в интенсивности секреции тестостерона с периодом от 8 до 30 дней и амплитудой от 14 до 42% . Основным путем транспорта половых гормонов является кровь, хотя лимфе тоже принадлежит существенная роль в этом процессе, особенно в распространении гормонов внутри самих половых желез.

Из "мужских" половых гормонов (андрогенов) наиболее активен тестостерон. Другие натуральные андрогены (андростендион, андростерон) в 6-10 раз менее активны, чем тестостерон, а дегидроэпиандростерон и эпитестостерон - в 25-50 раз.

Мехаизм действия стероидных гормонов связан с регуляцией процессов биосинтеза белков-ферментов на уровне генов. Так, например, тестостерон, поступающий из крови в клетки, связывается специфическими белками-рецепторами, подвергается ферментной трансформации с образованием активной формы - дигидротесто-стерона, стимулирующего процесс репликации ДНК, передачи генетической информации с ДНК на РНК и биосинтез белков на рибосомах. Это вызывает усиление метаболизма в клетках органов- мишеней и в конечном счете проявляется анаболическим эффектом.

Период циркуляции половых гормонов в крови невелик, исчезновение их из крови проходит два этапа. Полупериод циркуляции в крови на первом этапе составляет 5-20 мин, а затем увеличивается до 2,5-3 ч. Выходу гормонов из крови в значительной степени способствует их поглощение тканями, где происходит их интенсивный метаболизм. Так, значительное количество стероидных гормонов диффундирует из крови в жировую ткань: она служит своего рода депо для половых гормонов, особенно для прогестерона.

Тестостерон подвергается в организме инактивации путем окисления группы ОН, связанной с 17-м атомом углерода, или путем редукции кетоновой группы, связанной с углеродом-3, до гидроксильной группы. При этом исчезает также двойная связь в кольце А (см. рис. 15). Тестостерон, образовавшийся в семенниках, превращается в малоактивные или совершенно неактивные стероидные соединения группы 17-кетостероидов (17-КС), которые выводятся из организма с мочой. Главными метаболитами тестикулярного тестостерона являются этиохоланолон, андростерон и эпиандростерон. Тестостерон, образовавшийся в коре надпочечников, превращается в дегидроэпиандростерон (рис. 18). Метаболиты тестикулярного происхождения (фракция α) составляют около 1 / 3 , надпочечникового (фракция β) - около 2 / 3 общего количества 17-КС, содержащихся в моче. Метаболизм тестостерона во многом зависит от функции печени. При циррозе печени андрогенные препараты, производные тестостерона, принимаемые внутрь, полностью не инактивируются, а преобразуются в эстрогены. Эндогенный тестостерон в подобных случаях также гораздо легче превращается в эстрогены, что обусловливает развитие гинекомастии у больных с недостаточностью печени или у лиц, истощенных длительным заболеванием.

Общим предшественником стероидных гормонов является холестерин . Углеродный скелет холестерина включает 27 атомов углерода и состоит из 4 конденсированных колец. Четвёртое кольцо имеет длинную боковую цепь. Существует общепринятая система наименования циклов и нумерации углеродных атомов в молекулах стероидов (см. ).

Холестерин, необходимый для синтеза стероидных гормонов, поступает из разных источников в гормонсинтезирующие клетки желез в составе липопротеинов низкой плотности (ЛНП) (см. ) или синтезируется в клетках из ацетил-СоА (см. ). Избыток холестерина откладывается в липидных каплях в виде эфиров жирных кислот. Запасной холестерин вновь быстро мобилизуется за счёт гидролиза.

Ферментативные реакции . Отдельные стадии биосинтеза стероидных гормонов катализируются высокоспецифичными ферментами. Ферментативные реакции подразделяются на следующие подтипы:

- гидроксилирование (см. ): a, f, g, h, i, k, I, p
- дегидрирование : b, d, m
- изомеризация : c
- гидрирование : o
- расщепление : a, e, n
- ароматизация : q.

На схеме приведён биосинтез трёх стероидов: холестерина (1), прогестерона (2) и андростендиона (3; промежуточного продукта биосинтеза тестостерона), в котором принимают участие ферменты указанных типов ферментативных реакций.

Путь биосинтеза . Биосинтез каждого гормона состоит из множества последовательных ферментативных реакций. В качестве примера рассмотрим биосинтез прогестерона. Биосинтез начинается с расщепления боковой цепи холестерина между C-20 и C-22 (а). Стероидное соединение с укороченной боковой цепью носит название прегненолон. Последующие стадии, окисление гидроксигруппы при C-3 (b) и сдвиг двойной связи от C-5 к C-4 (c) приводят к образованию прогестерона.

Приведённые на схеме стероиды объединены в подгруппы по числу углеродных атомов. Холестерин и кальцитриол являются C 27 -стероидами . Соединения с укороченной на 6 атомов углерода боковой цепью, прогестерон , кортизол и альдостерон , составляют группу C 21 -стероидов . В ходе биосинтеза тестостерон полностью утрачивает боковую цепь и поэтому его относят к C 19 -стероидам . При биосинтезе эстрадиола на стадии образования ароматического цикла теряется ангулярная метильная группа и, следовательно, эстрадиол является C 18 -cтероидом .

В процессе биосинтеза кальцитриол подвергается фотохимической реакции раскрытия кольца B. Поэтому его относят к «секостероидам ». Однако по своим биохимическим свойствам он является типичным стероидным гормоном.

Такие препараты, как стероидные гормоны, или как их называют в простонародье стероиды – это элементы, которые руководят процессами жизнедеятельности в организме человека. Людям, которые следят за своим здоровьем, особенно важно узнать специфику этих препаратов.

Где применяются?

Стероиды являются очень важным звеном в организме любого человека. Чем грамотней выстроена цепочка их работы, тем здоровей организм человека. Такое изменение в организме обусловлено их сильным воздействием.

О стероидных препаратах можно услышать в спортивных кругах, чаще всего они там и применяются. Особенно популярны стероиды анаболического воздействия в таких силовых видах спорта:

• пауэрлифтинг;
• тяжелая атлетика;
• кроссфит.

Такие препараты помогают добиться разных целей, от набора мышечной массы – до избавления от лишнего веса.

Стероиды надпочечников

Современный рынок перенасыщен препаратами и спортивным питанием, разобраться в этом богатстве порой сложно. В перечень стероидов можно отнести несколько групп.

Стероиды надпочечников – это такой вид стероидов, который генерируется организмом в надпочечниках. Эти органы совершают незаменимую работу и вырабатывают такие :

• Гидрокортизон, или как его чаще называют – . Еще имеет название глюкокортикоид. Выполняет одну из ключевых ролей в метаболизме – обмен веществ и регулировка кровяного давления. У этого гормона много названий, популярное среди них – « ». Кортизол вырабатывается в организме во время стрессовых ситуаций (переживания, волнение, голодание, недосыпание). Вследствие выработки кортизола мышечные волокна распадаются, ухудшается иммунитет. Поэтому это вещество считают негативным из-за его воздействия на организм, стоит контролировать его выработку.
• Кортикостерон – это вещество отвечает за деградацию белков. А также способствует переработке аминокислот в сложные углеводы, служащие топливом для организма и придающие ему энергию. Еще он помогает печени вырабатывать гликоген, который содержится в мышцах и тоже используется как источник энергии.
• – этот гормон участвует в работе артериального давления. А также этот стероид контролирует значение калия и натрия в теле человека. Он дает призыв почкам впитывать натрий и устранять из мочи калий, если на то имеется необходимость.

Половые стероиды

Не менее популярными являются половые вещества:

• (андроген – мужской половой гормон) – главным андрогеном среди мужских половых органов выступает тестостерон. Тестостерон вырабатывается организмом мужчины в яичках и выполняет важные функции в организме. Тестостерон отвечает непосредственно за половые признаки мужчины, а такие как волосяной покров на лице, груди и других частях тела в отличие от женщин. Этот андроген делает голос грубым, придает ему баритон. А также тестостерон отвечает за развитие мускулатуры и сексуальное влечение. Все эти функции несет на себе андроген.
• Эстрогены (женские половые гормоны) – эти вещества вырабатываются женщинами фолликулярным аппаратом яичников. В класс эстрогенов входят три вида гормонов: эстрадиол, эстриол и эстрон. Эстрогены способствуют развитию матки, маточных труб, влагалища, пигментацию в районе сосков и половых органов. Они увеличивают концентрацию в крови тироксина, железа и меди. В случае нехватки в организме женщины эстрогенов, есть вероятность развития остеопороза.

Анаболические стероиды – это стероиды, которые вызывают андрогенную активность в организме человека и по своему действию похожи на мужской гормон тестостерон.

Такие препараты плотно встречаются в силовых видах спорта. Спортсмены используют анаболические средства для улучшения физического состояния и спортивных показателей. Этот вид препаратов имеет воздействие на мышечные ткани и увеличивает их объем за счет усиленного метаболизма и синтеза белка. Средства анаболического действия также могут приписать людям, страдающим на дистрофию.

Известные препараты

Проверенными в спортивных кругах препаратами являются:

• Гидрокортизон;
• Дексаметазон;
• Преднизон;
• Эстриол;
• Преднизолон.

Перед применением этих препаратов стоит проконсультироваться с врачом.

Побочные эффекты

Стероидные гормоны (в особенности андроген) также могут оказывать негативное действие на организм:

• подавление выработки собственного тестостерона;
• повреждение тканей печени;
• развитие ;
• акне (угри);
• увеличение уровня холестерина в крови;
• проблемы с сердечно-сосудистой системой;
• повышение артериального давления;
• проблемы с почками;
• психические расстройства;
• остановка роста;
• гипертрофия простаты;
• бесплодие;
• образование тромбов.

Применение стероидов требует предельного внимания и щепетильности от человека. Стероидные гормоны всестороннее влияют на организм человека. Не стоит применять непроверенные гормональные средства без консультации специалиста.

Стероидные гормоны легко проникают внутрь клетки через поверхностную плазмати­ческую мембрану в силу своей липофильности и взаимодействуют в цитозоле со специфи­ческими рецепторами. В цитозоле образуется комплекс «гормон - рецептор», который

движется в ядро. В ядре комплекс распадается и гормон взаимодействует с ядерным хрома­тином. В результате этого происходит взаимодействие с ДНК, а затем - индукция матрич­ной РНК. В ряде случаев стероиды, например, стимулируют в одной клетке образование 100-150 тыс. молекул мРНК, в которых закодирована структура лишь 1-3 белков. Итак, первый этап действия стероидных гормонов - активация процесса транскрипции. Одно­временно происходит активация РНК-полимеразы, которая осуществляет синтез рибосо-мальной РНК (рРНК). За счет этого образуется дополнительное количество рибосом, кото­рые связываются с мембранами эндоплазматического ретикулюма и образуют полисомы. Вследствие всего комплекса событий (транскрипции и трансляции) спустя 2-3 часа после воздействия стероида наблюдается усиленный синтез индуцированных белков. В одной клет­ке стероид влияет на синтез не более 5-7 белков. Известно также, что в одной и той же клетке стероид может вызвать индукцию синтеза одного белка и репрессию синтеза другого белка. Это объясняется тем, что рецепторы данного стероида неоднородны.

2. Механизм действия тиреоидных гормонов.

Рецепторы находятся в цитоплазме и в ядре. Тиреоидные гормоны (а точнее - трийод-тиронин, так как тироксин должен отдать один атом йода и превратиться в трийодтиронин, прежде чем оказать свой эффект) связываются с ядерным хроматином и индуцируют синтез 10-12 белков - это происходит за счет активации механизма транскрипции. Тиреоидные гормоны активируют синтез многих белков-ферментов, регуляторных белков-рецепторов. Тиреоидные гормоны индуцируют синтез ферментов, участвующих в метаболизме, и акти­вируют процессы энергообразования. Одновременно тиреоидные гормоны повышают транс­порт аминокислот и глюкозы через мембраны клеток, усиливают доставку аминокислот в рибосомы для нужд синтеза белка.

3. Механизм действия белковых гормонов, катехоламниов, серотонина, гистамина.

Эти гормоны взаимодействуют с рецепторами, расположенными на поверхности клет­ки, а конечный эффект действия этих гормонов может быть - сокращение, усиление фер­ментных процессов, например, гликогенолиза, повышение синтеза белка, повышение сек­реции и т. д. Во всех этих случаях лежит процесс фосфорилирования белков-регуляторов, перенос фосфатных групп от АТФ к гидроксильным группам серина, треонина, тирозина, белка. Этот процесс внутри клетки осуществляется с участием ферментов-протеинкиназ. Протеинкиназы - это АТФ-фосфотрансферазы. Их много разновидностей, для каждого белка - своя протеинкиназа. Например, для фосфорилазы, участвующей в расщеплении гликоге­на, протеинкиназа носит название «киназа фосфорилазы».

В клетке Протеинкиназы находятся в неактивном состоянии. Активация протеинкиназ осуществляется за счет гормонов, действующих на поверхностно расположенные рецепто­ры. При этом сигнал от рецептора (после взаимодействия гормона с этим рецептором) к протеинкиназе передается с участием специфического посредника, или вторичного мес-сенджера. В настоящее время выяснено, что таким мессенджером могут быть: а) цАМФ, б) ионы Са, в) диацилглицерин, г) какие-то другие факторы (вторичные посредники неизве­стной природы). Таким образом, Протеинкиназы могут быть цАМФ-зависимые, Са-зависи-мые, диацилглицерин-зависимые.

Известно, что в роли вторичного посредника цАМФ выступает при действии таких гор­монов как АКТГ, ТТГ, ФСГ, ЛГ, хорионический гонадотропин, МСГ, АДГ, катехоламины (бета-адренорецепторный эффект), глюкагон, паратирин (паратгормон), кальцитонин, сек­ретин, гонадотропин,тиролиберин,липотропин.

Группа гормонов, для которых мессенджером является кальций: окситоцин, вазопрессин, гастрин, холецистокинин, ангиотензин, катехоломины (альфа-эффект).

Для некоторых гормонов пока не идентифицированы посредники: например, СТГ, пролактин, хорионический соматомамматропин (плацентарный лактоген), соматостатин, ин­сулин, инсулиноподобные факторы роста и т. п.

Рассмотрим работу цАМФ как мессенджера: цАМФ (циклический аденозинмонофосфат) образуется в клетке под влиянием фермента аденилатциклазы из молекул АТФ,

АТФ цАМФ. Уровень цАМФ в клетке зависит от активности аденилатциклазы и от ак­тивности фермента, разрушающего цАМФ (фосфодиэстеразы). Гормоны, действующие за счет цАМФ, как правило, вызывают изменение активности аденилатциклазы. Этот фер­мент имеет регуляторную и каталитическую субъединицы. Регуляторная субъединица тем или иным образом связана с гормональным рецептором, например, за счет G-белка. При воздействии гормона происходит активация регуляторной субъединицы (в «покое» эта субъ­единица связана с гуанизиндифосфатом, а под влиянием гормона она связывается с гуанизинтрифосфатом и потому активируется). В результате повышается активность каталити­ческой субъединицы, которая расположена на внутренней стороне плазматической мемб­раны, и поэтому повышается содержание цАМФ. Это, в свою очередь, вызывает активацию протеинкиназы (точнее, цАМФ-зависимой протеинкиназы), что в дальнейшем вызывает фосфорилирование, которое приводит к конечному физиологическому эффекту, например, под влиянием АКТГ клетки надпочечников продуцируют в больших количествах глюкорортикоиды, а под влиянием адреналина в ГМК, содержащих бета-адренорецепторы, происходит активация кальциевого насоса и расслабление ГМК.

Итак: гормон + рецептор активация аденилатциклазы активация протеинкиназы фосфорилирование белка (например, АТФ-азы).

Мессенджер - ионы кальция. Под влиянием гормонов (например, окситоцина, АДГ, га-стрина) происходит изменение содержания в клетке ионов кальция. Это может происходит за счет повышения проницаемости мембраны клетки для ионов кальция или за счет освобождения свободных ионов кальция из внутриклеточных депо. В дальнейшем кальций может вызвать ряд процессов, например, повышение проницаемости мембраны для ионов кальция, натрия, может взаимодействовать с микротубулярно-ворсинчатой системой клетки, наконец, может вызвать активацию протеинкиназ, зависимых от ионов кальция. Процесс активации протеинкиназ связан прежде всего со взаимодействием ионов кальция с регуляторным белком клетки - кальмодулином. Это высокочувствительный по отношению к кальцию белок (наподобие тропонина С в мышцах), содержащий 148 аминокислот, имеющий 4 места связывания кальция. Все ядросодержащие клетки имеют в своем составе этот универсальный кальций-связывающий белок. В условиях «покоя» кальмодулин находится в неактивном состоянии и потому не способен оказывать свое регулирующее воздействие на ферменты, в том числе на протеинкиназы. В присутствии кальция происходит активация кальмодулина, в результате чего активируются протеинкиназы, а в дальнейшем происходит фосфорилирование белков. Например, при взаимодействии адреналина с адренорецепторами (бета-АР) в клетках печени происходит активация гликогенолиза (расщепления гликогена до глюкозы). Этот процесс начинается под влиянием фосфорилазы А, которая в клетке находится в неактивном состоянии. Цикл событий здесь таков: адреналин + бета-АР повышение внутриклеточной концентрации кальция -> активация кальмодулина -> активация киназы фосфорилазы (активация протеинкиназы) -> активация фосфорилазы В, пре­вращение ее в активную форму - фосфорилазу А -> начало гликогенолиза.

В случае, когда имеет место другой процесс, последовательность событий такова: гормон + рецептор -> повышение уровня кальция в клетке -> активация кальмодулина -> активация протеинкиназы -> фосфорилирование белка-регулятора -> физиологический акт.

Мессенджер-диацилглицерин. В мембранах клетки имеются фосфолипиды, в частности фосфатидилинозитол - 4,5-бифосфат. При взаимодействии гормона с рецептором этот фосфолипид разрывается на два осколка: диацилглицерин и инозитолтрифосфат. Оба этих рпсолка являются мессенджерами. В частности, диацилглицерин в дальнейшем активирует протеинкиназу, что приводит к фосфорилированию белков клетки и соответствующему аналогическому эффекту.

Другие мессенджеры. В последнее время ряд исследователей полагает, что в роли мессенджеров могут выступать простагландины и их производные. Предполагается, что каскад реакций таков: рецептор + гормон -> активация фосфолипазы А2 -> разрушение фосфолипидов мембраны с образованием арахидоновой кислоты -> образование простагландинов типа ПГЕ, ПГФ, тромбоксанов, простациклинов, лейкотриенов -> физиологический эффект.

РЕГУЛЯЦИЯ СЕКРЕЦИИ ГОРМОНОВ

Существуют различные способы эндогенной регуляции секреции гормонов,

1. Гормональная регуляция. В гипоталамусе вырабатываются 6 либеринов и 3 статина (кортиколиберин, тиролиберин, гонадолиберин, меланолиберин, пролактолиберин, сома-толиберин, соматостатин, меланостатин, пролактостатин), которые через портальную сис­тему гипофиза из гипоталамуса попадают в аденогипофиз и усиливают (либерины) или тор­мозят (статины) продукцию соответствующих гормонов. Гормоны аденогипофиза - АКТГ, ЛГ, СТГ, ТТГ - в свою очередь вызывают изменение продукции гормонов. Например, ТТГ повышает продукцию тиреоидных гормонов. В эпифизе вырабатывается мелатонин, кото­рый модулирует функцию надпочечников, щитовидной железы, половых желез.

2. Регуляция продукции гормона по типу обратной отрицательной связи. Продукция тире­оидных гормонов щитовидной железы регулируется тиролиберином гипоталамуса, воздей­ствующего на аденогипофиз, продуцирующий ТТГ, который повыш ает продукцию тиреоид­ных гормонов. Выйдя в кровь, Т3 и Т4 воздействуют на гипоталамус и аденогипофиз и тор­мозят (если уровень тиреоидных гормонов высокий) продукцию тиролиберина и ТТГ.

Существует и вариант положительной обратной связи: например, повышение продук­ции эстрогенов вызывает рост продукции ЛГ в гипофизе. В целом принцип обратной связи получил название принцип «плюс-минус-взаимодействие» (по М. М. Завадскому).

3. Регуляция с участием структур ЦНС. Симпатическая и парасимпатическая нервные системы вызывают изменение в продукции гормонов. Например, при активации симпатиче­ской нервной системы повышается продукция адреналина в мозговом слое надпочечников. Структуры гипоталамуса (и все, что влияет на них) вызывают изменение в продукции гор­монов. Например, активность супрахиазматического ядра гипоталамуса вместе с активнос­тью эпифиза обеспечивают существование биологических часов, в том числе - для гормо­нальной секреции. Например, известно, что продукция АКТГ максимальна в период с 6 до 8 час. и минимальна в вечерние часы - с 19 до 2-3 час. Эмоциональные, психические воздействия через структуры лимбической системы, через гипоталамические образования способны существенно влиять на деятельность клеток, продуцирующих гормоны.