Biochemie der Steroidhormone. Einfluss von Hormonen auf den Stoffwechsel und die Leistungsfähigkeit von Tieren

Die Regulierung von physiologischen Prozessen, Wachstum und Produktivität von Nutztieren erfolgt auf komplexe Weise in Form von Reflexreaktionen und hormonellen Wirkungen auf Zellen, Gewebe und Organe.

Unter Beteiligung des Nervensystems wirken Hormone korrelierend auf die Entwicklung, Differenzierung und das Wachstum von Geweben und Organen, stimulieren Fortpflanzungsfunktionen, Stoffwechselprozesse und Produktivität. In der Regel kann dasselbe Hormon auf mehrere physiologische Prozesse eine entsprechende Wirkung haben. Gleichzeitig können verschiedene Hormone, die von einer oder mehreren endokrinen Drüsen ausgeschüttet werden, als Synergisten oder Antagonisten wirken.

Die Regulierung des Stoffwechsels mit Hilfe von Hormonen hängt maßgeblich von der Intensität ihrer Bildung und ihres Eintritts in das Blut, von der Wirkdauer und der Zerfallsgeschwindigkeit sowie von der Richtung ihres Einflusses auf Stoffwechselvorgänge ab. Die Ergebnisse der Wirkung von Hormonen hängen von ihrer Konzentration sowie von der Empfindlichkeit von Effektororganen und -zellen, vom physiologischen Zustand und der funktionellen Labilität von Organen, des Nervensystems und des gesamten Organismus ab. Bei einigen Hormonen manifestiert sich die Wirkung auf Stoffwechselprozesse hauptsächlich als anabol (Somatotropin, Insulin, Sexualhormone), während bei anderen Hormonen - als katabol (Thyroxin, Glucocorticoide).

Am Forschungsinstitut für Biopharmazeutika und Haustiere für landwirtschaftliche Tiere wurde ein umfangreiches Studienprogramm zur Wirkung von Hormonen und ihren Analoga auf den Stoffwechsel und die Produktivität von Tieren durchgeführt. Diese Studien haben gezeigt, dass die anabole Verwertung von mit der Nahrung aufgenommenem Stickstoff nicht nur von seiner Menge in der Nahrung abhängt, sondern auch von der funktionellen Aktivität der entsprechenden endokrinen Drüsen (Hypophyse, Bauchspeicheldrüse, Keimdrüsen, Nebennieren usw.), deren Hormone bestimmen weitgehend die Intensität Stickstoff und andere Stoffwechselarten. Insbesondere wurde der Einfluss von Somatotropin, Insulin, Thyroxin, Testosteronpropionat und vielen synthetischen Arzneimitteln auf den tierischen Körper bestimmt, und es wurde festgestellt, dass alle diese Arzneimittel eine ausgeprägte anabole Wirkung aufweisen, die mit einer Erhöhung der Proteinbiosynthese und -retention in Geweben verbunden ist .

Für das Wachstum von Tieren, ihre wichtigste produktive Funktion im Zusammenhang mit der Zunahme des Lebendgewichts, ist das Wachstumshormon ein wichtiges Regulationshormon, das direkt auf Stoffwechselvorgänge in Zellen einwirkt. Es verbessert die Verwendung von Stickstoff, fördert die Synthese von Proteinen und anderen Substanzen, die Zellmitose, aktiviert die Kollagenbildung und das Knochenwachstum, beschleunigt den Abbau von Fetten und Glykogen, was wiederum den Stoffwechsel und die Energieprozesse in den Zellen verbessert.

STG hat eine Wirkung auf das Wachstum von Tieren in Synergie mit Insulin. Sie aktivieren gemeinsam die Ribosomenfunktion, die DNA-Synthese und andere anabole Prozesse. Die Inkretion von Somatotropin wird durch Thyrotropin, Glucagon, Vasopressin und Sexualhormone beeinflusst.

Das Wachstum von Tieren durch Regulierung des Stoffwechsels, insbesondere des Kohlenhydrat- und Fettstoffwechsels, wird durch Prolaktin beeinflusst, das ähnlich wie Somatotropin wirkt.

Derzeit werden die Möglichkeiten untersucht, die Produktivität von Tieren durch Einwirkung auf den Hypothalamus zu stimulieren, wo Somatoliberin gebildet wird - ein Stimulator der Wachstumshormoninkretion. Es gibt Hinweise darauf, dass die Erregung des Hypothalamus durch Prostaglandine, Glukagon und einige Aminosäuren (Arginin, Lysin) den Appetit und die Futteraufnahme anregt, was sich positiv auf den Stoffwechsel und die Produktivität der Tiere auswirkt.

Eines der wichtigsten anabolen Hormone ist Insulin. Es hat den größten Einfluss auf den Kohlenhydratstoffwechsel. Insulin reguliert die Glykogensynthese in Leber und Muskeln. Im Fettgewebe und in der Leber stimuliert es die Umwandlung von Kohlenhydraten in Fette.

Schilddrüsenhormone haben eine anabole Wirkung, besonders während der Phase des aktiven Wachstums. Schilddrüsenhormone - Thyroxin und Trijodthyronin beeinflussen die Intensität des Stoffwechsels, die Differenzierung und das Wachstum von Geweben. Der Mangel an diesen Hormonen wirkt sich negativ auf den Grundstoffwechsel aus. Im Überschuss haben sie eine katabole Wirkung, fördern den Abbau von Proteinen, Glykogen und die oxidative Phosphorylierung in den Mitochondrien der Zellen. Mit zunehmendem Alter nimmt die Inkretion von Schilddrüsenhormonen bei Tieren ab, was mit einer Verlangsamung der Intensität des Stoffwechsels und der Prozesse mit zunehmendem Alter des Körpers einhergeht. Mit einer Abnahme der Aktivität der Schilddrüse verwenden Tiere Nährstoffe rationeller und ernähren sich besser.

Androgene haben die gleiche Wirkung. Sie verbessern die Nutzung von Futternährstoffen, die Synthese von DNA und Proteinen in Muskeln und anderen Geweben und stimulieren die Stoffwechselprozesse und das Wachstum von Tieren.

Die Kastration hat einen erheblichen Einfluss auf das Wachstum und die Produktivität von Tieren. Bei nicht kastrierten Bullen ist die Wachstumsrate in der Regel deutlich höher als bei kastrierten Bullen. Die durchschnittliche Tageszunahme bei kastrierten Tieren ist um 15-18 % geringer als bei intakten Tieren. Auch die Kastration von Bullen wirkt sich negativ auf die Futterverwertung aus. Einigen Autoren zufolge verbrauchen kastrierte Bullen 13 % mehr Futter und verdauliches Protein pro 1 kg Gewichtszunahme als intakte Bullen. In dieser Hinsicht wird die Kastration von Bullen derzeit von vielen als unangemessen angesehen.

Östrogene sorgen auch für eine bessere Futterverwertung und ein gesteigertes Wachstum der Tiere. Sie aktivieren den Genapparat der Zellen, regen die Bildung von RNA, zellulären Proteinen und Enzymen an. Östrogene beeinflussen den Stoffwechsel von Proteinen, Fetten, Kohlenhydraten und Mineralstoffen. Kleine Östrogendosen aktivieren die Schilddrüsenfunktion und erhöhen die Insulinkonzentration im Blut stark (bis zu 33 %). Unter dem Einfluss von Östrogen im Urin steigt die Konzentration neutraler 17-Ketosteroide (bis zu 20%), was die erhöhte Inkretion von Androgenen bestätigt, die anabole Wirkungen haben und daher die Wachstumswirkung des Wachstumshormons ergänzen. Östrogene sorgen für die vorherrschende Wirkung anaboler Hormone. Dadurch wird eine Stickstoffretention durchgeführt, der Wachstumsprozess stimuliert, der Gehalt an Aminosäuren und Proteinen im Fleisch erhöht. Progesteron hat auch eine gewisse anabole Wirkung, die die Futtereffizienz erhöht, insbesondere bei trächtigen Tieren.

Aus der Gruppe der Corticosteroide bei Tieren sind Glucocorticoide von besonderer Bedeutung - Hydrocortison (Cortisol), Cortison und Corticosteron, die an der Regulation aller Arten von Stoffwechsel beteiligt sind, beeinflussen das Wachstum und die Differenzierung von Geweben und Organen, das Nervensystem und vieles mehr endokrine Drüsen. Sie nehmen aktiv an den Schutzreaktionen des Körpers unter der Einwirkung von Stressfaktoren teil. Einige Autoren glauben, dass Tiere mit erhöhter funktioneller Aktivität der Nebennierenrinde intensiver wachsen und sich entwickeln. Die Milchproduktion bei solchen Tieren ist höher. In diesem Fall spielt nicht nur die Menge an Glukokortikoiden im Blut eine wichtige Rolle, sondern auch ihr Verhältnis, insbesondere Hydrokortison (ein aktiveres Hormon) und Kortikosteron.

In verschiedenen Stadien der Ontogenese beeinflussen verschiedene anabole Hormone das Wachstum von Tieren unterschiedlich. Insbesondere wurde festgestellt, dass die Konzentration von Somatotropin und Schilddrüsenhormonen im Blut von Rindern mit zunehmendem Alter abnimmt. Auch die Insulinkonzentration nimmt ab, was auf eine enge funktionelle Beziehung zwischen diesen Hormonen und eine Abschwächung der Intensität anaboler Prozesse aufgrund des Alters der Tiere hinweist.

In der Anfangsphase der Mast bei Tieren wird vor dem Hintergrund einer erhöhten Inkretion von Wachstumshormon, Insulin und Schilddrüsenhormonen eine Zunahme des Wachstums und der anabolen Prozesse festgestellt, dann nimmt die Inkretion dieser Hormone allmählich ab, die Assimilations- und Wachstumsprozesse werden geschwächt und Fett Ablagerung steigt. Am Ende der Mast ist die Insulinausschüttung deutlich reduziert, da die Funktion der Langerhansschen Inseln nach ihrer Aktivierung während der Intensivmastzeit gehemmt ist. Daher ist in der Endphase der Mast der Einsatz von Insulin zur Stimulierung der Fleischleistung der Tiere sehr empfehlenswert. Zur Stimulierung des Stoffwechsels und der Fleischproduktivität von Tieren, zusammen mit Hormonen und ihren Analoga, wie sie von Yu hergestellt werden, Aminosäuren und einfachste Polypeptide usw.), die eine stimulierende Wirkung auf die funktionelle Aktivität der Drüsen und Stoffwechselprozesse haben.

Die Laktation bei Tieren wird durch das Nervensystem und Hormone einer Reihe endokriner Drüsen reguliert. Östrogene stimulieren insbesondere die Entwicklung der Milchdrüsengänge und Progesteron - ihres Parenchyms. Östrogene sowie Gonadoliberin und Thyroliberin erhöhen die Inkretion von Prolaktin und Somatotropin, die die Laktation stimulieren. Prolactin aktiviert die Zellproliferation und die Synthese von Milchvorläufern in den Drüsen. Somatotropin stimuliert die Entwicklung der Milchdrüsen und deren Sekretion, erhöht den Fett- und Laktosegehalt in der Milch. Insulin stimuliert auch die Laktation durch seinen Einfluss auf den Stoffwechsel von Proteinen, Fetten und Kohlenhydraten. Corticotropin und Glucocorticoide liefern zusammen mit Somatotropin und Prolaktin die notwendige Versorgung mit Aminosäuren für die Synthese von Milchproteinen. Die Schilddrüsenhormone Thyroxin und Trijodthyronin fördern die Milchsekretion, indem sie Enzyme aktivieren und den Gehalt an Nukleinsäuren, VFAs und Milchfett in den Drüsenzellen erhöhen. Die Laktation wird durch das geeignete Verhältnis und die synergistische Wirkung dieser Hormone verbessert. Ihre zu hohe und zu geringe Menge sowie das Releasing-Hormon Prolactostatin hemmen die Laktation.

Viele Hormone wirken regulierend auf das Haarwachstum. Insbesondere Thyroxin und Insulin fördern das Haarwachstum. Somatotropin stimuliert mit seiner anabolen Wirkung die Entwicklung von Follikeln und die Bildung von Wollfasern. Prolaktin hemmt das Haarwachstum, insbesondere bei trächtigen und säugenden Tieren. Einige Hormone der Rinde und des Nebennierenmarks, insbesondere Cortisol und Adrenalin, wirken hemmend auf das Haarwachstum.

Bestimmung der Beziehung zwischen Hormonen und verschiedenen Arten des Stoffwechsels und der Produktivität unter Berücksichtigung von Alter, Geschlecht, Rasse, Fütterungs- und Haltungsbedingungen sowie für die richtige Auswahl und Anwendung von Hormonpräparaten zur Stimulierung der Produktivität von Tieren , ist es notwendig, den Zustand ihres Hormonstatus zu berücksichtigen, da die Wirkung von Hormonen auf die Stoffwechselprozesse und das Wachstum von Tieren eng mit der funktionellen Aktivität der endokrinen Drüsen und dem Gehalt an Hormonen zusammenhängt. Ein sehr wichtiger Indikator ist die Bestimmung der Konzentration verschiedener Hormone im Blut und anderen biologischen Flüssigkeiten.

Wie bereits erwähnt, ist eines der Hauptglieder bei der hormonellen Stimulierung von Wachstum und Produktivität von Tieren die Auswirkung auf die Häufigkeit von Zellmitosen, ihre Anzahl und Größe; In den Kernen wird die Bildung von Nukleinsäuren aktiviert, die zur Synthese von Proteinen beitragen. Unter dem Einfluss von Hormonen erhöht sich die Aktivität der entsprechenden Enzyme und ihrer Inhibitoren, wodurch Zellen und ihre Kerne vor einer übermäßigen Stimulation von Syntheseprozessen geschützt werden. Daher kann mit Hilfe von Hormonpräparaten aufgrund der Phylogenie und der aktiven Anpassung dieser Prozesse an jede Tierart nur eine gewisse moderate Stimulierung von Wachstum und Produktivität innerhalb der Grenzen möglicher Änderungen des Niveaus von Stoffwechsel- und plastischen Prozessen erreicht werden Umweltfaktoren.

Die Endokrinologie verfügt bereits über umfangreiche Daten zu Hormonen und ihren Analoga, die stimulierende Eigenschaften auf den Stoffwechsel, das Wachstum und die Produktivität von Tieren haben (Somatotropin, Insulin, Thyroxin usw.). Mit dem weiteren Fortschritt unserer Kenntnisse auf diesem Gebiet und der Suche nach neuen hochwirksamen und praktisch unbedenklichen Hormonpräparaten werden sie zusammen mit anderen biologisch aktiven Substanzen eine immer breitere Anwendung in der industriellen Tierhaltung finden, um das Wachstum anzuregen, Mastzeiten zu verkürzen, Erhöhung der Milch, Wolle und anderer Arten Tierproduktivität.

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Staatliche Medizinische Universität Wolgograd
Fakultät für Medizin und Biologie, III. Kurs
menschliche Biochemie
BIOCHEMIE
STEROIDE
Hormone
Präsentation der Vorlesungsfolien
Ph.D. Valery Gennadievich Zaitsev
(Institut für Theoretische Biochemie mit dem Studiengang Klinische Biochemie, Staatliche Medizinische Universität Wolgograd)
© 2007, V. G. Zaitsev

Vorlesungsplan

Einführung
Steroidhormone - Struktur, Nomenklatur und
Einstufung
Allgemeiner Überblick über die Biosynthesewege von Steroidhormonen
An der Biosynthese beteiligte Enzyme
Biosynthesewege einzelner Hormone und ihre Regulation
Steroidhormone im Blut
Wirkmechanismus / Wechselwirkung mit Zielzellen
Inaktivierung und Katabolismus von Steroidhormonen
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Eigenschaften von Steroidhormonen

Gemeinsamer Ursprung (Vorläufer -
Cholesterin)
Fettlöslich, daher leicht durchdringend
Membranen
Nicht gespeichert oder in endokrinem Gewebe gespeichert
unmittelbar nach der Synthese abgesondert
Regulierte Synthese, nicht Freisetzung
Enzyme für die Biosynthese von Steroidhormonen
lokalisiert in Mitochondrien und glattem ER
Der Bluttransport erfordert etwas Besonderes
hormonbindende Trägerproteine
In einigen Fällen können sie umgewandelt werden
Formen mit veränderter biologischer Aktivität
nicht-endokrine Gewebe (Leber, Zielgewebe)
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Skelett von Steroidhormonen

1,2-Cyclopentanoperhydrophenanthren
4 Kohlenwasserstoffringe
(3 Sechser und 1
fünfgliedrig)
Alternative Positionen
durch Pfeile angedeutet
Mögliche Ersatzstoffe:
Methyl-, Hydroxy-, Oxo-,
Carboxyl-, Acetyl-,
Hydroxyacetyl-,
Carboxyalkyl und andere.
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Metabolischer Ursprung

Alle Steroidhormone
– lipophil
niedriges molekulares Gewicht
Verbindungen, üblich
Vorgänger
welches ist
Cholesterin
Quellen von Cholesterin
menschlicher Körper:
Nahrung und Biosynthese
(hauptsächlich im
Hepatozyten)
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Stellung der Steroidhormone im Cholesterinstoffwechsel

CHOLESTERIN
Gallensäure
Progesteron
Glukokortikoide
Mineralocorticoide
Vitamin-D
Androgene
Östrogene
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Stereochemie von Steroiden

Für B/C-Kommunikation
tierische Steroide
bekannt nur cis-Konformation
A/B- und C/D-Links
kann sowohl cis als auch sein
trans-Mehrheit
Steroide
menschliche Hormone
eine Konformation haben
trans-trans-trans
(5α-Steroide)
5α-Steroide
5β-Steroide
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Regulatorische Steroide

1.
2.
"Echte" Steroidhormone:
hauptsächlich in den Drüsen des Inneren synthetisiert
Sekrete
endokrine Wirkungen
Neurosteroide (Baulieu E.E., 1991; Biol. Cell. 71:3-10)
von Zellen des zentralen Nervensystems synthetisiert
(ZNS)
autokrine und parakrine Wirkungen
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Notwendige Austauschschritte

Synthese von Steroidhormonen direkt aus Cholesterin
oder aus Zwischenprodukten
Sekretion von Steroidhormonen ins Blut / Transport zu Zielen
Aktionen
Peripherer Metabolismus (Umwandlung des primären Steroids
Hormone in Metaboliten mit anderer biologischer Aktivität,
tritt in der Leber und den Zielzellen auf)
Aufnahme durch Zielzellen
Inaktivierung und Katabolismus von Steroidhormonen / Ausscheidung
Zerfallsprodukte
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10. Klassifikationen von Steroidhormonen

Nach Ausbildungsort
Durch biologische Funktionen (welche Systeme
beeinträchtigen)
Nach Arten der biologischen Aktivität
Durch biochemische Aktivität
Nach Zielzelltyp
Nach chemischer Struktur
Nach Geschlecht (universal/männlich/weiblich)
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11. Bildungsstätten

Nebenniere (Kortikosteroide)
Glucocorticoide und Mineralocorticoide, teilweise -
Progesteron und einige Androgene)
TESTES (männliche Sexualhormone - Androgene)
Eierstöcke (weibliche Sexualhormone - Gestagene u
Östrogen)
FETOPLANTENTALES ENDOKRINES GEWEBE
(Progesteron ab der 6.-8. Schwangerschaftswoche, sowie
Östrogene - aus Dehydroepiandrosteronsulfat)
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12. Klassen von Steroidhormonen

GLUCOCORTICOIDS (der Hauptvertreter -
Cortisol)
MINERALOCORTICOIDS (die bekanntesten und am besten untersuchten
Aldosteron)
ANDROGENE (z. B. Testosteron)
PROGESTE oder PROGESTOGENE (Progesteron)
Östrogene (die bedeutendsten sind Östradiol und Östron)
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13. Allgemeines Schema der Biosynthese

14. Gemeinsamer metabolischer Vorläufer

Pregnenolon (C21-Steroid)
Gebildet in der ersten Stufe der Synthese
ALLE Steroidhormone
Seitenkettenspaltungsreaktion
Cholesterin wird durch ein spezielles katalysiert
Cytochrom P450-abhängig
Enzym - Р450scc (auch
genannt 20,22-Desmolase bzw
20,22-lyase)
Schlüsselschritt in der Steroidsynthese
Hormone
Reguliert durch adrenocorticotrop
Hormon (ACTH) in den Nebennieren und
Luteinisierendes Hormon (LH) ein
Keimdrüsen
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15. Androgene Steroide

Testosteron
17β-Hydroxyandrost-4-en-3-on
Androstendion
Androst-4-en-3,17-dion
5α-Dihydrotestosteron
17β-Hydroxy-5β-androstan-3-on
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16. Androgene Steroide

Orte der Synthese
Hoden
Nebennierenrinde
Androgene Aktivität
Wachstum und Entwicklung der männlichen Fortpflanzungsorgane
Beteiligt an der fetalen Geschlechtsbestimmung
Beeinflusse geschlechtsspezifische Verhaltensweisen
Bestimmen Sie die Manifestation sekundärer Geschlechtsmerkmale
Stimulanzien und Regulatoren der Spermatogenese
Anabole Wirkung
Entwicklung der Muskelmasse
Entwicklung des Skeletts und des Bindegewebes
Haarentwicklung
bewirken die Umkehrung katabolischer Prozesse,
was zu einer Abnahme der Masse bestimmter Gewebearten führt
Stimulation der Proteinsynthese, Unterdrückung ihres Abbaus
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17. Anabole Steroide

18. Östrogensteroide

Estron
Östradiol
3-Hydroxyestr-1,3,5-trien-17-on
Östr-1,3,5-trien-3,17β-diol
Östriol
Estr-1,3,5-trien-3,16α,17β-triol
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19. Östrogensteroide

Orte der Synthese
Eierstöcke
Plazenta
In kleinen Mengen - Nebennieren, Hypothalamus,
Adenohypophyse, Hoden
Physiologische Aktivität natürlicher Östrogene
Reproduktionsverordnung
Entwicklung der weiblichen Fortpflanzungsorgane
Ovulationsregulierung
Vorbereitung des Körpers einer Frau auf die Schwangerschaft
Regulierung der Schwangerschaftsstadien
Regulierung des Knochenstoffwechsels (Wachstum)
Regulierung der Art des Körperfetts
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20. Synthetische Östrogene

Stärker als natürliche Östrogene, unterdrücken
Ovulation
In oralen Kontrazeptiva enthalten
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21. Gestagene

Orte der Synthese
Corpus luteum der Eierstöcke
Plazenta
Hoden
Nebennierenrinde
Physiologische Aktivität
natürliche Östrogene
Erhaltung und Pflege
Schwangerschaft
Reifungsunterdrückung
Follikel und Eisprung
Verhinderung von spontanen
Gebärmutterkontraktionen
Brustentwicklung
Progesteron
Preg-4-en-3,20-dion
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22. Mineralocorticoide

Orte der Synthese
Nebennierenrinde (Zona glomerulosa)
Physiologische Aktivität
Regulierung des Elektrolytspiegels und -gleichgewichts (Stärkung
Natriumreabsorption und Kaliumausscheidung)
Regulierung des Wasseraustausches
Anstieg des Blutdrucks
Aldehyd-Form
Halbacetal-Form
Aldosteron
11β,21-Dihydroxypregn-4-en-3,18,20-trion
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23. Glucocorticoide

Orte der Synthese
Nebennierenrinde (Zona fasciculata)
Physiologische Aktivität
Regulierung des Kohlenhydratstoffwechsels (Gluconeogenese), Proteine
(Proteolyse), Fette (Lipolyse), Calcium
Unterdrückung der Aktivität des Immunsystems, Regulation,
entzündliche und allergische Reaktionen
Einige der Stresshormone
Beteiligt an der Bildung von Gedächtnis, Lernen,
Stimmungen, zirkadiane Rhythmen
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24. Tagesrhythmus der Cortisol-Sekretion

25. Regler für die Steroidhormonsynthese

1.
luteinisierendes Hormon (LH)
Progesteron und Testosteron
2.
Adrenocorticotropes Hormon (ACTH)
Cortisol
3.
Follikel-stimulierendes Hormon (FSH)
Östrogene
4.
Angiotensine II und III
Aldosteron
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26. Steroidogene Enzyme

befindet sich in Mitochondrien und im glatten ER
1.
2.
3.
4.
Desmolasen (Lyasen)
P450scc entfernt einen Teil der Cholesterin-Seitenkette. Reaktion
erfordert Cytochrom P450, O2, NADPH. Enzym
mitochondrial, gekoppelt mit Elektronentransport
System
Hydroxylasen
Benötigen Cytochrom P450, O2, NADPH und können sein
sowohl in den Mitochondrien als auch im ER gefunden
Dehydrogenasen von hydroxylierten Steroiden
(Oxidoreduktase)
Kann zytosolisch oder mikrosomal sein. Reaktionen
reversibel, die Richtung hängt vom Verhältnis ab
NAD(P)/NAD(P)H
Aromatase
Verwandelt den A-Ring in einen aromatischen Ring. Membrangebundenes Cytochrom P450-abhängiges Enzym
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27. Steroidogene Enzyme

Trivialname
"Alt"
Bezeichnung
"Neu"
Bezeichnung
Desmolase
P450scc
CYP11A1
3β-Hydroxysteroiddehydrogenase
3β-HSD
3β-HSD
17α-Hydroxylase/17,20-Lyase
P450C17
CYP17
21-Hydroxylase
P450C21
CYP21A2
11β-Hydroxylase
P450C11
CYP11B1
Aldosteron-Synthase
P450C11AS
CYP11B2
Aromatase
P450aro
CYP19
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28. Steroidogene Enzyme

29. Synthese von Steroiden in den Nebennieren

* DHEA-S - Dehydroepiandrosteronsulfat
© 2007, V. G. Zaitsev

30. Regulation der Steroidsynthese in den Nebennieren

Zona fasciculata + Zona reticularis
Adrenocorticotropes Hormon (ACTH) + Corticotropinliberin + Cortisol (negatives Feedback)
cAMP-abhängige Regulation
zona glomerulosa
Angiotensin II und III stimulieren P450scc
Regulierung des intrazellulären Ca2+-Spiegels durch
Proteinkinase C-abhängiger Mechanismus
Plasmakalium kann die Synthese regulieren
Mineralocorticoide direkt durch die Wirkung
spannungsabhängige Ca2+-Kanäle
Änderung des Plasmakaliumspiegels um nur 0,1 mM
verursacht eine fast zweifache Veränderung der Sekretion
Aldosteron
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31. Synthese von Sexualhormonen

32. Regulierung der Androgensynthese

MÄNNER
Leydig-Zellen
Die Testosteronproduktion wird durch LH durch einen cAMP-abhängigen Mechanismus stimuliert
kann Dihydrotestosteron nicht synthetisieren
Sertoli-Zellen
Die Testosteronproduktion wird durch FSH über einen cAMP-abhängigen Mechanismus stimuliert
können endogene und exogene (aus Zellen) verwenden
Leydig) Testosteron für die Synthese von Dihydrotestosteron
FRAUEN
Thekalzellen der Eierstöcke
Produktion von Androstendion und Testosteron
durch LH durch einen cAMP-abhängigen Mechanismus stimuliert
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33. Regulierung der Androgensynthese

* StAR – Steroidogenic Acute Regulatory Protein
© 2007, V. G. Zaitsev

34. Androgenantagonisten

CH3OH
Ö
CH3
CH
CH3
N
H
CH3
CH3
CH3
CH3
N
Ö
Ö
N
HH
Feinsterid
Danazol
(Kahlheit)
(Endometriose)
Ö
Ö
Ö
CH3
Ö
HN
S
HN
HO
CH3
CH3
F
CF3
CF3
CN
NO2
Bicalutamid
Flutamid
(Prostatakrebs)
(Prostatakrebs)
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35. Aromatase in der Östrogensynthese

Aromatase ist in Thekal- und Granulosazellen vorhanden
Eierstöcke
In Thekalzellen Östrogensynthese (Sekretion ins Blut)
stimuliert durch LH durch Aktivierung der Androgensynthese
Bei der Granularsynthese von Östrogenen (aus thekalen Androgenen
Zellen, Sekretion in die Follikelflüssigkeit)
von FSH durch erhöhte Aktivität stimuliert
Aromatase. Die Reifung der Granulosazellen erhöht ihre
Empfindlichkeit gegenüber LH
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36. Aromatase in der Östrogensynthese

Ö
CYP19
Ö
CYP19
Ö
HO
H
HO
HO
O2, NADPH
Ö
O2, NADPH
Ö
Ö
Androstendion
19,19-Dihydroxyandrostendion
19-Hydroxyandrostendion
Ö
-H2O
+3
Fe
Ö
-HCOOH
HO
Ö
CYP19
Ö
O2, NADPH
H2O
Ö
Ö
HO
Ö
Östron
Ö
Peroxy-Enzym
dazwischenliegend
19-Oxoandrostendion
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37. Aromatase in der Östrogensynthese

Ö
H
Ö
Androstendion
Oh
17-HSD
Oh
Aromatase
HO
+H2O
+
HCOOH
Ö
Östradiol
Testosteron
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44. Steroidhormonrezeptoren

(intranuklear)
Dimerisierung
(intrazellulär)
Transkription
Übersetzung
Intrazelluläre Effekte
Proteine
extrazelluläre Effekte
© 2007, V. G. Zaitsev

45. Steroidhormonrezeptoren

S
R
hsp hsp
R
S
+
hsp hsp
R
S
R
+oder-
S
HRE
Zielgen
© 2007, V. G. Zaitsev

46. Steroidhormonrezeptoren

Zytoplasma
Ligand
Kern
zellspezifisch
Antwort
SR
SR SR
Protein
SR
TF TF
SR SR
HRE
mRNA
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47. Regulation der Funktion von Steroidhormonen

Hormonkonzentration
Phosphorylierung/Dephosphorylierung
Bei niedrigen Konzentrationen von Steroiden Phosphorylierung
normalerweise schwach
Phosphoryliertes Serin und Threonin
Enzym: Mitogen-aktivierte Proteinkinasen
(MAPKs)
Die Steroidbindung kann den Grad erhöhen
Phosphorylierung
Phosphorylierung erhöht die Affinität des Rezeptors für
DNA, transkriptionelle Aktivität und Stabilität
Hormon-Rezeptor-DNA-Komplex
© 2007, V. G. Zaitsev

48. Steroidhormonrezeptoren

49. Steroidhormonrezeptoren

E
ER
E
ER
Östrogen-Response-Element
E
ER
Fos
Juni
AP-1-Element (oder Sp-1)
© 2007, V. G. Zaitsev

50.

Steroidrezeptoren Rezeptoren der Klasse II
GR Glucocorticoid
PR Progesteron
AR-Android
ER Östrogen
SR
SR
Palindrom HREs
Verwaiste Rezeptoren
VDR, PPAR
TR, FXR
RXR, LXR
RAR, PXR
NR RXR
Direct Repeat HREs
NGFI-B
SF-I
IRREN
ReVERB
NR
Halfsite-HREs
AAA-ACGGTCA NBRE
AGAACA-N3-TGTTCT GRE/PRE ACGGTCA-N1-5-AGGTCA
TCA-AGGTCA SFRE
AGGTCA-N3-TGACCT ERE

51. Östrogenrezeptor-Coaktivatoren

CBP
pCAF
Histonacetylierung
SRC SRC
ER
RGGTCA
ER
ACTGGR
TFII-B
TBP
Transkription
RNS
Paul
© 2007, V. G. Zaitsev

52. Synergie von Hormonen

53. Inaktivierung von Steroidhormonen

54. Erkrankungen im Zusammenhang mit Störungen des Steroidstoffwechsels

HIRSUTISMUS (Überproduktion
Dehydroepiandrosteron, ein Defekt in einem der 3
biosynthetische Enzyme)
Morbus Addison (Hypokortizismus)
CUSHING-SYNDROM (Hyperkortisolismus - Tumore
Nebenniere oder Hypophyse, iatrogen)
HYPERKORTIZISMUS ohne Cushing-Syndrom
ANDROGEN-UNSENSIBILITÄTS-SYNDROM
(Hodenfeminisierung)
© 2007, V. G. Zaitsev

Monoamine: Dopamin, Noradrenalin, Epinephrin, Melatonin.

Jodthyronine: Tetrajodthyronin (Thyroxin, T 4), Trijodthyronin (T 3).

Protein-Peptid: Freisetzungshormone des Hypothalamus, Hypophysenhormone, Hormone der Bauchspeicheldrüse und des Magen-Darm-Trakts, Angitensine usw.

Steroide: Glucocorticoide, Mineralocorticoide, Sexualhormone, Cholecalciferol-Metabolite (Vitamin D).

Lebenszyklus der Hormone

1. Synthese.

2. Sekretion.

3. Transport. Autokrine, parakrine und distanzierte Aktion. Bedeutung von Trägerproteinen für Steroid- und Schilddrüsenhormone.

4. Wechselwirkung des Hormons mit Rezeptoren von Zielzellen.

a) wasserlöslich Hormone (Peptide, Katecholamine) binden an Rezeptoren auf der Membran Zielzellen. Membranrezeptoren für Hormone: chemosensitiver Ionenkanal; G- Proteine. Als Ergebnis erscheinen in der Zielzelle sekundäre Vermittler(z. B. cAMP). Änderung der Enzymaktivität → biologische Wirkung.

b) fettlöslich Hormone (Steroid, jodhaltige Schilddrüse) dringen in die Zellmembran ein und binden an Rezeptoren innerhalb der Zielzelle. Der „Hormon-Rezeptor“-Komplex reguliert die Expression → Entfaltung einer biologischen Wirkung.

5. Biologische Wirkung (Kontraktion oder Entspannung der glatten Muskulatur, Änderungen der Stoffwechselrate, Permeabilität der Zellmembran, sekretorische Reaktionen usw.).

6. Inaktivierung von Hormonen und/oder deren Ausscheidung (die Rolle von Leber und Nieren).

Rückkopplung

Die Rate der Hormonausschüttung wird durch ein internes Kontrollsystem genau gesteuert. In den meisten Fällen wird die Sekretion durch den Mechanismus reguliert Negative Rückmeldung(obwohl das extrem selten vorkommt positiv invers Verbindung). Die endokrine Zelle ist also in der Lage, die Folgen der Ausschüttung eines bestimmten Hormons wahrzunehmen. Dies ermöglicht es ihr, das Niveau der Hormonsekretion anzupassen, um das gewünschte Niveau der biologischen Wirkung zu erzielen.

A. Einfaches negatives Feedback.

Wenn die biologische Wirkung steigt , wird die Menge des Hormons, das von der endokrinen Zelle ausgeschieden wird, anschließend sein Abfall .

Der kontrollierte Parameter ist das Aktivitätsniveau der Zielzelle. Wenn die Zielzelle schlecht auf das Hormon anspricht, setzt die endokrine Zelle mehr Hormon frei, um das gewünschte Aktivitätsniveau zu erreichen.

B. Komplexe (zusammengesetzte) negative Rückkopplungen werden auf verschiedenen Ebenen durchgeführt.

Gestrichelte Linien zeigen verschiedene negative Rückkopplungsoptionen.

B. Positives Feedback: am Ende der Follikelphase des weiblichen Fortpflanzungszyklus steigt Konzentration von Östrogen, die zu einem scharfen führt Zunahme Sekretion (Peak) von LH und FSH, die vor dem Eisprung auftritt.

Eigenständige Arbeit zum Thema: "Physiologie des endokrinen Systems"

weibliche Sexualhormone

_______________________

Tage vom LH-Peak

Tage ab Beginn des Zyklus

Reis. 1. Veränderung des Gehalts an Adenohypophysen-Gonadotropinen (LH, FSH), Eierstockhormonen (Progesteron und Estradiol) und der Basaltemperatur während des weiblichen Sexualzyklus.

Schreiben Sie die Namen der Hormone neben die Diagramme.

BEI Eierstock Während des weiblichen Sexualzyklus (Dauer 28 Tage) gibt es:

1. Die Follikelphase, die vom ______ bis ______ Tag des Zyklus dauert. In dieser Phase im Eierstock ___________________________________________________________________________

2. Eisprung ( Ö) tritt am _____ Tag des Zyklus auf. Eisprung ist ___________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Dem Eisprung geht ein Höhepunkt des Hormons _________ voraus.

3. Die Gelbkörperphase, die vom ______ Tag bis zum _______ Tag dauert. In dieser Phase im Eierstock ____________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________________

BEI Uterus während des weiblichen Sexualzyklus werden unterschieden:

1. Menstruation ( M) – ____________________________________________________________ ______________________________________________________________________________

2. Proliferative Phase - ____________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

3. Sekretionsphase - ________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Vorteil nehmen Reis. eines Ergänzen Sie die Sätze:

1. Die höchste Plasmakonzentration von Östradiol am _______ Tag des Zyklus, d.h. in der Phase ________________________.

2. Die höchste Plasmakonzentration von Progesteron am _______ Tag des Zyklus, d.h. in der Phase ________________________.

3. Unmittelbar vor dem Eisprung gibt es einen Höhepunkt der Hormone __________________.

4. Der Anstieg der Basaltemperatur während des Eisprungs und in der Gelbkörperphase ist mit der Ausschüttung des Hormons ________________________________ verbunden.

Menopause

Die Menopause ist _________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

In den Wechseljahren Sekret:

a) Progesteron, Östradiol ________________________

b) FSH, LH ________________________

c) Sexualhormone (Androgene) in der Nebennierenrinde _________________

Während der Menopause ändert sich die Aktivität der Körpersysteme: ______________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Zirbeldrüse (Zirbeldrüse)

Zirbeldrüsenhormon: __________________________________________

(Aminosäure Tryptophan → Serotonin → ____________________)

Sekretregulierung:

Dunkelheit (stimulierende Wirkung) → Netzhaut → Retino-Hypothalamus-Trakt → lateraler Hypothalamus → Rückenmark → sympathische Nerven (präganglionäres Neuron) → oberes zervikales Ganglion → postganglionäres Neuron → epiphysäre Pinealozyten → Steigerung der Melatoninsynthese und -sekretion.

Hinweis: 1) der Mediator des postganglionären Neurons, der mit β-adrenergen Rezeptoren der Pinealozyten der Epiphyse interagiert, _____________________________________

2) Licht hat eine ___________ Wirkung auf die Synthese und Ausschüttung von Melatonin

3) 70 % der Tagesproduktion des Hormons fallen in die Nachtstunden

4) Stress _______ Sekretion von Melatonin

Wirkmechanismus und Wirkung

1. Melatonin _____________ Sekretion von Gonadoliberinen des Hypothalamus und ________________ Adenohypophyse → Abnahme der Sexualfunktionen.

2. Die Einführung von Melatonin verursacht eine leichte Euphorie, Schlaf.

3. Zu Beginn der Pubertät beträgt der Melatoninspiegel ________________________________.

4. Während des weiblichen Sexualzyklus ändert sich der Melatoninspiegel: während der Menstruation - ___________________________ und während des Eisprungs - _________________________.

5. Die Zirbeldrüse ist eine biologische Uhr, weil Dank ihm kommt es zu einer vorübergehenden Anpassung.

Klinische Manifestationen von Mangel und Überschuss des Hormons:

1. Tumoren, die die Epiphyse zerstören, _______________________ sexuelle Funktion.

2. Von Pinealozyten ausgehende Tumore werden begleitet von _________

sexuelle Funktion.

Regulierung des Ca 2+ -Spiegels im Blut

Kapitel 16

Das Konzept der Hormone. Grundprinzipien der Stoffwechselregulation

Eines der einzigartigen Merkmale lebender Organismen ist ihre Fähigkeit, die Konstanz der Homöostase (die Konstanz vieler Eigenschaften des Körpers unter konstanten Umweltbedingungen) mithilfe von Selbstregulationsmechanismen aufrechtzuerhalten, bei deren Koordination eine der Hauptstellen den Hormonen gehört . Hormone sind biologisch aktive Substanzen organischer Natur, die in den Zellen der endokrinen Drüsen produziert werden und regulierend auf den Stoffwechsel wirken.

Als Ergebnis der Wirkung von Selbstregulierungsmechanismen, nämlich neurohormonellen Mechanismen, in einer lebenden Zelle werden die Raten aller chemischen Reaktionen und physikochemischen Prozesse miteinander koordiniert, die Funktionen aller Organe koordiniert und eine angemessene Reaktion der Körper auf Veränderungen in der äußeren Umgebung gewährleistet sind. Hormone nehmen bei der Regulation von Stoffwechselprozessen eine Zwischenstellung zwischen dem Nervensystem und der Wirkung von Enzymen ein, d.h. Die Regulierung des Stoffwechsels wird durch Änderung der Geschwindigkeit enzymatischer Reaktionen realisiert. Hormone bewirken entweder eine sehr schnelle Reaktion oder umgekehrt eine langsame Reaktion verbunden mit der Synthese des notwendigen Enzyms wieder. So führen Störungen im Auf- und Abbau von Hormonen, verursacht beispielsweise durch Erkrankungen der endokrinen Drüsen, zu einer Veränderung der normalen Synthese von Enzymen und in der Folge zu einer Stoffwechsel- und Energiestörung.

Bei den Mechanismen der Selbstregulation lassen sich drei Ebenen unterscheiden.

Erste Ebene - Intrazelluläre Regulationsmechanismen. Verschiedene Stoffwechselprodukte dienen als Signale für die Zustandsänderung der Zelle. Sie können:

- die Aktivität von Enzymen verändern, indem sie sie hemmen oder aktivieren;

- die Menge an Enzymen ändern, indem sie ihre Synthese und ihren Zerfall regulieren;

- die Transmembran-Skew-Rate von Substanzen ändern. Die interorganische Koordination dieser Regulationsebene erfolgt durch Signalübertragung auf zwei Wegen: durch das Blut mit Hilfe von Hormonen (endokrines System) und durch das Nervensystem.

Die zweite Regulierungsebene - Hormonsystem. Hormone werden als Reaktion auf einen bestimmten Reiz in den Blutkreislauf freigesetzt, der ein Nervenimpuls oder eine Änderung der Konzentration eines Metaboliten im Blut sein kann, das durch die endokrine Drüse fließt (z. B. eine Abnahme der Glukosekonzentration). Das Hormon wird mit dem Blut transportiert und modifiziert, wenn es die Zielzellen erreicht, deren Metabolismus durch intrazelluläre Mechanismen. In diesem Fall kommt es zu einer Veränderung des Stoffwechsels und der Reiz, der die Freisetzung des Hormons verursacht hat, wird beseitigt. Das Hormon, das seine Funktion erfüllt hat, wird durch spezielle Enzyme zerstört.

Die dritte Regulationsebene ist das Nervensystem mit Rezeptoren für Signale sowohl aus der äußeren als auch aus der inneren Umgebung. Die Signale werden in einen Nervenimpuls umgewandelt, der in Synapse mit der Effektorzelle die Freisetzung eines Mediators – eines chemischen Signals – bewirkt. Der Mediator bewirkt durch intrazelluläre Regulationsmechanismen eine Veränderung des Stoffwechsels. Effektorzellen können auch endokrine Zellen sein, die auf einen Nervenimpuls mit der Synthese und Freisetzung von Hormonen reagieren.

Alle drei Regulationsebenen sind eng miteinander verbunden und wirken wie ein einziges neurohormonales oder neurohumorales Regulationssystem (Abb. 43).

Der Informationsfluss über den Zustand der äußeren und inneren Umgebung des Körpers gelangt in das Nervensystem, wo er verarbeitet wird, und als Reaktion darauf werden regulatorische Signale an periphere Organe und Gewebe gesendet. Unter der direkten Kontrolle des Nervensystems stehen das Nebennierenmark und der Hypothalamus. Nervenimpulse aus verschiedenen Teilen des Gehirns beeinflussen die Sekretion von Neuropeptiden durch Hypothalamuszellen - Liberine und Statine, die die Freisetzung tropischer Hormone aus der Hypophyse regulieren. Liberine stimulieren die Synthese und Freisetzung von Dreifachhormonen, während Statine sie hemmen. Dreifache Hypophysenhormone beeinflussen die Sekretion von Hormonen in den peripheren Drüsen. Die Bildung und Sekretion von Hormonen durch periphere Drüsen erfolgt kontinuierlich. Dies ist notwendig, um den gewünschten Spiegel im Blut aufrechtzuerhalten, da sie schnell inaktiviert und aus dem Körper ausgeschieden werden.

Reis. 43. Schema der neurohormonalen Regulation (durchgezogene Pfeile zeigen die Synthese von Hormonen an und gepunktete Pfeile zeigen die Wirkung des Hormons auf Zielorgane)

Die Hormonkonzentration im Blut ist niedrig: etwa 10 -6 - 10 - 11 mol/l. Die Halbwertszeit beträgt in der Regel wenige Minuten, bei manchen mehrere zehn Minuten, sehr selten Stunden. Der erforderliche Hormonspiegel im Blut wird durch den Mechanismus der Selbstregulierung nach dem Plus-Minus-Prinzip der interhormonellen Beziehungen aufrechterhalten. Tropenhormone stimulieren die Bildung und Ausschüttung von Hormonen durch die peripheren Drüsen (das "+"-Zeichen), und letztere hemmen (das "-"-Zeichen) durch einen negativen Rückkopplungsmechanismus die Bildung von Tropenhormonen, die durch die Hypophyse wirken Zellen (kurzes Feedback) oder die neurosekretorischen Zellen des Hypothalamus (langes Feedback), Abb.44. Im letzteren Fall wird die Liberin-Sekretion im Hypothalamus gehemmt.

Darüber hinaus gibt es eine metabolit-hormonelle Rückkopplung: Das Hormon, das auf den Stoffwechsel in Geweben einwirkt, bewirkt eine Änderung des Gehalts aller Metaboliten im Blut und beeinflusst durch den Rückkopplungsmechanismus die Sekretion von Hormonen in den peripheren Drüsen entweder direkt (intrazellulärer Mechanismus) oder durch Hypophyse und Hypothalamus (siehe Abb. 44). Solche Metaboliten sind Glukose (ein Indikator für den Zustand des Kohlenhydratstoffwechsels), Aminosäuren (ein Indikator für den Zustand des Proteinstoffwechsels), Nukleotide und Nukleoside (Indikatoren für den Zustand des Nuklein- und Proteinstoffwechsels), Fettsäuren, Cholesterin (Indikatoren für der Zustand des Fettstoffwechsels); H 2 O, Ca 2+, Na+, K +, Cl¯ und einige andere Ionen (Indikatoren für den Zustand des Wasser-Salz-Gleichgewichts).

Einteilung der Hormone

Hormone haben die folgenden gemeinsamen biologischen Merkmale:

1) dysmorphe Wirkung, das heißt, sie regulieren den Stoffwechsel und die Funktionen von Effektorzellen aus der Ferne;

2) strenge Spezifität der biologischen Wirkung, dh ein Hormon kann nicht vollständig durch ein anderes ersetzt werden;

3) hohe biologische Aktivität - sehr kleine Mengen, manchmal ein Dutzend Mikrogramm, reichen aus, um den Organismus am Leben zu erhalten.

Hormone werden eingeteilt nach:

1) chemische Natur;

2) der Mechanismus der Signalübertragung in die Zelle - Ziel;

3) biologische Funktionen.

Alle Arten der Klassifikation sind unvollkommen und etwas willkürlich, insbesondere die Klassifikation nach Funktion, da viele Hormone polyfunktional sind.

Nach chemischer Struktur Hormone werden wie folgt unterteilt:

1) Protein-Peptid (Hormone des Hypothalamus, der Hypophyse, der Bauchspeicheldrüse und der Nebenschilddrüse, Calciotonin der Schilddrüse);

2) Aminosäurederivate (Adrenalin ist ein Derivat von Phenylanin und Tyrosin);

3) Steroide (Sexualhormone - Androgene, Östrogene und Gestagene, Kortikosteroide).

Nach biologischen Funktionen Hormone werden in folgende Gruppen eingeteilt:

1) Regulierung des Stoffwechsels von Kohlenhydraten, Fetten, Aminosäuren - Insulin, Glucagon, Adrenalin, Glucocorticosteroide (Cortisol);

2) Regulierung des Wasser-Salz-Stoffwechsels - Mineralocorticosteroide (Aldosteron), antidiuretisches Hormon (Vasopressin);

3) Regulierung des Austauschs von Calcium und Phosphaten - Parathormon, Calcitonin, Calcitriol;

4) Regulierung des Stoffwechsels im Zusammenhang mit der Fortpflanzungsfunktion (Sexualhormone) - Östradiol, Progesteron, Testosteron.

5) regulatorische Funktionen der endokrinen Drüsen (Dreifachhormone) - Corticotropin, Thyrotropin, Gonadotropin.

Diese Klassifizierung umfasst nicht Somatotropin, Thyroxin und einige andere Hormone, die eine polyfunktionelle Wirkung haben.

Zusätzlich zu Hormonen, die ins Blut freigesetzt werden und auf Organe wirken, die vom Ort der Hormonsynthese entfernt sind, gibt es auch lokale Hormone, die den Stoffwechsel in den Organen regulieren, in denen sie gebildet werden. Dazu gehören Hormone des Magen-Darm-Trakts, Hormone der Mastzellen des Bindegewebes (Heparin, Histamin), Hormone, die von Zellen der Nieren, Samenbläschen und anderer Organe ausgeschüttet werden (Prostaglandine) usw.

Ähnliche Informationen.

Hormone sind biologisch aktive Substanzen unterschiedlicher chemischer Natur, die von Zellen der endokrinen Drüsen und spezifischen Zellen produziert werden, die im ganzen Körper in den arbeitenden Organen und Geweben verstreut sind.

Alle Hormone haben mehrere wichtige Eigenschaften, die sie von anderen biologisch aktiven Substanzen unterscheiden:

1. Hormone werden in den Zellen der endokrinen Drüsen produziert und ins Blut abgegeben.

2. Alle Hormone sind äußerst aktive Substanzen, sie werden in kleinen Dosen (0,001-0,01 mol/l) produziert, haben aber eine ausgeprägte und schnelle biologische Wirkung.

3. Hormone wirken über Rezeptoren spezifisch auf Organe und Gewebe. Sie nähern sich dem Rezeptor wie ein Schlüssel zum Schloss und wirken daher nur auf anfällige Zellen und Gewebe.

4. Hormone unterscheiden sich dadurch, dass sie einen bestimmten Ausschüttungsrhythmus haben, zum Beispiel haben Nebennierenrindenhormone einen täglichen Ausschüttungsrhythmus, manchmal ist der Rhythmus monatlich (Sexualhormone bei Frauen) oder die Intensität der Ausschüttung ändert sich über einen längeren Zeitraum (saisonale Rhythmen).

Zu beachten ist, dass biologisch aktive Substanzen, die von im Körper verstreuten Zellen produziert werden, oft als sogenannte Gewebshormone bezeichnet werden. Ihre Unterscheidungsmerkmale sind Sekretion in Gewebsflüssigkeit und überwiegend lokale Wirkung, während Hormone ihre Wirkung aus der Ferne entfalten.

Alle Hormone können ihrer chemischen Natur nach Proteine (Peptide), Derivate von Aminosäuren oder Substanzen mit Steroidcharakter sein.

Arbeitsordnung

Die Arbeit der endokrinen Drüsen (Intensität der Hormonsynthese) wird vom Zentralnervensystem reguliert. Gleichzeitig wird die Aktivität aller peripheren endokrinen Drüsen auch durch korrigierende Einflüsse aus den zentralen Strukturen des endokrinen Systems bestimmt.

Es gibt zwei Einflussmechanismen des Nervensystems auf das endokrine System: neurokonduktiv und neuroendokrin. Der erste ist der direkte Einfluss des Nervensystems aufgrund von Nervenimpulsen auf die peripheren Drüsen. Beispielsweise kann sich die Intensität der Hormonsynthese aufgrund einer Abnahme oder Zunahme des Gefäßtonus der Drüse ändern, d.h. Änderungen in der Intensität seiner Blutversorgung. Der zweite Mechanismus ist der Einfluss des Nervensystems auf den Hypothalamus, der durch Freisetzungsfaktoren (Stimulanzien - Liberine und Unterdrückung der Sekretion - Statine) die Arbeit der Hypophyse bestimmt. Die Hypophyse wiederum produziert tropische Hormone, die die Aktivität der peripheren Drüsen regulieren.

Alle endokrinen Drüsen sind durch einen negativen Rückkopplungsmechanismus mit den zentralen Strukturen verbunden - eine Erhöhung der Hormonkonzentration im Blut führt zu einer Abnahme der stimulierenden Wirkung des Nervensystems und der zentralen Strukturen des endokrinen Systems.

Ausbildung

Die meisten Hormone werden von den endokrinen Drüsen in aktiver Form synthetisiert. Einige gelangen in Form von inaktiven Substanzen - Prohormonen - ins Plasma. Zum Beispiel Proinsulin, das erst aktiv wird, nachdem ein kleiner Teil davon abgespalten wurde – das sogenannte C-Peptid.

Auswahl

Die Ausschüttung von Hormonen ist immer ein aktiver Prozess, der durch nervöse und endokrine Mechanismen streng reguliert wird. Bei Bedarf kann nicht nur die Produktion des Hormons abnehmen, sondern es kann auch zu seiner Ablagerung in den Zellen der endokrinen Drüsen kommen, beispielsweise durch Bindung an Protein, RNA, zweiwertige Ionen.

Transport

Der Transport des Hormons erfolgt ausschließlich über das Blut. Gleichzeitig liegt das meiste davon im Blut in gebundener Form mit Proteinen vor (ca. 90 %). Es sollte beachtet werden, dass fast alle Hormone an spezifische Proteine binden, während nur 10 % des Pools an ein unspezifisches Protein (Albumin) gebunden sind. Gebundene Hormone sind inaktiv, sie werden erst nach Verlassen des Komplexes aktiv. Wenn das Hormon vom Körper nicht benötigt wird, verlässt es mit der Zeit den Komplex und wird metabolisiert.

Rezeptor-Interaktionen

Die Bindung des Hormons an den Rezeptor ist der wichtigste Schritt bei der humoralen Signalübertragung. Es ist die Rezeptorinteraktion, die die spezifische Wirkung des Hormons auf Zielzellen bestimmt. Die meisten Rezeptoren sind Glykoproteine, die in die Membran eingebettet sind, d.h. befinden sich in einer spezifischen Phospholipidumgebung.

Die Wechselwirkung von Rezeptor und Hormon erfolgt nach dem Massenwirkungsgesetz nach der Michaelis-Kinetik. Im Verlauf der Interaktion ist die Manifestation sowohl positiver als auch negativer kooperativer Effekte möglich. Mit anderen Worten, die Bindung des Hormons an den Rezeptor kann die Bindung aller nachfolgenden Moleküle daran verbessern oder stark behindern.

Das Zusammenspiel eines Hormons und eines Rezeptors kann zu verschiedenen biologischen Wirkungen führen, sie werden maßgeblich durch die Art des Rezeptors, nämlich seinen Ort, bestimmt. In dieser Hinsicht werden folgende Varianten der Lokalisierung von Rezeptoren unterschieden:

1. Oberfläche. Bei der Wechselwirkung mit einem Hormon ändern sie ihre Struktur (Konformation), wodurch die Durchlässigkeit der Membran zunimmt und bestimmte Substanzen in die Zelle gelangen.

2. Transmembran. Der Oberflächenteil interagiert mit dem Hormon und der gegenüberliegende Teil (innerhalb der Zelle) interagiert mit dem Enzym (Adenylatcyclase oder Gaunilatcyclase) und fördert die Produktion von intrazellulären Mediatoren (cyclisches Adenin oder Gauninmonophosphat). Letztere sind die sogenannten intrazellulären Botenstoffe, sie fördern die Proteinsynthese bzw. deren Transport, d.h. haben eine gewisse biologische Wirkung.

3. Zytoplasmatisch. Sie liegen im Zytoplasma in freier Form vor. Ein Hormon bindet an sie, der Komplex gelangt in den Zellkern, wo er die Synthese fördert

Boten-RNA und stimuliert so die Proteinbildung an Ribosomen.

4. Nuklear. Es ist ein Nicht-Histon-Protein, das mit DNA assoziiert ist. Das Zusammenspiel von Hormon und Rezeptor führt zu einer gesteigerten Proteinsynthese der Zelle.

Die Wirkung eines Hormons hängt von vielen Faktoren ab, insbesondere von seiner Konzentration, von der Anzahl der Rezeptoren, der Dichte ihrer Lokalisation, der Affinität (Affinität) des Hormons und des Rezeptors sowie dem Vorhandensein von Antagonisten oder Potenzierern Auswirkungen anderer biologisch aktiver Substanzen auf dieselben Zellen oder Gewebe.

Die Rezeptorsensitivität ist nicht nur wissenschaftlich, sondern auch von großer klinischer Bedeutung, da beispielsweise eine Insulinrezeptorresistenz der Entstehung von Diabetes mellitus Typ 2 zugrunde liegt und eine Blockade von Rezeptoren in hormonsensitiven Tumoren (insbesondere der Brust) die Wirksamkeit deutlich erhöht der Behandlung.

Inaktivierung

Hormone können in den endokrinen Drüsen selbst verstoffwechselt werden, wenn sie nicht benötigt werden, im Blut und auch in den Zielorganen, nachdem sie ihre Funktion erfüllt haben.

Der Hormonstoffwechsel kann auf verschiedene Arten erfolgen:

1. Spaltung des Moleküls (Hydrolyse).

2. Veränderung der Struktur des aktiven Zentrums durch Anlagerung weiterer Radikale, zB Methylierung oder Acetylierung.

3. Oxidation oder Reduktion.

4. Bindung eines Moleküls an einen Glucuron- oder Schwefelsäurerest, um das entsprechende Salz zu bilden.

Die Vernichtung von Hormonen ist nicht nur ein Mittel zu ihrer Entsorgung nach Bewältigung ihrer Funktion, sondern auch ein wichtiger Mechanismus zur Regulierung des Hormonspiegels im Blut und ihrer biologischen Wirkung. Es sollte beachtet werden, dass ein erhöhter Katabolismus den Vorrat an freien Hormonen erhöht und sie somit für Organe und Gewebe verfügbarer macht. Bleibt der Hormonkatabolismus ausreichend lange erhöht, sinkt der Spiegel der Transportproteine, was auch die Bioverfügbarkeit erhöht.

Ausscheidung aus dem Körper

Hormone können ausnahmslos auf allen Wegen ausgeschieden werden, insbesondere über die Nieren mit Urin, die Leber mit Galle, den Magen-Darm-Trakt mit Verdauungssäften, die Atemwege mit ausgeatmeten Dämpfen und die Haut mit Schweiß. Peptidhormone werden zu Aminosäuren hydrolysiert, die in den allgemeinen Pool fallen und vom Körper wiederverwendet werden können. Die vorherrschende Ausscheidungsmethode eines bestimmten Hormons wird durch seine Wasserlöslichkeit, Struktur, Stoffwechseleigenschaften usw. bestimmt.

Anhand der Menge der Hormone oder ihrer Stoffwechselprodukte im Urin lässt sich oft die Gesamtmenge der Hormonausschüttung pro Tag verfolgen. Daher ist Urin eines der Hauptmedien für die funktionelle Untersuchung des endokrinen Systems, und die Untersuchung von Blutplasma ist für die Labordiagnostik von nicht geringerer Bedeutung.

Zusammenfassend ist es erwähnenswert Hormonsystem ist ein komplexes und aus mehreren Komponenten bestehendes System, bei dem alle Prozesse eng miteinander verbunden sind und eine Funktionsstörung in jedem der oben genannten Stadien mit der Pathologie in Verbindung gebracht werden kann: von der Bildung eines Hormons bis zu seiner Ausscheidung.