Allgemeine Eigenschaften von Hormonen

Hormone, organische Verbindungen, die von bestimmten Zellen produziert werden und die Funktionen des Körpers, ihre Regulation und Koordination steuern sollen.

Höhere Tiere haben zwei Regulationssysteme, durch die sich der Körper an ständige innere und äußere Veränderungen anpasst. Eines davon ist das Nervensystem, das schnell Signale (in Form von Impulsen) über ein Netzwerk von Nerven und Nervenzellen überträgt. Das andere ist endokrin, das mit Hilfe von Hormonen, die vom Blut getragen werden und eine Wirkung auf Gewebe und Organe haben, die vom Ort ihrer Sekretion entfernt sind, eine chemische Regulation durchführt. Das chemische Kommunikationssystem interagiert mit dem Nervensystem; Daher fungieren einige Hormone als Mediatoren (Mediatoren) zwischen dem Nervensystem und den Organen, die auf die Exposition reagieren. Somit ist der Unterschied zwischen neuronaler und chemischer Koordination nicht absolut.

Hormone sind in allen Säugetieren vorhanden, einschließlich Menschen; Sie kommen in anderen lebenden Organismen vor. Pflanzenhormone und Insektenhäutungshormone sind gut beschrieben..

Die physiologische Wirkung von Hormonen zielt darauf ab: 1) humorale, d.h. durch das Blut durchgeführt, die Regulierung von biologischen Prozessen; 2) Aufrechterhaltung der Integrität und Beständigkeit der inneren Umgebung, harmonische Interaktion zwischen den zellulären Bestandteilen des Körpers; 3) Regulierung der Prozesse von Wachstum, Reifung und Reproduktion.

Hormone haben eine andere chemische Struktur. Dies führt dazu, dass sie unterschiedliche physikalische Eigenschaften haben. Hormone werden in wasser- und fettlöslich unterteilt. Die Zugehörigkeit zu einer dieser Klassen bestimmt ihren Wirkmechanismus. Dies liegt daran, dass fettlösliche Hormone leicht durch die Zellmembran eindringen können, die hauptsächlich aus einer Lipiddoppelschicht besteht, und wasserlösliche nicht. In dieser Hinsicht weisen die Rezeptoren (P) für wasser- und fettlösliche Hormone unterschiedliche Lokalisierungsstellen (Membran und Zytoplasma) auf. Durch die Kontaktaufnahme mit dem Membranrezeptor verursacht das Hormon eine Kaskade von Reaktionen in der Zelle selbst, beeinflusst jedoch nicht das genetische Material. Der Komplex aus zytoplasmatischem P und Hormon kann auf Kernrezeptoren wirken und Veränderungen im genetischen Apparat verursachen, die zur Synthese neuer Proteine ​​führen.

Aufgrund ihrer chemischen Natur können Hormone in drei Hauptgruppen unterteilt werden:

a) Hormone von Polypeptid- und Proteinnatur;

b) Hormone - Derivate bestimmter Aminosäuren;

c) Steroidhormone.

Zu den Polypeptid- und Proteinhormonen gehören Hormone der Nebenschilddrüsen, der vorderen, mittleren und hinteren Lappen der Hypophyse und der Bauchspeicheldrüse. Derivate von Aminosäuren sind Hormone des Nebennierenmarkes, der Schilddrüse und der Zirbeldrüse. Hormone steroidaler Natur umfassen Hormone der kortikalen Schicht der Nebennieren und Gonaden.

Hormone regulieren die Aktivität aller Körperzellen. Sie beeinflussen die Schärfe des Denkens und der körperlichen Mobilität, des Körpers und des Wachstums, bestimmen das Haarwachstum, die Tonalität der Stimme, den Sexualtrieb und das Verhalten. Dank des endokrinen Systems kann sich eine Person an starke Temperaturschwankungen, Über- oder Nahrungsmangel sowie an physischen und emotionalen Stress anpassen. Eine Untersuchung der physiologischen Wirkung der endokrinen Drüsen enthüllte die Geheimnisse der sexuellen Funktion und das Wunder, Kinder zu haben, und beantwortete auch die Frage, warum manche Menschen groß und einige klein sind, manche voll, andere dünn, manche langsam, andere flink, manche stark, andere schwach.

Im Normalzustand besteht ein harmonisches Gleichgewicht zwischen der Aktivität der endokrinen Drüsen, dem Zustand des Nervensystems und der Reaktion der Zielgewebe (Gewebe, auf die die Wirkung gerichtet ist). Jeder Verstoß in jedem dieser Links führt schnell zu Abweichungen von der Norm. Eine übermäßige oder unzureichende Produktion von Hormonen verursacht verschiedene Krankheiten, die von tiefen chemischen Veränderungen im Körper begleitet werden..

Die Endokrinologie untersucht die Rolle von Hormonen im Leben des Körpers und die normale und pathologische Physiologie der endokrinen Drüsen. Als medizinische Disziplin erschien es erst im 20. Jahrhundert, aber endokrinologische Beobachtungen sind seit der Antike bekannt. Hippokrates glaubte, dass die menschliche Gesundheit und sein Temperament von speziellen humoralen Substanzen abhängen. Aristoteles machte darauf aufmerksam, dass sich ein erwachsenes kastriertes Kalb im sexuellen Verhalten von einem kastrierten Bullen dadurch unterscheidet, dass es nicht einmal versucht, eine Kuh zu besteigen. Darüber hinaus wurde im Laufe der Jahrhunderte die Kastration praktiziert, um Tiere zu zähmen und zu domestizieren und um eine Person in einen bescheidenen Sklaven zu verwandeln.

Was sind Hormone?? Nach der klassischen Definition sind Hormone Produkte der Sekretion endokriner Drüsen, die direkt in den Blutkreislauf absondern und eine hohe physiologische Aktivität aufweisen.. Die wichtigsten endokrinen Drüsen von Säugetieren sind Hypophyse, Schilddrüse und Nebenschilddrüse, Nebennierenrinde, Nebennierenmark, Pankreasinselgewebe, Geschlechtsdrüsen (Hoden und Eierstöcke), Plazenta und hormonproduzierende Abschnitte des Magen-Darm-Trakts. Einige hormonähnliche Verbindungen werden im Körper synthetisiert. Beispielsweise haben Studien des Hypothalamus gezeigt, dass eine Reihe der von ihm sezernierten Substanzen für die Freisetzung von Hypophysenhormonen notwendig sind. Diese "Freisetzungsfaktoren" oder Liberine wurden aus verschiedenen Teilen des Hypothalamus isoliert. Sie gelangen über ein System von Blutgefäßen, die beide Strukturen verbinden, in die Hypophyse. Da der Hypothalamus in seiner Struktur keine Drüse ist und Freisetzungsfaktoren anscheinend nur in die sehr nahe Hypophyse gelangen, können diese vom Hypothalamus sezernierten Substanzen nur mit einem erweiterten Verständnis dieses Begriffs als Hormone betrachtet werden

Es gibt andere Probleme bei der Bestimmung, welche Substanzen als Hormone betrachtet werden sollten und welche Strukturen endokrine Drüsen sind. Es wurde überzeugend gezeigt, dass Organe wie die Leber physiologisch inaktive oder vollständig inaktive hormonelle Substanzen aus dem zirkulierenden Blut extrahieren und in starke Hormone umwandeln können. Beispielsweise wird Dehydroepiandrosteronsulfat, eine inaktive Substanz, die von den Nebennieren produziert wird, in der Leber in Testosteron umgewandelt, ein hochaktives männliches Sexualhormon, das von den Hoden in großen Mengen ausgeschüttet wird. Beweist dies jedoch, dass die Leber ein endokrines Organ ist??

Andere Fragen sind noch schwieriger. Die Nieren scheiden das Reninenzym in den Blutkreislauf aus, der durch die Aktivierung des Angiotensinsystems (dieses System bewirkt die Erweiterung der Blutgefäße) die Produktion des Nebennierenhormons Aldosteron stimuliert. Die Regulation der Aldosteronfreisetzung durch dieses System ist sehr ähnlich der Art und Weise, wie der Hypothalamus die Freisetzung des Hypophysenhormons ACTH (adrenocorticotropes Hormon oder Corticotropin) stimuliert, das die Funktion der Nebennieren reguliert. Die Nieren scheiden auch Erythropoetin aus, ein Hormon, das die Produktion roter Blutkörperchen stimuliert. Kann eine Niere endokrinen Organen zugeordnet werden? Alle diese Beispiele beweisen, dass die klassische Definition von Hormonen und endokrinen Drüsen nicht umfassend genug ist..

Hormontransport. Einmal im Blut befindliche Hormone müssen zu den entsprechenden Zielorganen fließen. Der Transport von Hormonen mit hohem Molekulargewicht (Protein) wurde bisher nur wenig untersucht, da für viele von ihnen keine genauen Daten zum Molekulargewicht und zur chemischen Struktur vorliegen. Hormone mit einem relativ kleinen Molekulargewicht wie Schilddrüse und Steroid binden schnell an Plasmaproteine, so dass der Gehalt an Hormonen im Blut in gebundener Form höher ist als in freiem; Diese beiden Formen befinden sich im dynamischen Gleichgewicht. Es sind freie Hormone, die biologische Aktivität zeigen, und in einigen Fällen wurde deutlich gezeigt, dass sie von Zielorganen aus dem Blut extrahiert werden.

Die Bedeutung der Proteinbindung von Hormonen im Blut ist nicht ganz klar. Es wird angenommen, dass eine solche Bindung den Hormontransport erleichtert oder das Hormon vor Aktivitätsverlust schützt..

Hormonwirkung. Im Allgemeinen wirken Hormone auf bestimmte Zielorgane und verursachen signifikante physiologische Veränderungen in diesen. Ein Hormon kann mehrere Zielorgane haben, und die physiologischen Veränderungen, die es verursacht, können eine Reihe von Körperfunktionen beeinflussen. Zum Beispiel ist die Aufrechterhaltung eines normalen Glukosespiegels im Blut - und dieser wird weitgehend durch Hormone gesteuert - für das Leben des gesamten Organismus wichtig. Hormone wirken manchmal zusammen; Somit kann die Wirkung eines Hormons von der Anwesenheit einiger anderer oder anderer Hormone abhängen. Wachstumshormon ist beispielsweise in Abwesenheit von Schilddrüsenhormon unwirksam. Die Wirkung von Hormonen auf zellulärer Ebene wird durch zwei Hauptmechanismen ausgeführt: Hormone, die nicht in die Zelle eindringen (normalerweise wasserlöslich), wirken über Rezeptoren auf der Zellmembran und Hormone (fettlöslich), die leicht durch Rezeptoren im Zellzytoplasma durch die Membran gelangen. In allen Fällen bestimmt nur das Vorhandensein eines spezifischen Proteinrezeptors die Empfindlichkeit der Zelle gegenüber diesem Hormon, d.h. macht sie zum Ziel. Der erste Wirkungsmechanismus, der am Beispiel des Adrenalins eingehend untersucht wurde, besteht darin, dass das Hormon an seine spezifischen Rezeptoren auf der Oberfläche der Zelle bindet. Die Bindung startet eine Reihe von Reaktionen, wodurch sogenannte zweite Mediatoren, die einen direkten Einfluss auf den Zellstoffwechsel haben. Solche Zwischenprodukte sind üblicherweise cyclisches Adenosinmonophosphat (cAMP) und / oder Calciumionen; Letztere werden aus intrazellulären Strukturen freigesetzt oder gelangen von außen in die Zelle. Sowohl cAMP- als auch Calciumionen werden verwendet, um in allen Stadien der Evolutionsleiter ein externes Signal in die Zellen einer Vielzahl von Organismen zu übertragen. Einige Membranrezeptoren, insbesondere Insulinrezeptoren, wirken jedoch kürzer: Sie dringen durch die Membran ein, und wenn ein Teil ihres Moleküls ein Hormon an der Zelloberfläche bindet, beginnt der andere Teil als aktives Enzym auf der dem Zellinneren zugewandten Seite zu wirken. Dies stellt die Manifestation der hormonellen Wirkung sicher.

Der zweite Wirkungsmechanismus - durch zytoplasmatische Rezeptoren - ist charakteristisch für Steroidhormone (Hormone der Nebennierenrinde und sexuell) sowie für Schilddrüsenhormone. Nachdem das Hormon in die Zelle eingedrungen ist, die den entsprechenden Rezeptor enthält, bildet es mit ihm einen Hormon-Rezeptor-Komplex. Dieser Komplex wird aktiviert (unter Verwendung von ATP) und dringt dann in den Zellkern ein, wo das Hormon einen direkten Einfluss auf die Expression bestimmter Gene hat und die Synthese spezifischer RNAs und Proteine ​​stimuliert. Es sind diese neu gebildeten Proteine, die normalerweise nur von kurzer Dauer sind und für die Veränderungen verantwortlich sind, die die physiologische Wirkung des Hormons ausmachen.

Die Regulation der hormonellen Sekretion erfolgt über mehrere miteinander verbundene Mechanismen..

Die Menge an Hormonen im Körper ist gering. Der tägliche Bedarf des Menschen an Hormonen wird durch die folgenden Zahlen ausgedrückt: Schilddrüsenhormon - 0,3 mg, Insulin - 1,5 mg, Glukokortikoide - 20 mg usw. Der normale Körper pro Tag und produziert so viel oder etwas mehr dieser regulatorischen Verbindungen. Der Bestand kann bei einer starken Änderung der Lebensweise des Körpers benötigt werden. Die Gesamtkonzentration von Hormonen in Geweben hängt nicht nur von ihrer Synthese ab, sondern auch von den komplexen Beziehungen zwischen Hormonen, Enzymen und Enzyminhibitoren.

Hormone. Die Hauptkriterien für Hormone

Optionen für die Wirkung von Hormonen.

Hormone. Die Hauptkriterien für Hormone.

Allgemeine Eigenschaften von Hormonen.

Vorlesung 2-3.

2. Klassifizierung von Hormonen.

4. Die Hauptstadien der Bildung und Transformation von Hormonen.

Der Körper enthält eine große Anzahl biologisch aktiver Produkte, daher sollten Sie das Konzept des "Hormons" sowie die hormonspezifischen Eigenschaften klar unterscheiden.

Hormone - Signalchemikalien, die von den endokrinen Drüsen direkt in den Blutkreislauf ausgeschieden werden und eine komplexe und vielfältige Wirkung auf den gesamten Körper oder auf bestimmte Zielorgane und -gewebe haben.

Das Konzept der "Hormone" ist jedoch nicht absolut. Einige echte Hormone (Vasopressin, Oxytocin) sind gleichzeitig Neurotransmitter, und Insulin, Glucagon, Calcitonin und andere werden nicht nur von spezialisierten endokrinen Drüsen produziert, sondern auch von Gehirnneuronen, wo sie nicht systemische Informonen, sondern Neurotransmitter, Neuromodulatoren und Histohormone spielen.

Der Hauptzweck von Hormonen ist die Regulierung des Stoffwechsels, die Anpassung des Körpers an die Existenzbedingungen, die Auswirkung auf die Wachstumsprozesse, die Differenzierung und die Fortpflanzung.

Die Hauptkriterien und Eigenschaften von Hormonen::

1. Hormone werden von lebenden Zellen ausgeschieden. Eine Substanz, die aus einer toten, zerfallenden Zelle mit einer signifikanten physiologischen Wirkung freigesetzt wird, gilt nicht für Hormone.

2. Hormone haben eine hohe biologische Aktivität. Sie haben in sehr geringen Konzentrationen eine physiologische Wirkung. Zum Beispiel enthält das weibliche Sexualhormon im Blut 10 -6 g pro 100 ml Plasma. Die Hypophyse reagiert auf Pikogramme (10-12 g) hypothalamischer Hormone, und Angiotensin II, ein Produkt endokriner Nierenzellen, verursacht Durst in Femtogrammen (10-15 g)..

3. Das Hormon wird aus der Zelle ausgeschieden, ohne seine lebenswichtigen Funktionen und seine Integrität zu beeinträchtigen..

4. Das Hormon gelangt direkt aus sekretierenden Zellen in die interzelluläre Flüssigkeit und das Blut..

5. Hormone haben Spezifität. Jedes Hormon hat nur seine inhärente chemische Struktur, Syntheseort und Funktion. In diesem Zusammenhang kann ein Hormonmangel nicht durch ein anderes Hormon oder eine andere biologisch aktive Substanz ausgeglichen werden..

6. Hormone haben eine entfernte Natur der Wirkung. Sie werden von Blut weit entfernt von ihrem Entstehungsort getragen und betreffen entfernte Organe und Gewebe.

7. Das Hormon wirkt nur auf bestimmte Zielorgane, die spezielle Rezeptoren für die Interaktion mit ihnen haben..

8. Das Hormon ist keine Energie- und Baumaterialquelle für die Bedürfnisse des Körpers..

2. Klassifizierung von Hormonen.

Durch die Art der Effekte::

1) Die regulatorischen Wirkungen von Hormonen sind eine reversible aktivierende oder hemmende Wirkung auf die Körpersysteme, die während des gesamten Lebens kontinuierlich durchgeführt werden. Zum Beispiel aktiviert das Hormon Thyroxin Stoffwechselprozesse.

2) Programmatische oder bestimmende Effekte sind irreversibel und werden in bestimmten relativ kurzen Lebensabschnitten (z. B. während der Pubertät) und bei der Bestimmung der kardinalen Umstrukturierung von Zellen und ihrer Funktionen (z. B. Wachstumshormon sorgt für Wachstum während der Pubertät) durchgeführt..

3) Die zulässige Wirkung von Hormonen besteht darin, dass einige von ihnen, ohne einen Prozess eines anderen Hormons zu beeinflussen, ihre Wirkung dramatisch verstärken. Zum Beispiel ist Schilddrüsenhormon - Thyroxin notwendig, damit sich die Wachstumshormoneffekte normal entwickeln..

4) Korrekturwirkungen - eine Änderung der Intensität der Aktivität der Organe oder des gesamten Organismus (z. B. Adrenalin, erhöht die Frequenz und Stärke des Herzmuskels).

Die von Hormonen übertragenen Informationen sind in der Struktur ihrer Moleküle kodiert. In dieser Hinsicht werden Hormone klassifiziert chemische Struktur::

1) Protein-Peptid-Hormone, die Ketten unterschiedlicher Länge sind und aus Aminosäuren bestehen (Liberine und Statine des Hypothalamus, Hypophysenhormone, Insulin, Glucagon, natriuretisches Hormon, Oxytocin usw.).

2) Steroide, die Derivate des Cholesterins sind (Hormone der Nebennierenrinde, Hormone der Gonaden).

3). Von einzelnen Aminosäuren abgeleitete Hormone (Adrenalin - das Hormon des Nebennierenmarkes und die Hormone Thyroxin und Triiodthyronin sind Derivate der Tyrosinaminosäure; Melatonin - das Zirbeldrüsenhormon - wird aus Tryptophanaminosäure synthetisiert)..

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Hormone

Menschliche Hormone, ihre Arten und Eigenschaften

Biologisch aktive Substanz (BAS), physiologisch aktive Substanz (FAA) - eine Substanz, die in geringen Mengen (μg, ng) eine ausgeprägte physiologische Wirkung auf verschiedene Körperfunktionen hat.

Hormon - eine physiologisch aktive Substanz, die von den endokrinen Drüsen oder spezialisierten endokrinen Zellen produziert wird, in die innere Umgebung des Körpers (Blut, Lymphe) ausgeschieden wird und eine entfernte Wirkung auf die Zielzellen ausübt.

Ein Hormon ist ein Signalmolekül, das von endokrinen Zellen ausgeschieden wird und durch Interaktion mit bestimmten Rezeptoren von Zielzellen deren Funktionen reguliert. Da Hormone Informationsträger sind, haben sie wie andere Signalmoleküle eine hohe biologische Aktivität und verursachen eine Reaktion der Zielzellen in sehr geringen Konzentrationen (10 -6 - 10 -12 M / L)..

Zielzellen (Zielgewebe, Zielorgane) - Zellen, Gewebe oder Organe, in denen für ein bestimmtes Hormon spezifische Rezeptoren vorhanden sind. Einige Hormone haben ein einziges Zielgewebe, während andere im Körper allgegenwärtig sind..

Tabelle. Einstufung physiologisch aktiver Substanzen

Eine Art

Charakteristisch

Hormone (klassische Hormone)

Sie werden von spezialisierten endokrinen Zellen produziert, in die innere Umgebung des Körpers ausgeschieden und haben eine entfernte Wirkung auf die Zielzellen.

Sie werden nicht zur Regulation synthetisiert, haben aber eine ausgeprägte physiologische Wirkung

Hormonoide (Gewebehormone)

Bieten Sie hauptsächlich lokale, lokale Effekte

Sie zeichnen sich durch ein Nervenende aus und sind Mediatoren bei der synaptischen Übertragung

Hormoneigenschaften

Hormone haben eine Reihe gemeinsamer Eigenschaften. Normalerweise werden sie von spezialisierten endokrinen Zellen gebildet. Hormone haben eine Selektivität der Wirkung, die durch Bindung an spezifische Rezeptoren auf der Zelloberfläche (Membranrezeptoren) oder in ihnen (intrazelluläre Rezeptoren) und durch Auslösen einer Kaskade intrazellulärer hormoneller Signalübertragung erreicht wird.

Die Abfolge der Ereignisse der hormonellen Signalübertragung kann in Form eines vereinfachten Schemas "Hormon (Signal, Ligand) -> Rezeptor -> zweiter (sekundärer) Mediator -> Effektorzellstrukturen -> physiologische Zellantwort" dargestellt werden. Den meisten Hormonen fehlt die Speziesspezifität (mit Ausnahme des Wachstumshormons), wodurch wir ihre Auswirkungen auf Tiere untersuchen und von Tieren stammende Hormone zur Behandlung kranker Menschen verwenden können.

Es gibt drei Arten der interzellulären Interaktion mit Hormonen:

  • endokrin (fern), wenn sie vom Ort der Blutproduktion an Zielzellen abgegeben werden;
  • parakrine Hormone diffundieren aus einer nahe gelegenen endokrinen Zelle in die Zielzelle;
  • autokrine Hormone wirken auf eine Produzentenzelle, die auch eine Zielzelle für sie ist.

Entsprechend der chemischen Struktur werden Hormone in drei Gruppen eingeteilt:

  • Peptide (die Anzahl der Aminosäuren beträgt bis zu 100, zum Beispiel Thyrotropin-Releasing-Hormon, ACTH) und Proteine ​​(Insulin, Wachstumshormon, Prolaktin usw.);
  • Aminosäurederivate: Tyrosin (Thyroxin, Adrenalin), Tryptophan - Melatonin;
  • Steroide, Cholesterinderivate (weibliche und männliche Sexualhormone, Aldosteron, Cortisol, Calcitriol) und Retinsäure.

Je nach ausgeführter Funktion werden Hormone in drei Gruppen eingeteilt:

  • Effektorhormone, die direkt auf Zielzellen wirken;
  • Hypophysen-Thronhormone, die die Funktion der peripheren endokrinen Drüsen steuern;
  • Hypothalamushormone, die die Hormonsekretion durch die Hypophyse regulieren.

Tabelle. Arten der Hormonwirkung

Die Wirkung des Hormons in beträchtlicher Entfernung vom Bildungsort

Das in einer Zelle synthetisierte Hormon wirkt auf eine Zelle, die in engem Kontakt mit der ersten steht. Seine Freisetzung erfolgt in interstitieller Flüssigkeit und Blut

Die Wirkung, wenn das von den Nervenenden freigesetzte Hormon die Funktion eines Neurotransmitters oder Neuromodulators erfüllt

Eine Art isokrine Wirkung, aber gleichzeitig tritt das in einer Zelle gebildete Hormon in die interzelluläre Flüssigkeit ein und beeinflusst eine Reihe von Zellen, die sich in unmittelbarer Nähe befinden

Eine Art parakrine Wirkung, wenn das Hormon nicht in die interzelluläre Flüssigkeit gelangt und das Signal durch die Plasmamembran einer nahe gelegenen Zelle übertragen wird

Das aus der Zelle freigesetzte Hormon beeinflusst dieselbe Zelle und verändert ihre funktionelle Aktivität.

Das aus der Zelle freigesetzte Hormon gelangt in das Lumen des Ganges und erreicht so eine andere Zelle, die eine spezifische Wirkung auf sie ausübt (charakteristisch für Magen-Darm-Hormone).

Hormone zirkulieren im Blut in einem freien (aktive Form) und gebundenen (inaktive Form) Zustand mit Plasmaproteinen oder gebildeten Elementen. Hormone im freien Zustand besitzen biologische Aktivität. Ihr Gehalt im Blut hängt von der Sekretionsrate, dem Grad der Bindung, Aufnahme und Stoffwechselrate in Geweben (Bindung an spezifische Rezeptoren, Zerstörung oder Inaktivierung in Zielzellen oder Hepatozyten), der Entfernung mit Urin oder Galle ab.

Tabelle. Kürzlich entdeckte physiologisch aktive Substanzen

Eine Reihe von Hormonen kann in Zielzellen chemische Transformationen in aktiveren Formen erfahren. Das Thyroxinhormon, das einer Deiodierung unterzogen wird, wird zu einer aktiveren Form - Triiodthyronin. Das männliche Sexualhormon Testosteron in Zielzellen kann sich nicht nur in eine aktivere Form verwandeln - Dehydrotestosteron, sondern auch in weibliche Sexualhormone der Östrogengruppe.

Die Wirkung des Hormons auf die Zielzelle beruht auf der Bindung und Stimulation eines spezifischen Rezeptors, wonach das Hormonsignal an die intrazelluläre Transformationskaskade übertragen wird. Die Signalübertragung geht mit einer mehrfachen Verstärkung einher, und die Wirkung einer kleinen Anzahl von Hormonmolekülen auf die Zelle kann von einer starken Reaktion der Zielzellen begleitet werden. Die Aktivierung des Hormonrezeptors geht auch mit dem Einschluss intrazellulärer Mechanismen einher, die die Reaktion der Zelle auf die Wirkung des Hormons beenden. Dies können Mechanismen sein, die die Empfindlichkeit (Desensibilisierung / Anpassung) des Rezeptors gegenüber dem Hormon verringern; Mechanismen zur Dephosphorylierung intrazellulärer Enzymsysteme usw..

Rezeptoren für Hormone sowie für andere Signalmoleküle sind auf der Zellmembran oder in der Zelle lokalisiert. Hormone hydrophiler (lyophober) Natur, für die die Zellmembran nicht durchlässig ist, interagieren mit Zellmembranrezeptoren (1-TMS, 7-TMS und ligandenabhängige Ionenkanäle). Sie sind Katecholamine, Melatonin, Serotonin, Protein-Peptid-Hormone.

Hormone hydrophober (lipophiler) Natur diffundieren durch die Plasmamembran und binden an intrazelluläre Rezeptoren. Diese Rezeptoren sind unterteilt in cytosolische (Rezeptoren von Steroidhormonen - Gluko- und Mineralocorticoide, Androgene und Gestagene) und nukleare (Rezeptoren von Schilddrüsenjod-haltigen Hormonen, Calcitriol, Östrogen, Retinsäure). Cytosolische Rezeptoren und Östrogenrezeptoren sind mit Hitzeschockproteinen (HSPs) assoziiert, die deren Eindringen in den Kern verhindern. Die Wechselwirkung des Hormons mit dem Rezeptor führt zur Trennung von HSP, zur Bildung eines Hormon-Rezeptor-Komplexes und zur Aktivierung des Rezeptors. Der Hormon-Rezeptor-Komplex bewegt sich zum Kern, wo er mit streng definierten hormonsensitiven (erkennenden) DNA-Stellen interagiert. Dies geht mit einer Veränderung der Aktivität (Expression) bestimmter Gene einher, die die Proteinsynthese in der Zelle und andere Prozesse steuern.

Entsprechend der Verwendung verschiedener intrazellulärer Wege zur Übertragung eines Hormonsignals können die häufigsten Hormone in eine Reihe von Gruppen unterteilt werden (Tabelle 4)..

Tabelle 4. Intrazelluläre Mechanismen und Wirkmechanismen von Hormonen

Hormone steuern die verschiedenen Reaktionen der Zielzellen und durch sie die physiologischen Prozesse des Körpers. Die physiologischen Wirkungen von Hormonen hängen von ihrem Blutgehalt, der Anzahl und Empfindlichkeit der Rezeptoren und dem Zustand der Postrezeptorstrukturen in den Zielzellen ab. Unter dem Einfluss von Hormonen, der Aktivierung oder Hemmung der Energie und des plastischen Stoffwechsels von Zellen kann die Synthese verschiedener, einschließlich Proteinsubstanzen (metabolische Wirkungen von Hormonen) erfolgen; eine Änderung der Zellteilungsrate, ihrer Differenzierung (morphogenetischer Effekt), Einleitung des programmierten Zelltods (Apoptose); Beginn und Regulierung der Kontraktion und Relaxation glatter Myozyten, Sekretion, Absorption (kinetischer Effekt); eine Änderung des Zustands der Ionenkanäle, eine Beschleunigung oder Hemmung der Erzeugung elektrischer Potentiale in Herzschrittmachern (Korrekturwirkung), eine Linderung oder Hemmung des Einflusses anderer Hormone (reaktogene Wirkung) usw..

Tabelle. Verteilung des Hormons im Blut

Die Häufigkeit des Auftretens im Körper und die Dauer der Reaktionen auf die Wirkung von Hormonen hängen von der Art der stimulierten Rezeptoren und der Stoffwechselrate der Hormone selbst ab. Änderungen der physiologischen Prozesse können nach einigen zehn Sekunden beobachtet werden und dauern kurze Zeit während der Stimulation von Plasmamembranrezeptoren (z. B. Vasokonstriktion und erhöhter Blutdruck unter Einwirkung von Adrenalin) oder können nach einigen zehn Minuten beobachtet werden und dauern Stunden, wenn Kernrezeptoren stimuliert werden (z. B. erhöhter Metabolismus) Zellen und erhöhter Sauerstoffverbrauch des Körpers während der Stimulation von Schilddrüsenrezeptoren mit Triiodthyronin).

Tabelle. Physiologisch aktive Substanzen

Eine Art

Zeitpunkt der Aktion

Einfache Proteine ​​und Glykoproteine

Da dieselbe Zelle Rezeptoren für verschiedene Hormone enthalten kann, kann sie gleichzeitig eine Zielzelle für mehrere Hormone und andere Signalmoleküle sein. Die Wirkung eines Hormons auf eine Zelle wird häufig mit dem Einfluss anderer Hormone, Mediatoren und Zytokine kombiniert. Darüber hinaus kann in Zielzellen eine Anzahl von Signalwegen ausgelöst werden, aufgrund deren Wechselwirkung eine Amplifikation oder Hemmung der Zellantwort beobachtet werden kann. Beispielsweise können Noradrenalin und Vasopressin gleichzeitig auf eine glatte Myozyte in den Wänden der Blutgefäße wirken und ihre vasokonstriktorische Wirkung zusammenfassen. Die vasokonstriktorische Wirkung von Vasopressin kann durch die gleichzeitige Wirkung von Gefäßwand-Bradykinin oder Stickoxid auf glatte Myozyten beseitigt oder abgeschwächt werden.

Regulation der Bildung und Sekretion von Hormonen

Die Regulation der Bildung und Sekretion von Hormonen ist eine der wichtigsten Funktionen des endokrinen und Nervensystems des Körpers. Unter den Mechanismen der Regulation der Bildung und Sekretion von Hormonen werden die Wirkung des Zentralnervensystems, "dreifache" Hormone, die Wirkung der Konzentration von Hormonen im Blut durch die Kanäle der negativen Rückkopplung, die Wirkung der endgültigen Wirkungen der Hormone auf ihre Sekretion, der Einfluss des täglichen und anderer Rhythmen unterschieden.

Die Nervenregulation wird in verschiedenen endokrinen Drüsen und Zellen durchgeführt. Dies ist die Regulierung der Bildung und Sekretion von Hormonen durch die neurosekretorischen Zellen des vorderen Hypothalamus als Reaktion auf das Eintreffen von Nervenimpulsen aus verschiedenen Bereichen des Zentralnervensystems. Diese Zellen haben die einzigartige Fähigkeit, angeregt zu werden und die Erregung in die Bildung und Sekretion von Hormonen umzuwandeln, die die Sekretion von Hormonen durch die Hypophyse stimulieren (Hormone, Liberine freisetzen) oder hemmen (Statine). Beispielsweise setzen die neurosekretorischen Zellen des Hypothalamus mit einem Anstieg des Zuflusses von Nervenimpulsen zum Hypothalamus unter Bedingungen psycho-emotionaler Erregung, Hunger, Schmerz, Hitze- oder Kälteeinwirkung während einer Infektion und anderen Notfallzuständen Hormone in die portalen Hypophysengefäße des Corticotropins frei, wodurch die Sekretion des Adrenocorticotropins verstärkt wird (ACTH) durch die Hypophyse.

Das ANS hat einen direkten Einfluss auf die Bildung und Sekretion von Hormonen. Mit zunehmendem Tonus des SNS nimmt die Sekretion von Dreifachhormonen durch die Hypophyse zu, die Sekretion von Katecholaminen durch das Nebennierenmark, Schilddrüsenhormone durch die Schilddrüse und die Insulinsekretion. Mit zunehmendem Tonus von PSNS steigt die Sekretion von Insulin, Gastrin und die Sekretion von Schilddrüsenhormonen wird gehemmt.

Die Regulation durch Hypophysen-Thronhormone wird verwendet, um die Bildung und Sekretion von Hormonen durch die peripheren endokrinen Drüsen (Schilddrüse, Nebennierenrinde, Sexualdrüsen) zu steuern. Die Sekretion tropischer Hormone wird durch den Hypothalamus gesteuert. Tropische Hormone erhielten ihren Namen aufgrund ihrer Fähigkeit, an die Rezeptoren von Zielzellen zu binden (eine Affinität zu haben), die einzelne periphere endokrine Drüsen bilden. Tropisches Hormon für Schilddrüsen-Thyrozyten wird als Thyrotropin oder Thyrotropes Hormon (TSH) bezeichnet, für endokrine Zellen der Nebennierenrinde - adrenocorticotropes Hormon (ACGT). Tropische Hormone für endokrine Zellen der Gonaden werden genannt: Lutropin oder luteinisierendes Hormon (LH) - zu Leydig-Zellen, Corpus luteum; Follitropin oder Follikel-stimulierendes Hormon (FSH) - zu Follikelzellen und Sertoli-Zellen.

Tropische Hormone mit einem Anstieg ihres Blutspiegels stimulieren wiederholt die Hormonsekretion durch periphere endokrine Drüsen. Sie können auch andere Auswirkungen auf sie haben. So verbessert beispielsweise TSH die Durchblutung der Schilddrüse, aktiviert Stoffwechselprozesse in den Schilddrüsen, nimmt Jod aus dem Blut auf und beschleunigt die Synthese und Sekretion von Schilddrüsenhormonen. Bei einer übermäßigen Menge an TSH wird eine Hypertrophie der Schilddrüse beobachtet..

Die Rückkopplungsregulation wird verwendet, um die Sekretion der Hormone des Hypothalamus und der Hypophyse zu steuern. Seine Essenz liegt in der Tatsache, dass die neurosekretorischen Zellen des Hypothalamus Rezeptoren haben und Zielzellen der Hormone der peripheren endokrinen Drüse und des dreifachen Hypophysenhormons sind, das die Hormonsekretion durch diese periphere Drüse steuert. Wenn also die Sekretion von TSH unter dem Einfluss des hypothalamischen Thyrotropin-Releasing-Hormons (TSH) zunimmt, bindet letzteres nicht nur an Rezeptoren von Thyrozyten, sondern auch an Rezeptoren von neurosekretorischen Zellen des Hypothalamus. In der Schilddrüse stimuliert TSH die Bildung von Schilddrüsenhormonen und im Hypothalamus die weitere Sekretion von TSH. Die Beziehung zwischen dem TSH-Spiegel im Blut und den Prozessen der Bildung und Sekretion von TSH im Hypothalamus wird als kurze Rückkopplungsschleife bezeichnet.

Die Sekretion von Schilddrüsenhormon im Hypothalamus wird auch durch den Spiegel der Schilddrüsenhormone beeinflusst. Wenn ihre Konzentration im Blut steigt, binden sie an die Rezeptoren der Schilddrüsenhormone der neurosekretorischen Zellen des Hypothalamus und hemmen die Synthese und Sekretion von TRH. Die Beziehung zwischen dem Spiegel der Schilddrüsenhormone im Blut und den Prozessen der Bildung und Sekretion von TRH im Hypothalamus wird als lange Rückkopplungsschleife bezeichnet. Es gibt experimentelle Beweise dafür, dass die Hormone des Hypothalamus nicht nur die Synthese und Sekretion von Hypophysenhormonen regulieren, sondern auch ihre eigene Sekretion hemmen, was durch das Konzept einer ultrakurzen Rückkopplungsschleife bestimmt wird.

Der Satz von Drüsenzellen der Hypophyse, des Hypothalamus und der peripheren endokrinen Drüsen und die Mechanismen ihrer gegenseitigen Beeinflussung wurden als Systeme oder Achsen der Hypophyse - Hypothalamus - endokrine Drüse bezeichnet. Ordnen Sie das System (Achse) der Hypophyse - Hypothalamus - Schilddrüse; Hypophyse - Hypothalamus - Nebennierenrinde; Hypophyse - Hypothalamus - Gonaden.

Der Einfluss der endgültigen Wirkungen von Hormonen auf ihre Sekretion findet im Inselapparat der Bauchspeicheldrüse, der C-Zellen der Schilddrüse, der Nebenschilddrüsen, des Hypothalamus usw. statt. Dies wird durch die folgenden Beispiele gezeigt. Mit einem Anstieg des Glukosespiegels im Blut wird die Insulinsekretion stimuliert, und mit einem Rückgang wird das Glukagon stimuliert. Diese Hormone hemmen durch den parakrinen Mechanismus die gegenseitige Sekretion. Mit einem Anstieg des Ca 2+ -Ionenspiegels im Blut wird die Calcitoninsekretion stimuliert und mit einem Rückgang das Parathyrin. Die direkte Wirkung der Konzentration von Substanzen auf die Sekretion von Hormonen, die ihren Spiegel steuern, ist ein schneller und wirksamer Weg, um die Konzentration dieser Substanzen im Blut aufrechtzuerhalten.

Unter den betrachteten Mechanismen der Regulation der Hormonsekretion durch ihre endgültigen Wirkungen kann die Regulation der Sekretion des antidiuretischen Hormons (ADH) durch die Zellen des hinteren Hypothalamus festgestellt werden. Die Sekretion dieses Hormons wird durch einen Anstieg des osmotischen Blutdrucks, beispielsweise durch Flüssigkeitsverlust, stimuliert. Eine verminderte Urinausscheidung und Flüssigkeitsretention im Körper unter dem Einfluss von ADH führen zu einer Abnahme des osmotischen Drucks und einer Hemmung der ADH-Sekretion. Ein ähnlicher Mechanismus wird verwendet, um die Sekretion von natriuretischem Peptid durch Vorhofzellen zu regulieren..

Der Einfluss von circadianen und anderen Rhythmen auf die Sekretion von Hormonen findet im Hypothalamus, in den Nebennieren, im Genital und in den Zirbeldrüsen statt. Ein Beispiel für den Einfluss des zirkadianen Rhythmus ist die tägliche Abhängigkeit der Sekretion von ACTH- und Corticosteroidhormonen. Ihr niedrigster Blutspiegel wird um Mitternacht und der höchste am Morgen nach dem Aufwachen beobachtet. Die höchsten Melatoninspiegel werden nachts gemessen. Der Einfluss des Mondzyklus auf die Sekretion von Sexualhormonen bei Frauen ist bekannt.

Hormonbestimmung

Hormonsekretion - die Aufnahme von Hormonen in der inneren Umgebung des Körpers. Polypeptidhormone reichern sich im Granulat an und werden durch Exozytose ausgeschieden. Steroidhormone reichern sich nicht in der Zelle an und werden unmittelbar nach der Synthese durch Diffusion durch die Zellmembran ausgeschieden. Die Hormonsekretion ist in den meisten Fällen zyklisch und pulsiert. Die Sekretionshäufigkeit beträgt 5-10 Minuten bis 24 Stunden oder mehr (der übliche Rhythmus beträgt etwa 1 Stunde)..

Eine verwandte Form des Hormons ist die Bildung von reversiblen, durch nichtkovalente Bindungen verbundenen Hormonkomplexen mit Plasmaproteinen und gebildeten Elementen. Der Bindungsgrad verschiedener Hormone variiert stark und wird durch ihre Löslichkeit im Blutplasma und das Vorhandensein von Transportprotein bestimmt. Beispielsweise binden 90% Cortisol, 98% Testosteron und Östradiol, 96% Triiodthyronin und 99% Thyroxin an Transportproteine. Die gebundene Form des Hormons kann nicht mit Rezeptoren interagieren und bildet eine Reserve, die schnell mobilisiert werden kann, um den Pool an freiem Hormon wieder aufzufüllen.

Die freie Form des Hormons ist eine physiologisch aktive Substanz im Blutplasma in einem ungebundenen Proteinzustand, die mit Rezeptoren interagieren kann. Die assoziierte Form des Hormons befindet sich im dynamischen Gleichgewicht mit dem Pool an freiem Hormon, der wiederum im Gleichgewicht mit dem Hormon ist, das mit den Rezeptoren in den Zielzellen assoziiert ist. Die meisten Polypeptidhormone, mit Ausnahme von Somatotropin und Oxytocin, zirkulieren in geringen Konzentrationen im freien Zustand im Blut, ohne an Proteine ​​zu binden.

Stoffwechselumwandlungen des Hormons - seine chemische Modifikation in Zielgeweben oder anderen Formationen, die eine Abnahme / Zunahme der hormonellen Aktivität verursacht. Der wichtigste Ort für den Austausch von Hormonen (deren Aktivierung oder Inaktivierung) ist die Leber.

Die Geschwindigkeit des Hormonstoffwechsels ist die Intensität seiner chemischen Umwandlung, die die Dauer der Durchblutung bestimmt. Die Halbwertszeit von Katecholaminen und Polypeptidhormonen sowie von Schilddrüsen- und Steroidhormonen beträgt mehrere Minuten - von 30 Minuten bis zu mehreren Tagen.

Hormonrezeptor - eine hochspezialisierte Zellstruktur, die Teil der Plasmamembranen, des Zytoplasmas oder des Kernapparats der Zelle ist und mit dem Hormon eine spezifische komplexe Verbindung bildet.

Die Organospezifität der Wirkung des Hormons ist die Reaktion von Organen und Geweben auf physiologisch aktive Substanzen; Sie sind streng spezifisch und können nicht durch andere Verbindungen verursacht werden.

Feedback - die Auswirkung des Spiegels des zirkulierenden Hormons auf seine Synthese in endokrinen Zellen. Die lange Rückkopplungskette ist die Wechselwirkung der peripheren endokrinen Drüse mit den Hypophysen-, Hypothalamuszentren und den suprahypothalamischen Regionen des Zentralnervensystems. Eine kurze Rückkopplungskette - eine Veränderung der Sekretion des Hypophysen-Thronhormons - verändert die Sekretion und Freisetzung von Statinen und Liberinen des Hypothalamus. Ultrakurze Rückkopplungskette - eine Wechselwirkung innerhalb der endokrinen Drüse, bei der die Freisetzung des Hormons die Sekretion und Freisetzung des Hormons selbst und anderer Hormone aus der Drüse beeinflusst.

Negatives Feedback - eine Erhöhung des Hormonspiegels, die zur Hemmung seiner Sekretion führt.

Positives Feedback - eine Erhöhung des Hormonspiegels, die eine Stimulation und das Auftreten eines Spitzenwerts in seiner Sekretion verursacht.

Anabole Hormone sind physiologisch aktive Substanzen, die zur Bildung und Erneuerung der Strukturteile des Körpers und zur Akkumulation von Energie in ihm beitragen. Solche Substanzen umfassen die Hypophysen-Gonadotropin-Hormone (Follitropin, Lutropin), Sexualsteroidhormone (Androgene und Östrogene), Wachstumshormon (Somatotropin), Plazenta-Choriongonadotropin, Insulin.

Insulin ist eine Proteinsubstanz, die in β-Zellen von Langerhans-Inseln produziert wird und aus zwei Polypeptidketten (A-Kette - 21 Aminosäuren, B-Kette - 30) besteht, die den Blutzucker senken. Das erste Protein, bei dem die Primärstruktur 1945-1954 von F. Senger vollständig bestimmt wurde.

Katabolische Hormone sind physiologisch aktive Substanzen, die zum Abbau verschiedener Substanzen und Körperstrukturen und zur Freisetzung von Energie daraus beitragen. Solche Substanzen umfassen Corticotropin, Glucocorticoide (Cortisol), Glucagon, hohe Konzentrationen von Thyroxin und Adrenalin.

Thyroxin (Tetraiodthyronin) ist ein Jodderivat der Tyrosinaminosäure, die in den Follikeln der Schilddrüse produziert wird und die Intensität des Hauptstoffwechsels und der Wärmeproduktion erhöht, was das Wachstum und die Differenzierung von Geweben beeinflusst.

Glucagon ist ein Polypeptid, das in den a-Zellen der Langerhans-Inseln produziert wird und aus 29 Aminosäureresten besteht. Es stimuliert den Abbau von Glykogen und erhöht den Blutzucker.

Corticosteroidhormone sind Verbindungen, die sich in der Nebennierenrinde bilden. Teilen Sie in Abhängigkeit von der Anzahl der Kohlenstoffatome im Molekül durch C.achtzehn-Steroide - weibliche Sexualhormone - Östrogene, C.neunzehn -Steroide - männliche Sexualhormone - Androgene, C.21 -Steroide - eigentlich Kortikosteroidhormone mit einer spezifischen physiologischen Wirkung.

Katecholamine sind Pyrocatechinderivate, die aktiv an physiologischen Prozessen bei Tieren und Menschen beteiligt sind. Katecholamine umfassen Adrenalin, Noradrenalin und Dopamin..

Sympathoadrenales System - Chromaffinzellen des Nebennierenmarkes und die sie innervierenden präganglionären Fasern des sympathischen Nervensystems, in denen Katecholamine synthetisiert werden. Chromaffinzellen finden sich auch in der Aorta, Karotissinus, innerhalb und um die sympathischen Ganglien.

Biogene Amine - eine Gruppe stickstoffhaltiger organischer Verbindungen, die im Körper durch Decarboxylierung von Aminosäuren gebildet werden, d.h. Abspaltung der Carboxylgruppe von ihnen - COOH. Viele der biogenen Amine (Histamin, Serotonin, Noradrenalin, Adrenalin, Dopamin, Tyramin usw.) haben eine ausgeprägte physiologische Wirkung..

Eicosanoide - physiologisch aktive Substanzen, Derivate hauptsächlich von Arachidonsäure, die verschiedene physiologische Wirkungen haben und in Gruppen unterteilt sind: Prostaglandine, Prostacycline, Thromboxane, Levuglandine, Leukotriene usw..

Regulatorische Peptide sind hochmolekulare Verbindungen, die eine Kette von Aminosäureresten sind, die durch eine Peptidbindung verbunden sind. Regulatorische Peptide mit bis zu 10 Aminosäureresten werden Oligopeptide genannt, von 10 bis 50 - Polypeptiden, über 50 - Proteinen.

Antigormon - eine vom Körper produzierte Schutzsubstanz bei längerer Verabreichung von Proteinhormonen. Die Bildung von Antihormon ist eine immunologische Reaktion auf die Einführung eines Fremdproteins von außen. In Bezug auf seine eigenen Hormone bildet der Körper keine Antihormone. Es können jedoch Substanzen synthetisiert werden, deren Struktur den Hormonen nahe kommt und die beim Einbringen in den Körper als Hormon-Antimetaboliten wirken.

Hormonantimetaboliten sind physiologisch aktive Verbindungen, deren Struktur den Hormonen nahe kommt und mit denen sie kompetitive, antagonistische Beziehungen eingehen. Antimetaboliten von Hormonen können ihren Platz in physiologischen Prozessen im Körper einnehmen oder hormonelle Rezeptoren blockieren.

Gewebehormon (autocoid, lokales Hormon) - eine physiologisch aktive Substanz, die von nicht spezialisierten Zellen produziert wird und überwiegend lokal wirkt.

Neurohormon ist eine physiologisch aktive Substanz, die von Nervenzellen produziert wird..

Effektorhormon ist eine physiologisch aktive Substanz, die eine direkte Wirkung auf Zielzellen und Organe hat..

Thronhormon ist eine physiologisch aktive Substanz, die auf andere endokrine Drüsen wirkt und deren Funktionen reguliert..

Allgemeine Eigenschaften von Hormonen

Der Begriff "Hormon" (aus dem Griechischen. Hormaō anregen, induzieren) wurde erstmals 1905 von E. Starling in Bezug auf Sekretin vorgeschlagen, das in den Zellen des Zwölffingerdarms gebildet wird und die Funktion der Bauchspeicheldrüse beeinflusst.

Hormone sind organische Substanzen, die 1) in spezialisierten Zellen der endokrinen Drüsen produziert werden, 2) in das Blut oder die Lymphe gelangen und 3) mit Zielzellen interagieren und den Stoffwechsel und die physiologischen Funktionen beeinflussen.

Hormone sind an der Aufrechterhaltung der Homöostase der inneren Umgebung des Körpers beteiligt, nehmen eine Zwischenposition zwischen dem Nervensystem und der Wirkung von Enzymen ein, die die Stoffwechselrate direkt regulieren. Hormone verursachen entweder eine schnelle (dringende) Reaktion, die die Aktivität bestehender Enzyme erhöht, oder eine langsame Reaktion, die mit der Synthese von De-novo-Enzymen verbunden ist.

Hormone unterscheiden sich von anderen Signalmolekülen in der relativen Stabilität im Körper, die ihrer Fernwirkung zugrunde liegt..

Dynamik der Hormonproduktion

Hormone zirkulieren in sehr geringen Konzentrationen (10 -7 -10 -12 mol / l) im Blut. Diese Werte variieren jedoch stark. Die Hormonkonzentration unterliegt periodischen Schwankungen, deren Zyklus oder Rhythmus von der Tageszeit, dem Monat, der Jahreszeit oder dem Menstruationszyklus abhängen kann. Ein Beispiel ist der circadiane (circadiane) Rhythmus von Cortisol. Viele Hormone gelangen unregelmäßig und unregelmäßig in den Blutkreislauf. Daher kann sich die Hormonkonzentration sporadisch ändern, d.h. pochen. Die Konzentration anderer Hormone variiert in Abhängigkeit von externen Faktoren. Die Freisetzung von Hormonen ist eine Reaktion auf äußere Einflüsse oder auf Veränderungen im inneren Zustand des Körpers.

Neuroendokrine Regulation der Hormonsynthese

Impulse aus der äußeren oder inneren Umgebung werden von spezialisierten Rezeptoren wahrgenommen und gelangen in das Zentralnervensystem und von dort zum Hypothalamus, wo biologisch aktive hormonelle Substanzen (freisetzende Hormone) synthetisiert werden - Liberine und Statine. Die hypothalamischen Hormone gelangen nicht in den allgemeinen Blutkreislauf und erreichen über das Portalsystem der Gefäße bestimmte Hypophysenzellen und stimulieren (Liberine) oder hemmen (Statine) die Sekretion tropischer Hypophysenhormone. Tropische Hypophysenhormone werden durch den Blutfluss in die entsprechende periphere endokrine Drüse gebracht, wodurch die Produktion des Hormons stimuliert wird. Dies ist ein transhypophysen Weg zur Regulierung der Hormonsekretion. Der parahypophysiale Weg ist ebenfalls isoliert: Impulse aus dem Zentralnervensystem aktivieren die Hormonsekretion durch periphere endokrine Drüsen. Es ist charakteristisch für die Sekretion von Katecholaminen im Nebennierenmark (Adrenalin), hypothalamischen Freisetzungshormonen, Hormonen der Neurohypophyse und Melatonin der Zirbeldrüse.

Das Hormon der peripheren endokrinen Drüse wirkt auf Zielorgane und -gewebe und hemmt die Synthese von Hormonen des Hypothalamus oder der Hypophyse (lange Rückkopplungsschleife). Das Hypophysenhormon kann auch die Produktion des Hypothalamushormons hemmen (kurze Rückkopplungsschleife). Darüber hinaus beeinflussen Metaboliten oder Substrate die Sekretion von Hormonen. Beispielsweise bewirkt eine Erhöhung der Glukosekonzentration im Blut die Freisetzung von Insulin, was den Verbrauch und die Verwendung von Glukose im Gewebe erhöht; Infolgedessen normalisieren sich die Glukosespiegel wieder, was die Insulinsekretion verringert. Die Regulierung des Hormonspiegels kann durch den Mechanismus der positiven Rückkopplung erfolgen..

Das Zielgewebe (Zielorgan) ist das Gewebe (Organ), in dem das Hormon durch Bindung an Zielzellen eine spezifische biochemische oder physiologische Reaktion hervorruft. Zielzellen enthalten spezielle Strukturen - Rezeptoren, die auf die spezifische Bindung an ein bestimmtes Hormon abgestimmt sind. Die Wechselwirkungsenergie des Signalmoleküls mit dem Rezeptor sorgt für einen Konformationsübergang des Rezeptors in einen aktiven Zustand, begleitet von direkten oder indirekten Änderungen der Aktivität bestimmter Enzyme, Ionenkanäle und / oder Transkriptionsfaktoren.

Je niedriger die Konzentration des Signalmoleküls ist, desto höher ist in der Regel seine Affinität zum Rezeptor.

In Zellen kann es mehrere Rezeptoren für Signalmoleküle geben. So wurden in Hepatozyten Insulin, Glucagon, Somatotropin, Vasopressin, Prolaktin, Östrogen, Testosteron, Glucocorticoide sowie eine Reihe von Zytokinen, Wachstumsfaktoren, Prostaglandinen usw. gefunden. Eine solche Regulation stellt normalerweise die Koordination der Zellfunktionen als strukturelle Einheit und deren Platz in sicher ein vielzelliger Organismus. Die Gewebespezifität der Wirkungen von Signalmolekülen wird aufgrund der Existenz mehrerer Rezeptoren für dasselbe Signalmolekül realisiert.

Hormonklassifikation

Hormone werden je nach Ort ihrer natürlichen Synthese klassifiziert - Hormone des Hypothalamus, der Hypophyse, der Schilddrüse, der Nebennieren, der Bauchspeicheldrüse, der Sexualdrüsen usw..

Hormone können nach dem Ort der Synthese und dem Ort der Wirkung in 3 Gruppen eingeteilt werden:

1) endokrine Hormone (griechisches Endon - innen, Krinein - Freisetzung) - werden von den endokrinen Drüsen synthetisiert und durch Blut zu den Zielzellen transportiert;

2) parakrine Hormone - werden nahe dem Ort ihrer Wirkung synthetisiert;

3) autokrine Hormone - wirken auf dieselben Zellen, die sie synthetisieren.

Entsprechend der chemischen Struktur werden Hormone klassifiziert in:

1) Peptide und Proteine, die in Form großer Vorläufer synthetisiert werden und dann verarbeitet und sekretiert werden;

2) Aminosäurederivate (Katecholamine und Schilddrüsenhormone - Tyrosinderivate, Melatonin - Tryptophanderivat);

3) Steroidhormone (Kortikosteroide und Sexualhormone, die Derivate des Cholesterins sind);

4) Derivate von Fettsäuren (Eicosanoide);

5) Gase (Stickoxid).

Je nach Löslichkeit werden Hormone klassifiziert in:

1) hydrophil (Peptide, Proteine, Katecholamine);

2) lipophil (Steroide und Schilddrüsenhormone).

Für den Transport von lipophilen Hormonen werden Trägerproteine ​​benötigt, hydrophile Hormone werden unabhängig transportiert. Transportproteine ​​bilden eine Hormonreserve im Blut, da Hormone in gebundener Form nicht metabolisiert und ausgeschieden werden. Die biologische Aktivität ist nur in der freien Form des Hormons enthalten. Peptid- und Proteinhormone haben keine speziellen Transportproteine ​​im Blutplasma, und daher ist die Halbwertszeit im Blut viel kürzer (Sekunden oder Minuten) als bei Steroidhormonen (Stunden)..

Die Löslichkeit bestimmt den Wirkungsmechanismus des Hormons.

Nach dem Wirkungsmechanismus werden Hormone in drei Gruppen eingeteilt:

1. Hormone, die nicht in die Zelle eindringen und Rezeptoren auf der Oberfläche der Membranen haben. Die Wirkung dieser Hormone auf die Zelle erfolgt über sekundäre Intermediäre, die in der Zelle nach der Bindung des Hormons an den Rezeptor gebildet werden. Zu diesen Hormonen gehören hydrophile Hormone - Protein-Peptid-Natur - und Katecholamine.

2. Hormone, die in die Zelle gelangen (lipophile Hormone). Freies Hormon passiert leicht die Plasmamembran jeder Zelle und bindet in die Zielzelle an Rezeptoren, die im Zytoplasma oder Zellkern lokalisiert sind. Der Ligand-Rezeptor-Komplex wird als intrazellulärer Mediator der Wirkung von Hormonen dieser Gruppe angesehen. Diese Gruppe von Hormonen umfasst Steroid- und Schilddrüsenhormone..

3. Hormone gemischter Wirkung. Rezeptoren befinden sich auf der Oberfläche von Zellen. Nach der Bindung des Hormons an den Rezeptor dringt der Komplex in die Zelle ein und wirkt. Insulin gehört zu dieser Gruppe von Hormonen..

Nicht-endokrine Zellen können Signalmoleküle produzieren (häufiger zur parakrinen Regulation):

- Eicosanoide (Prostaglandine, Thromboxane, Leukotriene, Prostacycline);

- verschiedene Familien von Wachstumsfaktoren (EGF - epidermaler Wachstumsfaktor, FGF - Fibroblastenwachstumsfaktor, PDGF - Thrombozytenwachstumsfaktor, TGFβ - Transformationsfaktor β, NGF - Nervenwachstumsfaktor);

- Zytokine - Regulatoren von Entzündungen und Hämatopoese (Interleukine, Interferone, Chemokine).

Andere endokrine Drüsen (gemäß A. N., Smirnov, 2006). Zusätzliche endokrine Drüsen wurden in Fischen gefunden: Urofyse in der Nähe der Schwanzwirbelsäule und Sekretion von Urotensin, das die Osmoregulation steuert, und Stannius-Körper, die sich entlang der Nieren befinden und Hypocalcin sekretieren, das den Kalzium- und Wassersalzstoffwechsel reguliert.

Höhere Wirbellose haben ein entwickeltes endokrines System. In Insektenlarven umfasst es neurosekretorische Zellen, Herzkörper (durch die Nerven mit dem Kopfganglion verbunden), benachbarte Körper (durch die Nerven mit den Herzkörpern verbunden) und proto-thorakale Drüsen. Benachbarte Körper scheiden jugendliche Hormone aus, die das Wachstum stimulieren und das Ablösen und die Metamorphose bei Larven hemmen und die Gametogenese bei Erwachsenen regulieren. Brustdrüsen sezernieren die physiologischen Antagonisten der Jugendhormone - Ecdysone, die die Initiatoren der Häutung und Metamorphose sind. Herzkörper dienen als neurochemisches Organ, d.h. ein Ort der Speicherung und Freisetzung von Neurohormonen, die sich im Gehirn bilden. Ein solches Hormon ist das protokarotrope Hormon, ein formales Analogon der Wirbel freisetzenden Hormone..