Hormony to najmniejsze elementy wytwarzane przez nasz organizm. Jednak bez nich nie jest możliwe istnienie człowieka ani innych żywych systemów. W artykule zapraszamy do zapoznania się z jedną z ich odmian - hormonami białkowymi. Oto cechy, funkcje i opis tych elementów.
Czym są hormony?
Zacznijmy od kluczowej koncepcji. Słowo to pochodzi z języka greckiego. ὁρΜάω - „ekscytować”. Są to organiczne, biologicznie czynne substancje wytwarzane przez własne gruczoły dokrewne organizmu. Wchodząc do krwiobiegu, wiążąc się z receptorami niektórych komórek, regulują procesy fizjologiczne, metabolizm.
Hormony białkowe (jak wszystkie inne) to humoralne (przenoszone przez krew) regulatory określonych procesów zachodzących w narządach i ich układach.
Najszersza definicja: Chemiczne substancje sygnalizacyjne wytwarzane przez niektóre komórki ciała w celu oddziaływania na inne części ciała. Hormony są syntetyzowane przez kręgowce, do których należymy (specjalne gruczoły dokrewne), oraz zwierzęta pozbawione tradycyjnego układu krążenia, a nawet rośliny.
Główne funkcje hormonów
Te regulatory, które obejmują hormony białkowe, są przeznaczone do wykonywania szeregu funkcji w organizmie:
- Promowanie lub hamowanie wzrostu.
- Zmiana nastroju.
- Stymulacja lub tłumienie apoptozy - śmierć starych komórek w ciele.
- Pobudzanie i tłumienie funkcji systemu obronnego organizmu - odporności.
- Regulacja metabolizmu – metabolizm.
- Przygotowanie ciała do akcji, aktywności fizycznej - od biegania po zapasy i krycie.
- Przygotowywanie żywego systemu do ważnego okresu rozwoju lub funkcjonowania - dojrzewania, ciąży, porodu, wygaśnięcia.
- Kontrola cyklu reprodukcyjnego.
- Regulacja sytości i głodu.
- Rozmowa na seks.
- Stymulacja innych hormonów.
- Najważniejszym zadaniem jest utrzymanie homeostazy organizmu. Czyli stałość jego środowiska wewnętrznego.
Odmiany hormonów
Ponieważ wydzielamy hormony białkowe, oznacza to, że istnieje pewna gradacja tych biologicznie czynnych substancji. Zgodnie z klasyfikacją dzielą się na następujące grupy, różniące się specjalną strukturą:
- Sterydy. Są to chemiczne pierwiastki policykliczne o charakterze lipidowym (tłuszczowym). Sercem konstrukcji jest rdzeń steranu. To on odpowiada za jedność ich klasy polimorficznej. Nawet najmniejsze różnice w bazie steranowej spowodują różnice we właściwościach hormonów tej grupy.
- Pochodne tłuszczukwasy. Związki te są bardzo niestabilne. Działają lokalnie na sąsiednie komórki. Drugie imię to eikozanoidy. Dzieli się na tromboksany, prostaglandyny i leukotrieny.
- Pochodne aminokwasów. W szczególności są to nadal pochodne pierwiastka tyrozyny – adrenaliny, tyroksyny, noradrenaliny. Zsyntetyzowany (utworzony, wyprodukowany) przez tarczycę, nadnercza.
- Hormony o charakterze białkowym. Obejmuje to zarówno białko, jak i peptyd, dlatego druga nazwa to białko-peptyd. Są to hormony wytwarzane przez trzustkę, a także przysadkę i podwzgórze. Wśród nich ważne jest podkreślenie insuliny, hormonu wzrostu, kortykotropiny, glukagonu. W całym artykule poznamy bardziej szczegółowo niektóre hormony o charakterze białkowo-peptydowym.
Grupa białek
Różne od wszystkich wymienionych w swojej różnorodności. Oto główne hormony, które go „zamieszkują”:
- Czynniki uwalniające podwzgórze.
- Hormony tropikalne wytwarzane przez przysadkę mózgową.
- Substancje regulacyjne wydzielane przez tkankę dokrewną trzustki to glukagon i insulina. Ten ostatni odpowiada za prawidłowy poziom glukozy (cukru) we krwi, reguluje jej wnikanie do komórek mięśniowych i wątrobowych, gdzie substancja zamieniana jest w glikogen. Jeśli insulina nie jest wytwarzana lub niewystarczająco wydzielana przez organizm, u osoby rozwija się cukrzyca. Glukagon i adrenalina działają podobnie. Wręcz przeciwnie, zwiększają ilość cukru w masie krwi,przyczyniając się do rozpadu glikogenu w wątrobie – w procesie tym powstaje glukoza.
- Hormon wzrostu. Somatotropina odpowiada zarówno za wzrost szkieletu, jak i wzrost masy ciała żywej istoty. Jej niedobór prowadzi do anomalii – karłowatości, nadmiaru – do gigantyzmu, akromegalii (nieproporcjonalnie duże dłonie, stopy, głowa).
Synteza w przysadce mózgowej
Ten narząd wytwarza większość hormonów białkowo-peptydowych:
- Hormon gonadotropowy. Stymuluje procesy w organizmie związane z rozmnażaniem. Odpowiada za powstawanie hormonów płciowych w gonadach.
- Somatomedyna. Hormon wzrostu.
- Prolaktyna. Hormon metabolizmu białek odpowiedzialny za funkcjonalność gruczołów sutkowych, a także za produkcję kazeiny (białka mleka).
- Polipeptydowe hormony o niskiej masie cząsteczkowej. Związki te nie wpływają już na różnicowanie komórek, ale na pewne procesy fizjologiczne organizmu. Na przykład wazopresyna i oksytocyna regulują ciśnienie krwi, „monitorują” pracę serca.
Synteza w trzustce
Ten narząd jest syntezą hormonów białkowych, które kontrolują metabolizm węglowodanów w organizmie. Są to już wspomniane przez nas insulina i glukagon. Sam w sobie ten gruczoł jest zewnątrzwydzielniczy. Wytwarza również szereg enzymów trawiennych, które są następnie przekazywane do dwunastnicy.
Tylko 1% jego komórek będzie znajdować się na tak zwanych wysepkach Langerhansa. Należą do nich dwa specjalne rodzaje cząstek,które działają jak gruczoły dokrewne. Produkują komórki alfa (glukagon) i komórki beta (insulina).
Nawiasem mówiąc, współcześni naukowcy już zauważają, że działanie insuliny nie ogranicza się do stymulacji przemiany glukozy w glikogen w komórkach wątroby. Ten sam hormon jest odpowiedzialny za niektóre procesy proliferacji i różnicowania we wszystkich komórkach.
Synteza w nerkach
Ten narząd produkuje tylko jeden rodzaj - erytropoetynę. Funkcje hormonów białkowych z tej grupy to regulacja różnicowania erytrocytów w śledzionie i szpiku kostnym.
Jeśli chodzi o syntezę samej grupy białek, jest to dość skomplikowany proces. Działa na centralny układ nerwowy – działa poprzez uwalnianie czynników.
W latach trzydziestych ubiegłego wieku sowiecki badacz Zavadovsky M. M. odkrył system, który nazwał „plus-minus-interaction”. Dobrym przykładem tego prawa regulacji jest synteza tyroksyny w tarczycy oraz synteza hormonu tyreotropowego w przysadce mózgowej. Co tu widzimy? Działaniem dodatkowym jest to, że hormon stymulujący tarczycę stymuluje produkcję tyroksyny przez tarczycę. Jakie jest negatywne działanie? Tyroksyna z kolei hamuje produkcję hormonu tyreotropowego przez przysadkę mózgową.
W wyniku regulacji „plus-minus-interakcja” obserwujemy utrzymywanie stałej wymiany tyroksyny we krwi. Przy jej braku aktywność tarczycy zostanie pobudzona, a przy nadmiarze zostanie zahamowana.
Działanie grupy białek
Prześledźmy teraz działanie hormonów białkowych:
- Samodzielnie nie penetrują komórki docelowej. Pierwiastki znajdują na jego powierzchni specjalne receptory białkowe.
- Te ostatnie „rozpoznają” hormon i wiążą się z nim w określony sposób.
- Wiązka z kolei aktywuje enzym znajdujący się wewnątrz błony komórkowej. Nazywa się cyklaza adenylanowa.
- Ten enzym zaczyna przekształcać ATP w cykliczny AMP (cAMP). W innych przypadkach cGMP uzyskuje się w podobny sposób z GTP.
- cGMP lub cAMP przejdzie następnie do jądra komórkowego. Tam aktywuje specjalne enzymy jądrowe, które fosforylują białka - niehistonowe i histonowe.
- Rezultatem jest aktywacja określonego zestawu genów. Na przykład te, które są odpowiedzialne za produkcję sterydów, zaczynają działać w komórkach zarodkowych.
- Ostatnim krokiem całego opisanego algorytmu jest odpowiednie zróżnicowanie.
Insulina
Insulina to hormon białkowy znany prawie każdemu. I to nie przypadek – jest dziś najbardziej badany.
Odpowiada za wieloaspektowy wpływ na metabolizm w prawie wszystkich tkankach ciała. Jednak jego głównym celem jest regulacja stężenia glukozy we krwi:
- Zwiększa przepuszczalność masy komórek plazmatycznych na glukozę.
- Aktywuje kluczowe fazy, enzymy glikolizy - proces utleniania glukozy.
- Stymuluje tworzenie glikogenu z glukozy w specjalnych komórkach mięśniowych i wątrobowych.
- Wzmaga syntezę białek i tłuszczów.
- Tłumi aktywność enzymów rozkładających tłuszcze i białka. Innymi słowy, ma działanie zarówno anaboliczne, jak i antykataboliczne.
Całkowity niedobór insuliny prowadzi do rozwoju cukrzycy typu 1, względny niedobór prowadzi do rozwoju cukrzycy typu 2.
Cząsteczka insuliny składa się z dwóch łańcuchów polipeptydowych z 51 resztami aminokwasowymi: A - 21, B - 30. Są one połączone dwoma mostkami dwusiarczkowymi poprzez reszty cysteiny. Trzecie wiązanie dwusiarczkowe znajduje się w łańcuchu A.
Insulina ludzka różni się od świńskiej tylko jedną resztą aminokwasową, a od bydlęcej trzema.
Hormon wzrostu
Somatotropina, hormon wzrostu, hormon wzrostu – to wszystkie jego nazwy. Hormon wzrostu jest wytwarzany przez przedni płat przysadki mózgowej. Należy do hormonów polipeptydowych – w tej grupie również znajduje się prolaktyna i laktogen łożyskowy.
Główne działanie jest następujące:
- U dzieci, młodzieży, młodzieży - przyspieszenie wzrostu liniowego spowodowane wydłużeniem rurkowatych kości długich kończyn.
- Potężne działanie antykataboliczne i anaboliczne.
- Zwiększona synteza białek i zahamowanie ich rozpadu.
- Pomaga zmniejszyć podskórne złogi tłuszczu.
- Wzmaga spalanie tłuszczu, ma na celu wyrównanie stosunku masy mięśniowej i tłuszczowej.
- Zwiększa poziom glukozy we krwi działając jako antagonista insuliny.
- Uczestniczy w metabolizmie węglowodanów.
- Wpływ na wysepkisekcje trzustki.
- Stymulacja wchłaniania wapnia przez tkankę kostną.
- Immunostymulacja.
Kortykohormon
Inne nazwy - hormon adrenokortykotropowy, kortykotropina, hormon kortykotropowy i tak dalej. Składa się z 39 reszt aminokwasowych. Wytwarzany przez bazofilne komórki przedniego płata przysadki mózgowej.
Główne funkcje:
- Kontrola syntezy i wydzielania hormonów kory nadnerczy, regionu pęczkowego. Jego celem są kortyzon, kortyzol, kortykosteron.
- Symuluje tworzenie estrogenów, androgenów, progesteronu.
Grupa białek jest jednym z ważnych hormonów w rodzinie. Jest najbardziej zróżnicowany pod względem funkcji, obszarów syntezy.
