Гормоны и гормональные препараты

Гормон (от греческого причастия «ὁρμῶν») – это любой член класса сигнальных молекул, продуцируемых железами в многоклеточных организмах, которые транспортируются по системе кровообращения в различные органы для регулирования физиологии и поведения этих организмов. Гормоны имеют различные химические структуры, в основном, 3-х классов: эйкозаноиды, стероиды и производные аминокислот (амины, пептиды и протеины). Железы, которые выделяют гормоны, составляют систему эндокринной сигнализации. Термином «гормон» иногда обозначают химические вещества, производимых клетками, которые влияют на ту же клетку (аутокринная и интракринная сигнализации) или близлежащие клетки (паракринная сигнализация). Гормоны используются для обмена информацией между органами и тканями в процессе физиологической регуляции и поведенческих действий, таких как пищеварение, обмен веществ, дыхание, функции ткани, чувственное восприятие, сон, экскреция, лактация, стресс, рост и развитие, движение, воспроизводство и настроение. Гормоны влияют на отдаленные клетки путем связывания со специфическими рецепторными белками в клетке-мишени, что приводит к изменению функции клеток. Когда гормон связывается с рецептором, это приводит к активации пути сигнальной трансдукции. Это может привести к типоспецифичным ответам клеток, которые включают быстрые не-геномные эффекты или медленнее геномные реакции, когда гормоны, действующие через свои рецепторы, активируют транскрипцию гена, что приводит к повышению экспрессии белков-мишеней. Гормоны на основе аминокислот (амины и пептидные или белковые гормоны) растворимы в воде и действуют на поверхности клеток-мишеней посредством вторичных мессенджеров; стероидные гормоны, будучи жирорастворимым, перемещаются через плазматические мембраны клеток-мишеней (как цитоплазматических, так и ядерных), действуя в их ядрах. Секреции гормонов может происходить во многих тканях. Эндокринные железы являются основным примером, однако существуют специализированные клетки в различных других органах, которые также секретируют гормоны. Секреция гормонов происходит в ответ на конкретные биохимические сигналы от широкого спектра регулирующих систем. Например, концентрация сывороточного кальция влияет на паращитовидный синтез гормонов; уровень сахара в крови (концентрация глюкозы в сыворотке крови) влияет на синтез инсулина; и поскольку выходы желудка и поджелудочной железы (количества желудочного сока и сока поджелудочной железы) становятся входами тонкой кишки, тонкая кишка секретирует гормоны, чтобы стимулировать или ингибировать желудок и поджелудочную железу на основе того, как они работают. Регулирование синтеза половых гормонов, гормонов коры надпочечников и гормонов щитовидной железы часто зависит от комплексных наборов прямого влияния и взаимодействий с обратной связью, связанных с гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой (ГГН), -гонадной (ГГГ), и -тироидной (ГГТ) осями. После секреции, некоторые гормоны, в том числе белковые гормоны и катехоламины, являются водорастворимыми и, таким образом, легко транспортируются через кровеносную систему. Другие гормоны, в том числе стероидные гормоны и гормоны щитовидной железы, являются жирорастворимыми; чтобы обеспечить их широкое распространение, эти гормоны должны связываться с гликопротеинами (например, с тироксин-связывающим глобулином, ТСГ) с образованием лиганд-белковых комплексов. Некоторые гормоны полностью активны при попадании в кровоток (инсулин и гормоны роста), в то время как другие являются прогормонами, которые должны быть активированы в специфических клетках через ряд стадий активации, которые обычно сильно регламентированы. Эндокринная система вырабатывает гормоны непосредственно в кровоток, как правило, в фенестрированные капилляры, в то время как экзокринная система секретирует свои гормоны косвенным образом с помощью капилляров. Гормоны с паракринной функцией диффундируют через пустоты в близлежащие ткани-мишени.

Гормональная передача сигнала включает в себя следующие шаги¹⁾:

• Биосинтез определенного гормона в определенной ткани
• Хранение и секреция гормона
• Транспорт гормона на клетку-мишень
• Распознавание гормона ассоциированной клеточной мембраной или внутриклеточным рецепторным белком
• Передача и амплификация полученного гормонального сигнала посредством процесса сигнальной трансдукции: это затем ведет к клеточной реакции. Реакция целевых клеток в дальнейшем может быть распознана первоначальной выделившей гормон клеткой, что вызывает понижающую регуляцию выработки гормона. Это представляет собой пример гомеостатической отрицательной обратной связи.
• Расщепление гормона.

Гормональные клетки, как правило, относятся к специализированному типу клеток, находящихся в пределах конкретных эндокринных желез, таких как щитовидная железа, яичники и семенники. Гормоны покидают клетки, из которых они происходят, с помощью экзоцитоза или другого средства мембранного транспорта. Иерархическая модель является упрощением процесса гормональной сигнализации. Клеточные получатели определенного гормонального сигнала могут представлять собой один из нескольких типов клеток, которые находятся в пределах нескольких различных тканей, как в случае инсулина, который вызывает широкий спектр системных физиологических эффектов. Различные типы тканей также могут по-разному реагировать на тот же гормональный сигнал.

Скорость гормонального биосинтеза и секреции часто регулируется механизмом контроля гомеостатической отрицательной обратной связи. Такой механизм зависит от факторов, которые оказывают влияние на метаболизм и выведение гормонов. Таким образом, высокая концентрация гормона в отдельности не может запустить механизм отрицательной обратной связи. Негативная обратная связь может быть запущена сверхсинтезом «действия» гормона.

• Секреция гормонов может стимулироваться и ингибироваться:
• Другими гормонами (стимуляция или высвобождение гормонов)
• Плазменной концентрацией ионов или питательных веществ, а также связывающих глобулинов
• Нейронами и психической активностью
• Изменениями окружающей среды, например, освещенности и температуры

Особенная группа гормонов – это тропные гормоны, которые стимулируют выработку гормонов других эндокринных желез. Например, тиреотропный гормон (ТТГ) вызывает рост и повышенную активность другой эндокринной железы, щитовидной железы, что повышает выход гормонов щитовидной железы. Для того, чтобы активные гормоны быстро попали в кровоток, гормональные биосинтетические клетки могут производить и хранить биологически неактивные гормоны в виде пре- или прогормонов. Прогормоны могут быть быстро преобразованы в их активную форму в ответ на определенный стимул. Эйкозаноиды действуют как местные гормоны.

Большинство гормонов инициируют клеточный ответ путем первоначального связывания со связанной клеточной мембраной или с внутриклеточными рецепторами. В клетке может находиться несколько различных типов рецепторов, которые распознают один и тот же гормон, но активируют различные пути передачи сигнала, или же клетка может иметь несколько различных рецепторов, которые распознают различные гормоны и активируют один и тот же биохимический путь. Рецепторы для большинства пептидов, а также многих эйкозаноидных гормонов, встраиваются в плазматическую мембрану на поверхности клетки, и большинство этих рецепторов принадлежат к классу рецепторов, связанных с G-белком (GPCR) из семи трансмембранных белков альфа-спирали. Взаимодействие гормона и рецептора обычно вызывает каскад вторичных эффектов в цитоплазме клетки, часто с участием фосфорилирования или дефосфорилирования различных других цитоплазматических белков, изменений в проницаемости ионных каналов, или повышенных концентраций внутриклеточных молекул, которые могут выступать в качестве вторичных мессенджеров (например, цАМФ). Некоторые белковые гормоны также взаимодействуют с внутриклеточными рецепторами, расположенными в цитоплазме или ядре с помощью интракринного механизма. Что касается стероидных гормонов или гормонов щитовидной железы, их рецепторы расположены внутри клетки в цитоплазме клетки-мишени. Эти рецепторы принадлежат к семейству ядерных рецепторов лиганд-активированных факторов транскрипции. Для того, чтобы связать их рецепторы, эти гормоны должны сначала пересечь клеточную мембрану. Они могут сделать это, потому что они являются жирорастворимыми. Комбинированный гормон-рецепторный комплекс затем перемещается через ядерную мембрану в ядро клетки, где он связывается со специфическими последовательностями ДНК, регулирующими экспрессию определенных генов, и, тем самым, увеличивая уровни белков, кодируемых этими генами. Тем не менее, было показано, что не все стероидные рецепторы расположены внутри клетки. Некоторые из них связаны с плазматической мембраной.

Множество экзогенных химических соединений, как естественного происхождения, так и синтетических, обладает гормоноподобным действием на людей и животных. Их взаимодействие с синтезом, секрецией, переносом, связыванием, действием или выведением естественных гормонов в организме может менять гомеостаз, репродуктивную функцию, развитие и/или поведение, подобно эндогенно вырабатываемым гормонам.²⁾

Разнообразие экзогенных химических соединений, как природных, так и синтетических, оказывает гормоноподобное воздействие на людей и животных. Их вмешательство в синтез, секрецию, транспорт, связывание, действие или устранение из организма естественных гормонов может изменить гомеостаз, воспроизведение, развитие и / или поведение, подобно эндогенно производимым гормонам. Гормоны имеют следующие воздействия на организм:

• стимуляция или ингибирование роста
• регулирование цикла бодрствование-сон и других циркадных ритмов
• перепады настроения
• индукция или подавление апоптоза (запрограммированной гибели клеток) активация или ингибирование иммунной системы
• регуляция метаболизма
• подготовка организма к спариванию, борьбе, бегству и другой активности
• подготовка организма к новой фазе жизни, такой как половое созревание, воспитание детей, а также менопауза
• контроль репродуктивного цикла
• голод
• сексуальное возбуждение

Гормон может также регулировать производство и высвобождение других гормонов. Гормональные сигналы контролируют внутреннею среду организма через гомеостаз.

Поскольку гормоны определяются функционально, а не структурно, они могут иметь различные химические структуры. Гормоны присутствуют в многоклеточных организмах (растениях, животных, грибах, бурых водорослях и красных водорослях). Эти соединения содержатся и в одноклеточных организмах, и могут выступать в качестве сигнальных молекул,³⁾ однако нет единого мнения о том, можно ли в данном случае называть их гормонами.

Гормоны позвоночных делятся на четыре основных химических класса:

• Производные аминокислот – примеры включают мелатонин и тироксин.
• Пептиды, полипептиды и белки. Малые пептидные гормоны включают тиролиберин и вазопрессин. Пептиды, состоящие из десятков или сотен аминокислот, называются белками. Примеры белковых гормонов включают инсулин и гормон роста. Более сложные белковые гормоны имеют углеводные боковые цепи и называются гликопротеиновыми гормоны. Лютеинизирующий гормон, фолликулостимулирующий гормон и тиреотропный гормон – это примеры гликопротеиновых гормонов.
• Эйкозаноиды – гормоны, получаемые из липидов, такие как арахидоновая кислота, липоксины и простагландины.
• Стероиды – примеры стероидных гормонов включают половые гормоны эстрадиол и тестостерон, а также гормон стресса кортизол.

По сравнению с позвоночным, насекомые и ракообразные обладают рядом структурно необычных гормонов, таких как ювенильный гормон сесквитерпеноид.

По сравнению с позвоночными, насекомые и ракообразные демонстрируют несколько структурно необычных гормонов, таких как ювенильный гормон, сесквитерпеноид.⁴⁾

Растительные гормоны включают абсцизиновую кислоту, ауксин, цитокинин, этилен и гиббереллин.

Многие гормоны и их аналоги используются в качестве лекарственных средств. Наиболее часто выписываемые гормоны – эстрогены и прогестины (при гормональной контрацепции и гормональной заместительной терапии), тироксин (левотироксин при гипотиреозе) и стероиды (для лечения аутоиммунных заболеваний и некоторых респираторных заболеваний). Инсулин используется многими диабетиков. Местные препараты для применения в отоларингологии часто содержат фармакологические эквиваленты адреналина, в то время как кремы со стероидами и витамином D широко используются в дерматологической практике. «Фармакологическая доза» или «супрафизиологическая доза» гормона – это медицинское понятие, основанное на количестве гормона, намного превосходящем количество, естественным образом содержащееся в здоровом организме. Эффекты фармакологических доз гормонов могут отличаться от ответов на естественные количества гормонов и могут быть терапевтически полезны, хотя и не без потенциально вредных побочных эффектов. Примером может служить способность фармакологических доз глюкокортикоидов подавлять воспаления.

На неврологическом уровне, поведение может быть спрогнозировано на основе:

• концентрации гормонов;
• структуры высвобождения гормонов;
• числа и расположения гормональных рецепторов;
• и эффективности рецепторов гормонов для гормонов, участвующих в генной транскрипции.

Мало того, что гормоны влияют на поведение, но поведение и окружающая среда также оказывают влияние на гормоны. Таким образом, образуется петля обратной связи. Например, поведение может повлиять на гормоны, которые, в свою очередь, могут влиять на поведение, которое, в свою очередь, может повлиять на гормоны, и так далее. При определении взаимодействия между гормонами и поведением могут быть использованы три широких этапа рассуждения:

• Частота возникновения гормонально-зависимого поведения должна соответствовать его гормональному источнику
• Гормонально-зависимое поведение не ожидается, если гормональный источник (или его типы действий) не существует
• Реинтродукция пропавшего поведенчески-зависимого гормонального источника (или его типов действия), как ожидается, возвращают отсутствующее поведение

Существуют четкие различия между гормонами и нейротрансмиттерами:

• Гормон может выполнять функции по большей пространственной и временной шкале, чем нейромедиатор.
• Гормональные сигналы могут проходить практически в любом месте сердечно-сосудистой системы, в то время как нервные сигналы ограничены ранее существовавшими нервными трактами
• Если предположить, что расстояние перемещения эквивалентно, нейронные сигналы могут передаваться гораздо быстрее (в пределах миллисекунд), чем гормональные сигналы (в диапазоне секунд, минут или часов). Нервные сигналы могут быть посланы со скоростью до 100 метров в секунду.
• Нервная сигнализация представляет собой действие по принципу «все или ничего», в то время как гормональная сигнализация может быть плавнорегулируемой, так как зависит от концентрации гормона.

Открытие гормонов и эндокринной сигнализации произошло во время исследований того, как пищеварительная система регулирует свою деятельность.

• CJC-1295 (with DAC)
• L-Тироксин (Левотироксин)
• Адреналин (Эпинефрин)
• АКТГ (Адренокортикотропный гормон)
• Ангиотензин
• Вазопрессин
• Гастрин
• Гидрокортизон (Кортизол)
• Гипопитуитаризм
• Гонадорелин
• Гонадотропин-рилизинг гормон
• Гормоны щитовидной железы (тиреоидные гормоны)
• Грелин
• ДГЭА (Дегидроэпиандростерон)
• Дофамин
• Дроспиренон
• Задержка полового созревания
• Инсулин
• Ипаморелин (Ipamorelin)
• Лептин
• Лиотиронин (трийодтиронина гидрохлорид)
• Мелатонин
• Норэпинефрин (норадреналин)
• Оксандролон (Анавар)
• Прогестерон
• Соматолиберин
• Феромоны
• ФСГ (Фолликулостимулирующий гормон)
• ХГЧ (хорионический гонадотропин человека)
• Экдистерон
• Эритропоэтин
• Эстроген

• Мамомит (Цитадрен)

• S-23

• Тиболон

Читать еще: Абатацепт (Оренсия) , Астрагал перепончатый , Велаксин (Венлафаксин) , Патентекс (Ноноксинол) , Пирролохинолинхинон ,