Гормоны

Гипофункция щитовидной железы известна у людей в горных местностях, где  почва крайне бедна йодом. Вода и  растения содержат там настолько  мало йода, что они не могут обеспечить потребность в нем организма. Щитовидная железа перерождается и увеличивается в размерах за счет разрастания соединительной ткани. Способность ее к синтезу тироксина снижается. Болезнь получила название «эндемический зоб».

Гипофункция щитовидной железы у животных вызывается полным или частичным удалением ее из организма. Во всех случаях гипофункции щитовидной железы наблюдается понижение основного обмена (стр. 487), расстройство обмена веществ, уменьшение содержания в крови йодсодержащих соединений (тироксина).

Введение в организм тироксина, а также добавление к пище сырой  или же высушенной щитовидной железы, устраняют явления гипотиреоидизма.

Гиперфункция щитовидной железы вызывает у человека базедову болезнь, которая  характеризуется повышением основного  обмена, усиленным распадом белковых веществ тканей. У больных нарушается функция сердечной мышцы, увеличивается размер щитовидной железы, наблюдается пучеглазие.

Явление гиперфункции щитовидной железы вызывается экспериментально у животных путем кормления их щитовидной железой, а также- путем введения в организм тироксина.

Избыточное образование (а также  введение) тироксина отрицательно влияет на организм, вызывает тиреотоксикоз.

4. Антитиреоидные вещества

Вещества, тормозящие функцию  щитовидной железы, носят название антитиреоидных веществ. По своей химической природе эти вещества могут быть разделены на две группы. Одни из них имеют тиокарбонамидную группировку, вторые — аминобензольную группировку. К первым относятся тиомочевина, тиоурацил, метилтиоурацил; ко вторым—диамино-дифенилметан и диаминобензол:

 

 

Эти вещества, будучи введенными, в организм, тормозят синтез тироксина в щитовидной железе, но не влияют на ее способность поглощать йод из крови.

Антитиреоидные вещества применяются в медицинской практике для лечения базедовой болезни. Пригодны в этом отношении те антитиреоидные вещества, которые избирательно действуют на образование гормона в щитовидной железе и не обладают явно выраженным действием на иные органы и ткани.

 

 

2. НАДПОЧЕЧНЫЕ ЖЕЛЕЗЫ

Каждая надпочечная железа у млекопитающих состоит из двух различных частей, анатомически связанных друг с другом. Наружная, или корковая, часть железы часто при эмбриологическом развитии возникает из мезодермы и по своему происхождению близка к почкам и к половым железам. Интересно в связи с этим отметить, что в ней наряду с другими гормонами образуются также и половые гормоны. Внутренняя, или мозговая, часть железы имеет иное происхождение. Она возникает из симпатического ганглия и остается связанной с брюшными симпатическими нервами. В каждом надпочечнике, следовательно, заключены два гистологически различных образования и каждое из них обладает специфической для него функцией

МОЗГОВОЙ СЛОЙ НАДПОЧЕЧНИКОВ. АДРЕНАЛИН, НОРАДРЕНАЛИН

Мозговой слой надпочечников  функционирует как железа внутренней секреции. Она состоит из групп полиэдральных клеток, содержащих хромаффиновые гранулы. Группы клеток разделены кровяными синусами, впадающими в центральную вену. Мозговой слой надпочечников обильно снабжается кровью. В течение одной минуты к нему доставляется количество крови, превышающее его вес в 6—7 раз.

1. Адреналин, норадреналин

В мозговом (адреналовом) слое надпочечников  образуются гормоны — адреналин  и норадреналин.

Изучению химической природы адреналина предшествовали следующие наблюдения. В 1856 г. было обнаружено, что мозговой слой надпочечников окрашивается раствором FeCIa в изумрудно-зеленый цвет. Такое же, но слабое, окрашивание давала и кровь, оттекающая от надпочечников. Этим было показано, что в надпочечниках имеется какое-то вещество, поступающее в кровь. Раствором FeCIa в изумрудно-зеленый цвет окрашивается пирокатехин (ортодиоксибензол). Отсюда возникло мнение, что в адреналовом слое надпочечников образуется вещество, близкое к пирокатехину и поступающее в кровь.

Первое указание на то, что образующееся в мозговом слое надпочечников вещество обладает физиологической активностью, было получено в 1895 г. Оказалось, что при внутривенном введении водных экстрактов из адреналового слоя надпочечников у животных повышается кровяное давление (прессорное действие). Вещество, обладающее прессорным действием, было выделено в кристаллическом виде из водных экстрактов мозгового слоя надпочечников в 1899 г. Абелем и в 1901 г. — Такамине. Абель назвал его эпинефрином, а Такамине — адреналином. Адреналин явился первым гормоном, выделенным в кристаллическом виде. Изучение химических особенностей адреналина позволило выяснить его строение. Оказалось, что он является метиламиноэтанолпирокатехином:

В 1904 г. адреналин был получен путем синтеза. Из двух его стереоизо-меров активным оказался L- изомер.

2. Образование адреналина

Выяснение химической структуры  адреналина послужило предпосылкой к постановке исследований по изучению его образования в адреналовом слое надпочечников. Исходя из близости структур адреналина и тирозина, было высказано предположение, что предшественником адреналина является тирозин или же фенилаланин, образующий при своем окислении тирозин. Это предположение получило подтверждение в проведенных опытах с применением фенилаланина, меченного радиоактивным углеродом (С¹⁴). Было установлено, что как циклический компонент, так и боковая цепь адреналина возникает из фенилаланина. Далее было установлено, что источником метильной группы, имеющейся в боковой цепи адреналина, является метионин. Следовательно, в процессе синтеза адреналина участвуют две аминокислоты: фенилаланин (или тирозин) и метионин.

Фенилаланин, прежде чем  дать начало образованию адреналина, должен подвергнуться определенным превращениям: окислению, декарбоксилированию и метилированию.

Естественно возникает  вопрос, сосредоточены ли все этапы  превращения в адреналовом слое надпочечников? Опыты с прибавлением фенилаланина и тирозина к мозговому слою надпочечников, а также опыты с пропусканием через изолированные надпочечники питательной жидкости, в которой имелись эти аминокислоты показали, что образование адреналина в этом случае происходит в небольшом объеме. Отсюда возникло предположение, что в синтезе адреналина в организме участвуют не только ферменты адреналового слоя надпочечников, но ферменты и иных органов. Это предположение находит свое подтверждение в том, что фермент, катализирующий декарбоксилирование диоксифенилаланина с образованием окситирамина, отсутствует в адреналовом слое надпочечников, но имеется в почках и в печени. По-видимому, некоторые промежуточные этапы превращения фенилаланина в адреналин происходят вне адреналового слоя надпочечников. Промежуточные продукты доставляются в адреналовый слой надпочечников и там они подвергаются дальнейшему превращению с образованием адреналина.

3. Действие адреналина

Как уже упоминалось  выше, адреналин обладает прессорным действием. Это объясняется тем, что он, влияя на нервные окончания  в стенках кровеносных сосудов, вызывает сужение их просветов. Далее, адреналин вызывает распад гликогена Е печени с образованием глюкозы, которая поступает из печени в. кровь. Введение адреналина приводит к гипергликемии (повышенное содержание глюкозы в крови). Опыты с введением адреналина в организм животных и человека показали, что чем богаче печень гликогеном, тем больше происходит его распад и тем выше становится содержание глюкозы в крови.

Начальный этап превращения  гликогена катализируется ферментом  фосфорилазой. Этот фермент находится  в тканях в двух формах — фосфорилированной, активной (фосфорилаза а) и в дефосфорилированной, неактивной (фосфорилаза б). Обе эти формы взаимопревращаемые. Установлено, что адреналин усиливает переход фосфорилазы а в фосфорилазу б. Происходит это следующим образом. Образование фосфорилазы а из фосфорилазы б происходит путем фосфорилирования последней. Фермент, катализирующий эту реакцию, активируется 3,5-адениловой кислотой, возникающей в результате ферментативной реакции из аденозинтрифосфорной кислоты. Адреналин усиливает ферментативное образование 3,5-адениловой кислоты. Изложенное иллюстрируется следующей схемой:

Рис. 1. Схема действия адреналина

Адреналин также влияет на гликоген мышц, усиливая его распад с накоплением молочной кислоты, которая затем подвергается дальнейшим превращениям. Адреналин мобилизует запасы гликогена в печени и в мышцах и благоприятствует их использованию. Это положение находит свое подтверждение в том, что введение адреналина усиливает также потребление организмом кислорода и выделение углекислого газа.

Адреналин оказывает  свое действие в организме в очень  малых количествах (0,0001—0,00001 мг на 1 кг веса тела).

4. Продукты превращения адреналина

Адреналин подвергается в тканях организма превращениям с образованием физиологически активных, а также и неактивных веществ. Прибавленный к крови и к тканям адреналин быстро окисляется и теряет свою активность. Глутатион, аскорбиновая кислота предохраняют адреналин от быстрого окисления.

Большой интерес представляет норадреналин, отличающийся от адреналина отсутствием в его молекуле метильной группы. Норадреналин обладает физиологическим действием, несколько отличающимся от действия адреналина. Так, например, он в значительно меньшем объеме вызывает распад гликогена в печени и не приводит к гипергликемии. Он не повышает потребление организмом кислорода. Подобно адреналину, норадреналин обладает прессорным действием.

Норадреналин обнаружен в экстрактах из адреналового слоя надпочечников. Прессорная активность экстрактов из адрепалового слоя надпочечников до 30 % обусловлена наличием в них норадреналина. У некоторых животных (например, у кошек) содержание норадреналина в экстрактах из адреналового слоя надпочечников еще выше. У китов активность этих экстрактов на 90—100% зависит от наличия в них норадреналина.

Норадреналин имеется также  в экстрактах из сердца, печени, мозга, селезенки и в крови. Все это  дает основание считать норадреналин вторым гормоном адреналового слоя надпочечников. Вместе с этим норадреналин можно  считать предшественником адреналина. Установлено, что он в адреналовом слое надпочечников подвергается метилированию с образованием адреналина.

Адреналин претерпевает в организме превращения с  образованием веществ с иной биологической активностью. На первом этапе окисления адреналина образуется дегидроадреналин.

Благодаря обратимому превращению  адреналина в дегидроадреналин возникает  окислительно-восстановительная система. Дегидроадреналин не обладает физиологическими свойствами адреналина. Продуктом окисления  цегидроадреналина является адренохром, который, в свою очередь, окисляясь дает оксоадренохром. Восстанавливаясь, адреиохром обратимо превращается в лейкоадренохром.:

Адренохром и лейкоадренохром не могут превращаться в адреналин. Они составляют окислительно-восстановительную систему, участвующую в окислительных процессах. Оксоадренохром, возникающий как продукт необратимого окисления адренохрома, обладает физиологическим действием, противоположным адреналину (вызывает расширение кровеносных сосудов).

Изучению роли адреналина и продуктов его превращения в организме посвящены обширные исследования А. М. Утевского. На основании полученных результатов А. М. Утевский пришел к заключению, что физиологическая роль адреналина определяется как непосредственно, так и рядом образующихся из него продуктов.

Адреналин и продукты его превращения по своей химической природе стоят близко к симпатинам — веществам, освобождающимся на концевых аппаратах симпатических  нервов при их возбуждении. Симпатины  являются химическими медиаторами симпатической нервной системы, так как с их помощью передаются импульсы от симпатических нервов к органам.

Наряду с приведенным  выше путем превращения адреналина существует еще один путь, который  сопровождается образованием физиологически неактивного вещества — 3,4-диоксиминдального альдегида. Образование последнего происходит окислительным путем и катализируется ферментом аминоксидазон. От молекулы адреналина отщепляется метилаланин, а от молекулы мор адреналина аммиак:

Адреналин, норадреналин и близкие к ним амины, содержащие в своей структуре катехол, получили название катехоламины.

Метаболизм. Синтезированные гормоны поступают в кровеносное русло. Здесь они соединяются с белками крови и разносятся по организму. Часть гормонов в нервных окончаниях симпатической нервной системы депонируется в виде солей с АТФ. После выполнения специфических функций гормоны инактивируются в печени путем образования парных соединений с серной и уксусной кислотами, которые выводятся из организма с мочой. Кроме того, адреналин инорадреналин подвергаются сложным химическим превращениям, которые приводят к образованию меланоидногопигмента, удаляемого из организма животного с мочой.

Значительное количество гормонов инактивируется метилированием и дезаминированием с образованием продуктов, которые в виде парных соединений с серной и глюкуроновой кислотами выводятся с мочой из организма.