Транспорт гормонов в системе кровообращения

Материал из WIKIATLETICS
Перейти к: навигация, поиск

Каждый гормон синтезируется определённой гормональной железой, а затем выбрасываются в кровь. После попадания в сердце гормоны поступают в большой круг кровообращения и перемещаются по всему организму. В общем кровотоке лишь малые их концентрации находятся в связанном виде с эритроцитами, основной процент которых обнаруживается в качестве соединений с белками плазмы (стероиды и гормоны щитовидной железы). За счёт своего химического состава пептидные гормоны обладают водорастворимыми свойствами, что делает их легко растворимыми в крови. При этом, располагаясь в общем кровотоке, гормоны распадаются под воздействием различных белковых ферментов, что приостанавливает их взаимодействие с органами-мишенями. Наряду с этим необходимо отметить, что гормональные железы, вырабатывающие пептидные гормоны, могут аккумулировать и высвобождать их в кровь после физиологической стимуляции, указывающей на надобность того или иного гормона в данный момент.

Стероиды отличаются от пептидных гормонов тем, что они не растворимы в воде, в том числе и в крови, из-за этого их основное количество (порядка 90%) обнаруживается в крови в качестве комплексов, состоящих из нескольких белков плазмы. Гормоны по своей сути являются производными аминокислот, которые располагаются в крови в качестве комплексов с транспортными белками. Только половина катехоламинов в общем кровотоке формируют связи с транспортными белками, при этом практически 95% гормонов щитовидной железы, за счёт своей растворимости в водной среде, образуют связи с белками.

Стероидные гормоны способны образовывать связи либо с белками, имеющими высокое сходство к тем или иным гормонам, либо с наименьшей селективностью и сходством с альбуминами, количество которых в крови находится на уровне. Продукция транспортных белков, в том числе, белков с высокой специфичностью, происходит в тканях печени. Альбумин и транстиретин, имеющие низкое сродство со стероидами, обладают несколькими участками связывания, позволяющие этим белкам формировать связи с гормонами и прочими низкомолекулярными веществами, находящимися в крови. Транспортные белки ка правило обладают одним доменом связывания, структура которого предусматривает возможность формирования связей только с определённым гормоном, также этому типу белков свойственно наличие более высокого сходства с лигандами. Баланс низкоспецифичных комплексов гормонов с белками крови и его высокоспецифичных комплексов с определёнными транспортными белками меняется в зависимости от степени растворимости гормона в воде. К примеру, альдостерон практически в одинаковой концентрации формирует высокоспецифичные и низкоспецифичные комплексы, при том, что лишь 15% кортизола в крови образует связи с глобулинами и транстиретинами, а остальная большая часть кортизола в крови состоит в виде связей «кортикостероид-глобулин». Вне зависимости от того, какой белок (альбумин, транстиретин и прочий транспортный белок) вступает во взаимодействие с рецептором, лишь незначительное число стероидов и гормонов щитовидной железы в несвязанном виде могут образовывать связи с рецепторами клеток-мишеней, то есть только «свободный» гормон может специфически влиять на орган-мишень. В случае если несвязанные стероиды либо гормоны щитовидной железы коррелируют с клетками-мишенями, то небольшое количество несвободного гормона распадается из связи с белками, за счёт чего создаётся динамический баланс между свободной и несвободной формой, определяющийся необходимостью сохранения постоянства среды. В действительности, несвободная фракция представляет из себя специфическое депо, предоставляющее органам-мишеням гормоны при появлении потребности в них. Этот фактор помогает возместить отсутствие кумулятивной функции у желёз, продуцирующих гормоны щитовидной железы и стероиды, тем самым отличаясь от других желёз, производящих пептидные гормоны, обладающих способностью к накоплению активных гормонов с последующим их высвобождением. На самом деле, мало кто предполагает, что главной особенностью транспортных белков считается избежание проблем практической нерастворимости липофильных гормонов в крови. Установлено, что за счёт своего малого размера большая часть стероидов и гормонов щитовидной железы легко растворяется в плазме крови, вопреки тому, что и те, и другие обладают липофильными свойствами, которые объясняются их химической структурой. Данный факт, указывает на то, что белки, которые образуют связь с гормонами, осуществляют только накопительную функцию, и также предотвращают перемещение крупноразмерных гормонов из крови в почки, что способствовало бы их ускоренной элиминации из организма. Что касается факторов роста, обладающих водонерастворимыми свойствами, белки, образующие связи с ними, играют роль прямых мессенджеров, транспортирующих гормоны к рецепторам органов-мишеней.


Выведение гормонов

После того, как гормоны попадают в кровь, большая часть из них подвергается быстрому расщеплению. Обычно, период их полувыведения редко длится дольше 25 минут, при том, что этот параметр имеет достаточную вариативность. К примеру, период полувыведения адреналина и норадреналина часто длится секунды, при этом время полувыведения гормонов щитовидной железы составляет порядка двух суток. Длительность действия любого из гормонов в крови находится в зависимости от особенностей обмена веществ и от скорости очищения крови почками. Также, как и транспорт гормонов, способ их выделения из общего кровотока определяется биохимической структурой гормона, при этом, зачастую, большинство гормонов метаболизируется в печени и экскретируются почками. Пептидные гормоны, адреналин и норадреналин как правило распадаются в крови при помощи протеаз, а образованные в итоге аминокислоты выделяются также почками. Отличием стероидных гормонов и гормонов щитовидной железы, которые устойчивы к воздействию протеаз в крови, является то, что они расщепляются печенью при помощи биохимических процессов, способствующих повышению степени гидрофильности данных гормонов. За счёт своего малого размера, после повышения степени растворимости, основное количество стероидных гормонов выводится с мочой, при том, что малое их количество выводится через желчь. Ещё одним способом выведения гормонов является рецепторно-опосредованный эндоцитоз, при котором часть крупноразмерных белковых гормонов (например, инсулина) после образования связи с рецепторами и активации физиологической реакции будут подвержены интернализации в тканях-мишенях. После эндоцитоза клетками гормон отсоединяется от рецептора и растворяется в цитоплазме путём воздействия протеаз.