Biochimie- Curs 7 – HORMONII

 HORMONII

DEFINIŢIE:

Sunt substanţe chimice elaborate de o celulă sau grup de celule specializate (numite celule endocrine) şi care sunt transportate prin sistemul circulator la o celulă ţintă care răspunde printr-o modificare a funcţiei sale.

Sunt o clasă de compuşi chimici prin intermediul cărora se realizează principala cale de comunicare intercelulară.

Sistemul format din hormonii produşi de glandele endocrine şi ţesuturile (celulele) ţintă alcătuiesc sistemul endocrin, sistem ce asigură comunicarea între diferite ţesuturi (celule) componente ale organismului

Clasificare:

Hormoni care sunt sintetizaţi şi secretaţi de către celulele producătoare (endocrină) şi ajung la celula tinţa prin sistemul circulator se numesc hormoni endocrini.

Hormonii paracrini, nu respectă conceptul clasic de hormoni în sensul că sunt sintetizaţi şi secretaţi de o celulă, acţionând asupra celulelor invecinate, fără a ajunge în torentul circulator (ex. somatostatina produsă de celulele D pancreatice, acţionează asupra celulelor A sau B pancreatice invecinate).

Hormonii autocrinl, sunt secretaţi de către o celulă în spaţiul extracelular şi de aici acţionează ca mesager asupra propriei celule producătoare (ex. interleukina se sintetizează în limfocitele T şi determină proliferarea lor).

Hormonii paracrini şi autocrini sunt consideraţi hormoni locali.

Neurohormonii sunt o categorie specială de substanţe chimice produse de către celulele nervoase eliberate în sânge prin terminaţiile axonale si apoi vehiculate prin sistemul circulator până la celulele ţintă.

Clasificarea hormonilor după solubilitate :

1. hormoni hidrosolubili

o hormonii peptidici o hormonii proteici

o hormonii derivaţi din aminoacizi

2. hormoni liposolubili (hidrofobi)

o hormonii steroizi o hormonii tiroidieni

Clasificarea hormonilor după structura chimică:

• hormonii derivaţi din aminoacizi:

Hormonul Aminoacidul precursor Locul de sinteză

1

Dopamina	Tyr	hipotaiamus, medulosuprarenală
Epinefrina (adrenalină)	Tyr	medulosuprarenală
Histamina	His	bazosofile, celule ce se regenerează
Serotonina	Trp	ficat, nervi simpatici
3,5,3 Triiodotironina	Tyr	glanda tiroidă, ţesuturi periferice care realizează conversia T3 la T4

• hormoni polipeptidici, proteici şi glicoproteici

Hormonul	Numărul de resturi aminoacidice	Locul de sinteză
Hormonul eliberator al tireotropinei	3	Hipotalamus
(TRH)
Met-encefalina	5	Hipotalamus
Leu-encefalina	5	Hipotalamus
_______ Angiotensina II	8	Sânge
_____ Vasopresina (ADH)	9	Neurohipofiză
Oxitocina	9	Neurohipofiză
Hormonul eliberator al	10	Hipotalamus
gonadotropinelor
Somatostatină	14	Hipotalamus
Gastrina	17	Mucoasa gastrică şi duodenală
Hormonul melanocitostimulator	27	Hipofiza anterioră
Secretina	27	Duoden şi jejun
Polipeptidul intestinal vasoactiv (VIP)	28	Duoden şi jejun
Glucagonul	29	Celulele A(a) pancreatice
B-endorfma	31	Hipofiza anterioară
Calcitonina	32	Celulele C tiroidiene
Colecistokinina	33	Duoden şi jejun
Polipeptidul pancreatic	36	Celulele F pancreatice
Hormonul adenocorticotropic (ACTH,	39	Hipofiza anterioară
corticotropină)
I lormonul eliberator de	41	Hipotalamus
Peptidul inhibitor gastric	43	Duoden şi jejun
Hormonul eliberator al hormonului de	44	Hipotalamus
creştere (GRH)
Insulina	51	Celulele B ((3) pancreatice
Factorul de creştere epiderma!	53	Glandele salivare
Factorul de creştere asemănător	67	Ficat
insulinei (IGF II)
Somatomedina (IGF-I)	70	Ficat
Hormonul paratiroidian	84	Celulele paratiroide
(parathormonul)
Interleukine	Variabile	Celulele albe din sânge
Prolactina	198	Hipofiza anterioară
Hormonul tiroidostimulator (TSH)	209	Hipofiza anterioară
Hormonul luteinizant (LH)	215	Hipofiza anterioară
Gonadotropina corionică (hCG)	231	Placenta
Hormonul foliculo-stimulator	236	Hipofiza anterioară

• hormoni steroizi:

• estradiolul

• estrona

• testosterona

• 1.25 dihidroxicolecalciferolul

• cortisol

• aldosteronă

• hormoni eicosanoizi (derivaţi de la acidul arahidonic):

• prostaglandinele primare (clasice, PG)

• endoperoxizi prostaglandinici (PGG2 şi PGH2)

• prostaciclina (PGL)

• tromboxani (TX) leucotrienele (LT)

Clasificarea hormonilor după locul (organul) de producere:

• hormoni hipotalamici:

-hormoni eliberatori ai tireotropinei(TRH)

• hormoni eliberatori ai somatostatinei(GH-RIH) -hormoni eliberatori aigonadotropinelor(Gn-RH) -hormoni eliberatori ai corticotropinei (CRH)

-hormoni eliberatori ai somatotropinei (GH-RH)

2. hormoni hipofizari:

• somatotropina (GH, growth hormone)

• corticotropina (ACTH, adenocorticotripic hormone)

• gonadotropina (Gn) (LH, luteinizing hormone

• tireotropina, TSH (thyroide stimulating hormone)

• prolactina (PRL)

3. hormoni gastrointestinali

• gastrina,

• colecistokinina,

• secretina, etc.

3. hormoni pancreatici

• insulina,

• glucagonul

3. hormoni trombocitar

• tromboxan

3. hormoni limfocitari

• leucotrienele

3. hormoni suprarenalieni

• epinefrina,

• norepinefrina,

• corsitol,

• aldosteronă

8. hormoni din rinichi

• renina

8. hormoni din ţesutul miocardic atrial

3

• polipeptidul natrinuretic

Clasificarea după interdependentă sistem endocrin cu cel nervos

Sistemul endocrin cuprinde trei nivele ierarhice:

Nivelul I cuprinde hormoni hipotalamici şi alţi hormoni care provin (embriologic) din ţesut nervos (ex. medulosuprarenale, celulele C din tiroidă şi multe celule ale mucoasei gastrointestinale)

Nivelul II cuprinde hormoni ce sunt influenţaţi direct sau indirect de sistemul nervos (adenohipofiza, insulele pancreatice şi paratiroidele)

Nivelul III cuprinde hormonii elaboraţi în cortexul adrenalelor, tiroidă şi gonade, care sunt dependenţi de hipofiza anterioară.

Clasificarea după originea lor:

• Hormoni propriu-zişi

• Hormoni tisulari.

Hormonii propriu-zişi sunt sintetizaţi şi secretaţi numai de către ţesuturi specializate ale organismului animal, numai de glande endocrine. Uneori, hormonii exercită acţiunea în organul în care au fost sintetizaţi. De cele mai multe ori ei sunt transportaţi de către sânge spre alte organe şi ţesuturi ale căror funcţii biochimice şi fiziologice le influenţează.

Hormonii tisulari sunt sintetizaţi şi secretaţi de către alte ţesuturi a căror funcţii sunt total diferite de cele ale glandelor endocrine. De exemplu hormonii gastro-intestinali.

Clasificarea natura lor chimică hormonii se împart în 3 clase:

a)Hormoni derivaţi de la aminoacizi. Aceştia sunt utilizaţi fie sub forma legată în catene polipeptidice, fie sub formă liberă. În urma acestor procese ei sunt transformaţi în hormoni capabili să-şi îndeplinească funcţiile lor specifice.

b)Hormoni cu structura pilopeptidică şi proteică. Din această clasă fac parte hormonii reglatori ai hipotalamusului, hormoni hipofizari, hormoni pancreatici şi hormoni paratiroidieni

c)Hormoni cu structura steroidică sunt hormonii corticosuprarenali şi cei gonadali.

4

CARACTERIZARE:

Hormonii hidrosolubili circulă liber în sânge. Hormonii hidrofili circulă în sânge liber sau legaţi de proteine transportoare. Hormonul liber este cel activ biologic, din această cauză legarea hormonilor de proteine transportoare este o alternativă de inactivare o perioadă de timp. Capacitatea de legare a proteinei transportoare determină indirect numărul de molecule de hormon libere (active biologic). Viaţa hormonilor este relativ scurtă, de la secunde până la ore.

In principal hormonii se catabolizează în ficat sau in rinichi.

Reglarea secreţiei de hormoni se face înprincipal mecanisme de tip feed-back.

Multe glande endocrine (tiroide, cortexul a dreilelor, gomidcle) sunt controlate prin intermediul hipofizei anterioare, care probe hormoni (liopind cu rolul de reglare a glandei periferice.

Tropinele hipofizare se găsesc în concentraţie invers proportionala cu cea a hormonului periferic reglat.

Insulina

Insulina este hormonul ce domină etapa anabolică a metabolismului.

Este principalul hormon cu acţiune hipoglicemiantă, favorizând în perioadele de alimentare depozitarea excesului caloric sub formă de lipide, glucide şi proteine. Insulina este incriminata în acţiuni mitogene specifice factorilor de creştere, influenţează creşterea fetală, regenerarea ţesuturilor, etc.

Insulina este un hormon important ce controlează procesele fundamentale de stocare şi mobilizare a rezervelor energetice. Nu există un anumit ţesut ţintă, specific pentru insulina. Toate celulele au receptori pentru insulina (5xl0³ - 20xl0³ ). Distribuţia ubicuitară a receptorilor insulinei şi efectele celulare foarte variate nu permit o explicare unitară a acestor acţiuni, de aceea s-au adoptat mai multe modele privind mecanismul de acţiune al insulinei:

Insulina determină activarea unui sistem efector intracelular şi formarea de mesageri secunzi. Insulina determină prin endocitoză-exocitoză redistribuirea unor proteine între membrana plasmatică şi citoplasmă, proteine ce facilitează transportul substanţelor nutritive în celulă.

Translocarea transportorului de glucoza de către insulina (pentru ţesuturile insulino-dependente

Insulina facilitează influxul de glucoza în adipocite precum şi transformarea glucozei în glicerolfosfat. Se activează lipoproteinlipaza care hidrolizează triacilglicerolii transportaţi în VLDL sau chilomicroni. Este inhibată lipaza hormon sensibilă. Insulina are acţiune anticetogenică (scade producţia de acid acetoacetic şi acid β-hidroxibutiric)

Pe metabolismul proteic insulina facilitează transportul aminoacizilor cu radical neutru în muşchi şi sinteza proteică. Insulina influenţează sinteza unor proteine specifice, intervenind la nivelul transcrierii genelor. Insulina stimulează proliferarea unor tipuri celulare, acţionând ca factor de creştere. Atât insulina cât şi receptorul său prezintă analogie structurală cu IGF (I şi II, insuline-like growth factors). Receptorul insulinic prezintă activitate proteinkinazică, asemănător altor receptori ai factorilor mitogeni. Absenţa insulinei cauzată fie de distrugerea celulelor p pancreatice, fie prin secreţie defectoasă, fie prin lipsa de răspuns a receptorilor tisulari la insulina, determină diabetul zaharat.

Glucagonul

Hormonul este sintetizat în celulele A pancreatice. Are acţiune antagonică insulinei, fiind hiperglicemiant. Asemănător insulinei se sintetizează dintr-un precursor pre-pro-glucagon. Timpul de înjumătăţire al glucagonului este de 5 minute. Este degradat în ficat. Factorul reglator al secreţiei este glicemia. Secreţia de glucagon este stimulată de aminoacizi şi agonişti P-adrenergici. Factorii care inhibă secreţia de glucagon sunt glucoza şi somatostatina.

Glucagonul acţionează în celulele ţintă crescând concentraţia de AMPc intracelular. Acţiunile metabolice ale glucagonului sunt opuse insulinei.

Hormonii hipotalamici

Pentru mulţi hormoni semnalul de acţiune al unui hormon îşi are originea în creier şi se sfârşeşte în celulele ţintă. Evenimentele începând de la semnal (din exteriorul organismului sau din interior) şi

6

următoarele până la celulele ţintăse produc într-o anumită succesiune ce determină amplificarea în cascadă, astfel încât răspunsul celular să fie adecvat şi corespunzător semnalului primit.

Semnalul poate fi transmis sub forma unui puls electric sau sub forma unui semnal chimic sau amândouă, în multe cazuri semnalele ajung la nivelul hipotalamusului apoi la hipofiză şi în sfârşit la glandele periferice care secretă hormonul. De la hipotalamus care secretă hormonii corespunzători în cantităţi foarte mici (ng) aceştia vor coordona sinteza şi secreţia hormonilor hipofizari corespunzători (într-o cantitate de ordinul mg).

Hipofiza (glanda pituitară) este situată la baza creierului (în şaua turcească) şi este alcătuită dintr-un lob anterior şi unul posterior. Lobul intermediar la om este puţin dezvoltat. Lobul posterior împreună cu nucleul paraventricular şi supraoptic din hipotalamus cu conexiunile nervoase aferente formează neurohipofiza.

Somatotropina(sau Hormoni de crestere)

Sinteza acestui hormon se face în celulele somatotrope care este cel mai abundent tip de celulă adenohipofizară (35-40%). Hormonul uman este un polipeptid cu 191 de resturi aminoacide în structura sa. Acţiunile hormonului de creştere au ecou asupra metabolismelor mari, facilitând procesele anabolice, biosintetice prin asigurarea de materii prime şi surse energetice.

Prolactina numită şi mamotropină. Sinteza şi secreţia acestui hormon se face de către celulele lactotrope hipofizare (10-25% din totalul celulelor adenohipofizare). Este un polipeptid cu 199 resturi aminoacide în structura sa. Nu s-a identificat un factor de eliberare hipotalamic. Dopamina inhibă sinteza prolactinei. Acţiunile prolactinei sunt:

• iniţiază şi întreţine lactaţia

• acţiunea lactogenă a prolactinei se manifestă după naştere când scade nivelul estrogenilor şi al progesteronei, care antagonizează efectul prolactinei.

Gonadotropinele (LH şi FSH)

Ambele gonadotropine controlează funcţiile glandelor sexuale. Sinteza şi secreţia lor se face de către celulele gonadotrope (5-9% din totalul celulelor adenohipofizei)

Sinteza ambilor este promovată de către Gn-RH hipotalamic.

Acţiunile FSH(Filotropinei) sunt:

• la femei:

• promovează dezvoltarea foliculilor mamari pregăteşte foliculul pentru ovulaţie mediază eliberarea de estrogeni indusă de LH

• la bărbaţi:

acţionează asupra celulelor Sertoli din testicul şi induce sinteza proteinei transportoare de testosteronă ABP (androgen binding protein)

stimulează spermatogeneza

Hormonii placentari

In urina femelelor gestante si a femeilor gravide au fost evidentiati o serie dce hormoni cu o actiune asemanatoare cu cea a hormonilor gonadotropi care au primit numele de gonadotropine urinare.

Vasopresina

7

Acţiunile vasopresinei sunt mediate de AMPc.

Acţiunile biologice ale vasopresieni sunt:

- participă la homeostazia osmolarităţi şi a volumului fluidului extracelular. Mecanismul este reprezentat de creşterea permeabilităţii pentru apă a membranei luminale a epiteliului tubular renal (probabil prin creşterea numărului de canale pentru apă)

• glicogenoliza hepatică

• eliberarea de ACTH în hipofiza

Vasopresina prin retenţia de apă restabileşte volumul şi concentraţia sângelui.

Oxitocina(OC)

Actiunile biologice ale oxitocinei sunt:

-exercită acţiune contractilă asupra musculaturii netede din uter, declansand travaliu la femeia gestantă şi facilitând expulsia fătului

- contracţia celulelor mioepiteliale şi ejecţia laptelui.

Calcitonina(CT) -este un hormon cu actiune hipocalcemiana sintetizat in celulele parafoliculare (sau celulele C ) ale tiroidei.Aceste celule secreta de fapt doi hormoni –calcitonina si katacacina-precum si o serie de neuromediatori printre care seretonina si DOP-amina.

Hormonii sexuali masculini (androgeni)

Hormoni sexuali masculini sunt sintetizaţi în celulele interstiţiale (Leydig) din testicul. Testosterona este principalul hormon androgen testicular alături de dihidrotestosterona care se secretă în cantităţi mai mici. Testosterona şi dihidrotestosterona sunt steroizi C 19şi au structurile:

Biosinleză, secreţie si transport

Testosterona se sintetizează în celulele interstiţiale prin aceleaşi reacţii intermediare ca şi sinteza corticosteroizilor. Etapa limitantă de viteză este cea de transformare colestrol —> pregnenolonă. Testosterona este catabolizată rapid în ficat şi alte ţesuturi, la produşi inactivi sau cu activitate slabă. Acţiunile biologice ale androgenilor :

-controlează apariţia şi menţinerea caracterelor sexuale -primare şi secundare masculine -controlează spermatogeneza

-stimulează sinteza proteică, fapt ce duce la pubertate la -dezvoltarea oaselor şi a ţesutului muscular.

Hormonii sexuali feminini (estrogeni şi progestine)

Principalii hormoni estrogeni sunt: estradiolul, estronă şi estriol iar hormonul gestagen este progesterona. Pe lângă biosinteza de la nivelul ovarului, estrogenii se mai formează în cantităţi mici în adrenale, testicul,

ficat, piele, în timpul gestaţiei unitatea feto-placentară sintetizează cantităţi mici de progesterona. Controlează dezvoltarea aparatului reproducător feminin apariţia şi menţinerea caracterelor secundare de

sex reglează ciclul ovarian, fecundarea, gestaţia, naşterea şi lactaţia Progesterona intervine în menţinerea gestaţiei şi dezvoltarea glandei mamare.