Биология. В 3-х томах. Т. 2

Для измерения в крови, моче и других средах концентраций гормонов, лекарственных препаратов, ферментов, вирусов, бактериальных и опухолевых антигенов и других органических материалов, представляющих интерес для биологии, широко применяется радиоиммунологический метод. Принцип этого метода довольно прост. Нужно иметь специфическую антисыворотку к исследуемому веществу (антигену, в частности гормону), само это вещество и, наконец, то же вещество, меченное радиоактивным изотопом. Немеченый антиген конкурирует с меченым за ограниченное число связывающих участков антитела. Чем больше в данном материале немеченого антигена, тем больше в его присутствии уменьшается связывание меченого антигена антителом. Для определения степени этого уменьшения антиген, связанный с антителами, отделяют (обычно путем осаждения) от свободного антигена. Сравнивая полученные результаты с результатами опытов, в которых использовался ряд пробирок с известными концентрациями антигена, рассчитывают его содержание в исследуемом образце. Схематически это можно представить следующим образом:

В настоящее время в этой области наблюдается тенденция заменять радиоактивную метку ферментно — флуоресцентной или хемолюминесцентной, что избавляет от работы с радиоактивным материалом.

Механизмы действия гормонов

По химической природе все гормоны позвоночных можно разделить на четыре группы: 1) производные аминов (например, тирозина), 2) пептиды и белки, 3) стероиды и 4) жирные кислоты (табл. 16.11). В регулировании секреции гормонов могут участвовать следующие механизмы: А. Присутствие специфического метаболита в крови. Например, избыток в ней глюкозы вызывает секрецию поджелудочной железой инсулина, который снижает уровень глюкозы в крови.

Б. Присутствие в крови другого гормона. Например, многие гормоны, выделяемые передней долей гипофиза, стимулируют секрецию гормонов другими железами организма.

В. Стимуляция со стороны вегетативной нервной системы. Так, например, при беспокойстве, стрессе или опасности клетки мозгового слоя надпочечников начинают выделять адреналин и норадреналин.

Таблица 16.11. Химическая природа важнейших гормонов

В первых двух случаях время секреции гормона и его количество регулируются по принципу обратной связи. В регуляции активности железы участвует и положительная, и отрицательная обратная связь, но положительная, повышающая нестабильность системы, действует лишь как часть общего регуляторного механизма. Например, высвобождение лютеинизирующего гормона (ЛГ) под влиянием эстрогенов осуществляется по принципу положительной обратной связи, но его чрезмерную секрецию предотвращает в надлежащий момент прогестерон, выделяющийся под действием ЛГ.

Секреция гормонов, стимулируемая каким-то другим гормоном, обычно находится под контролем гипоталамуса и гипофиза, и конечный метаболический или трофический эффект может быть результатом секреции трех различных гормонов, как это показано на рис. 16.46. Такого рода каскадный механизм имеет большое значение, так как благодаря ему в эндокринной цепи во много раз усиливается действие малых количеств исходного гормона.

Рис. 16.46. Пример 'каскадного' эффекта в регуляции превращения глюкозы в гликоген в результате освобождения кортиколиберина. Исходный эффект усилен в 56000 раз. (По данным Bradley, 1976.)

Гормоны обладают специфичностью и воздействуют только на те клетки-мишени, которые обладают специальными рецепторами белковой или липопротеиновой природы, реагирующими с данным гормоном. У клеток, не являющихся мишенями для данного гормона, таких рецепторов нет, и поэтому гормон не оказывает на них влияния.

Многие гормоны имеют в своей молекуле специфические участки, ответственные за присоединение к рецептору. Будучи связан рецептором, гормон может воздействовать 1) на плазматическую мембрану, 2) на фермент, находящийся в этой мембране, 3) на клеточные органеллы или 4) на гены. Ниже приводятся примеры каждого из перечисленных механизмов действия гормонов.

1. Один из эффектов инсулина — усиленное поглощение глюкозы клеткой — обусловлен тем, что гормон, связавшись с рецептором, изменяет проницаемость клеточной мембраны для глюкозы.

2. Адреналин и многие пептидные гормоны присоединяются к поверхностным рецепторам клеточной мембраны и вызывают освобождение "второго посредника", который начинает цепь ферментативных реакций, приводящих к специфическому конечному эффекту. Во многих случаях этим вторым посредником является нуклеотид циклический аденозинмонофосфат (цАМФ), который образуется из АТФ под действием фермента аденилатциклазы после ее активации гормон — рецепторным комплексом. В упрощенной форме этот механизм показан на рис. 16.47.

Рис. 16.47. Механизм действия адреналина, вызывающего освобождения глюкозы из клеток печени (упрощенная схема). Активация аденилатциклазы, связанной с мембраной, приводит к образованию циклического АМФ (цАМФ); цАМФ активирует ферментные системы, расщепляющие гликоген до глюкозы, которая диффундирует из клеток в кровеносное русло