Белково-пептидные гормоны. Нейрогипофизарные гормоны

06 Августа в 8:40 2503 0


Нейрогипофизарные гормоны — вазопрессин, окситоцин, другие природные гормоны и их аналоги — представляют собой девятичленные пептиды (нанопептиды), найденные у различных позвоночных. Все они образуются в крупноклеточных ядрах переднего гипоталамуса, хранятся в задней доле гипофиза (нейрогипофизе) и секретируются ею в кровь. Основные особенности структуры этих гормонов — девятичленная пептидная цепь, которая состоит из шестикомпонентной петли, образуемой за счет дисульфидного мостика двух остатков цистеина и боковой цепи, включающей три аминокислотных остатка:

Первичная структура главных нейрогипофизарных гормонов
Первичная структура главных нейрогипофизарных гормонов

Общий план строения нейрогипофизарных олигопептидных гормонов, очевидно, предполагает общность их биологического действия на реагирующие клетки организма. Небольшие различия в их строении создают определенное своеобразие в функциональной активности и направленности влияния, о чем будет сказано в дальнейшем.

Известно девять природных гормонов данного семейства, незначительно отличающихся друг от друга лишь аминокислотными остатками, занимающими с N-конца, 3-е, 4-е и 8-е положения. Строение нейрогипофизарных гормонов было впервые расшифровано Дю-Виньо (1953-1956). К настоящему времени синтезированы все известные природные гормональные соединения и более 600 их аналогов.

Нейрогипофизарные гормоны по особенностям структуры и выраженности биологических эффектов можно разделить на две гомологические группы: группу вазопрессина с преобладанием антидиуретического и вазопрессорного эффектов и группу окситоцина, для которой характерны эффекты на гладкую мускулатуру матки, молочные железы и семявыносящие протоки. Выраженность тех или других свойств определяется прежде всего тем, какие аминокислоты занимают 3-е и 8-е положения в молекуле гормона (табл. 2).

Таблица 2. Вариации аминокислотных остатков в молекулах нейрогипофизарных гормонов различных классов позвоночных
Вариации аминокислотных остатков в молекулах нейрогипофизарных гормонов различных классов позвоночных

В группу вазопрессина входят аргинин-вазопрессин, лизин-вазопрессин (антидиуретические гормоны) и вазотоцин, образующиеся в области супраоптических ядер гипоталамуса и характеризующиеся наличием в 8-м положении одной из основных аминокислот аргинина или лизина. Имея в 3-м положении фенилаланин, АДГ обладают антидиуретическими и вазоактивными свойствами, их эффекты на матку и молочные железы, т.е. свойства гормонов окситоцинового ряда наименее выражены.

Вместе с тем вазотоцин, имеющий в 3-м положении, как и окситоциновые соединения, вместо фенилаланина изолейцин, обладает ослабленными антидиуретическими и вазоактивными свойствами, но оказывает более сильное влияние на матку и молочные железы. Вазотоцин — гормон, сочетающий структурные и функциональные свойства вазопрессинов и гормонов окситоцинового ряда. Этот гормон присущ представителям всех классов позвоночных, кроме млекопитающих. Вазопрессины же образуются только у млекопитающих.


 Аргинин-вазопрессин секретируется у представителей большинства млекопитающих, в то время как лизин-вазопрессин — лишь у некоторых парнокопытных — домашних свиней, диких кабанов, американских свиней (пекари), бородавочников и гиппопотамов. Интересно, что у бородавочников и гиппопотамов могут встречаться оба пептида, причем у гомозиготов содержится одна из форм, а у гетерозиготов — обе (Бентли, 1976). Если в постнатальном периоде у млекопитающих образуются только вазопрессины, то у эмбрионов некоторых видов (овцы, тюленя) может быть обнаружен и вазотоцин.

Гормоны вазопрессинового ряда, влияющие у всех позвоночных преимущественно на водный обмен и тонус сосудов, могут оказывать у представителей разных классов на эти функции противоположное по направленности влияние.

В группу окситоциновых нанопептидов входят окситоцин, мезотоцин, изотоцин (ихтиотоцин). глумитоцин, валитоцин и аспаратоцин, образующиеся в области паравентрикулярных ядер гипоталамуса.

В отличие от гормонов ряда вазопрессина пептиды окситоцинового ряда содержат в боковой цепи, в 8-м положении, остаток одной из аминокислот — лейцина, изолейцина, глутамина или валина, в 3-м — изолейцина, а в 4-м — глутамина, серина или аспарагина. Очевидно, решающую роль в проявлении окситоциновых эффектов играет 8-й остаток аминокислоты боковой цепи и 3-й изолейциновый остаток петли. Все гормоны этой группы вызывают у млекопитающих стимуляцию сокращений матки и выделения молока во время акта сосания. Наиболее активен в этом плане окситоцин. Вместе с тем все они оказывают также некоторое гипертензивное и антидиуретическое действие, как и гормоны вазопрессиновой группы, но эти эффекты выражены примерно на два порядка слабее.

Оба ряда нейрогипофизарных пептидных гормонов возникли из общего предшественника — аргинин-вазотоцина на ранних этапах эволюции хордовых животных. Это соединение потенциально обладало способностью вызывать и вазопрессиновые, и окситоциновые эффекты, но проявляло в том или ином виде главным образом первые свойства. В процессе эволюции структура гормона подвергалась дивергенции: одна ветвь развивалась по линии усиления вазопрессиновых свойств, другая — окситоциновых. Этот процесс расхождения структуры и свойств двух рядов пептидов достиг наибольшей выраженности у млекопитающих.

Анализ функциональных свойств различных участков пептидной цепи нейрогипофизарных гормонов показал, что за связывание их с циторецепторами соответствующих органов-мишеней ответственна кольцевая часть молекулы гормона и прежде всего аминокислота, стоящая в 3-м положении (Рюдингер и др., 1972). Очевидно, наличие в 3-м положении Фен обеспечивает наилучшее связывание пептидов преимущественно вазопрессиновыми рецепторами клеток экскреторных органов и артериол.

Наличие в том же положении Иле обусловливает наибольшее сродство гормона к окситоциновым рецепторам клеток миометрия (гладкомышечного слоя матки) и миоэпителиальных образований молочных желез. Однако оба типа кольцевой части все же могут связываться, хотя и с разной степенью интенсивности, с обоими типами рецепторов и конкурировать друг с другом за связывание. По-видимому, структура всей 1-6-петли нейрогипофизарных пептидов ответственна за принципиальную возможность гормон-рецепторного взаимодействия, а остатки в 3-й позиции петли определяют силу данного взаимодействия с тем или иным типом рецепторов и специфику эффекта. Роль актона, по существующим представлениям, выполняют боковая цепь и остаток тирозина во 2-м положении (Бентли, 1976).

В.Б. Розен
Похожие статьи
показать еще
 
Эндокринная хирургия