Транспорт гормонов в крови
Транспорт гормонов в системе кровообращения
Источник:
Эндокриная система, спорт и двигательная активность.
Перевод с англ./под ред. У.Дж. Кремера и А.Д. Рогола. - Э64
Издательство: Олимп. литература, 2008 год.
Все гормоны выделяются эндокринными железами, которые их продуцируют, в сеть венозных капилляров, окружающих железу. После прохождения легких и сердца гормоны попадают в большой круг кровообращения и разносятся по всему телу. В крови только небольшие их количества обнаруживаются в виде связанных с мембраной красных кровяных телец, основная часть которых находится в растворенном состоянии в плазме крови (белково-пептидные гормоны) или в виде ассоциатов с белками плазмы (стероидные и тиреоидные гормоны). Благодаря своему химическому составу белково-пептидные гормоны являются гидрофильными и легко растворяются в плазме крови. Однако, находясь в кровеносном русле, такие гормоны подвергаются расщеплению различными протеолитическими ферментами, что препятствует их взаимодействию с тканями-мишенями. Вместе с тем следует вспомнить, что эндокринные железы, продуцирующие белково-пептидные гормоны, способны накапливать их и выделять после стимулирующего воздействия, указывающего на потребность организма в конкретном гормоне.
В отличие от белково-пептидных стероидные гормоны обладают гидрофобными свойствами и неспособны растворяться в плазме крови, поэтому основная масса их (> 95 %) находится в крови в виде комплексов с различными белками плазмы крови. Гормоны — производные аминокислот также обнаруживаются в плазме крови в виде комплексов с транспортными белками, хотя образование таких комплексов для разных гормонов происходит с различной эффективностью. Так, лишь около 50 % катехоламинов в крови образуют комплексы с транспортными белками, тогда как почти 99 % тиреоидных гормонов, которые являются более гидрофобными, находятся в связанном виде.
Стероиды могут либо связываться с белками, обладающими достаточно высокой специфичностью к определенным гормонам, либо с меньшей избирательностью и сродством с альбумином и транстиретином, концентрация которых в плазме крови достаточно высока. Синтез всех транспортных белков, включая и высокоспецифичные транспортные белки и представленные в большом количестве альбумин и транстиретин, синтезируются в печени (Rhoades, Pflanzer, 2003). Обладающие низким сродством по отношению к стероидным гормонам альбумин и транстиретин имеют несколько участков связывания, которые позволяют им образовывать комплексы не только с гормонами, но и с другими низкомолекулярными соединениями, встречающимися в крови. В отличие от них высокоспецифичные транспортные белки обычно имеют один сайт связывания, строение которого обеспечивает возможность взаимодействия только с конкретным гормоном, и характеризуются гораздо более высоким сродством к своему лиганду по сравнению с альбумином или транстиретином (Baulieu, 1990). Соотношение неспецифичных комплексов гормона с белками плазмы крови и его специфических комплексов со специализированными транспортными белками варьирует для разных гидрофобных гормонов. Например, альдостерон почти в равном количестве образует специфичные и неспецифичные комплексы, тогда как только около 10 % кортизола в плазме крови связано с глобулином и транстиретином, а более 85 % этого гормона находится в виде комплекса с кортикостероид-связывающим глобулином.
Независимо от того, с каким белком (альбумином, транстиретином или специфическим транспортным белком) гормон образует комплекс, лишь небольшие количества стероидных и тиреоидных гормонов, которые находятся в свободной форме, способны связываться с клеточными рецепторами тканей-мишеней, т. е. только несвязанный с транспортным белком гормон способен обеспечить специфическое биологическое воздействие на клетки-мишени. Когда свободные стероидные или тиреоидные гормоны взаимодействуют с тканью-мишенью, часть связанного гормона диссоциирует из комплекса со связывающим белком, благодаря чему формируется динамическое равновесие между связанной и несвязанной формой, состояние которого определяется потребностью поддержания гомеостаза организма. По сути дела, связанная фракция является своего рода депо, которое предоставляет гормон ткани-мишени по мере необходимости. Это, как предполагают, позволяет компенсировать отсутствие накапливающей способности у желез, синтезирующих стероидные и тиреоидные гормоны, в отличие от желез, продуцирующих белково-пептидные гормоны, которые способны накапливать активный гормон и при необходимости выделять его в кровь. И действительно, уже никто не считает, что основной функцией транспортных белков является преодоление проблемы низкой растворимости гидрофобных гормонов в плазме крови. Было показано, что благодаря своему небольшому размеру большинство стероидных и тиреоидных гормонов хорошо растворяется в крови, несмотря на гидрофобные свойства, обусловленные особенностями химического строения (Kronenberg et al., 2003). Это свидетельствует о том, что связывающие белки выполняют прежде всего запасающую роль, а также препятствуют переходу небольших по размеру гормонов из крови в почечные канальцы, что приводило бы к их преждевременному выведению из организма. В случае инсулиноподобных факторов роста; которые по своей природе являются гидрофильными, специфические связывающие белки выполняют роль непосредственных посредников, при необходимости доставляющих гормон к рецепторам клетки-мишени (Firth, Baxter, 2002).