Получать гормоны. Биосинтез соматотропина и других гормонов человека

Автоматизированное исследование агрегации тромбоцитов (с применением агрегометра).

Активность продукции гормонов и чувствительность к ним органов-мишеней

Альфа и бета-адреномиметики. Основные эффекты, применение.

Анатоксины, их получение, титрование и практическое применение.

Анатоксины. Получение, очистка, титрование, применение.

Антибиотики из группы аминогликозидов. Спектр и механизм действия, сравнительная характеристика препаратов, применение, побочные эффекты

Антитоксические сыворотки. Получение, очистка, титрование, применение. Осложнения при использовании и их предупреждение.

Гормоны широко используются при заболеваниях, связанных с нарушением эндокринной системы: при недостатке или отсутствии в организме того или иного гормона (например, инсулина) или для усиления или подавления функции той или иной железы. Так, гормоны гипофиза адренокортикотропин и тиреотропин могут быть использованы для того, чтобы стимулировать работу периферических желез - собственно коры надпочечников и щитовидной железы. А так как гормоны периферических желез подавляют секрецию гормонов гипофиза, то кортикотропин, например, будет препятствовать образованию адренокортикотропного гормона.

Гормоны нашли широкое применение в акушерстве и гинекологии. Хорионический гонадотропин помогает при лечении бесплодия, окситоцин используется для усиления родовой деятельности, пролактин стимулирует секрецию молока после родов. Стероидные половые гормоны или их аналоги применяют при нарушениях в половой сфере, в качестве противозачаточных средств и т. д. При воспалительных процессах, аллергических заболеваниях, ревматоидном артрите и ряде других используются гормоны коры надпочечников. Гормоны, вырабатываемые вилочковой железой (тимусом) и стимулирующие созревание Т-лимфоцитов, применяют для лечения онкологических заболеваний, при нарушениях иммунитета.

Получение гормонов

Многие непептидные гормоны и низкомолекулярные пептидные гормоны получают с помощью химического синтеза. Полипептидные и белковые гормоны выделяют путем экстракции из желез домашнего скота с последующей очисткой. Разработана процедура получения некоторых гормонов (в том числе инсулина и гормона роста) с помощью методов генетической инженерии. Для этого ген, ответственный за синтез того или иного гормона, включают в геном бактерий, которые после этого приобретают способность синтезировать нужный гормон. Так как бактерии активно размножаются, за короткое время оказывается возможным наработать довольно значительные его количества.

ФИТОГОРМОНЫ (ростовые вещества), химические вещества, вырабатываемые в растениях и регулирующие их рост и развитие. Образуются главным образом в активно растущих тканях на верхушках корней и стеблей. К фитогормонам обычно относят ауксины, гиббереллины и цитокинины, а иногда и ингибиторы роста, напр. абсцизовую кислоту. В отличие о гормонов животных, менее специфичны и часто оказывают свое действие в том же участке растения, где образуются. Многие синтетические вещества обладают таким же действием, как природные фитогормоны.

ФИТОГОРМОНЫ (гормоны растений), органические вещества небольшого молекулярного веса, образуемые в малых количествах в одних частях многоклеточных растений и действующие на другие их части как регуляторы и координаторы роста и развития. Гормоны появляются у сложных многоклеточных организмов, в том числе растений, в качестве специализированных регуляторных молекул для осуществления важнейших физиологических программ, требующих координированной работы различных клеток, тканей и органов, нередко значительно удаленных друг от друга. Фитогормоны осуществляют биохимическую регуляцию - наиболее важную систему регуляции онтогенеза у многоклеточных растений. По сравнению с гормонами животных специфичность фитогормонов выражена слабее, а действующие концентрации, как правило, выше. В отличие от животных, у растений нет специализированных органов (желез), вырабатывающих гормоны.

Известно 5 основных групп фитогормонов, широко распространенных не только среди высших, но и низших многоклеточных растений. Это ауксины, цитокинины, гиббереллины, абсцизины и этилен. Каждая группа фитогормонов производит свое характерное действие, сходное у растений разных видов. Помимо пяти «классических» фитогормонов, для растений известны другие эндогенные вещества, в ряде случаев действующие подобно фитогормонам. Это брассиностероиды, (липо)олигосахарины, жасмоновая кислота, салициловая кислота, пептиды, полиамины, фузикокциноподобные соединения, а также фенольные ингибиторы роста. Вместе с фитогормонами их обозначают общим термином «природные регуляторы роста растений».

Гормоны

ГОРМО́НЫ -ов; мн. (ед. гормо́н, -а; м.). [от греч. hormaō - двигаю, возбуждаю].

1. Физиол. Биологически активные вещества, вырабатываемые в организме и влияющие на все жизненно важные процессы. Г. гипофиза. Половые г.

2. Синтетические препараты, оказывающие такое же воздействие на организм.

◁ Гормо́нный, -ая, -ое (разг.).

гормо́ны

(от греч. hormáō - возбуждаю, привожу в движение), биологически активные вещества, вырабатываемые в организме специализированными клетками или органами (железами внутренней секреции) и оказывающие целенаправленное влияние на деятельность других органов и тканей. Позвоночные животные и человек имеют развитую систему таких желёз (гипофиз, надпочечники, половые, щитовидная и др.), которые посредством гормонов, выделяемых в кровь, участвуют в регуляции всех жизненно важных процессов - роста, развития, размножения, обмена веществ. Развитые эндокринные железы есть и у высокоорганизованных беспозвоночных - головоногих моллюсков, насекомых, ракообразных. Секретируемые ими гормоны контролируют рост, линьку, метаморфоз, половое размножение и др. Каждый из гормонов влияет на организм в сложном взаимодействии с другими гормонами; в целом гормональная система совместно с нервной системой обеспечивает деятельность организма как единого целого. Химическая природа гормонов различна - белки, пептиды, производные аминокислот, стероиды. Гормоны, используемые в медицине, получают химическим синтезом или выделяют из соответствующих органов животных. О гормонах растений см. Фитогормоны .

ГОРМОНЫ

ГОРМО́НЫ (от греч. hormao - возбуждаю, привожу в движение), биологически активные вещества, вырабатываемые в организме специализированными клетками или органами (железами внутренней секреции) и оказывающие целенаправленное влияние на деятельность других органов и тканей. Позвоночные животные и человек имеют развитую систему таких желез (гипофиз, надпочечники, половые, щитовидная и др.), которые посредством гормонов, выделяемых в кровь, участвуют в регуляции всех жизненно важных процессов - роста, развития, размножения, обмена веществ. Развитые эндокринные железы есть и у высокоорганизованных беспозвоночных - головоногих моллюсков, насекомых, ракообразных. Секретируемые ими гормоны контролируют рост, линьку, метаморфоз, половое размножение и др. Каждый из гормонов влияет на организм в сложном взаимодействии с другими гормонами; в целом гормональная система совместно с нервной системой обеспечивает деятельность организма как единого целого. Химическая природа гормонов различна - белки, пептиды, производные аминокислот, стероиды. Гормоны, используемые в медицине, получают химическим синтезом или выделяют из соответствующих органов животных. О гормонах растений см. Фитогормоны (см. ФИТОГОРМОНЫ) .
* * *
ГОРМО́НЫ животных (от греч. hormao - привожу в движение, побуждаю), биологически активные вещества, вырабатываемые железами внутренней секреции и скоплениями специализированных клеток. Важнейшие регуляторы физиологических процессов. Термин «гормоны» предложен в 1905 английским физиологом Э. Старлингом (см. СТАРЛИНГ Эрнест Генри) .
Железы, секретирующие гормоны, имеются у позвоночных животных (в том числе у человека) и у высокоразвитых беспозвоночных - головоногих моллюсков, ракообразных, насекомых. Выделяемые ими гормоны поступают в кровь (или гемолимфу (см. ГЕМОЛИМФА) ) и оказывают свое действие на определенные ткани-мишени, расположенные на значительном расстоянии от той железы, где они образуются. Отдельные группы клеток выделяют гормоны местного действия. Их часто называют гормоноидами, тканевыми гормонами, или парагормонами. К их числу относят гистамин (см. ГИСТАМИН) , серотонин (см. СЕРОТОНИН) , брадикинин (см. БРАДИКИНИН) , простагландины (см. ПРОСТАГЛАНДИНЫ) и др. Гормоны, вырабатываемые нейросекреторными клетками нервной ткани, называют нейрогормонами (см. НЕЙРОГОРМОНЫ) . По месту образования различают гипофизарные, гипоталамические, половые гормоны, кортикостероиды (см. КОРТИКОСТЕРОИДЫ) (гормоны коры надпочечников), гормоны щитовидной железы (тиреоидные гормоны) и т. д. Все гормоны отличает высокая биологическая активность (они оказывают воздействие в очень низких концентрациях - 10 –6– 10 –10 М) и специфичность (даже очень близкие по химической структуре аналоги гормонов не дают нужного эффекта).
Химическая структура
Исходя из химического строения, гормоны делят на три группы. К первой группе относят пептидные и белковые гормоны. Пептидами являются, например, окситоцин (см. ОКСИТОЦИН) , вазопрессин (см. ВАЗОПРЕССИН) . Среди белковых гормонов имеются как простые белки (инсулин (см. ИНСУЛИН) , глюкагон (см. ГЛЮКАГОН) , соматотропин (см. РОСТОВОЙ ГОРМОН) , пролактин (см. ПРОЛАКТИН) и др.), так и сложные - гликопротеины (фоллитропин, лютропин). Вторая группа - амины - объединяет гормоны, близкие по структуре аминокислотам - тирозину (см. ТИРОЗИН) и триптофану (см. ТРИПТОФАН) (тиреоидные гормоны, адреналин (см. АДРЕНАЛИН) , норадреналин (см. НОРАДРЕНАЛИН) ). Третью группу составляют стероидные гормоны, которые являются производными холестерина (см. ХОЛЕСТЕРИН) . Среди стероидных гормонов - все половые гормоны (см. ПОЛОВЫЕ ГОРМОНЫ) и гормоны коры надпочечников - кортикостероиды.
Механизм действия гормонов
Гормоны служат химическими посредниками, переносящими соответствующую информацию (сигнал) в определенное место - клеткам соответствующей ткани-мишени; что обеспечивается наличием у этих клеток высокоспецифических рецепторов - особых белков, с которыми связывается гормон (у каждого гормона свой рецептор). Ответ клеток на действие гормонов различной химической природы осуществляется по-разному. Тиреоидные и стероидные гормоны проникают внутрь клетки и связываются со специфическими рецепторами с образованием гормон-рецепторного комплекса. Этот комплекс взаимодействует непосредственно с геном, контролирующим синтез того или иного белка. Остальные гормоны взаимодействуют с рецепторами, находящимися на цитоплазматической мембране. После этого включается цепь реакций, приводящих к повышению внутри клетки концентрации так называемого вторичного посредника (например, ионов кальция или аденозинмонофосфата циклического (см. АДЕНОЗИНТРИФОСФАТ) ), что, в свою очередь, сопровождается изменением активности определенных ферментов.
Биологическая роль гормонов
Гормоны контролируют основные процессы жизнедеятельности организма на всех этапах его развития с момента зарождения. Они влияют на все виды обмена веществ в организме, активность генов, рост и дифференцировку тканей, формирование пола и размножение, адаптацию к меняющимся условиям среды, поддержание постоянства внутренней среды организма (гомеостаз (см. ГОМЕОСТАЗ) ), поведение и многие другие процессы. Совокупность регулирующего воздействия различных гормонов на функции организма называется гормональной регуляцией (см. также Гуморальная регуляция (см. ГУМОРАЛЬНАЯ РЕГУЛЯЦИЯ) ).
У млекопитающих гормоны, как и выделяющие их железы внутренней секреции (эндокринные железы (см. ЭНДОКРИННЫЕ ЖЕЛЕЗЫ) ), составляют единую эндокринную систему. Она построена по иерархическому принципу и в целом контролируется нервной системой (см. НЕРВНЫЕ БОЛЕЗНИ) . Роль связующего звена между нервной и эндокринной системами выполняет гипоталамус (см. ГИПОТАЛАМУС) , выделяющий нейрогормоны (см. НЕЙРОГОРМОНЫ) (рилизинг-факторы ). Они регулируют (усиливают или тормозят) выделение гормонов гипофизом (см. ГИПОФИЗ) (тропных гормонов), которые в свою очередь контролируют образование гормонов периферическими железами. Например, тиреотропинрилизинг-фактор гипоталамуса стимулирует выделение тиреотропного гормона (см. ТИРЕОТРОПНЫЙ ГОРМОН) гипофизом, а он - выделение тиреоидных гормонов клетками щитовидной железы. Избыточное содержание какого-либо гормона в крови сопровождается остановкой его образования соответствующей железой, а недостаточное количество - усилением его выделения (механизм обратной связи).
Избыточное образование или недостаток того или иного гормона в организме человека приводит к эндокринным заболеваниям (см. ЭНДОКРИНОЛОГИЯ) . Например, следствием недостатка гормонов щитовидной железы в организме являются кретинизм (см. КРЕТИНИЗМ) , микседема (см. МИКСЕДЕМА) , а их избытка - базедова болезнь (см. БАЗЕДОВА БОЛЕЗНЬ) и тиреотоксикоз (см. ТИРЕОТОКСИКОЗ) ; нарушение функций поджелудочной железы может сопровождаться дефицитом гормона инсулина и, как следствие, сахарным диабетом (см. ДИАБЕТ САХАРНЫЙ) .
Применение гормонов
Гормоны широко используются при заболеваниях, связанных с нарушением эндокринной системы: при недостатке или отсутствии в организме того или иного гормона (например, инсулина) или для усиления или подавления функции той или иной железы. Так, гормоны гипофиза адренокортикотропин и тиреотропин могут быть использованы для того, чтобы стимулировать работу периферических желез - собственно коры надпочечников и щитовидной железы. А так как гормоны периферических желез подавляют секрецию гормонов гипофиза, то кортикотропин, например, будет препятствовать образованию адренокортикотропного гормона.
Гормоны нашли широкое применение в акушерстве и гинекологии. Хорионический гонадотропин (см. ХОРИОНИЧЕСКИЙ ГОНАДОТРОПИН) помогает при лечении бесплодия, окситоцин (см. ОКСИТОЦИН) используется для усиления родовой деятельности, пролактин стимулирует секрецию молока после родов. Стероидные половые гормоны или их аналоги применяют при нарушениях в половой сфере, в качестве противозачаточных средств и т. д. При воспалительных процессах, аллергических заболеваниях, ревматоидном артрите и ряде других используются гормоны коры надпочечников. Гормоны, вырабатываемые вилочковой железой (см. ВИЛОЧКОВАЯ ЖЕЛЕЗА) (тимусом) и стимулирующие созревание Т-лимфоцитов (см. ЛИМФОЦИТЫ) , применяют для лечения онкологических заболеваний, при нарушениях иммунитета.
Получение гормонов
Многие непептидные гормоны и низкомолекулярные пептидные гормоны получают с помощью химического синтеза. Полипептидные и белковые гормоны выделяют путем экстракции из желез домашнего скота с последующей очисткой. Разработана процедура получения некоторых гормонов (в том числе инсулина и гормона роста) с помощью методов генетической инженерии (см. ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ИНЖЕНЕРИЯ) . Для этого ген, ответственный за синтез того или иного гормона, включают в геном бактерий, которые после этого приобретают способность синтезировать нужный гормон. Так как бактерии активно размножаются, за короткое время оказывается возможным наработать довольно значительные его количества.

Энциклопедический словарь . 2009 .

Смотреть что такое "гормоны" в других словарях:

- (от греч. hormao привожу в движение, побуждаю), биологически активные вещества, выделяемые железами внутр. секреции или скоплениями специа лизир. клеток организма и оказывающие целенаправленное действие на др. органы и ткани. Термин «Г.»… … Биологический энциклопедический словарь

ГОРМОНЫ, химические вещества, вырабатываемые живыми клетками, которые влияют на метаболизм клеток в других частях тела. У МЛЕКОПИТАЮЩИХ гормоны вырабатываются железами ЭНДОКРИННОЙ СИСТЕМЫ и выделяются непосредственно в кровь. Они осуществляют… … Научно-технический энциклопедический словарь

ГОРМОНЫ - (от греч. hormao возбуждаю), группа биологически активных веществ сложной химической природы (белки, аминокислоты, полипептиды, стероиды и др.), вырабатываемых в организме железами внутренней секреции (эндокринными железами) и оказывающих… … Экологический словарь

Современная энциклопедия

- (от греч. hormao возбуждаю привожу в движение), биологически активные вещества, вырабатываемые в организме специализированными клетками или органами (железами внутренней секреции) и оказывающие целенаправленное влияние на деятельность других… … Большой Энциклопедический словарь

Гормоны - (от греческого hormao возбуждаю, привожу в движение), биологически активные вещества, вырабатываемые в организме специализированными клетками или органами (железами внутренней секреции) и оказывающие влияние на деятельность других органов и… … Иллюстрированный энциклопедический словарь

гормоны - ов, мн. hormone f., англ. hormone. Биологически активные вещества, вырабатываемые в организме и участвующие в регуляции всех жизненно важных процессов. БАС 2. Гормонный ая, ое. Крысин 1998. Лекс. Гранат: гормоны; Уш. 1935: гормо/н, гормона/льный; … Исторический словарь галлицизмов русского языка

10300 0

Биосинтез соматотропина и других гормонов человека

Гормон роста человека, или соматотропин, синтезируется в головном мозге человека в передней доли гипофиза. Впервые он был выделен из трупного материала и очищен в 1963 г. При недостатке соматотропина развивается гипофизарная карликовость, частота встречаемости которой оценивается от 7 до 10 случаев на миллион человек.

Гормон обладает видовой специфичностью, т. е. в отличие от инсулина гормоны роста животных не имеют активности в организме человека. Следовательно, единственным средством излечения гипофизарной карликовости является гормон гипофиза, который выделяли из трупов. Исследования показали, что при внутримышечном введении соматотропина в дозах 10 мг на 1 кг массы в течение года по три инъекции в неделю дает увеличение роста примерно на 8-18 см в год.

Больные дети четырех-пяти лет при непрерывном лечении догоняли в росте своих сверстников к половой зрелости (14-16 лет). Если учесть тот факт, что из одного трупа можно получить 4-6 мг соматотропина, то можно понять, что лечение этого заболевания природным соматотропином - дело совершенно безнадежное. Помимо недостатка препарата возникли и другие проблемы, связанные с гетерогенностью гормона, выделяемого из трупного материала.

Существовала также опасность, что гипофизарный материал заражен медленно развивающимися вирусами. Такие вирусы обладают необычайно длительным инкубационным периодом, поэтому дети, получавшие препарат, нуждались в многолетнем медицинском наблюдении.

Гормон роста человека, синтезированный в специально сконструированных клетках бактерий, имеет очевидные преимущества: он доступен в больших количествах, его препараты являются биохимически чистыми и свободны от вирусных загрязнений.

Биосинтез соматотропина (состоящего из 191-го аминокислотного остатка) специально сконструированными бактериями на основе кишечной палочки был осуществлен фирмой «Генентек». Поскольку при синтезе ДНК на и-РНК получается ген, кодирующий предшественник соматотропина, не расщепляющийся в бактериальных клетках с образованием активного гормона, то поступили следующим образом: на 1 этапе клонировали двунитевую ДНК-копию и-РНК и расщеплением рестрикционными эндонуклеазами получили последовательность, которая кодирует всю аминокислотную последовательность гормона, кроме 23-х первых аминокислот. Затем клонировали синтетический полинуклеотид, соответствующий аминокислотам от 1-й до 23-й. Далее два фрагмента объединили вместе и «подстроили» в плазмиду E. coli, после чего клетки бактерии начали синтезировать этот гормон.

К 1980 г. были закончены клинические испытания препарата и тесты на токсичность и были начаты массовые эксперименты на детях, близких по возрасту к половой зрелости. Результаты были обнадеживающими, и синтетический соматотропин с 1982 г. начал производиться в промышленном масштабе.

Еще один гормон, в-эндорфин - опиат мозга, состоящий из 31-й аминокислоты, - был синтезирован в генетически сконструированных клетках кишечной палочки. В 1980 г. австралийский ученый Шайн и американские ученые Феттес, Лэн и Бакстер успешно клонировали ДНК, кодирующую в-эндорфин, в клетках E. ooli и получили этот полипептид в виде слитного белка с ферментом в-галактозидазой. На первом этапе они клонировали фрагмент ДНК, полученный в результате обратной транскрипции и-РНК, кодирующей в-эндорфин, и далее встраивали его в плазмиду E .coli за геном в-галактозидазы, при этом получили гибридный белок, состоящий из в-галактозидазы и в-эндорфина; далее ферментативно отщепляли в-галактозидазу, получая биологически активный в-эндорфин.

Получение интерферонов

Еще одним замечательным достижением генной инженерии является синтез интерферона.

Впервые интерферон был получен в 1957 г. в Национальном институте медицинских исследований вблизи Лондона. Это белок, который выделяется в очень низких количествах клетками животных и человека при попадании в организм вирусов и направлен на борьбу с ними. Первые же исследования выявили высокую биологическую активность интерферона при лечении гриппа, гепатита и даже раковых заболеваний (подавляет размножение аномальных клеток).

Интерферон, как и соматотропин, обладает видовой специфичностью: интерфероны животных неактивны в организме человека и даже отторгаются им.

В организме человека вырабатывается несколько видов интерферонов: лейкоцитарный (а), фибробластный (Р) и иммунный (у) (Т-лимфоцитарный).

Природные интерфероны получают из крови человека с крайне низким выходом: в 1978 г. в Центральной лаборатории здравоохранения в Хельсинки (в то время мировой лидер в получении лейкоцитарного интерферона) из 50-ти тысяч литров крови было получено 0,1 г чистого интерферона.

Процесс получения интерферонов в основных чертах был одинаков для всех типов клеток, выращиваемых в культурах и образующих интерферон. Клетки крови заражали вирусом Сендай и через 24 ч фильтровали на суперцентрифуге. В надосадочной жидкости содержался грубый препарат интерферона, который подвергали хроматографической очистке.

Стоимость препарата была очень велика - 400 г интерферона стоил 2,2 млрд долларов. Однако перспективность фармакологического его использования (в том числе против четырех видов рака) заставляла искать новые пути его получения, в первую очередь с помощью генной инженерии.

В январе 1980 г. был получен интерферон человека в генетически сконструированных клетках кишечной палочки. Исходная трудность при этих методах заключалась в том, что и-РНК интерферонов мало даже в лейкоцитах, стимулированных заражением вирусов, и в том, что выходы были очень низкие: сообщалось о получении 1-2 молекул интерферона на одну бактериальную клетку.

В 1981 г. фирме «Генентек» удалось сконструировать рекомбинантную ДНК, кодирующую у-интерферон, и ввести ее в геном бактерий, дрожжей и даже клетки млекопитающих, и они стали способными синтезировать интерферон с большим выходом - 1 л культуры клеток дрожжей содержал 1 млн единиц интерферона (единица интерферона соответствует такому его количеству, которое защищает 50 % клеток в культуре от заражения вирусом). Процесс был осуществлен следующим образом: исследователи выделили смесь молекул и-РНК из лимфоцитов человека, получили молекулы соответствующих ДНК-копий и ввели их в клетки E. coli. Далее были отобраны бактерии, продуцирующие интерферон.

Получение иммуногенных препаратов и вакцин

Другая область применения генной инженерии связана с получением новых эффективных, безопасных и дешевых вакцин.

Вакцины - одно из самых значительных достижений медицины, их использование к тому же чрезвычайно эффективно с экономической точки зрения. В последние годы разработке вакцин стали уделять особое внимание. Это обусловлено тем, что до настоящего времени не удалось получить высокоэффективные вакцины для предупреждения многих распространенных или опасных инфекционных заболеваний.

Повышенный интерес к вакцинам возник после того, как была установлена роль патогенных микроорганизмов в развитии тех заболеваний, которые ранее не считали инфекционными. Например, гастриты, язва желудка и двенадцатиперстной кишки, злокачественные новообразования печени (вирусы гепатита В и С).

Поэтому в последние 10-15 лет правительства многих стран стали принимать меры, направленные на интенсивную разработку и производство принципиально новых вакцин.

Используемые сегодня вакцины можно разделить в зависимости от методов их получения на следующие типы:
- живые аттенуированные вакцины;
- инактивированые вакцины;
- вакцины, содержащие очищенные компоненты микроорганизмов (протеины или полисахариды);
- рекомбинантные вакцины, содержащие компоненты микроорганизмов, полученные методом генной инженерии

Технологию рекомбинантных ДНК применяют также для создания живых ослабленных вакцин нового типа, достигая аттенуации путем направленной мутации генов, кодирующих вирулентные протеины возбудителя заболевания. Эту же технологию используют и для получения живых рекомбинантных вакцин, встраивая гены, кодирующие иммуно-генные протеины, в живые непатогенные вирусы или бактерии (векторы), которые и вводят человеку.

Принцип применения ДНК-вакцин заключается в том, что в организм пациента вводят молекулу ДНК, содержащую гены, кодирующие иммуногенные белки патогенного микроорганизма. ДНК-вакцины называют иначе генными или генетическими.

Для получения ДНК-вакцин ген, кодирующий продукцию иммуногенного протеина какого-либо микроорганизма, встраивают в бактериальную плазмиду. Кроме гена, кодирующего вакцинирующий протеин, в плазмиду встраивают генетические элементы, которые необходимы для экспрессии («включения») этого гена в клетках эукариотов, в том числе человека, для обеспечения синтеза белка. Такую плазмиду вводят в культуру бактериальных клеток, чтобы получить большое количество копий.

Затем плазмидную ДНК выделяют из бактерий, очищают от других молекул ДНК и примесей. Очищенная молекула ДНК и служит вакциной. Введение ДНК-вакцины обеспечивает синтез чужеродных протеинов клетками вакцинируемого организма, что приводит к последующей выработке иммунитета против соответствующего возбудителя. При этом плазмиды, содержащие соответствующий ген, не встраиваются в ДНК хромосом человека.

ДНК-вакцины обладают рядом преимуществ по сравнению с традиционными вакцинами:
- способствуют выработке антител к нативной молекуле вирусных протеинов;
- способствуют выработке цитотоксических Т-лимфоцитов;
- могут избирательно воздействовать на различные субпопуляции Т-лимфоцитов;
- способствуют формированию длительного иммунитета;
- устраняют риск инфицирования.

Л.В. Тимощенко, М.В. Чубик

Гормоны играют жизненно важную роль во множестве различных процессов, которые протекают в организме человека. Они необходимы для роста и развития, размножения, обмена веществ и половой функции. Основными поставщиками гормонов в организм являются гипофиз, шишковидная железа, вилочковая железа, щитовидная железа, надпочечники и поджелудочная железа. Кроме того, семенники у мужчин и яичники у женщин вырабатывают гормоны, которые отвечают за репродуктивную и половую функции. При недостатке какого-либо гормона (например, тестостерона, эстрогена или кортизола) его уровень можно повысить с помощью различных способов.

Шаги

Повышение уровня тестостерона

Определите, не понижен ли у вас уровень тестостерона. Проконсультируйтесь с врачом, если у вас понижено половое влечение, вы испытываете проблемы с эрекцией, депрессию, проблемы с концентрацией внимания и памятью. Эти симптомы могут свидетельствовать о пониженном уровне тестостерона. Врач сможет подтвердить низкий уровень тестостерона с помощью анализа крови.

Обсудите с врачом возможность гормональной терапии. Синдром пониженного уровня тестостерона известен как гипогонадизм. Если у вас диагностируют гипогонадизм, врач может порекомендовать вам заместительную терапию. В этом случае для поддержания уровня гормона в организме назначают курс лечения синтетическим тестостероном.

• Ни в коем случае не начинайте принимать тестостерон без рекомендации врача, поскольку в ходе лечения следует тщательно контролировать уровень гормона в организме. Избыток тестостерона ничуть не лучше его недостатка.
• Если заместительная гормональная терапия вам не подходит, можно обратиться к естественным методам повышения уровня тестостерона.

1. Сбросьте вес. Тестостерон является стероидным гормоном, то есть он растворяется в жирах. Соответственно, если у вас лишний вес, то часть тестостерона хранится в жировых тканях и не участвует в протекающих в организме процессах. Это означает, что в вашем организме может быть достаточно тестостерона, но его часть не приносит никакой пользы. Можно повысить уровень тестостерона естественным путем, просто сбросив лишний вес.

   • Основной причиной ожирения является рафинированный сахар. Избегайте сладких напитков, обработанной и сладкой пищи.
   • Рафинированные углеводы, которыми богаты различные мучные изделия, рогалики, вафли, крендельки, мороженое, печенье, торты, кексы, вафли, кукурузные и картофельные чипсы, кетчуп и большинство других обработанных продуктов, довольно быстро расщепляются в организме на сахара. Постарайтесь свести потребление этих продуктов к минимуму.
   • Ешьте больше овощей. Овощи замедляют всасывание сахара в кишечнике и очищают организм от вредных жиров. Старайтесь ежедневно съедать 5 порций овощей.

2. Занимайтесь интенсивными спортивными упражнениями. Интенсивные физические нагрузки в течение непродолжительного времени полезнее для поднятия уровня тестостерона, чем умеренные и более длительные тренировки. Такие высокоинтенсивные упражнения улучшают работу рецепторов тестостерона в организме. Это помогает организму вырабатывать достаточное количество тестостерона без дополнительной нагрузки на клетки, которые выделяют этот гормон.

   • Перед тренировкой разогревайтесь в течение трех минут. Затем занимайтесь как можно быстрее и интенсивнее в течение 30 секунд. Можно заниматься плаванием, ездой на велосипеде или бегом на беговой дорожке. После 30-секундной пиковой нагрузки постепенно замедляйтесь в течение 90 секунд.
   • Повторяйте цикл пиковой нагрузки и расслабления по 7-8 раз. Общая продолжительность тренировки должна составлять 20 минут.

3. Употребляйте цинк. Этот микроэлемент необходим для выработки спермы и синтеза тестостерона. Он увеличивает либидо и поддерживает в норме половую функцию. Большое количество цинка содержится в мясе, рыбе, непастеризованном молоке, сыре, фасоли и йогурте. Можно также принимать пищевые добавки с цинком.

4. Поддерживайте нормальный уровень витамина D. Этот витамин необходим для нормального качества и количества спермы. Он также повышает уровень тестостерона, что увеличивает либидо. Витамин D синтезируется в коже из холестерина под воздействием ультрафиолетового излучения.

   • Если вы хотите повысить уровень витамина D в организме, принимайте солнечные ванны. Проводите на солнце по 20-30 минут так, чтобы свет попадал на оголенные руки, ноги, спину и другие части тела.
   • Хорошим источником витамина D являются также рыба и рыбий жир.
   • Большое количество витамина D содержится в грибах.

5. Соблюдайте умеренность при занятиях физическими упражнениями. Установлено, что интенсивные занятия спортом приводят к снижению уровня эстрогена. Ежедневные 30-минутные тренировки помогут вам сохранить оптимальный вес, предотвратить сердечные болезни и другие проблемы со здоровьем, однако более продолжительные занятия совсем не обязательны. Постарайтесь изменить свой режим тренировок и/или снизить их интенсивность, чтобы поднять уровень эстрогена в организме.

   • Интенсивные упражнения сжигают жир и, как следствие, организму просто негде хранить эстроген. Именно поэтому у спортсменок иногда наблюдаются нерегулярные менструации.
   • Чтобы поддерживать нормальный уровень эстрогена, следует ограничиться умеренными физическими нагрузками. Воздерживайтесь от интенсивных тренировок.

6. Питайтесь сбалансированно. Здоровый рацион питания поможет вам поддерживать нормальный уровень эстрогена. В особенности избегайте рафинированных углеводов и сахара, которые содержатся в такой пище, как различные мучные изделия, рогалики, вафли, крендельки и большинство других обработанных продуктов. Вместо этого употребляйте пищу, богатую белками и пищевыми волокнами.

   • Простые углеводы довольно быстро расщепляются в организме на глюкозу и другие легко усваиваемые сахара. Это повышает резистентность к инсулину и препятствует нормальному функционированию естественного эстрогена.
   • С другой стороны, употребление в пищу продуктов с низким содержанием жира и высоким содержанием пищевых волокон повышает уровень эстрогена. В вашем рационе должно быть достаточно свежих фруктов и овощей, особенно тех, что богаты пищевыми волокнами.

7. Не отказывайте себе в удовольствии употреблять продукты, богатые фитоэстрогенами. Фитоэстрогены - это натуральные вещества, действие которых схоже с действием эстрогена. Содержащиеся в пище фитоэстрогены могут служить хорошей заменой эстрогену. Фитоэстрогены содержатся в большинстве растительной пищи, и особенно богаты ими следующие продукты:

   • Соевые бобы, нут, зерновые отруби, горох, фасоль, фасоль пинто, лимская фасоль, семена льна, бобовые, овощи и фрукты. Старайтесь ежедневно съедать по 2-4 порции этих продуктов.
   • Соблюдайте меру. Поскольку фитоэстрогены конкурируют с рецепторами эстрогена, их чрезмерное количество может подавлять выработку эстрогена в организме.

Гормоны - сигнальные химические вещества, выделяемые эндокринными железами непосредственно в кровь и оказывающие сложное и многогранное воздействие на организм в целом либо на определённые органы и ткани-мишени. Гормоны служат гуморальными (переносимыми с кровью) регуляторами определённых процессов в определённых органах и системах.

Химическая природа почти всех известных гормонов выяснена в деталях (включая первичную структуру белковых и пептидных гормонов), однако до настоящего времени не разработаны общие принципы их номенклатуры. Химические наименования многих гормонов точно отражают их химическую структуру и очень громоздкие. Поэтому чаще применяются тривиальные названия гормонов. Принятая номенклатура указывает на источник гормона (например, инсулин – от лат. insula – островок) или отражает его функцию (например, пролактин, вазопрессин). Для некоторых гормонов гипофиза (например, лютеинизирующего и фолликулостимулирующего), а также для всех гипоталамических гормонов разработаны новые рабочие названия.

Аналогичное положение существует и в отношении классификации гормонов. Гормоны классифицируют в зависимости от места их природного синтеза, в соответствии с которым различают гормоны гипоталамуса, гипофиза, щитовидной железы, надпочечников, поджелудочной железы, половых желез, зобной железы и др. Однако подобная анатомическая классификация недостаточно совершенна, поскольку некоторые гормоны или синтезируются не в тех железах внутренней секреции, из которых они секретируются в кровь (например, гормоны задней доли гипофиза, вазопрессин и окситоцин синтезируются в гипоталамусе, откуда переносятся в заднюю долю гипофиза), или синтезируются и в других железах (например, частичный синтез половых гормонов осуществляется в коре надпочечников, синтез простагландинов происходит не только в предстательной железе, но и в других органах) и т.д. С учетом этих обстоятельств были предприняты попытки создания современной классификации гормонов, основанной на их химической природе. В соответствии с этой классификацией различают три группы истинных гормонов: 1) пептидные и белковые гормоны, 2) гормоны – производные аминокислот и 3) гормоны стероидной природы. Четвертую группу составляют эйкозаноиды – гормоноподоб-ныевещества, оказывающие местное действие.

Пептидные и белковые гормоны включают от 3 до 250 и более аминокислотных остатков. Это гормоны гипоталамуса и гипофиза(тироли-берин, соматолиберин, соматостатин, гормон роста, кортикотропин, тире-отропин и др. – см. далее), а также гормоны поджелудочной железы (инсулин, глюкагон). Гормоны – производные аминокислот в основном представлены производнымиаминокислоты тирозина. Это низкомолекулярные соединения адреналин и норадреналин, синтезирующиеся в мозговом вещественадпочечников, и гормоны щитовидной железы (тироксин и его производные). Гормоны 1-й и 2-й групп хорошо растворимы в воде.

Гормоны стероидной природы представлены жирорастворимыми гормонами коркового вещества надпочечников (кортикостероиды),половыми гормонами (эстрогены и андрогены), а также гормональной формой витамина D.

Эйкозаноиды, являющиеся производными полиненасыщенной жирной кислоты (арахидоновой), представлены тремя подклассами соединений: простагландины, тромбоксаны и лейкотриены. Эти нерастворимые в воде и нестабильные соединения оказывают свое действие на клетки, находящиеся вблизи их места синтеза.

Далее будут рассмотрены химическое строение, функции и пути биосинтеза и распада основных классов гормонов, подразделяющихся на отдельные группы в соответствии с классификацией, в основе которой лежит химическая природа гормонов.

Гипоталамус служит местом непосредственного взаимодействия высших отделов ЦНС и эндокринной системы. Природа связей, существующих между ЦНС и эндокринной системой, стала проясняться в последние десятилетия, когда из гипоталамуса были выделены первые гуморальные факторы, оказавшиеся гормональными веществами с чрезвычайно высокой биологической активностью. Потребовалось немало труда и экспериментального мастерства, чтобы доказать, что эти вещества образуются в нервных клеткахгипоталамуса, откуда по системе портальных капилляров достигают гипофиза и регулируют секрецию гипофизарных гормонов, точнее их освобождение (возможно, и биосинтез). Эти вещества получили сначала наименование нейрогормонов, а затем рилизинг-факторов(от англ. release – освобождать), или либеринов. Вещества с противоположным действием, т.е. угнетающие освобождение (и, возможно,биосинтез) гипофизар-ных гормонов, стали называть ингибирующими факторами, или статинами. Таким образом, гормонамгипоталамуса принадлежит ключевая роль в физиологической системе гормональной регуляции многосторонних биологических функций отдельных органов, тканей и целостного организма.

К настоящему времени в гипоталамусе открыто 7 стимуляторов (либе-рины) и 3 ингибитора (статины) секреции гормонов гипофиза, а именно: кортиколиберин, тиролиберин, люлиберин, фоллилиберин, соматолиберин, пролактолиберин, меланолиберин, соматостатин, пролактостатин и меланостатин (табл. 8.1). В чистом виде выделено 5 гормонов, для которых установлена первичная структура, подтвержденная химическим синтезом.

Большие трудности при получении гормонов гипоталамуса в чистом виде объясняются чрезвычайно низким содержанием их в исходнойткани. Так, для выделения всего 1 мг тиролиберина потребовалось переработать 7 т гипоталамусов, полученных от 5 млн овец.

Следует отметить, что не все гормоны гипоталамуса, по-видимому, строго специфичны в отношении одного какого-либо гипофизарногогормона. В частности, для тиролиберина показана способность освобождать, помимо тиротропина, также пролактин, а для люлиберина, помимо лютеи-низирующего гормона,– также фолликулостимулирующий гормон.

1 Гипоталамические гормоны не имеют твердо установленных наименований. Рекомендуется в первой части названия гормона гипофиза добавлять окончание «либерин»; например, «тиролиберин» означает гормон гипоталамуса, стимулирующий освобождение (и, возможно, синтез) тиротропина - соответствующего гормона гипофиза. Аналогичным образом образуют названия факторов гипоталамуса, ингибирующих освобождение (и, возможно, синтез) троп-ных гормонов гипофиза,- добавляют окончание «статин». Например, «соматостатин» означает гипоталамический пептид, ингибирующий освобождение (или синтез) гормона роста гипофиза -соматотропина.

Установлено, что по химическому строению все гормоны гипоталамуса являются низкомолекулярными пептидами, так называемыми олигопепти-дами необычного строения, хотя точный аминокислотный состав и первичная структура выяснены не для всех. Приводим полученные к настоящему времени данные о химической природе шести из известных 10 гормонов гипоталамуса.

1. Тиролиберин (Пиро-Глу–Гис–Про–NH 2):

Тиролиберин представлен трипептидом, состоящим из пироглутаминовой (циклической) кислоты, гистидина и пролинамида, соединенных пептидными связями. В отличие от классических пептидов он не содержит свободных NH 2 - и СООН-групп у N- и С-концевыхаминокислот.

2. Гонадолиберин является декапептидом, состоящим из 10 аминокислот в последовательности:

Пиро-Глу–Гис–Трп–Сер–Тир–Гли–Лей–Арг–Про–Гли-NН 2

Концевая С-аминокислота представлена глицинамидом.

3. Соматостатин является циклическим тетрадекапептидом (состоит из 14 аминокислотных остатков) :

Отличается этот гормон от двух предыдущих, помимо циклической структуры, тем, что не содержит на N-конце пироглутаминовойкислоты: дисульфидная связь образуется между двумя остатками цистеина в 3-м и 14-м положениях. Следует отметить, что синтетический линейный аналог соматостатина также наделен аналогичной биологической активностью, что свидетельствует о несущественности дисульфидного мостика природного гормона. Помимо гипоталамуса, соматостатин продуцируется нейронамицентральной и периферической нервных систем, а также синтезируется в S-клетках панкреатических островков (островков Лангерганса) в поджелудочной железе и клетках кишечника. Он оказывает широкий спектр биологического действия; в частности, показано ингибирующее действие на синтез гормона роста в аденогипофизе, а также прямое тормозящее действие его на биосинтез инсулина иглюкагона в β- и α-клетках островков Лангерганса.

4. Соматолиберин недавно выделен из природных источников. Он представлен 44 аминокислотными остатками с полностью раскрытой последовательностью. Биологической активностью соматолиберина наделен, кроме того, химически синтезированный декапептид:

Н-Вал–Гис–Лей–Сер–Ала–Глу–Глн–Лиз–Глу–Ала-ОН.

Этот декапептид стимулирует синтез и секрецию гормона роста гипофиза соматотропина.

5. Меланолиберин , химическая структура которого аналогична структуре открытого кольца гормона окситоцина (без трипептидной боковой цепи), имеет следующее строение:

Н-Цис–Тир–Иле–Глн–Асн–Цис-ОН.

6. Меланостатин (меланотропинингибирующий фактор) представлен или трипептидом: Пиро-Глу–Лей–Гли-NН 2 , или пентапептидом со следующей последовательностью:

Пиро-Глу–Гис–Фен–Aрг–Гли–NН 2 .

Необходимо отметить, что меланолиберин оказывает стимулирующее действие, а меланостатин, напротив, ингибирующее действие на синтез и секрецию меланотропина в передней доле гипофиза.

Получение

Получение. Небелковые гормоны, пептидные гормоны небольшой мол. массы и активные фрагменты нек-рых полипептидных гормонов синтезируют. Полипептидные и белковые гормоны получают гл. обр. экстрагированием из желез убойного скота и послед. очисткой. Разработаны способы получения нек-рых пептидных гормонов (напр., инсулина и соматотропина) с использованием генной инженерии. Метод основан на выделении гена соответствующего гормона и включении его в геном бактериальных клеток, приобретающих т. обр. способность к синтезу данного гормона. В результате размножения образуются большие массы бактерий, активно синтезирующих гормоны.