Гормоны по влиянию на отдельные виды обмена

МЕХАНИЗМ ДЕЙСТВИЯ ГОРМОНОВ

Гормоны– это вещества, которые образуются в эндокринных железах, выделяются в лимфу или кровь и регулируют обмен веществ и развитие организма.

Гормоны способны воздействовать на прилегающие клетки данной ткани (паракринный эффект) а также на клетки, в которых они синтезируются (аутокринный эффект).

Для гормонов типичны три признака:

1) Дистантность действия – регулируют обмен веществ и функцию эффекторных клеток на расстоянии;

2) Строгая специфичность действия – по биологическим эффектам нельзя один гормон заменить другим.

3) Обладают очень высокой степенью биологической активности.

Для нормального функционирования многоклеточного организма необходима взаимосвязь между отдельными клетками, тканями и органами. Эту взаимосвязь осуществляют 4 основные системы ре­гуляции.

* Центральная и периферическая нервные системы через нервные импульсы и нейромедиаторы;

* Эндокринная система через эндокринные железы и гормоны, которые секретируются в кровь и влияют на метаболизм раз­личных клеток-мишеней;

* Паракринная и аyтокринная системы посредством различных со­единений, которые секретируются в межклеточное пространство и взаимодействуют с рецепторами либо близлежащих клеток, либо той же клетки (простагландины, гормоны ЖКТ, гистамин и др.);

* Иммунная система через специфические белки (цитокины, антитела).

ИЕРАРХИЧЕСКИЙ ПРИНЦИП УПРАВЛЕНИЯ В ЭНДОКРИННОЙ СИСТЕМЕ

Системы регуляции обмена веществ и функций организма обра­зуют 3 иерархических уровня.

Первый уровень — ЦНС. Нервные клетки получают сигналы, поступающие из внешней и внутренней среды, преобразуют их в форму нервного импульса и передают через синапсы, используя химические сигналы — медиаторы. Медиаторы вызывают изменения метаболизма в эффекторных клетках.

Второй уровень — эндокринная система. Включает гипоталамус, гипофиз, периферические эндокринные железы (а также отдель­ные клетки), синтезирующие гормоны и высвобождающие их в кровь при действии соответствующего стимула.

Третий уровень — внутриклеточный. Его составляют изменения метаболизма в пределах клетки или отдельного метаболического пути, происходящие в результате:

— изменения активности ферментов путём активации или ингибирования;

— изменения количества ферментов по механизму индукции или репрессии синтеза белков или изменения скорости их разрушения;

— изменения скорости транспорта веществ через мембраны клеток.

Роль гормонов в регуляции обмена веществ и функций

Интегрирующими регуляторами, связывающими различные регуляторные механизмы и метаболизм в разных органах, являются гормоны. Они функционируют как химические посредники, переносящие сигналы, возникающие в различных органах и ЦНС. Ответная клетки на действие гормона очень разнообразна и определяется как химическим строением гормона, так и типом клетки, на которую направлено действие гормона.

В крови гормоны присутствуют в очень низкой концентрации. Для того чтобы передавать сигналы в клетки, гормоны должны распознаваться и связываться особыми белками клетки — рецепторами, обладающими высокой специфичностью.

Физиологический эффект гормона определяется разными факторами, например концентрацией гормона (которая определяется скоростью инактивации в результате распада гормонов, протекающего в основном в печени, и скоростью выведения гормонов и его метаболитов из организма), егосродством к белкам-переносчикам (Стероидные и тиреоидные гормоны транспортируются по кровеносному pycлу в комплексе с белками), количеством и типом рецепторов на поверхности клеток-мишеней.

Синтез и секреция гормонов стимулируется внешними и внутренними сигналами, поступающими в ЦНС.

Эти сигналы по нейронам поступают в гипоталамус, где стимулируют синтез пептидных рилизинг-гормонов (от англ. Releasе — освобождать) — либеринов и статинов, которые, соответственно, стимулируют или ингибируют синтез и секрецию гормонов передней доли гипофиза. Гормоны передней доли гипофиза, называемые тропными гормонами, стимлируют образование и секрецию гормонов периферических эндокринных желёз, которые поступают в общий кровоток и взаимодействуют с клетками-мишенями.

Поддержание уровня гормонов в организме обеспечивает механизм отрицательной обратной связи.Изменение концентрации метаболитов вклетках-мишенях по механизму отрицательной обратной связи подавляет синтез гoрмонов, дей­ствуя либо на эндокринные железы, либо на гипоталамус. Синтез и секреция тропных гормоновподавляется гормонами эндокринныхпериферических желёз. Такие петли обратнойсвязи действуют в системах регуляции гopмo­нов надпочечников, щитовидной железы, по­ловых желёз.

Не все эндокринные железы регулируются по­добным образом. Гормоны задней доли гипо­физа (вазопрессин и окситоцин) синтезируют­ся в гипоталамусе в виде предшественников и хранятся в гранулах терминальных аксонов ней­рогипофиза. Секреция гормонов поджелудоч­ной железы (инсулина и глюкагона) напрямую зависит от концентрации глюкозы в крови.

В регуляции межклеточных взаимодействий участвуют также низкомолекулярные белковые соединения — цитокины. Влияние цитокинов на различные функции клеток обусловлено их взаимодействием с мембранными рецепторами. Через образование внутриклеточных посредни­ков сигналы передаются в ядро, где происходят активация определённых генов и индукция син­теза белков. Все цитокины объединяются сле­дующими общими свойствами:

. синтезируются в процессе иммунного ответа организма, служат медиаторами иммунной и воспалительной реакций и обладают в ос­новном аутокринной, в некоторых случаях паракринной и эндокринной активностью;

. действуют как факторы роста и факторы диф­ференцировки клеток (при этом вызывают преимущественно медленные клеточные ре­акции, требующие синтеза новых белков);

. обладают плейотропной (полифункциональ­ной) активностью.

1

Рисунок 1. Схема взаимодействия регуляторных систем организма.

1- синтез и секреция гормонов стимулируется внешними и внутренними сигналами;

2- сигналы по нейронам поступают в гипоталамус, где стимулируют синтез и секрецию рилизинг-гормонов;

3- рилизинг-гормоны стимулируют (либерины) или ингибируют (статины) синтез и секрецию тропных гормонов гипофиза;

4- тропные гормоны стимулируют синтез и секрецию гормонов периферических эндокринных желёз;

5- гормоны эндокринных желёз поступают в кровоток и взаимодействуют с клетками-мишенями;

6- изменение концентрации метаболитов в клетках-мишенях по механизму отрицательной обратной связи подавляет синтез гормонов эндокринных желёз и гипоталамуса;

7- синтез и секреция тропных гормонов подавляется гормонами эндокринных желёз;

+ — стимуляция синтеза и секреции гормонов;

— — подавление синтеза и секреции гормонов (отрицательная обратная связь).

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: При сдаче лабораторной работы, студент делает вид, что все знает; преподаватель делает вид, что верит ему. 9063 — | 7212 — или читать все.

178.45.227.63 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)
очень нужно

источник

Гормоны представляют собой биоорганические соединения различной химической природы, структура которых обуславливает их специфическую активность системных регуляторов физиологических процессов. Главный и первичный объект действия гормонов – внутриклеточные обменные процессы. Обладая большой мощностью и широким спектром действия на обмен веществ, гормоны способны вторично изменять функцию и структуру клеток, тканей и других органов. Гормональная регуляция оказывает существенное, порой решающее, влияние на фундаментальные жизненные процессы: синтез нуклеиновых кислот и белков в клетках, их гипертрофию и гиперплазию. Нарушение функционирования того или иного звена эндокринной системы может значительно изменить нормальное течение этих процессов, приводя к глубокой патологии, часто несовместимой с жизнью. Изучение химической структуры и свойств гормонов позволяет понять механизмы реализации их биологических эффектов, а последнее, в свою очередь, создает рациональную основу для эффективного управления физиологическими функциями организма.

Цель изучения раздела: уметь использовать знания о структуре, свойстве, обмене и функции витаминов и гормонов для расшифровки биохимических механизмов некоторых заболеваний, возникающих в организме в результате нарушений функции гормонов, знать биохимические основы применения гормонов как лекарственных препаратов.

Студент должен:

Усвоить:современные представления о взаимосвязи структуры, метаболизма, механизма действия и функций гормонов;

Уметь:оценивать роль эндокринных механизмов в изменении обменных процессов у здорового человека и при различных формах патологии.

Рекомендуемые темы реферативных сообщений

1. Гипоталамус – узел перекреста нервно-рефлекторных и гуморальных механизмов регуляции обмена веществ.

2. Гормоны гипоталамуса. Структура и свойства.

3. Вторичные внутриклеточные посредники гормонов.

4. Молекулярные механизмы передачи гормонального сигнала глюкоротикоидов на генетический аппарат клетки.

5. Тестостерон. Биосинтез, физиологические и биохимические эффекты.

6. Особенности рецепторной системы и внутриклеточной передачи регуляторных сигналов инсулина.

7. Глюкогон и инсулин. Особенности взаимодействия в периоде абсорбции пищевых веществ.

8. Катехоламины: рецепторы и механизмы действия на обмен углеводов и липидов.

9. Йодированные гормоны щитовидной железы. Роль поступления йода во взаимодействии тиреотропного гормона и йодированных гормонов щитовидной железы.

10. Простагландины. Особенности образования и действия.

11. Современные представления о структуре и свойствах интерлейкинов.

12. Современные представления о структуре и свойствах факторов роста.

13. Эритропоэтин. Физиологические и биохимические эффекты.

14. Гормоны белой жировой ткани. Структура и свойства.

15. Лейкотриены – медиаторы воспаления.

16. Д-гормон. Образование, влияние на обмен веществ.

Биохимия гормонов. Молекулярные механизмы передачи гормонального сигнала

В разделе формируются представление об основных системах регуляции метаболизма и межклеточных коммуникациях, трех иерархических уровнях регуляторных систем (ЦНС, эндокринная система, клетка) и способах передачи информации между ними. Обсудить роль гормонов как химических посредников, переносящих сигналы, возникающие в различных органах и ЦНС. Дать определение гормонов и отличие их от гормоноподобных веществ.

Методические указания к самоподготовке

Вопросы к разделу

1. Основные системы регуляции метаболизма и межклеточных коммуникаций. Иерархия регуляторных систем.

2. Гормоны. Определение. Роль гормонов в регуляции обмена веществ и функций организма. Классификации и номенклатура гормонов.

3. Механизмы регуляции, поддерживающие концентрацию гормонов в крови на необходимом уровне (механизмы положительной и отрицательной обратной связи)

4. Понятие о дистантном действии гормонов. Гормоны как первичные посредники передачи информации от ЦНС в клетку. Ткани-мишени для гормонов.

5. Рецепторы гормонов. Химическая природа рецепторов. Особенности их строения. Локализация рецепторов в клетке в зависимости от структурных особенностей гормона.

6. Мембранно-цитозольный механизм действия гормонов. Рецепторы, локализованные в мембране. Их характеристика. Роль вторичных мессенджеров (цАМФ, цГМФ, инозитол-1,4,5- трифосфат, ДАГ, ионы кальция)

7. Механизмы передачи информации через рецепторы, сопряженные с G-белками. Аденилатциклазная система. Инозитолфосфатная система. Участники этих систем.

8. Последовательность событий передачи сигнала первичных мессенджеров в клетку с помощью аденилатциклазной системы. Активация и инактивация аденилатциклазы и протеинкиназы А. Фосфодиэстераза и фосфопротеинфосфатаза). Участие аденилатциклазной системы в регуляции экспрессии генов. Примеры гормонов, передающих информацию через эту систему.

9. Последовательность событий передачи гормонального сигнала в клетку с помощью инозитолфосфатной системы. Рецептор — G-белок, ФЛС – образование ДАГ и ИФ – активация протеинкиназы С. Кальмодулин. Са-кальмодулин зависимые протеинкиназы. Инактивация системы. Примеры гормонов, передающих информацию через эту систему.

10. Каталитические рецепторы, проявляющие тирозинкиназную активность. Общая схема механизма активации и инактивации. Примеры гормонов, передающих информацию через эту систему.

11. Рецепторы гормонов с гуанилатциклазной активностью. Виды гуанилатциклазы. Протеинкиназа G. Примеры гормонов, передающих информацию через эту систему. Роль и механизм действия NO как вторичного посредника.

12. Передача сигнала с помощью внутриклеточных рецепторов. Последовательность событий, приводящих к изменению скорости транскрипции. Примеры гормонов, передающих информацию через эту систему.

Для успешного усвоения темы и активной работы на занятии, выполните следующие задания согласно таблице 22.

Таблица 22. Гормоны, механизмы действия

Задание	Характеристика задания
Сформулируйте понятие «гормон», рассмотрите классификацию гормонов.	1. Сформулируйте современное понятие «гормон», подчеркнув основные отличительные особенности этой группы сигнальных молекул. 2. Перечислите эндокринные железы и продуцируемые ими гормоны. 3. Охарактеризуйте различия между системными гормонами и тканевыми гормонами. 4. Выделите основные группы гормонов по химической природе и приведите примеры. 5. Охарактеризуйте гормоны по влиянию на отдельные виды обмена (обмена белков, липидов, углеводов).
Рассмотрите основные принципы действия гормонов на метаболизм клеток.	1. Выделите основные биологические функции гормонов. 2. Подчеркните особенности синтеза, транспорта, взаимодействия с клетками и основные эффекты гормонов: регуляцию активности белков, биогенеза и продолжительности их функционирования. 3. Охарактеризуйте понятие «клетка-мишень» и особенности гормон-рецепторных взаимодействий.
9.Изучите молекулярные механизмы внутриклеточной передачи гормональных сигналов.	1. Дайте классификацию мембранных рецепторов. Что такое «первичный месенджер», «каскад передачи сигнала», «вторичный мессенджер» 2. Охарактеризуйте рецепторные комплексы стероидных и белково-пептидных гормонов. 3. Выпишите схему действия на «клетки-мишени» стероидных гормонов и йодированных гормонов щитовидной железы. 4. Перечислите вторичные посредники передачи гормональных сигналов. 5. Выпишите схему действия гормонов через аденилатциклазную систему. 6. Выпишите схему передачи сигналов инозитолфосфатной системой. Дайте общую схему механизма действия каталитических рецепторов тирозинкиназной активности. Приведите примеры гормонов.

Пример задания контроля исходного уровня знаний

1.РОЛЬ РЕЦЕПТОРОВ — МАКРОМОЛЕКУЛ

1) Предназначены для присоединения лекарств

2) Не восприимчивы к антагонистам

3) Предназначены для физиологических нейромедиаторов и гормонов

4) Имеются только на наружной мембране

5) Имеются только внутри клетки

1) Гомодимеры α — субъединиц

2) Гетеродимеры α- и β- субъединиц

3) Гетеротримеры α-, β- и γ-субъединиц

4) Гетеротетромеры α-, β-, γ- и ε- субъединиц

5) Две α- и две β- субъединицы

3.G — БЕЛКИ МОГУТ ПЕРЕНОСИТЬ КАК СТИМУЛИРУЮЩИЕ, ТАК И ИНГИБИТОРНЫЕ СИГНАЛЫ В КЛЕТКУ. ПУТИ ПЕРЕНОСА ИНФОРМАЦИИ

1) Белки типа G_s и G_i участвуют во всех путях переноса информации от рецепторов мембранного типа

2) Белки типа G_s участвуют во всех путях переноса информации от рецепторов мембранного типа

3) Белки типа G_i участвуют во всех путях переноса информации от рецепторов мембранного типа

4) Белки типа G_s и G_i участвуют в фосфоинозитидном каскаде переноса информации от рецепторов мембранного типа

5) Белки типа G_i участвуют в фосфоинозитидном каскаде переноса информации от рецепторов мембранного типа

4. ПРАВИЛЬНАЯ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ВКЛЮЧЕНИЯ БЕЛКОВ АДЕНИЛАТЦИКЛАЗНОЙ СИСТЕМЫ ВТОРИЧНОГО ГОРМОНАЛЬНОГО ПОСРЕДНИКА

1. Рецептор гормона → аденилатциклаза → G — белок → протеинкиназа → киназа фосфорилазы→ фосфорилаза

2. Рецептор гормона → G – белок → аденилатциклаза → киназа фосфорилазы →протеинкиназа→фосфорилаза

3. Рецептор гормона → G — белок → аденилатциклаза → фосфорилаза → киназа фосфорилазы → протеинкиназа

4. Рецептор гормона → G – белок → аденилатциклаза → протеинкиназа → киназа фосфорилазы → фосфорилаза

5. ГОРМОН, СВЯЗЫВАЮЩИЙСЯ С РЕЦЕПТОРОМ, ЛОКАЛИЗОВАННЫМ НА ЦИТОПЛАЗМАТИЧЕСКОЙ МЕМБРАНЕ КЛЕТКИ

6.НЕКОТОРЫЕ ГОРМОНЫ (ВАЗОПРЕССИН, ГАСТРИН, ХОЛЕЦИСТОКИНИН) РЕГУЛИРУЮТ АКТИВНОСТЬ ВНУТРИКЛЕТОЧНЫХ ФЕРМЕНТОВ ПОСЛЕ СВЯЗЫВАНИЯ СВОЕГО ВТОРИЧНОГО ПОСРЕДНИКА СО СЛЕДУЮЩИМ ВЕЩЕСТВОМ

7.В ГЕНОМЕ ВСЕХ ЭУКАРИОТИЧЕСКИХ КЛЕТОК ПРИСУТСТВУЮТ АНАЛОГИ ОНКОГЕНОВ, НАЗЫВАЕМЫЕ ПРОТООНКОГЕНАМИ (ПРЕДШЕСТВЕННИКИ ОНКОГЕНОВ). ИХ ФУНКЦИЯМИ ЯВЛЯЮТСЯ

1) Протоонкогены, как правило, обладают трансформирующими свойствами

2) Протоонкогены кодируют синтез факторов роста

3) Протоонкогены кодируют синтез рецепторов факторов роста

4) Протоонкогены кодируют синтез G – белков, активирующих аденилатциклазу

5) Протоонкогены кодируют синтез G – белков, активирующих аденилатциклазу, факторы роста, рецепторы факторов роста, белки, связывающиеся с ДНК

8.ХОЛЕРНЫЙ ТОКСИН – ФЕРМЕНТ, ВЫРАБАТЫВАЕМЫЙ VIBRIO CHOLERAE. МИШЕНЬ ХОЛЕРНОГО ТОКСИНА В ЭПИТЕЛИАЛЬНЫХ КЛЕТКАХ КИШЕЧНИКА

1) α – Субъединица G_s, так что она перестает гидролизовать ГТФ

2) Аденилатциклаза , так что она перестает синтезировать цАМФ

3) β – Субъединица G_s, так что она перестает гидролизовать ГТФ

4) γ – Субъединица G_s, так что она перестает гидролизовать ГТФ

5) Фосфодиэстераза, так что она перестает гидролизовать цАМФ

9.ТОКСИН КОКЛЮША – ФЕРМЕНТ, ВЫРАБАТЫВАЕМЫЙ BORDETELLA PERTUSSIS. МИШЕНЬ ТОКСИНА В ЭПИТЕЛИАЛЬНЫХ КЛЕТКАХ ДЫХАТЕЛЬНЫХ ПУТЕЙ

1) Аденилатциклаза, которая перестает синтезировать цАМФ

2) Белок G_i так, что он теряет способность обменивать ГДФ на ГТФ и блокировать активацию аденилатциклазы

3) γ- Субъединица G_s, так что она перестает гидролизовать ГТФ и постоянно активирует аденилатциклазу

4) β – Субъединица G_s,, так что она перестает гидролизовать АТФ и постоянно активирует аденилатциклазу

5) α – Субъединица G_s, так что она перестает гидролизовать ГТФ и постоянно активирует аденилатциклазу

10.ВТОРИЧНЫЕ ПОСРЕДНИКИ (МЕССЕНДЖЕРЫ) , ОБРАЗУЮЩИЕСЯ В РЕЗУЛЬТАТЕ ГИДРОЛИТИЧЕСКОЙ РЕАКЦИИ, КАТАЛИЗИРУЕМОЙ ФОСФОЛИПАЗОЙ С

4) Инозитолтрифосфат и диацилглицерол

11.ГОРМОН, СВЯЗАННЫЙ С РЕЦЕПТОРОМ, ЛОКАЛИЗОВАННЫМ В ЦИТОПЛАЗМЕ КЛЕТКИ

12.ГОРМОН, СВЯЗАННЫЙ С РЕЦЕПТОРОМ, ЛОКАЛИЗОВАННЫМ В ЦИТОПЛАЗМЕ КЛЕТКИ

13.ВЕЩЕСТВА, КОТОРЫЕ МОГУТ ВЫСТУПАТЬ В РОЛИ АЛЛОСТЕРИЧЕСКИХ ЭФФЕКТОРОВ

1) Конечные продукты цепей последовательных реакций, регулирующие таким образом свой собственный синтез

2) АТФ, АДФ, АМФ, НАД + и НАД-Н

4) Конечные продукты цепей последовательных реакций, регулирующие таким образом свой собственный синтез; АТФ, АДФ, АМФ, НАД + и НАД-Н; гормоны и медиаторы

5) Витамины; конечные продукты цепей последовательных реакций, регулирующие таким образом свой собственный синтез; АТФ, АДФ, АМФ, НАД + и НАД-Н; гормоны и медиаторы

14. ХАРАКТЕРИСТИКИ АЛЛОСТЕРИЧЕСКОГО ФЕРМЕНТА АСПАРТАТТРАНСКАРБОМОИЛАЗЫ ИЗ КИШЕЧНОЙ ПАЛОЧКИ, ИЗУЧЕННОГО ДЖОНОМ ГЕРХАРДОМ И ХОВАРДОМ ШОКМАНОМ

1) Катализирует синтез ЦТФ

2) Катализирует синтез УТФ

3) Состоит из трех каталитических и трех регуляторных субъединиц

4) Состоит из двух каталитических и трех регуляторных субъединиц

5) Его активность аллостерически регулируется субстратами карбамоилфосфатом и аспартатом

15. G_S – БЕЛКИ СТИМУЛИРУЮТ АКТИВНОСТЬ АДЕНИЛАТЦИКЛАЗЫ. ОДНАКО С ТЕЧЕНИЕМ ВРЕМЕНИ АКТИВНОСТЬ АДЕНИЛАТЦИКЛАЗЫ ПОСТЕПЕННО УМЕНЬШАЕТСЯ. ЭТО ОБУСЛОВЛЕНО

1) АТФ – азной активностью G_s – белка

2) ГТФ – азной активностью β-субъединицы G_s – белка

3) Фосфолипазной активность G_s – белка

4) АТФ – азной активностью γ G_s – белка

5) ГТФ – азной активностью α-субъединицы G_s – белка

Ответы к тестовым заданиям.

Примеры ситуационных задач.

Задача 1.Важное свойство мембран – способность воспринимать и передавать внутрь клетки сигналы из внешней среды. Около 80% первичных мессенджеров (гормоны, нейротрансмиттеры) взаимодействуют со специфическими рецепторами, которые связаны с эффекторами через G-белки. Последние участвуют в разных трансмембранных системах передачи сигнала. Объясните роль G-белков в этих процессах.

а) опишите структурную организацию G-белков;

б) подумайте, какие специфические центры должна иметь каждая α-субъединица в аденилатциклазной системе;

в) напишите схему передачи сигнала от мембранного рецептора через G-белок на фермент аденилатциклазу;

г) разъясните, как усиливается сигнал при работе аденилатциклазной системы;

д) объясните, почему G-белки называют «внутренние часы клетки».

а) G-белки локализованы на внутренней поверхности плазматической мембраны, имеют гетеротримерную структуру. Они состоят из большой α-субъединицы , а также меньших β- и γ-субъединиц. α-субъединица обладает ГТФ-азной активностью, в неактивной (выключенной) форме она связывает молекулу ГДФ на активном сайте. Субъединицы β и γ

Рисунок 39. Структура G-белков

связаны между собой и в физиологических условиях не могут быть диссоциированы. В неактивном состоянии βγ-комплекс непрочно связан с α-субъединицей. γ-Субъединица связана с мембраной геранилгераниловой цепью, близкой по структуре к холестерину, а α-субъединица ‒ с помощью миристиновой кислоты. Такие связи обеспечивают удержание комплекса G-белка в плоскости мембраны и способность легко двигаться в этой плоскости.

• взаимодействия с рецептором;

• связывания с βγ-субъединицами;

• взаимодействия с ферментом аденилатциклазой.

Рисунок 40.Аденилатциклазная система

г) Каскадный механизм. Одна молекула гормона, активирующая рецептор, может «включать» несколько G-белков, затем каждый активирует несколько молекул аденилатциклаз с образованием тысяч молекул цАМФ и т.д. Таким образом, по механизму каскадного усиления одна молекула гормона способна изменить активность нескольких тысяч молекул.

д) Конформационные изменения в комплексе <α-ГТФ>— <АЦ>стимулируют повышение ГТФ-фосфатазной активности α-субъединицы. Протекает реакция дефосфорилирования ГТФ, и один из продуктов

Рисунок 41. Дефосфорилирование ГТФ

реакции, неорганический фосфат (Рi), отделяется от α-субъединицы, а комплекс α-ГДФ сохраняется. Образование в активном центре α-субъединицы молекулы ГДФ снижает его сродство к аденилатциклазе, но увеличивает сродство к βγ-субъединицам. G-белок возвращается к неактивной форме. Таким образом, скорость гидролиза ГТФ определяет время, в течение которого система находится в активном состоянии.

Задача 2.При эфирном наркозе возбуждаются симпатические центры, адреналин из мозгового слоя надпочечников поступает в кровь. Почему такой наркоз может ухудшить состояние пациентов, страдающих заболеваниями, сопровождающимися увеличением уровня глюкозы в крови? А еще диэтиловый эфир часто уменьшает сократительную способность сердца за счет прямого депрессивного действия на миокард. Увеличивает секрецию слюнных и бронхиальных желез, может провоцировать развитие ларинго- и бронхиолоспазма, стойкое угнетение дыхание и апноэ. Угнетает перистальтику кишечника. Эти, и многие другие недостатки привели к тому, что эфир для наркоза в настоящее время не используется

а) назовите норму глюкозы в крови;

б) укажите источники глюкозы в крови;

в) объясните механизм действия адреналина в той ткани, которая обеспечивает сохранение нормального уровня глюкозы в крови при стрессе и кратковременном голодании (не более суток);

г) представьте схему метаболического пути, ускорение которого приведет к повышению уровня глюкозы в крови у пациентов при использовании такого наркоза.

а) Концентрация глюкозы в крови в норме поддерживается на уровне

б) Пища, содержащая углеводы; мобилизация гликогена в печени; глюконеогенез в печени из лактата, глицерола, аминокислот.

в) В печени адреналин может передавать сигнал через α₁— и β₂-адренорецепторы.

Рисунок 42.Передача гормонального сигнала через β₂-адренорецептор и аденилатциклазную систему в печени

Рисунок 43. Передача гормонального сигнала через α₁-адренорецептор и инозитолфосфатную систему в печени

Рисунок 44. Распад гликогена

Таким образом, эфирный наркоз, увеличивая секрецию адреналина и, соответственно, мобилизацию гликогена, повышает уровень глюкозы в крови у пациентов.

Задача 4.В послеродовом отделении обследован ребенок с признаками застойной сердечной недостаточности. У младенца наблюдались тахипноэ (более 60 дыхательных движений в минуту) и тахикардия (более 180 ударов в минуту). Причиной данной сердечной недостаточности явилось такое заболевание, как незаращение артериального (боталлова) протока.

В течение внутриутробного периода сохранность открытого просвета артериального протока поддерживает PGE2. После рождения просвет артериального протока в норме зарастает или значительно уменьшается. В данной ситуации этого не произошло, потому что у ребенка в сердечной ткани была повышена секреция PGE2. Врач назначил лечение индометацином и получил положительный эффект: состояние больного улучшилось, симптомы заболевания уменьшились, боталлов проток стал уменьшаться в размерах.

Объясните молекулярные механизмы действия PGE2 и лечебного эффекта индометацина в данном клиническом случае.

а) назовите группу регуляторных молекул, к которой относятся простагландины;

б) укажите примеры исходных субстратов для их синтеза;

в) изложите, через какие трансмембранные системы передачи сигналов эйкозаноиды действуют на клетки-мишени и напишите схему одной из них;

г) назовите основные функции и место действия PGE2;

д) объясните, как можно ускорить процесс закрытия просвета артериального протока с помощью индометацина, относящегося к классу нестероидных противовоспалительных средств. На схеме синтеза простагландинов покажите фермент, активность которого подавляется индометацином.

б) Субстратами для синтеза эйкозаноидов будут служить полиненасыщенные жирные кислоты с 20 углеродными атомами, такие, как:

в) Эйкозаноиды действуют на клетки-мишени с помощью модуляции аденилатциклазной, гуанилатциклазной и инозитолфосфатной систем.

Рисунок 45. Инозитолфосфатная система

г) PGE2 действуют на большинство тканей. Основными биологическими эффектами следует считать инициацию родовой активности, ингибирование агрегации тромбоцитов, расширение сосудов, расслабление гладкой мускулатуры. В данном клиническом случае высокая концентрация PGE2 в сердечной ткани благодаря своим свойствам не позволяет зарасти артериальному протоку, что должно произойти в норме. Для того чтобы ускорить процесс закрытия протока, необходимо ингибировать синтез PGE2.

д) Для того чтобы уменьшить синтез PGE2, нужно ингибировать регуляторный фермент синтеза эйкозаноидов – циклооксигеназу с помощью индометацина, что должно привести к зарастанию боталлова протока.

Рисунок 46. Блокировка синтеза простагландинов из арахидоновй кислоты

Гормоны белковой природы

Гормоны белковой природы и производные аминокислот – две большие группы регуляторных молекул, которые имеют, в отличие от стероидных гормонов, принципиально иной механизм взаимодействия с рецепторами, а значит и влияния на изменения метаболического фона в клетках-мишенях. Все они, за исключением гормонов щитовидной железы, работают по опосредованному механизму. Для гормонов щитовидной железы характерен непосредственный механизм действия. Гормоны – белки и производные аминокислот оказывают существенное разноплановое влияние на метаболические процессы, протекающие в клетке, участвуя в поддержании гомеостаза. Вопросы, рассматриваемые на данном занятии важны для понимания метаболических изменений и лабораторной диагностики заболеваний, связанных с нарушениями функции желез внутренней секреции, и других патологических состояний.

Методические указания к самоподготовке

Вопросы раздела

1. Опосредованные механизмы передачи гормональных сигналов в клетки. Мессенджеры второго порядка, их влияние на метаболический фон в клетке

2. Строение, биосинтез, биологическое действие гормонов гипоталамуса (либерины, статины), гипофиза (гормоны аденогипофиза и нейрогипофиза).

3. Нарушения функций гипоталамо-гипофизарной системы

4. Гормоны щитовидной железы. Биосинтез. Транспорт и метаболизм. Регуляция синтеза и секреции йодтиронинов. Механизмы отрицательной обратной связи

5. Механизм действия и биологические функции йодтиронинов. Метаболические влияния.

6. Заболевания щитовидной железы

7. Гормоны мозгового слоя надпочечников. Синтез и секреция катехоламинов. Механизм действия и биологические функции. Метаболические влияния.

8. Патология мозгового вещества надпочечников

Для успешного усвоения темы выполните следующие задания согласно таблице 23.

Таблица 23. Гормоны белковой природы

Задание	Методические указания к выполнению задания
Рассмотрите опосредованные механизмы передачи гормонального сигнала	Дайте определение опосредованным механизмам передачи гормональных сигналов в клетки. Что такое мессенджеры второго порядка, каково их влияние на метаболический фон в клетке
Изучите гормоны гипоталамуса и гипофиза.	1. Объясните, почему гипоталамус выполняет роль вегетативного центра нервно-рефлекторной и эндокринной регуляции обмена веществ. 2. Охарактеризуйте структуру и роль гормонов гипоталамуса: релизинг-гормонов, статинов и нейрогормонов (вазопрессина, окситоцита) 3. Почему вазопрессин получил название «антидиуретический гормон»? Каковы причины и проявления несахарного диабета? 4. Разберите структуру и биологическую роль соматотропина, фолликустимулирующего гормона, лютеинизирующего гормона, пролактита, тиротропина, кортикотропина. 5. Охарактеризуйте основы автономной саморегуляции систем – гипоталамо-гипофизарно-гонадной, гипоталамо-гипофизарно-тиреоидной и гипоталамо-гипофизарно-кортикоидной оси.
Изучите йодированные гормоны щитовидной железы.	1. Напишите основные этапы биосинтеза йодированных гормонов щитовидной железы. 2. Отметьте особенности транспорта в крови и взаимодействия с рецепторами тироксина и трийодтиронина. 3. Рассмотрите основные физиологические эффекты тиреоидных гормонов, влияние на энергетический обмен, обмен углеводов, липидов и белков. 4. Охарактеризуйте заболевания, связанные с гипер- и гипопродукцией тироксина и трийодтиронина.
Изучите пептидные гормоны, регулирующие кальций-фосфорный обмен.	1. Опишите структуру и метаболические функции в костной ткани, почках и тонком кишечнике кальцитонина щитовидной железы. 2. Опишите структуру и влияние на кальций-фосфорный обмен паратгормона.
Изучите инсулин поджелудочной железы.	1. Охарактеризуйте особенности структуры и биосинтеза инсулина. Перечислите стимулы, регулирующие инкрецию инсулина. 2. Обратите внимание на рецептор инсулина, обладающего каталитической активностью. 3. Отметьте влияние инсулина на ключевые регуляторные ферменты гликолиза, гликогенеза, апотомического окисления, цикла трикарбоновых кислот, липогенеза, трансляции белка. 4. Выпишите схему молекулярного механизма внутриклеточной передачи гормонального сигнала инсулина.
Изучите нарушения обмена веществ при сахарном диабете.	1. Перечислите формы сахарного диабета. Чем они отличаются? 2. Выпишите основные биохимические проявления сахарного диабета: а) б) в) и т.д. 3. Объясните, почему при сахарном диабете нарушается использование глюкозы крови. Укажите ферментативные блоки гликолиза, гликогенеза, пентозофосфатного окисления. 4. Ответьте, почему при сахарном диабете снижается интенсивность цикла трикарбоновых кислот, усиливается глюконеогенез. 5. Напишите реакцию гликозилирования белков при сахарном диабете. 6. Изучите причины, механизмы и последствия усиления при сахарном диабете липолиза и β-окисления жирных кислот. 7. Каковы нарушения использования ацетил-КоА при сахарном диабете? Объясните причину кетонемии и кетонурии при сахарном диабете. 8. Объясните, почему недостаточность инсулина приводит к нарушению биосинтеза нуклеиновых кислот и белка, к усилению протеолиза тканевых белков и катаболизма аминокислот. 9. Дайте определение понятиям «сахарная кривая», почечный «сахарный порог».
Изучите структуру и влияние на обмен веществ глюкогона.	1. Опишите структуру и метаболическое влияние глюкогона на обмен углеводов и нейтрального жира. 2. Представьте схему внутриклеточного механизма передачи гормонального сигнала глюкогона на обмен гликогена и нейтрального жира.
Изучите гормоны мозгового слоя надпочечников.	1. Напишите химизм реакций биосинтеза норадреналина и адреналина из тирозина. 2. Перечислите физиологические эффекты адреналина и норадреналина: а) 1) б) 2) в) и др. 3) и т.д. 3. Перечислите биохимические эффекты адреналина в печени, мышечной ткани и жировой ткани. 4. Представьте схему аденилатциклазного пути мобилизации гликогена и нейтрального жира при взаимодействии адреналина с β-рецепторами.
Изучите пептидные гормоны, регулирующие кальций-фосфорный обмен.	3. Опишите структуру и метаболические функции в костной ткани, почках и тонком кишечнике кальцитонина щитовидной железы. 4. Опишите структуру и влияние на кальций-фосфорный обмен паратгормона.

Примеры заданий для контроля исходного уровня знаний

Выберите несколько ответов

1. АНДРЕНАЛИН И НОРАДРЕНАЛИН

1) Синтезируются в мозговом слое надпочечников;

2) Проявляют эффекты в клетках-мишенях через взаимодействие с рецепторами;

3) Передают сигналы в клетках-мишенях с помощью аденилатциклазной системы вторичных посредников;

4) Стимулируют процессы гликогенеза в печени и липогенеза в адипоцитах;

5) Синтезируются в корковом слое надпочечников;

6) Изменяют активность ключевых регуляторных ферментов путем фосфорилирования.

2. ПОСЛЕ ПРИЕМА УГЛЕВОДИСТОЙ ПИЩИ ДЕПОНИРОВАНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА СТИМУЛИРУЕТ

Выберите несколько ответов

3. УКАЗАННЫЕ ГОРМОНЫ ОБЕСПЕЧИВАЮТ ИЗМЕНЕНИЯ В ТКАНЯХ-МИШЕНЯХ: А. АДРЕНАЛИН Б. ИНСУЛИН В. ТИРОКСИН Г. ГЛЮКОГОН Д. НОРАДРЕНАЛИН

1) Стимулирует распад гликогена.

2) Стимулирует глюконеогенез.

3) Усиливает катаболизм триглицеридов.

4) Увеличивает скорость поступления

глюкозы в мышцы и жировую ткань.

5) Стимулирует липогенез в жировой ткани.

4.ПАТОЛОГИИ: А. ХАРАКТЕРНО ДЛЯ САХАРНОГО ДИАБЕТА Б. ХАРАКТЕРНО ДЛЯ НЕСАХАРНОГО ДИАБЕТА В. ХАРАКТЕРНО ДЛЯ ОБОИХ ЗАБОЛЕВАНИЙ Г. НЕ ХАРАКТЕРНО НИ ДЛЯ ОДНОГО ИЗ ЗАБОЛЕВАНИЙ

5. ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ СОБЫТИЙ ПРИ ПЕРЕДАЧЕ ГОРМОНАЛЬНОГО СИГНАЛА В КЛЕТКИ ЖИРОВОЙ ТКАНИ ПРИ ДЕЙСТВИИ ГЛЮКОГОНА

1) Взаимодействие гормона со специфическим рецептором

2) Активация протеинкиназы

5) Активация аденилатциклазы

6) Гидролиз триацилглицеринов

7) Фосфорилирование ТАГ-липазы.

6. СОБЫТИЯ ПРИ СИНТЕЗЕ И СЕКРЕЦИИ ТИРЕОИДНЫХ ГОРМОНОВ

1) Йодирование остатков тирозина в тиреоглобулине.

2) Синтез три- и тетрайодтиронинов путем объединения двух йодированных молекул тирозина.

3) Поступление йодида в эпителиальные клетки фолликул.

4) Связывание йодтиронинов с тироксинсвязывающим белком плазмы крови.

5) Захват и гидролиз йодтиреоглобулина эпителиальными клетками фолликул.

6) Поступление йодтиронинов в клетки-мишени.

Эталоны ответов на задания

Примеры ситуационных задач

Задача 1.Суточный объем мочи у пациента, жалующегося на сухость во рту, постоянную жажду и частое мочеиспускание, 4,5 литра, относительная плотность 1.004 (при норме 1,018 и более), глюкоза, белок и кетоновые тела в моче не обнаружены. Какому заболеванию могут соответствовать результаты анализов? Для обоснования ответа:

а) назовите гормон, синтез и секреция которого нарушена в этом случае;

б) назовите ткани-мишени, на которые действует этот гормон.

Ответ. Несахарный диабет. Вазапрессин (антидиуретический гормон). Почки, мышечный слой артериол.

Задача 2.Существует выражение: «сахарный диабет это голод среди изобилия». Объясните сущность этого выражения. Для обоснования ответа укажите:

а) в каких тканях при сахарном диабете протекает метаболизм по типу голодания на фоне гипергликемии;

б) какие метаболические пути активируются и тормозятся в этих тканях;

в) какие биохимические «симптомы» сахарного диабета отражают эти изменения метаболизма.

Ответ.При сахарном диабете содержание глюкозы в крови резко повышено, однако инсулинзависимые ткани страдают от недостаточности в клетках глюкозы. Это мышечная, жировая ткань, печень. В этих тканях активируется липолиз и катаболизм аминокислот, в печени, кроме того, активируются глюконеогенез, биосинтез кетоновых тел. Эти изменения отражают следующие «симптомы» сахарного диабета: гипергликемию, глюкозурию, кетонемию, кетонурию, ацидоз, азотемию, азотурию.

Задача 3.Врач предписал больному, у которого наблюдались начальные симптомы развития сахарного диабета II- го типа, регулярные физические нагрузки. Это назначение основано на результатах исследований последних лет, которые показали, что такие нагрузки увеличивают количество белков ГЛЮТ-4 в клетках инсулинозависимых тканей, стимулируя экспрессию гена ГЛЮТ-4. В результате захват глюкозы этими клетками увеличивается в 7 раз, (исследования показали, что физические нагрузки оказывают такой же конечный эффект на клетки инсулинозависимых тканей, как и действие инсулина).

Объясните молекулярные механизмы действия инсулина у здоровых людей, влияние физических нагрузок на уменьшение симптомов сахарного диабета II-го типа и замедление развития его осложнений.

а) назовите инсулинозависимые ткани и объясните, почему они так называются;

б) объясните, что такое ГЛЮТ-4 и какова его функция; опишите роль инсулина в активации этих белков;

в) изобразите общую схему регуляции экспрессии гена эукариот;

г) объясните, как инсулин может повлиять на скорость экспрессии генов.

а) К инсулинозависимым тканям относятся мышечная и жировая ткани. Инсулинозависимые ткани – те, в которых белки-переносчики глюкозы через мембраны внутрь клеток – ГЛЮТ-4.

б) Существует 5 типов ГЛЮТов, которые локализованы в разных тканях. ГЛЮТ-4 – главный переносчик глюкозы в клетки мышц и жировой ткани. ГЛЮТ-4 в отсутствии инсулина находится в цитозоле клеток, но при его действии на рецепторы клеток ГЛЮТ-4 встраиваются в мембраны и начинают переносить глюкозу внутрь клеток, таким образом инсулин активирует ГЛЮТ-4. Биологическая роль этого типа ГЛЮТов заключается в том, что инсулинозависимые ткани захватывают глюкозу только в абсорбтивном периоде.

Рисунок 47.Регуляция экспрессии генов у эукариот

г) Гормоны действуют как индукторы или корепресоры на регуляторную область генов, влияя тем самым на скорость транскрипции и, следовательно, трансляции белков. Инсулин и, как оказалось, физические нагрузки через неизвестные пока молекулярные механизмы, вызывают индукцию синтеза ГЛЮТ-4. Инсулин влияет на ген сложным путем, через каскад реакций фосфорилирования белков (см. рис. 27), но конечный ответ клетки выражается увеличением синтеза ГЛЮТ-4 и скорости их встраивания в мембраны клеток.

Физические нагрузки также индуцируют синтез ГЛЮТ-4, что увеличивает их количество в клетках. Захват глюкозы клетками инсулинозависимых тканей усиливается, понижается концентрация глюкозы в крови. В результате снижается риск развития осложнений сах

Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.

Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).

источник

Рис. 15. Расположение эндокринных желез и желез смешанной секреции.

Общей функцией для всех желез является выработка гормонов.

Эндокринная функция – сложноорганизованная система, состоящая из ряда взаимосвязанных и тонко сбалансированных компонентов. Эта система специфична и включает в себя:

1) синтез и секрецию гормонов;

2) транспорт гормонов в кровь;

3) метаболизм гормонов и их экскрецию;

4) взаимодействие гормона с тканями;

5) процессы регуляции функций железы.

Гормоны – химические соединения, обладающие высокой биологической активностью и в малых количествах значительным физиологическим эффектом.

Гормоны транспортируются кровью к органам и тканям, при этом лишь небольшая их часть циркулирует в свободном активном виде. Основная часть находится в крови в связанной форме в виде обратимых комплексов с белками плазмы крови и форменными элементами. Эти две формы находятся в равновесии друг с другом, причем равновесие в состоянии покоя значительно сдвинуто в сторону обратимых комплексов. Их концентрация составляет 80 %, а иногда и более от суммарной концентрации данного гормона в крови. Образование комплекса гормонов с белками – спонтанный, неферментативный, обратимый процесс. Компоненты комплекса связаны между собой нековалентными, слабыми связями.

Гормоны, не связанные с транспортными белками крови, имеют прямой доступ к клеткам и тканям. Параллельно протекают два процесса: реализация гормонального эффекта и метаболическое расщепление гормонов. Метаболическая инактивация важна в поддержании гормонального гомеостаза. Гормональный катаболизм – механизм регуляции активности гормона в организме.

По химической природе гормоны разделены на три группы:

2) полипептиды и белки с наличием углеводного компонента и без него;

3) аминокислоты и их производные.

Для всех гормонов характерен относительно небольшой период полужизни – около 30 мин. Гормоны должны постоянно синтезироваться и секретироваться, действовать быстро и с большой скоростью инактивироваться. Только в этом случае они могут эффективно работать в качестве регуляторов.

Физиологическая роль желез внутренней секреции связана с их влиянием на механизмы регуляции и интеграции, адаптации, поддержания постоянства внутренней среды организма.

2. Свойства гормонов, механизм их действия

Выделяют три основных свойства гормонов:

1) дистантный характер действия (органы и системы, на которые действует гормон, расположены далеко от места его образования);

2) строгую специфичность действия (ответные реакции на действие гормона строго специфичны и не могут быть вызваны другими биологически активными агентами);

3) высокую биологическая активность (гормоны вырабатываются железами в малых количествах, эффективны в очень небольших концентрациях, небольшая часть гормонов циркулирует в крови в свободном активном состоянии).

Действие гормона на функции организма осуществляется двумя основными механизмами: через нервную систему и гуморально, непосредственно на органы и ткани.

Гормоны функционируют как химические посредники, переносящие информацию или сигнал в определенное место – клетку-мишень, которая имеет высокоспециализированный белковый рецептор, с которым связывается гормон.

По механизму воздействия клеток с гормонами гормоны делятся на два типа.

Первый тип (стероиды, тиреоидные гормоны) – гормоны относительно легко проникают внутрь клетки через плазматические мембраны и не требуют действия посредника (медиатора).

Второй тип – плохо проникают внутрь клетки, действуют с ее поверхности, требуют присутствия медиатора, их характерная особенность – быстровозникающие ответы.

В соответствии с двумя типами гормонов выделяют и два типа гормональной рецепции: внутриклеточный (рецепторный аппарат локализован внутри клетки), мембранный (контактный) – на ее наружной поверхности. Клеточные рецепторы – особые участки мембраны клетки, которые образуют с гормоном специфические комплексы. Рецепторы имеют определенные свойства, такие как:

1) высокое сродство к определенному гормону;

3) ограниченная емкость к гормону;

4) специфичность локализации в ткани.

Эти свойства характеризуют количественную и качественную избирательную фиксацию гормонов клеткой.

Связывание рецептором гормональных соединений является пусковым механизмом для образования и освобождения медиаторов внутри клетки.

Механизм действия гормонов с клеткой-мишенью происходит следующие этапы:

1) образование комплекса «гормон—рецептор» на поверхности мембраны;

2) активацию мембранной аденилциклазы;

3) образование цАМФ из АТФ у внутренней поверхности мембраны;

4) образование комплекса «цАМФ—рецептор»;

5) активацию каталитической протеинкиназы с диссоциацией фермента на отдельные единицы, что ведет к фосфорилированию белков, стимуляции процессов синтеза белка, РНК в ядре, распада гликогена;

6) инактивацию гормона, цАМФ и рецептора.

Действие гормона может осуществляться и более сложным путем при участии нервной системы. Гормоны воздействуют на интерорецепторы, которые обладают специфической чувствительностью (хеморецепторы стенок кровеносных сосудов). Это начало рефлекторной реакции, которая изменяет функциональное состояние нервных центров. Рефлекторные дуги замыкаются в различных отделах центральной нервной системы.

Выделяют четыре типа воздействия гормонов на организм:

1) метаболическое воздействие – влияние на обмен веществ;

2) морфогенетическое воздействие – стимуляция образования, дифференциации, роста и метаморфозы;

3) пусковое воздействие – влияние на деятельность эффекторов;

4) корригирующее воздействие – изменение интенсивности деятельности органов или всего организма.

3. Синтез, секреция и выделение гормонов из организма

Биосинтез гормонов – цепь биохимический реакций, которые формируют структуру гормональной молекулы. Эти реакции протекают спонтанно и генетически закреплены в соответствующих эндокринных клетках. Генетический контроль осуществляется либо на уровне образования мРНК (матричной РНК) самого гормона или его предшественников (если гормон – полипептид), либо на уровне образования мРНК белков ферментов, которые контролируют различные этапы образования гормона (если он – микромолекула).

В зависимости от природы синтезируемого гормона существуют два типа генетического контроля гормонального биогенеза:

1) прямой (синтез в полисомах предшественников большинства белково-пептидных гормонов), схема биосинтеза: «гены – мРНК – прогормоны – гормоны»;

2) опосредованный (внерибосомальный синтез стероидов, производных аминокислот и небольших пептидов), схема:

«гены – (мРНК) – ферменты – гормон».

На стадии превращения прогормона в гормон прямого синтеза часто подключается второй тип контроля.

Секреция гормонов – процесс освобождения гормонов из эндокринных клеток в межклеточные щели с дальнейшим их поступлением в кровь, лимфу. Секреция гормона строго специфична для каждой эндокринной железы. Секреторный процесс осуществляется как в покое, так и в условиях стимуляции. Секреция гормона происходит импульсивно, отдельными дискретными порциями. Импульсивный характер гормональной секреции объясняется циклическим характером процессов биосинтеза, депонирования и транспорта гормона.

Секреция и биосинтез гормонов тесно взаимосвязаны друг с другом. Эта связь зависит от химической природы гормона и особенностей механизма секреции. Выделяют три механизма секреции:

1) освобождение из клеточных секреторных гранул (секреция катехоламинов и белково-пептидных гормонов);

2) освобождение из белоксвязанной формы (секреция тропных гормонов);

3) относительно свободная диффузия через клеточные мембраны (секреция стероидов).

Степень связи синтеза и секреции гормонов возрастает от первого типа к третьему.

Гормоны, поступая в кровь, транспортируются к органам и тканям. Связанный с белками плазмы и форменными элементами гормон аккумулируется в кровяном русле, временно выключается из круга биологического действия и метаболических превращений. Неактивный гормон легко активируется и получает доступ к клеткам и тканям. Параллельно идут два процесса: реализация гормонального эффекта и метаболическая инактивация.

В процессе обмена гормоны изменяются функционально и структурно. Подавляющая часть гормонов метаболизируется, и лишь незначительная их часть (0,5—10 %) выводятся в неизмененном виде. Метаболическая инактивация наиболее интенсивно протекает в печени, тонком кишечнике и почках. Продукты гормонального метаболизма активно выводятся с мочой и желчью, желчные компоненты окончательно выводятся каловыми массами через кишечник. Небольшая часть гормональных метаболитов выводится с потом и слюной.

4. Регуляция деятельности эндокринных желез

Все процессы, происходящие в организме, имеют специфические механизмы регуляции. Один из уровней регуляции – внутриклеточный, действующий на уровне клетки. Как и многие многоступенчатые биохимические реакции, процессы деятельности эндокринных желез в той или иной степени саморегулируются по принципу обратной связи. Согласно этому принципу предыдущая стадия цепи реакций либо тормозит, либо усиливает последующие. Этот механизм регуляции имеет узкие пределы и в состоянии обеспечить мало изменяющийся начальный уровень деятельности желез.

Первостепенную роль в механизме регуляции имеет межклеточный системный механизм контроля, который ставит функциональную активность желез в зависимость от состояния всего организма. Системный механизм регуляции обусловливает главную физиологическую роль желез внутренней секреции – приведение в соответствие уровня и соотношения обменных процессов с потребностями всего организма.

Нарушение процессов регуляции приводит к патологии функций желез и всего организма в целом.

Регуляторные механизмы могут быть стимулирующими (облегчающими) и тормозящими.

Ведущее место в регуляции эндокринных желез принадлежит центральной нервной системе. Существует несколько механизмов регуляции:

1) нервный. Прямые нервные влияния играют определяющую роль в работе иннервируемых органов (мозгового слоя надпочечников, нейроэндокринных зон гипоталамуса и эпифиза);

2) нейроэндокринный, связанный с деятельностью гипофиза и гипоталамуса.

В гипоталамусе происходит трансформация нервного импульса в специфический эндокринный процесс, приводящий к синтезу гормона и его выделению в особых зонах нервно-сосудистого контакта. Выделяют два типа нейроэндокринных реакций:

а) образование и секрецию релизинг-факторов – главных регуляторов секреции гормонов гипофиза (гормоны образуются в мелкоклеточных ядрах подбугровой области, поступают в область срединного возвышения, где накапливаются и проникают в систему портальной циркуляции аденогипофиза и регулируют их функции);

б) образование нейрогипофизарных гормонов (гормоны сами образуются в крупноклеточных ядрах переднего гипоталамуса, спускаются в заднюю долю, где депонируются, оттуда поступают в общую систему циркуляции и действуют на периферические органы);

3) эндокринный (непосредственное влияние одних гормонов на биосинтез и секрецию других (тропные гормоны передней доли гипофиза, инсулин, соматостатин));

4) нейроэндокринный гуморальный. Осуществляется негормональными метаболитами, оказывающие регулирующее действие на железы (глюкозой, аминокислотами, ионами калия, натрия, простагландинами).

1. Гормоны передней доли гипофиза

Гипофиз занимает особое положение в системе эндокринных желез. Его называют центральной железой, так как за счет его тропных гормонов регулируется деятельность других эндокринных желез. Гипофиз – сложный орган, он состоит из аденогипофиза (передней и средней долей) и нейрогипофиза (задней доли). Гормоны передней доли гипофиза делятся на две группы: гормон роста и пролактин и тропные гормоны (тиреотропин, кортикотропин, гонадотропин).

К первой группе относят соматотропин и пролактин.

Гормон роста (соматотропин) принимает участие в регуляции роста, усиливая образование белка. Наиболее выражено его влияние на рост эпифизарных хрящей конечностей, рост костей идет в длину. Нарушение соматотропной функции гипофиза приводит к различным изменениям в росте и развитии организма человека: если имеется гиперфункция в детском возрасте, то развивается гигантизм; при гипофункции – карликовость. Гиперфункция у взрослого человека не влияет на рост в целом, но увеличиваются размеры тех частей тела, которые еще способны расти (акромегалия).

Пролактин способствует образованию молока в альвеолах, но после предварительного воздействия на них женских половых гормонов (прогестерона и эстрогена). После родов увеличивается синтез пролактина и наступает лактация. Акт сосания через нервно-рефлекторный механизм стимулирует выброс пролактина. Пролактин обладает лютеотропным действием, способствует продолжительному функционированию желтого тела и выработке им прогестерона. Ко второй группе гормонов относят:

1) тиреотропный гормон (тиреотропин). Избирательно действует на щитовидную железу, повышает ее функцию. При сниженной выработке тиреотропина происходит атрофия щитовидной железы, при гиперпродукции – разрастание, наступают гистологические изменения, которые указывают на повышение ее активности;

2) адренокортикотропный гормон (кортикотропин). Стимулирует выработку глюкокортикоидов надпочечниками. Кортикотропин вызывает распад и тормозит синтез белка, является антагонистом гормона роста. Он тормозит развитие основного вещества соединительной ткани, уменьшает количество тучных клеток, подавляет фермент гиалуронидазу, снижая проницаемость капилляров. Этим определяется его противовоспалительное действие. Под влиянием кортикотропина уменьшаются размер и масса лимфоидных органов. Секреция кортикотропина подвержена суточным колебаниям: в вечерние часы его содержание выше, чем утром;

3) гонадотропные гормоны (гонадотропины – фоллитропин и лютропин). Присутствуют как у женщин, так и у мужчин;

а) фоллитропин (фолликулостимулирующий гормон), стимулирующий рост и развитие фолликула в яичнике. Он незначительно влияет на выработку эстрагенов у женщин, у мужчин под его влиянием происходит образование сперматозоидов;

б) лютеинизирующий гормон (лютропин), стимулирующий рост и овуляцию фолликула с образованием желтого тела. Он стимулирует образование женских половых гормонов – эстрагенов. Лютропин способствует выработке андрогенов у мужчин.

2. Гормоны средней и задней долей гипофиза

В средней доле гипофиза вырабатывается гормон меланотропин (интермедин), который оказывает влияние на пигментный обмен.

Задняя доля гипофиза тесно связана с супраоптическим и паравентрикулярным ядром гипоталамуса. Нервные клетки этих ядер вырабатывают нейросекрет, который транспортируется в заднюю долю гипофиза. Накапливаются гормоны в питуицитах, в этих клетках гормоны превращаются в активную форму. В нервных клетках паравентрикулярного ядра образуется окситоцин, в нейронах супраоптического ядра – вазопрессин.

Вазопрессин выполняет две функции:

1) усиливает сокращение гладких мышц сосудов (тонус артериол повышается с последующим повышением артериального давления);

2) угнетает образование мочи в почках (антидиуретическое действие). Антидиуретическое действие обеспечивается способностью вазопрессина усиливать обратное всасывание воды из канальцев почек в кровь. Уменьшение образования вазопрессина является причиной возникновения несахарного диабета (несахарного мочеизнурения).

Окситоцин (оцитоцин) избирательно действует на гладкую мускулатуру матки, усиливает ее сокращение. Сокращение матки резко увеличивается, если она находилась под воздействием эстрогенов. Во время беременности окситоцин не влияет на сократительную способность матки, так как гормон желтого тела прогестерон делает ее нечувствительной ко всем раздражителям. Окситоцин стимулирует выделение молока, усиливается именно выделительная функция, а не его секреция. Особые клетки молочной железы избирательно реагируют на окситоцин. Акт сосания рефлекторно способствует выделению окситоцина из нейрогипофиза.

Гипоталамическая регуляция образования гормонов гипофиза

Нейроны гипоталамуса вырабатывают нейросекрет. Продукты нейросекреции, которые способствуют образованию гормонов передней доли гипофиза, называются либеринами, а тормозящие их образование – статинами. Поступление этих веществ в переднюю долю гипофиза происходит по кровеносным сосудам.

Регуляция образования гормонов передней доли гипофиза осуществляется по принципу обратной связи. Между тропной функцией передней доли гипофиза и периферическими железами существуют двусторонние отношения: тропные гормоны активируют периферические эндокринные железы, последние в зависимости от их функционального состояния тоже влияют на продукцию тропных гормонов. Двусторонние взаимоотношения имеются между передней долей гипофиза и половыми железами, щитовидной железой и корой надпочечников. Эти взаимоотношения называют «плюс-минус» взаимодействия. Тропные гормоны стимулируют («плюс») функцию периферических желез, а гормоны периферических желез подавляют («минус») продукцию и выделение гормонов передней доли гипофиза. Существует обратная связь между гипоталамусом и тропными гормонами передней доли гипофиза. Повышение концентрации в крови гормона гипофиза приводит к торможению нейросекрета в гипоталамусе.

Симпатический отдел вегетативной нервной системы усиливает выработку тропных гормонов, парасимпатический отдел угнетает.

3. Гормоны эпифиза, тимуса, паращитовидных желез

Эпифиз находится над верхними буграми четверохолмия. Значение эпифиза крайне противоречиво. Из его ткани выделены два соединения:

1) мелатонин (принимает участие в регуляции пигментного обмена, тормозит развитие половых функций у молодых и действие гонадотропных гормонов у взрослых). Это обусловлено прямым действием мелатонина на гипоталамус, где идет блокада освобождения люлиберина, и на переднюю долю гипофиза, где он уменьшает действие люлиберина на освобождение лютропина;

2) гломерулотропин (стимулирует секрецию альдостерона корковым слоем надпочечников).

Тимус (вилочковая железа) – парный дольчатый орган, расположенный в верхнем отделе переднего средостения. Тимус образует несколько гормонов: тимозин, гомеостатический тимусный гормон, тимопоэтин I, II, тимусный гуморальный фактор. Они играют важную роль в развитии иммунологических защитных реакций организма, стимулируя образование антител. Тимус контролирует развитие и распределение лимфоцитов. Секреция гормонов тимуса регулируется передней долей гипофиза.

Вилочковая железа достигает максимального развития в детском возрасте. После полового созревания она начинает атрофироваться (железа стимулирует рост организма и тормозит развитие половой системы). Есть предположение, что тимус влияет на обмен ионов Ca и нуклеиновых кислот.

При увеличении вилочковой железы у детей возникает тимико-лимфатический статус. При этом состоянии, кроме увеличения тимуса, происходят разрастание лимфатической ткани, увеличение вилочковой железы является проявлением надпочечниковой недостаточности.

Паращитовидные железы – парный орган, они расположены на поверхности щитовидной железы. Гормон паращитовидной железы – паратгормон (паратирин). Паратгормон находится в клетках железы в виде прогормона, превращение прогормона в паратгормон происходит в комплексе Гольджи. Из паращитовидных желез гормон непосредственно поступает в кровь.

Паратгормон регулирует обмен Ca в организме и поддерживает его постоянный уровень в крови. В норме содержания Ca в крови составляет 2,25—2,75 ммоль/л (9—11 мг%). Костная ткань скелета – главное депо Ca в организме. Имеется определенная зависимость между уровнем Ca в крови и содержанием его в костной ткани. Паратгормон усиливает рассасывание кости, что приводит к увеличению освобождения ионов Ca, регулирует процессы отложения и выхода солей Ca в костях. Влияя на обмен Са, паратгормон параллельно воздействует на обмен фосфора: уменьшает обратное всасывание фосфатов в дистальных канальцах почек, что приводит к понижению их концентрации в крови.

Удаление паращитовидных желез приводит к вялости, рвоте, потере аппетита, к разрозненным сокращениям отдельных групп мышц, которые могут переходить в длительное тетаническое сокращение. Регуляция деятельности паращитовидных желез определяется уровнем Са в крови. Если в крови нарастает концентрация Са, это приводит к снижению функциональной активности паращитовидных желез. При уменьшении уровня Са повышается гормонообразовательная функция желез.

4. Гормоны щитовидной железы. Йодированные гормоны. Тиреокальцитонин. Нарушение функции щитовидной железы

Щитовидная железа расположена с обеих сторон трахеи ниже щитовидного хряща, имеет дольчатое строение. Структурной единицей является фолликул, заполненный коллоидом, где находится йодсодержащий белок – тиреоглобулин.

Гормоны щитовидной железы делятся на две группы:

1) йодированные – тироксин, трийодтиронин;

2) тиреокальцитонин (кальцитонин).

Йодированные гормоны образуются в фолликулах железистой ткани, его образование происходит в три этапа:

1) образование коллоида, синтез тиреоглобулина;

2) йодирование коллоида, поступление йода в организм, всасывание в виде йодидов. Йодиды поглощаются щитовидной железой, окисляются в элементарный йод и включаются в состав тиреоглобулина, процесс стимулируется ферментом – тиреоидпероксиказой;

3) выделение в кровоток происходит после гидролиза тиреоглобулина под действием катепсина, при этом освобождаются активные гормоны – тироксин, трийодтиронин.

Основной активный гормон щитовидной железы – тироксин, соотношение тироксина и трийодтиронина составляет 4: 1. Оба гормона находятся в крови в неактивном состоянии, они связаны с белками глобулиновой фракции и альбумином плазмы крови. Тироксин легче связывается с белками крови, поэтому быстрее проникает в клетку и имеет большую биологическую активность. Клетки печени захватывают гормоны, в печени гормоны образуют соединения с глюкуроновой кислотой, которые не обладают гормональной активностью и выводятся с желчью в ЖКТ. Этот процесс называется дезинтоксикацией, он предотвращает чрезмерное насыщение крови гормонами.

Роль йодированных гормонов:

1) влияние на функции ЦНС. Гипофункция ведет к резкому снижению двигательной возбудимости, ослаблению активных и оборонительных реакций;

2) влияние на высшую нервную деятельность. Включаются в процесс выработки условных рефлексов, дифференцировки процессов торможения;

3) влияние на рост и развитие. Стимулируют рост и развитие скелета, половых желез;

4) влияние на обмен веществ. Происходит воздействие на обмен белков, жиров, углеводов, минеральный обмен. Усиление энергетических процессов и увеличение окислительных процессов приводят к повышению потребления тканями глюкозы, что заметно снижает запасы жира и гликогена в печени;

5) влияние на вегетативную систему. Увеличивается число сердечных сокращений, дыхательных движений, повышается потоотделение;

6) влияние на свертывающую систему крови. Снижают способность крови к свертыванию (уменьшают образование факторов свертывания крови), повышают ее фибринолитическую активность (увеличивают синтез антикоагулянтов). Тироксин угнетает функциональные свойства тромбоцитов – адгезию и агрегацию.

Регуляция образования йодсодержащих гормонов осуществляется:

1) тиреотропином передней доли гипофиза. Влияет на все стадии йодирования, связь между гормонами осуществляется по типу прямых и обратных связей;

2) йодом. Малые дозы стимулируют образование гормона за счет усиления секреции фолликулов, большие – тормозят;

3) вегетативной нервной системой: симпатическая – повышает активность продукции гормона, парасимпатическая – снижает;

4) гипоталамусом. Тиреолиберин гипоталамуса стимулирует тиреотропин гипофиза, который стимулирует продукцию гормонов, связь осуществляется по типу обратных связей;

5) ретикулярной формацией (возбуждение ее структур повышает выработку гормонов);

6) корой головного мозга. Декортикация активизирует функцию железы первоначально, значительно снижает с течением времени.

Тиреокальцитоцин образуется парафолликулярными клетками щитовидной железы, которые расположены вне железистых фолликул. Он принимает участие в регуляции кальциевого обмена, под его влиянием уровень Ca снижается. Тиреокальцитоцин понижает содержание фосфатов в периферической крови.

Тиреокальцитоцин тормозит выделение ионов Ca из костной ткани и увеличивает его отложение в ней. Он блокирует функцию остеокластов, которые разрушают костную ткань, и запускают механизм активации остеобластов, участвующих в образовании костной ткани.

Уменьшение содержания ионов Ca и фосфатов в крови обусловлено влиянием гормона на выделительную функцию почек, уменьшая канальцевую реабсорбцию этих ионов. Гормон стимулирует поглощение ионов Ca митохондриями.

Регуляция секреции тиреокальцитонина зависит от уровня ионов Ca в крови: повышение его концентрации приводит к дегрануляции парафолликулов. Активная секреция в ответ на гиперкальциемию поддерживает концентрацию ионов Ca на определенном физиологическом уровне.

Секреции тиреокальцитонина способствуют некоторые биологически активные вещества: гастрин, глюкагон, холецистокинин.

При возбуждении бета-адренорецепторов повышается секреция гормона, и наоборот.

Нарушение функции щитовидной железы сопровождается повышением или понижением ее гормонообразующей функции.

Недостаточность выработки гормона (гипотериоз), появляющаяся в детском возрасте, ведет к развитию кретинизма (задерживаются рост, половое развитие, развитие психики, наблюдается нарушение пропорций тела).

Недостаточность выработки гормона ведет к развитию микседемы, которая характеризуется резким расстройством процессов возбуждения и торможения в ЦНС, психической заторможенностью, снижением интеллекта, вялостью, сонливостью, нарушением половых функций, угнетением всех видов обмена веществ.

При повышении активности щитовидной железы (гипертиреозе) возникает заболевание тиреотоксикоз. Характерные признаки: увеличение размеров щитовидной железы, числа сердечных сокращений, повышение обмена веществ, температуры тела, увеличение потребления пищи, пучеглазие. Наблюдаются повышенная возбудимость и раздражительность, изменяется соотношение тонуса отделов вегетативной нервной системы: преобладает возбуждение симпатического отдела. Отмечаются мышечное дрожание и мышечная слабость.

Недостаток в воде йода приводит к снижению функции щитовидной железы со значительным разрастанием ее ткани и образованием зоба. Разрастание ткани – компенсаторный механизм в ответ на снижение содержания йодированных гормонов в крови.

5. Гормоны поджелудочной железы. Нарушение функции поджелудочной железы

Поджелудочная железа – железа со смешанной функцией. Морфологической единицей железы служат островки Лангерганса, преимущественно они расположены в хвосте железы. Бета-клетки островков вырабатывают инсулин, альфа-клетки – глюкагон, дельта-клетки – соматостатин. В экстрактах ткани поджелудочной железы обнаружены гормоны ваготонин и центропнеин.

Инсулин регулирует углеводный обмен, снижает концентрацию сахара в крови, способствует превращению глюкозы в гликоген в печени и мышцах. Он повышает проницаемость клеточных мембран для глюкозы: попадая внутрь клетки, глюкоза усваивается. Инсулин задерживает распад белков и превращение их в глюкозу, стимулирует синтез белка из аминокислот и их активный транспорт в клетку, регулирует жировой обмен путем образования высших жирных кислот из продуктов углеводного обмена, тормозит мобилизацию жира из жировой ткани.

В бета-клетках инсулин образуется из своего предшественника проинсулина. Он переносится в клеточные аппарат Гольджи, где происходят начальные стадии превращения проинсулина в инсулин.

В основе регуляции инсулина лежит нормальное содержание глюкозы в крови: гипергликемия приводит к увеличению поступления инсулина в кровь, и наоборот.

Паравентрикулярные ядра гипоталамуса повышают активность при гипергликемии, возбуждение идет в продолговатый мозг, оттуда в ганглии поджелудочной железы и к бета-клеткам, что усиливает образование инсулина и его секрецию. При гипогликемии ядра гипоталамуса снижают свою активность, и секреция инсулина уменьшается.

Гипергликемия непосредственно приводит в возбуждение рецепторный аппарат островков Лангерганса, что увеличивает секрецию инсулина. Глюкоза также непосредственно действует на бета-клетки, что ведет к высвобождению инсулина.

Глюкагон повышает количество глюкозы, что также ведет к усилению продукции инсулина. Аналогично действует гормоны надпочечников.

Вегетативная нервная система регулирует выработку инсулина посредством блуждающего и симпатического нервов. Блуждающий нерв стимулирует выделение инсулина, а симпатический тормозит.

Количество инсулина в крови определяется активностью фермента инсулиназы, который разрушает гормон. Наибольшее количество фермента находится в печени и мышцах. При однократном протекании крови через печень разрушается до 50 % находящегося в крови инсулина.

Важную роль в регуляции секреции инсулина выполняет гормон соматостатин, который образуется в ядрах гипоталамуса и дельта-клетках поджелудочной железы. Соматостатин тормозит секрецию инсулина.

Активность инсулина выражается в лабораторных и клинических единицах.

Глюкагон принимает участие в регуляции углеводного обмена, по действию на обмен углеводов он является антагонистом инсулина. Глюкагон расщепляет гликоген в печени до глюкозы, концентрация глюкозы в крови повышается. Глюкагон стимулирует расщепление жиров в жировой ткани.

Механизм действия глюкагона обусловлен его взаимодействием с особыми специфическими рецепторами, которые находятся на клеточной мембране. При связи глюкагона с ними увеличивается активность фермента аденилатциклазы и концентрации цАМФ, цАМФ способствует процессу гликогенолиза.

Регуляция секреции глюкагона. На образование глюкагона в альфа-клетках оказывает влияние уровень глюкозы в крови. При повышении глюкозы в крови происходит торможение секреции глюкагона, при понижении – увеличение. На образование глюкагона оказывает влияние и передняя доля гипофиза.

Гормон роста соматотропин повышает активность альфа-клеток. В противоположность этому гормон дельта-клетки – соматостатин тормозит образование и секрецию глюкагона, так как он блокирует вхождение в альфа-клетки ионов Ca, которые необходимы для образования и секреции глюкагона.

Физиологическое значение липокаина. Он способствует утилизации жиров за счет стимуляции образования липидов и окисления жирных кислот в печени, он предотвращает жировое перерождение печени.

Функции ваготонина – повышение тонуса блуждающих нервов, усиление их активности.

Функции центропнеина – возбуждение дыхательного центра, содействие расслаблению гладкой мускулатуры бронхов, повышение способности гемоглобина связывать кислород, улучшение транспорта кислорода.

Нарушение функции поджелудочной железы.

Уменьшение секреции инсулина приводит к развитию сахарного диабета, основными симптомами которого являются гипергликемия, глюкозурия, полиурия (до 10 л в сутки), полифагия (усиленный аппетит), полидиспепсия (повышенная жажда).

Увеличение сахара в крови у больных сахарным диабетом является результатом потери способности печени синтезировать гликоген из глюкозы, а клеток – утилизировать глюкозу. В мышцах также замедляется процесс образования и отложения гликогена.

У больных сахарным диабетом нарушаются все виды обмена.

6. Гормоны надпочечников. Глюкокортикоиды

Надпочечники – парные железы, расположенные над верхними полюсами почек. Они имеют важное жизненное значение. Различают два типа гормонов: гормоны коркового слоя и гормоны мозгового слоя.

Гормоны коркового слоя длятся на три группы:

1) глюкокортикоиды (гидрокортизон, кортизон, кортикостерон);

2) минералокортикоиды (альдестерон, дезоксикортикостерон);

3) половые гормоны (андрогены, эстрогены, прогестерон).

Глюкокортикоиды синтезируются в пучковой зоне коры надпочечников. По химическому строению гормоны являются стероидами, образуются из холестерина, для синтеза необходима аскорбиновая кислота.

Физиологическое значение глюкокортикоидов.

Глюкокортикоиды влияют на обмен углеводов, белков и жиров, усиливают процесс образования глюкозы из белков, повышают отложение гликогена в печени, по своему действию являются антагонистами инсулина.

Глюкокортикоиды оказывают катаболическое влияние на белковый обмен, вызывают распад тканевого белка и задерживают включение аминокислот в белки.

Гормоны обладают противовоспалительным действием, что обусловлено снижением проницаемости стенок сосуда при низкой активности фермента гиалуронидазы. Уменьшение воспаления обусловлено торможением освобождения арахидоновой кислоты из фосфолипидов. Это ведет к ограничению синтеза простагландинов, которые стимулируют воспалительный процесс.

Глюкокортикоиды оказывают влияние на выработку защитных антител: гидрокортизон подавляет синтез антител, тормозит реакцию взаимодействия антитела с антигеном.

Глюкокортикоиды оказывают выраженное влияние на кроветворные органы:

1) увеличивают количество эритроцитов за счет стимуляции красного костного мозга;

2) приводят к обратному развитию вилочковой железы и лимфоидной ткани, что сопровождается уменьшением количества лимфоцитов.

Выделение из организма осуществляется двумя путями:

1) 75–90 % поступивших гормонов в кровь удаляется с мочой;

2) 10–25 % удаляется с калом и желчью.

Регуляция образования глюкокортикоидов.

Важную роль в образовании глюкокортикоидов играет кортикотропин передней доли гипофиза. Это влияние осуществляется по принципу прямых и обратных связей: кортикотропин повышает продукцию глюкокортикоидов, а избыточное их содержание в крови приводит к торможению кортикотропина в гипофизе.

В ядрах переднего отдела гипоталамуса синтезируется нейросекрет кортиколиберин, который стимулирует образование кортикотропина в передней доле гипофиза, а он, в свою очередь, стимулирует образование глюкокортикоида. Функциональное отношение «гипоталамус – передняя доля гипофиза – кора надпочечников» находится в единой гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системе, которая играет ведущую роль в адаптационных реакциях организма.

Адреналин – гормон мозгового вещества надпочечников – усиливает образование глюкокортикоидов.

7. Гормоны надпочечников. Минералокортикоиды. Половые гормоны

Минералокортикоиды образуются в клубочковой зоне коры надпочечников и принимают участие в регуляции минерального обмена. К ним относятся альдостерон и дезоксикортикостерон. Они усиливают обратное всасывание ионов Na в почечных канальцах и уменьшают обратное всасывание ионов K, что приводит к повышению ионов Na в крови и тканевой жидкости и увеличению в них осмотического давления. Это вызывает задержку воды в организме и повышение артериального давления.

Минералокортикоиды способствуют проявлению воспалительных реакций за счет повышения проницаемости капилляров и серозных оболочек. Они принимают участие в регуляции тонуса кровеносных сосудов. Альдостерон обладает способностью увеличивать тонус гладких мышц сосудистой стенки, что приводит к повышению величины кровяного давления. При недостатке альдостерона развивается гипотония.

Регуляция образования минералокортикоидов

Регуляция секрета и образования альдостерона осуществляется системой «ренин—ангиотензин». Ренин образуется в специальных клетках юкстагломерулярного аппарата афферентных артериол почки и выделяется в кровь и лимфу. Он катализирует превращение ангиотензиногена в ангиотензин I, который переходит под действием специального фермента в ангиотензин II. Ангиотензин II стимулирует образование альдостерона. Синтез минералокортикоидов контролируется концентрацией ионов Na и K в крови. Повышение ионов Na приводит к торможению секреции альдостерона, что приводит к выделению Na с мочой. Снижение образования минерало-кортикоидов происходит при недостаточном содержании ионов K. На синтез минералокортикоидов влияет количество тканевой жидкости и плазмы крови. Увеличение их объема приводит к торможению секреции альдостеронов, что обусловлено усиленным выделением ионов Na и связанной с ним воды. Гормон эпифиза гломерулотропин усиливает синтез альдостерона.

Половые гормоны (андрогены, эстрогены, прогестерон) образуются в сетчатой зоне коры надпочечников. Они имеют большое значение в развитии половых органов в детском возрасте, когда внутрисекреторная функция половых желез незначительна. Оказывают анаболическое действие на белковый обмен: повышают синтез белка за счет увеличенного включения в его молекулу аминокислот.

При гипофункции коры надпочечников возникает заболевание – бронзовая болезнь, или аддисонова болезнь. Признаками этого заболевания являются: бронзовая окраска кожи, особенно на руках шее, лице, повышенная утомляемость, потеря аппетита, появление тошноты и рвоты. Больной становится чувствителен к боли и холоду, более восприимчив к инфекции.

При гиперфункции коры надпочечников (причиной которой чаще всего является опухоль) происходит увеличение образования гормонов, отмечается преобладание синтеза половых гормонов над другими, поэтому у больных начинают резко изменяться вторичные половые признаки. У женщин наблюдается проявление вторичных мужских половых признаков, у мужчин – женских.

8. Гормоны мозгового слоя надпочечников

Мозговой слой надпочечников вырабатывает гормоны, относящиеся к катехоламинам. Основной гормон – адреналин, вторым по значимости является предшественник адреналина – норадреналин. Хромаффиновые клетки мозгового слоя надпочечников находятся и в других частях организма (на аорте, у места разделения сонных артерий и т. д.), они образуют адреналовую систему организма. Мозговой слой надпочечников – видоизмененный симпатический ганглий.

Значение адреналина и норадреналина

Адреналин выполняет функцию гормона, он поступает в кровь постоянно, при различных состояниях организма (кровопотере, стрессе, мышечной деятельности) происходит увеличение его образования и выделения в кровь.

Возбуждение симпатической нервной системы приводит к повышению поступления в кровь адреналина и норадреналина, они удлиняют эффекты нервных импульсов в симпатической нервной системе. Адреналин влияет на углеродный обмен, ускоряет расщепление гликогена в печени и мышцах, расслабляет бронхиальные мышцы, угнетает моторику ЖКТ и повышает тонус его сфинктеров, повышает возбудимость и сократимость сердечной мышцы. Он повышает тонус кровеносных сосудов, действует сосудорасширяюще на сосуды сердца, легких и головного мозга. Адреналин усиливает работоспособность скелетных мышц.

Повышение активности адреналовой системы происходит под действием различных раздражителей, которые вызывают изменение внутренней среды организма. Адреналин блокирует эти изменения.

Адреналин – гормон короткого периода действия, он быстро разрушается моноаминоксидазой. Это находится в полном соответствии с тонкой и точной центральной регуляцией секреции этого гормона для развития приспособительных и защитных реакций организма.

Норадреналин выполняет функцию медиатора, он входит в состав симпатина – медиатора симпатической нервной системы, он принимает участие в передаче возбуждения в нейронах ЦНС.

Секреторная активность мозгового слоя надпочечников регулируется гипоталамусом, в задней группе его ядер расположены высшие вегетативные центры симпатического отдела. Их активация ведет к увеличению выброса адреналина в кровь. Выделение адреналина может происходить рефлекторно при переохлаждении, мышечной работе и т. д. При гипогликемии рефлекторно повышается выделение адреналина в кровь.

9. Половые гормоны. Менструальный цикл

Половые железы (семенники у мужчин, яичники у женщин) относятся к железам со смешанной функцией, внутрисекреторная функция проявляется в образовании и секреции половых гормонов, которые непосредственно поступают в кровь.

Мужские половые гормоны – андрогены образуются в интерстициальных клетках семенников. Различают два вида андрогенов – тестостерон и андростерон.

Андрогены стимулируют рост и развитие полового аппарата, мужских половых признаков и появление половых рефлексов.

Они контролируют процесс созревания сперматозоидов, способствуют сохранению их двигательной активности, проявлению полового инстинкта и половых поведенческих реакций, увеличивают образование белка, особенно в мышцах, уменьшают содержание жира в организме. При недостаточном количестве андрогена в организме нарушаются процессы торможения в коре больших полушарий.

Женские половые гормоны эстрогены образуются в фолликулах яичника. Синтез эстрогенов осуществляется оболочкой фолликула, прогестерона – желтым телом яичника, которое развивается на месте лопнувшего фолликула.

Эстрогены стимулируют рост матки, влагалища, труб, вызывают разрастание эндометрия, способствуют развитию вторичных женских половых признаков, проявлению половых рефлексов, усиливают сократительную способность матки, повышают ее чувствительность к окситоцину, стимулируют рост и развитие молочных желез.

Прогестерон обеспечивает процесс нормального протекания беременности, способствует разрастанию слизистой эндометрия, имплантации оплодотворенной яйцеклетки в эндометрий, тормозит сократительную способность матки, уменьшает ее чувствительность к окситоцину, тормозит созревание и овуляцию фолликула за счет угнетения образования лютропина гипофиза.

Образование половых гормонов находится под влиянием гонадотропных гормонов гипофиза и пролактина. У мужчин гонадотропный гормон способствует созреванию сперматозоидов, у женщин – росту и развитию фолликула. Лютропин определяет выработку женских и мужских половых гормонов, овуляцию и образование желтого тела. Пролактин стимулирует выработку прогестерона.

Мелатонин тормозит деятельность половых желез.

Нервная система принимает участие в регуляции активности половых желез за счет образования в гипофизе гонадотропных гормонов. ЦНС регулирует протекание полового акта. При изменении функционального состояния ЦНС могут произойти нарушение полового цикла и даже его прекращение.

Менструальный цикл включает четыре периода.

1. Предовуляционный (с пятого по четырнадцатый день). Изменения обусловлены действием фоллитропина, в яичниках происходит усиленное образование эстрогенов, они стимулируют рост матки, разрастание слизистой оболочки и ее желез, ускоряется созревание фолликула, поверхность его разрывается, и из него выходит яйцеклетка – происходит овуляция.

2. Овуляционный (с пятнадцатого по двадцатьвосьмой день). Начинается с выхода яйцеклетки в трубу, сокращение гладкой мускулатуры трубы способствует продвижению ее к матке, здесь может произойти оплодотворение. Оплодотворенное яйцо, попадая в матку, прикрепляется к ее слизистой и наступает беременность. Если оплодотворение не произошло, наступает послеовуляционный период. На месте фолликула развивается желтое тело, оно вырабатывает прогестерон.

3. Послеовуляционный период. Неоплодотворенное яйцо, достигая матки, погибает. Прогестерон уменьшает образование фоллитропина и снижает продукцию эстрогенов. Изменения, возникшие в половых органах женщины исчезают. Параллельно уменьшается образование лютропина, что ведет к атрофии желтого тела. За счет уменьшения эстрогенов матка сокращается, происходит отторжение слизистой оболочки. В дальнейшем происходит ее регенерация.

4. Период покоя и послеовуляционный период продолжаются с первого по пятый день полового цикла.

10. Гормоны плаценты. Понятие о тканевых гормонах и антигормонах

Плацента – уникальное образование, которое связывает материнский организм с плодом. Она выполняет многочисленные функции, в том числе метаболическую и гормональную. Она синтезирует гормоны двух групп:

1) белковые – хорионический гонадотропин (ХГ), плацентарный лактогенный гормон (ПЛГ), релаксин;

2) стероидные – прогестерон, эстрогены.

ХГ образуется в больших количествах через 7—12 недель беременности, в дальнейшем образование гормона снижается в несколько раз, его секреция не контролируется гипофизом и гипоталамусом, его транспорт к плоду ограничен. Функции ХГ – увеличение роста фолликулов, образование желтого тела, стимулирование выработки прогестерона. Защитная функция заключается в способности предотвращать отторжение зародыша организмом матери. ХГ обладает антиаллергическим действием.

ПЛГ начинает секретироваться с шестой недели беременности и прогрессивно увеличивается. Он влияет на молочные железы подобно пролактину гипофиза, на белковый обмен (повышает синтез белка в организме матери). Одновременно возрастает содержание свободных жирных кислот, повышается устойчивость к действию инсулина.

Релаксин секретируется на поздних стадиях развития беременности, расслабляет связки лонного сочленения, снижает тонус матки и ее сократимость.

Прогестерон синтезируется желтым телом до четвертой– шестой недели беременности, в дальнейшем в этот процесс включается плацента, процесс секреции прогрессивно нарастает. Прогестерон вызывает расслабление матки, снижение ее сократимости и чувствительность к эстрогенам и окситоцину, накопление воды и электролитов, особенно внутриклеточного натрия. Эстрогены и прогестерон способствуют росту, растяжению матки, развитию молочных желез и лактации.

Тканевые гормоны – биологически активные вещества, действующие в месте своего образования, не поступающие в кровь. Простагландины образуются в микросомах всех тканей, принимают участие в регуляции секреции пищеварительных соков, изменении тонуса гладких мышц сосудов и бронхов, процесса агрегации тромбоцитов. К тканевым гормонам, регулирующим местное кровообращение, относят гистамин (расширяет сосуды) и серотонин (обладает прессорным действием). Тканевыми гормонами считают медиаторы нервной системы – норадреналин и ацетилхолин.

Антигормоны – вещества, обладающие противогормональной активностью. Их образование происходит при длительном введении гормона в организм извне. Каждый антигормон обладает выраженной видовой специфичностью и блокирует действие того вида гормона, на который выработался. Он появляется в крови спустя 1–3 месяца после введения гормона и исчезает через 3–9 месяцев после последней инъекции гормона.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

источник