Орган продуцент тропных гормонов. Выведение гормонов из клеток продуцентов

Гормоны – биологически активные соединения, вырабатываемые в кровь железами внутренней секреции и влияющие на обмен веществ.

Механизм регуляции действия гормонов основан на отрицательной обратной связи.

Регуляция действия гормонов

Особенности действия гормонов на органы и ткани

Конечные эффекты действия гормонов

Скорость выделения гормонов меняется в течение суток (суточные ритмы).

Нарушения гормональной регуляции могут возникать

Гипосекреция гормонов зависит от

Гиперсекреция гормонов

Орган-мишень способен связывать гормон и отвечать на него специфическим изменением функции

Период полужизни – время существования гормона в крови

Классификация гормонов

Классификация гормонов по влиянию на обмен веществ

Классификация гормонов по типу гуморального влияния

Классификация гормонов по химической природе

Классификация гормонов по локализации рецепторов

Рецепторы липофильных гормонов

Механизм действия липофильных гормонов

Механизм действия гормонов на процессы транскрипции и синтеза белка на примере тироксина

Механизм действия липофильных гормонов

Гормоны, связывающиеся с рецепторами на поверхности клетки

Принцип действия гидрофильных гормонов

Механизм действия гидрофильных гормонов

Циклические нуклеотиды – универсальные посредники действия различных факторов на клетки и организм.

Аденилатциклаза имеет две субъединицы:

Механизм действия

Схема строения протеинкиназы

Белок G встроен в мембрану и в комплексе с ионами магния и ГТФ активирует аденилатциклазу.

Рецептор гормона, белок G, аденилатциклаза – 3 независимых белка, которые сопряжены функционально.

цАМФ вторичный посредник для

Гормоны, ингибирующие аденилатциклазу

Гуанилатциклаза – гем-содержащий фермент.

Кальций -вторичный посредник для

Механизм действия

Механизм действия

Кальмодулин – белок, связывающий кальций.

Комплекс Са-кальмодулин

Ферменты, регулируемые Са-кальмодулином

Фосфатидилинозитол-4,5-бисфосфат

Образование диацилглицерола и инозитол-3-фосфата

Диацилглицерол и инозитол-3-фосфат - вторичные посредники для

Механизм действия

Инозитол-3-фосфат

Диацилглицерол

В структуре мембранных рецепторов выделяют 3 функционально разных участка

Пути и механизмы трансмембранного проведения гормонального сигнала

Простагландины – гидроксилированные продукты превращения полиненасыщенных жирных кислот.

В зависимости от структуры пятичленного кольца простагландины делят на 4 группы:

Биологическая роль простагландинов

Применение простагландинов

Биосинтез эйкозаноидов

Синтез эйкозанойдов

Тромбоксаны

Простациклины

Действие простациклинов

Лейкотриены

Гормоны белковой и пептидной структуры

Гормоны гипоталамуса

Химическая природа гормонов передней доли гипофиза

Соматотропный гормон

Регуляция синтеза СТГ

Стимулы для секреции СТГ

Подавляют секрецию СТГ

Гигантизм развивается, если в детстве повышена выработка СТГ.

Акромегалия возникает, если избыток СТГ наблюдается после периода полового созревания (после зарастания эпифизарных хрящей).

Тиреотропный гормон

Тиреоидные гормоны: транспорт и метаболизм в клетке

Адренокортикотропный гормон (АКТГ)

АКТГ стимулирует: 1. захват ЛПНП, 2. гидролиз запасенных эфиров холестерина в коре надпочечников и увеличение количества свободного холесте

Лютеинизирующий гормон (ЛГ)

ФСГ

Пролактин

β-липотропин

Гормоны задней доли гипофиза

Вазопрессин

Механизм действия АДГ

Несахарный диабет возникает из-за нарушения:

Окситоцин

Гормоны поджелудочной железы

Инсулин

Структура инсулина

Схема синтеза инсулина в-клетками поджелудочной железы

Образование инсулина из проинсулина

Основной эффект инсулина – повышение проницаемости клеточных мембран для глюкозы.

Схема строения инсулинового рецептора

Органы – мишени инсулина и характер метаболического влияния

Последствия дефицита инсулина

Глюкагон

Биологическая роль глюкагона

Соматостатин

Катехоламины (адреналин, норадреналин, дофамин)

Синтез катехоламинов

Механизм действия

Различия адреналина и норадреналина

Действие адреналина

Биохимическое действие адреналина

ЖЕЛЕЗЫ ВНУТРЕННЕЙ СЕКРЕЦИИ (ОБЩАЯ)

ü Понятие о железах внутренней секреции (ЖВС) сформулировано И. Мюллером (1830).

ü Немецкий физиолог Адольф Бертольд (1849) установил, что пересадка кастрированному петуху в брюшную полость семенников другого петуха приводит к восстановлению исходных свойств у кастрата.

ü В 1889 Броун –Секар сообщил об опытах, проведенных на самом себе –вытяжки из семенников животных оказали на старческий организм (ученому 72 года) «омолаживающее действие», но эффект омоложения длился недолго -через 2-3 месяца он пропадал.

ü В 1901 году Соболев Л.В., доказал секрецию панкреатической железой инсулина (1921 г. Бантинг и Ч. Бест).

Эндокринология –наука, изучающая развитие, строение, функции ЖВС и клеток –продуцентов гормонов, биосинтез, механизм действия и особенности гормонов, их секрецию в норме и при патологии, а так же болезни, возникшие в результате нарушения продукции гормонов.

ЖВС - это специализированные в процессе фило- и онтогенеза органы или группы клеток, синтезирующие и выделяющие во внутреннюю среду организма биологически активные вещества (БАВ) – гормоны. ЖВС не имеют выводных протоков. Их клетки оплетены обильной сетью кровеносных и лимфатических капилляров, и их БАВ выделяются непосредственно в кровь и лимфу.

ГОРМОНЫ

Гормоны - это группа высокоспециализированных БАВ, обеспечивающих регуляцию и интеграцию функций органов и всего организма в целом.

ФИЗИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ ГОРМОНОВ В ОРГАНИЗМЕ:

1. Гомеостатическая функция.

2. Влияют на процессы роста , дифференцировки тканей(т. е. на физическое, умственное и половое созревание)

3. Обеспечивают адаптацию организма.

4. Регулируют репродуктивную функцию организма (оплодотворение, беременность, лактация).

5. Регулируют и интегрируют функции организма совместно с ЦНС.

Высшей формой гуморальной регуляции является гормональная . Термин "гормон " был впервые применен в 1902 г. Старлингом и Бейлиссом в отношении открытого ими вещества, продуцирующегося в двенадцатиперстной кишке, -секретина . Термин"гормон " в переводе с греческого означает "побуждающий к действию ", хотя не все гормоны обладают стимулирующим эффектом.

Классификация вариантов действия гормонов (Балаболкин М.М., 1989):

1. Гормональное (или собственно эндокринное) - гормон выделяется из клетки –продуцента, попадает в кровь и с током крови подходит к органу –мишени, действуя на расстоянии от места продукции гормона.

2. Паракринное - из места синтеза гормон попадает во внеклеточное пространство, из него –воздействует на клетки –мишени, расположенные в округе(простагландины).

3. Аутокринное - клетки продуцируют гормон, который сам и воздействует на эту же клетку –продуцент, то есть клетка –мишень = клетка –продуцент.

ОТЛИЧИТЕЛЬНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ГОРМОНОВ:

1.Имеют высокую биологическую активность (мг, нг).

2.Секреция гормона - путем экзоцитоза.

3.Гормоны поступают непосредственно в кровь, лимфу или окружающую секреторную клетку интерстициальную жидкость.

4.Гормон обладает дистантностью действия.

5.Гормон обладает высокой специфичностью действия, то есть вызывает строго специфичные ответы определенных органов или тканей-мишеней. В то же время клетки других тканей не реагируют на наличие гормона.

6.Гормон не служит источником энергии для клетки.

Гормоны синтезируются и выделяются тканями, не относящимся к железам внутренней секреции:

- жировой тканью , которая выделяет женские половые гормоны;

- миокардом , выделяющим натрийуретический гормон;

- слюнными железами - эпидермальный фактор роста;

- печенью, мышцами - инсулиноподобные соматомедины.

ВИДЫ ВОЗДЕЙСТВИЙ ГОРМОНОВ НА КЛЕТКИ-МИШЕНИ:

1. Прямое воздействие: гормон непосредственно сам вызывает изменения в клетках или тканях, органах.

2. Пермиссивное воздействие: через облегчения воздействия другого гормона на данную ткань. Например, глюкокортикоиды, сами не влияя на тонус мускулатуры сосудов, создают условия, для адреналина, который увеличивает АД.

3. Сенсибилизирующее воздействие: повышение чувствительности ткани к действию гормонов.

4. Синергическое воздействие: один гормон усиливает эффект другого гормона. Например, однонаправленное действие адреналина и глюкагона. Оба гормона активируют распад гликогена в печени до глюкозы и вызывают увеличение сахара в крови.

5. Антогонистическое воздействие. Так, инсулин и адреналин оказывают на уровень глюкозы крови противоположенное влияние: инсулин вызывает гипогликемию, а глюкагон - гипергликемию.

КЛАССИФИКАЦИЯ ГОРМОНОВ

1.По месту действия:

эффекторные гормоны: действуют непосредственно на органы-мишени;

тропные гормоны: действуют на другие эндокринные железы;

гипоталамические факторы (рилизинг-факторы) : действуют на гипофиз

Ø высвобождающие (либерины)

Ø ингибирующие (статины).

2. По биологическим функциям:

Гомеостаз жидкости и электролитов: АДГ, альдостерон, ангиотензин, натрийуретический гормон;

Регуляция Са: паратиреоидный гормон, кальцитонин, витамин Д.

Гормоны – биологически активные соединения, вырабатываемые в кровь железами внутренней секреции и влияющие на обмен веществ. Известно более 50 гормонов. 10 – 10 ммоль/л – физиологическая концентрация гормонов. -6 —

Секреция гормонов стимулируется внешними и внутренними сигналами, поступающими в ЦНС. Сигналы поступают в гипоталамус, где стимулируют синтез рилизинг-гормонов: либеринов (7), статинов (3). Рилизинг-гормоны стимулируют или тормозят синтез тропных гормонов гипофиза, которые стимулируют синтез и секрецию гормонов эндокринных желёз. Изменение концентрации метаболитов в клетках-мишенях подавляет синтез гормонов, действуя на эндокринные железы либо на гипоталамус. Синтез тропных гормонов подавляется гормонами периферических желёз.

Особенности действия гормонов на органы и ткани дистантность, высокая биологическая активность 10 М, специфичность, действуют на органы – мишени, у органов-мишеней есть рецепторы (гликопротеины). -7 Рецептор для инсулина

Конечные эффекты действия гормонов изменение проницаемости клеточных мембран, изменение активности внутриклеточных ферментов, изменение интенсивности синтеза белков (через регуляцию их синтеза).

Скорость выделения гормонов меняется в течение суток (суточные ритмы). Больше гормонов выделяется зимой, меньше летом. Имеются возрастные особенности выделения гормонов. Выделение гормонов может измениться в любом возрасте, что ведёт к нарушению обмена веществ и развитию патологии. Недостаток тироксина приводит к кретинизму, избыток – к токсическому зобу. Недостаток инсулина ведёт к развитию сахарного диабета, избыток – к гиперинсулинизму.

Нарушения гормональной регуляции могут возникать в результате расстройства высшей нейрогормональной регуляции деятельности эндокринной железы (нарушение управления), из-за прямого поражения железы (инфекция, опухоль, интоксикация, травма), как проявление недостаточности субстрата (нарушается синтез гормона). как нарушение секреции, транспорта гормона, из-за изменений условий действия гормонов (электролитная среда ткани) нарушения рецепторов: — появление антител против рецепторов, -при отсутствии или дефиците рецепторов, -при нарушени регуляции рецепторов, при усиленном выведении гормонов (с мочой, желчью).

Гипосекреция гормонов зависит от генетических факторов (отсутствие фермента синтеза гормона), диетических факторов (гипотиреоз из-за недостаточности йода в диете), токсических факторов (некроз коры надпочечников под действием производных инсектицидов), иммунологических факторов (появление антител, разрушающих железу), наличия инфекции, туберкулёза, опухоли.

Гиперсекреция гормонов при гормонально активных опухолях (акромегалия при опухоли гипофиза), при аутоиммунные процессах (при тиреотоксикозе).

Период полужизни – время существования гормона в крови адреналин существует в крови секунды, стероидные гормоны – часы, тиреоидные гормоны – дни. В периферических тканях некоторые гормоны превращаются в более активные соединения.

Классификация гормонов по месту выработки, по химической природе, по влиянию на обмен веществ, по типу гуморального влияния.

Классификация гормонов по влиянию на обмен веществ По отношению к обмену белков выделяют катаболики и анаболики. По действию на углеводный обмен — гипергликемические и гипогликемические. По отношению к обмену липидов – липолитические и липогенетические.

Классификация гормонов по типу гуморального влияния Гормональное влияние. Из клетки-продуцента гормон поступает в кровь и с током крови подходит к органу-мишени, действуя дистантно. Паракринное влияние. Из клетки-продуцента гормон поступает во внеклеточное пространство и действует на клетки-мишени, которые расположены вблизи. Изокринное влияние. Из клетки-продуцента гормон поступает во внеклеточное пространство и в тесно контактирующую с ним клетку-мишень. Нейрокринное влияние. Гормон секретируется в синаптическую щель. Аутокринное влияние. Клетка-продуцент является и клеткой-мишенью.

Классификация гормонов по химической природе Белки: простые – инсулин, СТГ, сложные – ТТГ, ФСГ, Пептиды: вазопрессин, окситоцин, глюкагон, тиреокальцитонин, АКТГ, соматостатин. Производные АМК: адреналин, тироксин. Гормоны стероидной природы. Производные жирных кислот: простагландины.

Классификация гормонов по локализации рецепторов Гормоны, связывающиеся с внутриклеточными рецепторами в клетках-мишенях. К ним относятся стероидные и тиреоидные гормоны. Все они липофильны. После секреции связываются с транспортными белками, проходят сквозь плазматическую мембрану и связываются с рецептором в цитоплазме или ядре. Образуется комплекс гормон-рецептор. Он транспортируется в ядро, взаимодействует с ДНК, активируя или ингибируя гены, что приводит к индукции или репрессии синтеза белка, изменению количества белков (ферментов). Основной эффект достигается на уровне транскрипции генов.

Механизм действия липофильных гормонов Секреция гормона Связывание с транспортными белками Транспорт сквозь плазматическую мембрану Связывание с рецептором в цитоплазме или ядре Образование комплекса гормон-рецептор Транспорт комплекса в ядро Взаимодействие с ДНК Индукция синтеза белка Изменение количества белков (ферментов) Активация генов Ингибирование генов Репрессия синтеза белка

Гормоны, связывающиеся с рецепторами на поверхности клетки водорастворимые, белковой природы, Гормон действует на рецептор, а затем действие идёт через вторичных посредников: ц. АМФ, ц. ГМФ, кальций, инозитол-3 -фосфат (И-3 -Ф), диацилглицерол (ДАГ). Так действуют гормоны: СТГ, пролактин, инсулин, окситоцин, фактор роста нервов.

Циклические нуклеотиды – универсальные посредники действия различных факторов на клетки и организм. АТФ ц. АМФ + ФФн ГТФ ГМФ + ФФн гуанилатциклаза аденилатциклаза

Аденилатциклаза имеет две субъединицы: рецепторную, каталитическую. Гормон взаимодействует с рецепторной субъединицей, что переводит каталитическую в активное состояние.

Белок G встроен в мембрану и в комплексе с ионами магния и ГТФ активирует аденилатциклазу. Преобразование сигнала G -белками

Рецептор гормона, белок G , аденилатциклаза – 3 независимых белка, которые сопряжены функционально.

ц. АМФ вторичный посредник для АКТГ, ТТГ, ФСГ, ЛГ, МСГ, вазопрессина, катехоламинов, глюкагона, паратгормона, кальцитонина, секретина, тиролиберина, липотропина.

Гормоны, ингибирующие аденилатциклазу ацетилхолин, соматостатин, ангиотензин II , фосфодиэстераза катализирует превращение циклических нуклеотидов в нециклические 5 -нуклеозидмонофосфаты.

Гуанилатциклаза – гем-содержащий фермент. NO при взаимодействии с гемом гуанилатциклазы способствует быстрому образованию ц. ГМФ, который снижает силу сердечных сокращений. ц. ГМФ действует через протеинкиназу.

Механизм действия Содержание кальция внутри клеток мало. 1. Гормон действует на рецептор G -белок Са поступает в клетку Са действует на активность ферментов, ионных насосов, каналов проницаемости.

2. Механизм действия: Са-кальмодулин Инициация Фосфорилирование протеинкиназы белков

Комплекс Са-кальмодулин изменяет активность ферментов двумя способами: 1. путём прямого взаимодействия с ферментом-мишенью, 2. через активируемую этим комплексом протеинкиназу. активирует аденилатциклазу только при низких концентрациях кальция, а при дальнейшем повышении концентрации кальция происходит ингибирование аденилатциклазы. способен активировать фосфодиэстеразу млекопитающих.

Ферменты, регулируемые Са-кальмодулином аденилатциклаза, фосфодиэстераза, гликогенсинтаза, гуанилатциклаза, пируваткиназа, пируватдегидрогеназа, пируваткарбоксилаза, фосфолипаза А 2 , миозинкиназа. Са-кальмодулин – вторичный посредник для вазопрессина и катехоламинов.

Фосфатидилинозитол-4, 5 -бисфосфат предшественник двух вторичных посредников (диацилглицерола, инозитол-3 -фосфата), находится с внутренней стороны плазматической мембраны и подвергается гидролизу в ответ на сигнал от рецептора.

Диацилглицерол и инозитол-3 -фосфат — вторичные посредники для вазопрессина, брадикинина, ангиотензина II , серотонина.

Инозитол-3 -фосфат повышает концентрацию кальция: 1. кальций высвобождается из эндоплазматического ретикулума клетки, митохондрий, 2. регулирует вход кальция через канал.

Диацилглицерол повышает сродство протеинкиназы С и кальция. Протеинкиназа С фосфорилирует многие белки. Диацилглицерол – вторичный посредник для: АКТГ, серотонина, ЛГ.

В структуре мембранных рецепторов выделяют 3 функционально разных участка 1. Обеспечивает узнавание и связывание гормона. 2. Трансмембранный. 3. Цитоплазматический участок. У инсулина это тирозинкиназа.

Простагландины – гидроксилированные продукты превращения полиненасыщенных жирных кислот. представляют собой тканевые гормоны, не являются истинными гормонами, но служат вторичными посредниками, состоят из 20 атомов углерода и включают циклопентановое кольцо. В организме человека существует 14 простагландинов.

В зависимости от структуры пятичленного кольца простагландины делят на 4 группы: А, Б, Е, Ф. Число двойных связей указывают в виде индекса: ПГА 1 Субстрат для образования простагландинов – арахидоновая кислота. Ингибиторы биосинтеза простагландинов: группа салициловой кислоты, сульфаниламиды.

Биологическая роль простагландинов способствуют сокращению матки во время родов, антиадгезивное действие, препятствуют тромбозам, провоспалительное действие, антилиполитический эффект, инсулиноподобное действие на обмен глюкозы в жировой ткани, регулируют почечный кровоток, повышают диурез, ПГЕ и ПГФ расслабляют дыхательную мускулатуру, седативное действие, усиливают сократительную способность миокарда, антисекреторный эффект, антиульцерогенное действие, медиаторы лихорадки

Применение простагландинов при астме, для лечения тромбов, для снижения артериального давления, для стимуляции родовой деятельности.

Тромбоксаны синтезируются в — тромбоцитах, — ткани мозга, — лёгких, — селезёнке, — почках. вызывают: — агрегацию тромбоцитов, — мощное сосудосуживающее действие

Простациклины синтезируются в: — эндотелии сосудов, — миокарде, — матке, — слизистой желудка.

Лейкотриены способствуют сокращению гладкой мускулатуры дыхательных путей, ЖКТ, регулируют тонус сосудов, обладают сосудосуживающим действием. Основные биологические эффекты лейкотриенов связаны с воспалением, аллергией, анафилаксией, иммунными реакциями.

Гормоны белковой и пептидной структуры гормоны гипофиза, гормоны поджелудочной железы, гормоны гипоталамуса. гормоны щитовидной железы, гормоны паращитовидных желёз.

Химическая природа гормонов передней доли гипофиза СТГ – белок, ТТГ – гликопротеин, АКТГ – пептид, ГТГ: пролактин – белок, ФСГ – гликопротеин, ЛГ — гликопротеин. β-липотропин – пептид.

Соматотропный гормон анаболик: стимулирует синтез ДНК, РНК, белка, усиливает проницаемость клеточных мембран для АМК, усиливает включение АМК в белки протоплазмы, уменьшает активность внутриклеточных протеолитических ферментов, обеспечивает энергией синтетические процессы, усиливает окисление жиров, вызывает гипергликемию, которая связана с активацией, а затем с истощением инсулярного аппарата, стимулирует мобилизацию гликогена, повышает глюконеогенез. под влиянием СТГ период роста костей увеличивается, стимулируются клеточные деления, образование хрящей.

Регуляция синтеза СТГ Регуляция секреции СТГ по типу обратной связи осуществляется в вентромедиальном ядре гипоталамуса. Соматолиберин – стимулирующий регулятор секреции. Соматостатин – тормозящий регулятор, ингибирует мобилизацию кальция. Ростостимулирующее действие СТГ опосредуется ИФР-1 (инсулиноподобный фактор роста 1), который образуется в печени. ИФР-1 регулирует секрецию СТГ, подавляя высвобождение соматолиберина и стимулирует высвобождение соматостатина. Лица с дефицитом ИФР-1 лишены способности к нормальному росту.

Стимулы для секреции СТГ гипогликемия, поступление избытка белка в организм, эстрогены, тироксин. Выделению СТГ способствуют: физические нагрузки, сон (в первые 2 часа после засыпания).

Подавляют секрецию СТГ избыток углеводов и жиров в пище, кортизол. При недостатке СТГ возникает гипофизарный нанизм (карликовость).

Акромегалия возникает, если избыток СТГ наблюдается после периода полового созревания (после зарастания эпифизарных хрящей).

Тиреотропный гормон гликопротеин, молекулярная масса около 30 000, синтез и секреция ТТГ контролируются тиролиберином, связывается с рецепторами плазматических мембран и активирует аденилатциклазу, ТТГ стимулирует все стадии биосинтеза и секрецию трииодтиронина (Т 3) и тироксина (Т 4), повышает синтез белков, фосфолипидов и нуклеиновых кислот в клетках щитовидной железы.

Адренокортикотропный гормон (АКТГ) пептид, синтез и секреция АКТГ контролируются кортиколиберином, регулирует эндокринные функции надпочечников, АКТГ стимулирует синтез и секрецию кортизола.

АКТГ стимулирует: 1. захват ЛПНП, 2. гидролиз запасенных эфиров холестерина в коре надпочечников и увеличение количества свободного холестерина, 3. транспорт холестерина в митохондрии, 4. связывание холестерина с ферментами, превращающими его в прегненолон.

Лютеинизирующий гормон (ЛГ) гликопротеин, продукция ЛГ регулируется гонадолиберином, регулирует синтез и секрецию половых гормонов и гаметогенез, связывается со специфическими рецепторами плазматических мембран и стимулирует образование прогестерона клетками желтых тел и тестостерона клетками Лейдига, Роль внутриклеточного сигнала действия ЛГ играет ц. АМФ.

ФСГ гликопротеин, продукция ФСГ регулируется гонадолиберином, регулирует синтез и секрецию половых гормонов и гаметогенез, стимулирует секрецию эстрогенов в яичниках.

Пролактин белок, продукция пролактина регулируется пролактолиберином, участвует в инициации и поддержании лактации, поддерживает активность желтого тела и продукцию прогестерона, действует на рост и дифференцировку тканей.

β-липотропин пептид, действует через ц. АМФ, оказывает жиромобилизующее, кортикотропное, меланоцитостимулирующее действие, обладает гипокальциемической активностью, оказывает инсулиноподобный эффект.

Вазопрессин и окситоцин синтезируются в нейронах гипоталамуса, связываются с белками нейрофизинами и транспортируются в нейросекреторные гранулы гипоталамуса, затем вдоль аксона в заднюю долю гипофиза, где происходит пострибосомальная достройка. Гормоны задней доли гипофиза

Вазопрессин стимулятор аденилатциклазы: ц. АМФ образуется в мембране эпителия почечных канальцев, в результате повышается проницаемость для воды, повышает артериальное давление из-за стимуляции сокращения гладкой мускулатуры сосудов, способствует уменьшению диуреза из-за воздействия на канальцевый аппарат нефрона, повышения реабсорбции воды.

Несахарный диабет возникает из-за нарушения: синтеза, транспорта, секреции вазопрессина. При заболевании с мочой теряется до 40 л воды в сутки, возникает жажда. Несахарный диабет бывает при атрофии задней доли гипофиза. Синдром Пархана возникает из-за повышенной секреции вазопрессина. усиливается реабсорбция воды в почках, появляются отёки.

Окситоцин стимулирует сокращения гладкой мускулатуры матки, гладких мышц кишечника, уретры, стимулирует сокращение мышц вокруг альвеол молочных желёз, способствуя молокоотдаче. Окситоциназа разрушает гормон. При родах её активность падает в 100 раз.

Гормоны поджелудочной железы Инсулин – первый гормон, для которого расшифрована белковая природа. Его удалось получить синтетическим путём. Инсулиноподобные вещества вырабатываются в печени, почках, эндотелии сосудов головного мозга, слюнных железах, гортани, сосочках языка.

Инсулин – простой белок. Состоит из двух полипептидных цепей: а- и в-. а-цепь содержит 21 аминокислотный остаток, в-цепь – 30. Инсулин синтезируется в виде неактивного предшественника проинсулина, который путём ограниченного протеолиза превращается в инсулин. При этом от проинсулина отщепляется С-пептид из 33 аминокислотных остатков.

Основной эффект инсулина – повышение проницаемости клеточных мембран для глюкозы. Инсулин активирует: гексокиназную реакцию, синтез глюкокиназы, гликолиз, все фазы аэробного распада, пентозный цикл, синтез гликогена, синтез жира из глюкозы. Инсулин ингибирует: распад гликогена, глюконеогенез. Инсулин является анаболиком. способствует синтезу гликогена, жира, белка. оказывает белоксберегающий эффект, так как тормозит глюконеогенез из аминокислот.

Органы – мишени инсулина и характер метаболического влияния Антикатаболический эффект Анаболический эффект печень торможение гликогенолиза и глюконеогенеза активация синтеза гликогена и жирных кислот жировая ткань торможение липолиза активация синтеза глицерина и жирных кислот мышцы торможение распада белков активация синтеза белка и гликогена. Орган -мишень

Глюкагон вырабатывается а-клетками островков Лангерганса, состоит из 29 АМК, молекулярная масса 3500. Органы-мишени: печень, жировая ткань. Действует глюкагон через ц. АМФ. Рецепторами являются липопротеины мембран.

Биологическая роль глюкагона стимулирует фосфоролиз гликогена печени, стимулирует глюконеогенез, усиливает липолиз в жировой ткани и печени, увеличивает клубочковую фильтрацию, ускоряет ток крови, способствует экскреции соли, мочевой кислоты, стимулирует протеолиз, увеличивает кетогенез, стимулирует транспорт АМК в печени, снижает концентрацию калия в печени.

Соматостатин пептид, подавляет секрецию СТГ, ингибирует секрецию инсулина и глюкагона, выделен из гипоталамуса, секретируется в поджелудочной железе, желудке.

Катехоламины (адреналин, норадреналин, дофамин) гормоны мозгового слоя надпочечников, производные тирозина. Органы-мишени: печень, мышцы. Секреция гормонов возбуждается симпатическими нервами.

Механизм действия через ц. АМФ, в клетку не проникают, через изменение концентрации ионов кальция. Оба гормона вызывают гипертонию.

Различия адреналина и норадреналина Адреналин Норадреналин Свободная СН 3 группа Свободная NH 2 группа Возбуждает в-рецепторы Возбуждает а-рецепторы Расширяет бронхи Сужает бронхи Расширяет сосуды мозга, мышц Сужает сосуды мозга, мышц Стимуляция коры, возбуждает ЦНС Действует слабее Тахикардия Брадикардия Расслабляет гладкие мышцы, расширяет зрачок Действует слабее

Биохимическое действие адреналина усиливает распад гликогена в печени, вызывая гипергликемию, усиливает распад гликогена в мышцах, при этом увеличивается концентрация молочной кислоты, стимулирует фосфорилазу, ингибирует гликогенсинтазу, угнетает секрецию инсулина (сбережение глюкозы для ЦНС)

Норадреналин в 4 -8 раз слабее адреналина действует на а-адренергические рецепторы через изменение концентрации кальция (влияет на сокращения гладких мышц),

Катехоламины не проникают через гемато-энцефалический барьер (ГЭБ). Их присутствие в мозге объясняется местным синтезом. При некоторых заболеваниях ЦНС (болезни Паркинсона) наблюдается нарушение синтеза дофамина в мозге. ДОФА легко проходит через ГЭБ и служит эффективным средством для лечения болезни Паркинсона. α-метил-ДОФА конкурентно ингибирует ДОФА-карбоксилазу и используется для лечения гипертонии.

Термин предложен С. Кохеном в 1974г.

Цитокины - группа гормоноподобных белков и пептидов, с молекулярной массой от 8 до 90 кДа, часто гликозилированных, синтезируемых и секретируемых клетками иммунной системы и другими типами клеток.

От гормонов цитокины отличаются лишь частично: они продуцируются не железами внутренней секреции, а различными типами клеток; кроме того, они контролируют гораздо более широкий спектр клеток-мишеней по сравнению с гормонами.

Разнообразные биологические функции цитокинов подразделяются на группы [Перцева Т.А., Конопкина Л.И. Интерфероны и их индукторы // Український хіміотерапевтичний журнал. - 2001. _ №2. - С. 62-67.]:

· они управляют развитием и гомеостазом иммунной систем;

· осуществляют контроль за ростом и дифференцировкой клеток крови (системой гемопоэза);

· принимают участие в неспецифических защитных реакциях организма, оказывая влияние на воспалительные процессы, свертывание крови, кровяное давление;

· цитокины принимают участие в регуляции роста, дифференцировки и продолжительности жизни клеток, а также в управлении апоптозом.

По структуре выделяют несколько разновидностей молекул цитокинов, каждый из которых кодируется собственными генами. Состоят цитокины из одной - двух, реже более, полипептидных (гомо- и гетерологичных) цепей (мономеры, димеры, тримеры)‚ с молекулярной массой от 8 до 90 кДа, в основном 15-35 кДа. Подавляющее большинство из них в качестве характерного структурного элемента содержит 4 б-спирали и лишь для немногих (ИЛ-1, ФНОв, трансформирующий фактор роста) характерно преобладание в-слоистой структуры.

Клетки-продуценты цитокинов

Можно выделить 3 относительно автономные группы клеток - продуцентов цитокинов (табл. 1). Это

· стромальные соединительнотканные клетки, которые вырабатывают цитокины и ответственны преимущественно за гемопоэз;

· моноциты/макрофаги, которые являются продуцентами цитокинов - медиаторов воспаления;

· лимфоциты, вырабатывающие лимфокины, которые обеспечивают развитие антигенспецифической составляющей иммунного ответа.

Таблица 1.

Основные типы клеток - продуцентов цитокинов

Все клетки-продуценты цитокинов характеризуются своим собственным типом ответа на активирующие воздействия и природой активаторов, а также собственным, хотя и значительно перекрывающимся набором продуцируемых ими цитокинов (табл. 1) и теми процессами, реализацию которых они обеспечивают.

В норме уровень продукции цитокинов стромальными клетками невысок. Стимулами для выработки этих цитокинов в отсутствие повреждающих и патогенных факторов служат, по-видимому, контакты с кроветворными клетками. Бактериальные продукты существенно усиливают выработку указанных цитокинов, причем это происходит не только в кроветворных органах, но и в очагах агрессии, что приводит к формированию экстрамедуллярных очагов кроветворения. В условиях активации аналогичную активность проявляют эпителиальные клетки кожи и слизистых оболочек.

Выработка цитокинов (монокинов) клетками миелоидно-моноцитарного происхождения индуцируется главным образом под воздействием бактериальных продуктов. Вызвать ее могут также многие метаболиты, сами цитокины, пептидные факторы, полиэлектролиты, а также контакты с окружающими клетками, процессы адгезии и фагоцитоза. Активация цитокиновых генов происходит в моноцитах и макрофагах в пределах 1ч, и в ближайшие часы цитокин уже можно обнаружить в среде. Среди выделяемых этими клетками цитокинов преобладают факторы, участвующие в развитии воспаления. Их называют монокинами .

Третью группу клеток - продуцентов цитокинов (лимфокинов ) составляют лимфоциты . Практически все разновидности лимфоцитов способны выделять цитокины, однако «профессиональными» продуцентами их являются СD4 + -клетки-хелперы. Покоящиеся лимфоциты не продуцируют гуморальных факторов. Активация клеток осуществляется в результате связывания антигенраспознающих рецепторов и корецепторов. Самый ранний из лимфокинов - ИЛ-2 - появляется в цитоплазме Т-клеток через 2 часа после стимуляции; остальные лимфокины вырабатываются значительно позже и в определенной последовательности: ИЛ-4 через 4 часа, ИЛ-10 через 6 часа, ИЛ-9 через 24 часа. Пик выработки различных лимфокинов варьирует: 12 ч для ИЛ-2, 48 ч для ИЛ-4 и 5, 72 ч для ИЛ-9 и ИФНг. Эта последовательность отражает процессы дифференцировки Т-хелперов.

Цитокины начинают синтезироваться клетками только при наличии чужеродного агента в организме. Это способствует развитию иммунной реакции, охраняющей постоянство внутренней среды организма от всего генетически чужеродного (рис. 1).

Рис. 1.

После выделения клетками-продуцентами цитокины имеют короткий период полувыведения из кровотока. До 50% циркулирующих цитокинов интернализуется в течение 30 минут. Выведение катаболизированных цитокинов из организма осуществляется печенью и почками. Секреция цитокинов - краткосрочный процесс. Кодирующая цитокины мРНК нестабильна, что в сочетании с краткосрочностью транскрипции генов цитокинов приводит к краткосрочности их биосинтеза. [Кольман Я., Рём К. - Г., Наглядная биохимия, издательство «Мир», стр.378-379].

Говоря об особенностях цитокинов, нужно учитывать следующее:

1. Один цитокин может продуцироваться более чем одним типом клеток;

2. Одна клетка может продуцировать более чем один цитокин;

3. Один цитокин может действовать на более чем один тип клеток;

4. Более чем один цитокин может индуцировать одинаковую функцию у конкретно взятого типа клеток. [Дранник Г. Н. Клиническая иммунология и аллергология, МИА, Москва 2003г. С. 98-99. ].

Обладая широким спектром биологической активности, они определяют не только адекватный уровень иммунного ответа, но и регулируют взаимодействия главных биологических интегративных систем организма - нервной, иммунной и эндокринной.

Цитокины взаимосвязаны и образуют цельную систему взаимодействующих элементов - цитокиновую сеть.

Стероидные гормоны благодаря своей липофильности не накапливаются

в эндокринных клетках, а легко проходят через мембрану и поступают в

кровь и лимфу. В связи с этим регуляция содержания этих гормонов в

крови осуществляется путем изменения скорости их синтеза.

Тиреоидные гормоны также липофильны и также легко проходят через

мембрану, однако они ковалентно связаны в эндокринной железе с тире-

оглобулином, поэтому могут выводиться из клетки только после наруше

ния этой связи. Чем больше йодированных тирозилов в составе тиреогло-

булина и чем выше скорость протеолиза йодированного белка, тем больше

тиреоидных гормонов в крови. Регуляция содержания тиреоидных гормо

нов осуществляется двумя путями - ускорением как процессов йодирова

ния, так и разрушения тиреоглобулина.

Гормоны, имеющие белковую и пептидную природу, а также катехолами

ны, гистамин, серотонин и др. - это гидрофильные вещества, которые не

могут диффундировать через клеточную мембрану. Для выведения этих

молекул созданы специальные механизмы, чаще всего пространственно и

функционально разобщенные с процессами биосинтеза.

Многие белково-пептидные гормоны образуются из предшественников

большой молекулярной массы, и выведение этих гормонов становится

возможным только после того, как произойдет отщепление «лишнего»

фрагмента. Так, выведению инсулина из клетки предшествует превраще

ние в В-клетках поджелудочной железы препроинсулина в проинсулин, а

затем в инсулин. Биосинтез инсулина и других белково-пептидных гормо

нов, а также их транспорт к периферии секреторной клетки занимает

обычно 1-3 ч. Очевидно, что воздействие на биосинтез приведет к изме

нению уровня белкового гормона в крови лишь через несколько часов.

Влияние же на выведение этих гормонов, синтезированных «впрок» и за

пасенных в специальных везикулах, позволяет повышать их концентрацию

в несколько раз за секунды или минуты.

Для секреции белково-пептидных гормонов и катехоламинов необходи

собственно деполяризация мембраны, а происходящий при ней вход Са2+

в цитоплазму клетки.

Поступив в кровь, гормоны связываются с транспортными белками,

что защищает их от разрушения и экскреции. В связанной форме гормон с

током крови переносится от места секреции к клеткам-мишеням. В этих

клетках есть рецепторы, которые имеют большее сродство к гормону, чем

белки крови.

Обычно лишь 5-10 % молекул гормона находится в крови в свободном

состоянии, и только свободные молекулы могут взаимодействовать с ре

цептором. Однако, как только они свяжутся с рецептором, равновесие в

реакции взаимодействия гормона с транспортными белками сдвигается в

сторону распада комплекса и концентрация свободных молекул гормона

останется практически неизменной. При избытке гормонсвязывающих

белков в крови концентрация свободных молекул гормона может снизить

ся до критической величины.

Связывание гормонов в крови зависит от их сродства к связывающим

белкам и концентрации этих белков. К их числу относятся транскортин,

связывающий кортикостероиды, тестостерон-эстрогенсвязывающий гло

булин, тироксинсвязывающий глобулин, тироксинсвязывающий преальбу-

мин и др. Едва ли не все гормоны могут связываться с альбумином, кон

центрация которого в крови в 1000 раз больше, чем концентрация других

гормонсвязывающих белков. Однако сродство к альбумину у гормонов в

десятки тысяч раз меньше, поэтому с альбуминами обычно связано 5-

10 % гормонов, а со специфическими белками 85-90 %. Альдостерон,

по-видимому, не имеет специфических «транспортных» белков, поэтому

находится преимущественно в связи с альбумином.

4.3.3. Молекулярные механизмы действия

гормонов

Гормоны, действующие через мембранные рецепторы и системы вто

ричных посредников, стимулируют химическую модификацию белков.

Наиболее хорошо изучено фосфорилирование. Регуляция, происходящая

за счет химических процессов (синтез и расщепление вторичного посред

ника, фосфорилирование и дефосфорилирование белка), развивается и га

сится за минуты или десятки минут.

цАМФ-зависимая

протеинкиназа

Са2*-кальмодулин-

зависимая

протеинкинаэа

Рис. 4.3. Механизм мембранной рецепции проведения гормонального сигнала в

клетке при участии вторичных посредников.

Стероидные и тиреоидные гормоны имеют цитозольные или ядерные

рецепторы, что позволяет им взаимодействовать с хроматином и влиять на

экспрессию генов. Эта регуляция, развивающаяся путем индукции или ре

прессии синтеза мРНК и белков, реализуется спустя 3-6 ч после появле

ния гормона в крови, а гасится спустя 6-12 ч.

Промежуточное положение в этой иерархии занимают факторы роста.

Их взаимодействие с рецептором приводит сначала к фосфорилированию

определенных белков, а затем к делению клеток.

Адренергические рецепторы вне зависимости от локализации (в си

напсе или вне его) относятся к семейству рецепторов, 7 раз пронизываю

щих плазматическую мембрану и сопряженных с G-белками. Известны

алфа-1А-, альфа-1В- и адьфа-1С-адренорецепторы, а-2А-, а-2В- и а-2С-адренорецеп-

торы, а также бета-1-, бета-2- и бета-3-адренорецепторы. Все а-1-рецепторы сти

мулируют фосфолипазу С, гидролизующую фосфоинозитиды. Все а-2-ре-

цепторы ингибируют аденилатциклазу, а все бета-рецепторы ее активируют.

Кроме того, а-2А-рецепторы могут активировать К+-каналы, а-2А- и

а-2В-рецепторы ингибируют Са2+-каналы, а (бета-1 -рецепторы активируют

Са2+-каналы (рис. 4.3).

В каждой клетке функционирует обычно несколько типов рецепторов к

одному и тому же гормону (например, как а-, так и р-адренорецепторы).

Кроме того, клетка чувствительна обычно к нескольким эндокринным

регуляторам - нейромедиаторам, гормонам, простагландинам, факторам

роста и др. Каждый из этих регуляторов имеет характерную только для

Аденилатциклаза

Эндоплазматическая

Физиологический

Физиологический

Рис. 4.4. Механизм

цитоплазматического

(ядерного) действия

стероидных гормонов.

Ra и Rb - две субъеди

ницы рецепторов; Н -

него продолжительность и амплитуду регуляторного сигнала, для каждого

характерно определенное соотношение активностей систем генерации вто

ричных посредников в клетке или изменения мембранного потенциала.

На уровне исполнительных систем клетки может происходить как усиле

ние, так и взаимное гашение разных регуляторных сигналов.

На определенных стадиях онтогенеза или при достижении критическо

го для организма отклонения от нормы того или иного фактора гомеостаза

(гипотермия, гипогликемия, гипоксемия, потеря крови и др.) включается

медленная, но наиболее мощная система эндокринной регуляции, дейст

вующая через стероидные (андрогены, эстрогены, прогестины, глюкокор-

тикоиды и минералокортикоиды) и тиреоидные (тироксин и трийодтиро-

нин) гормоны. Молекулы этих регуляторов, имея липофильную природу,

легко проникают через липидный бислой и связываются со своими рецеп

торами в цитоплазме или ядре (рис. 4.4.). Затем гормонрецепторный ком

плекс связывается с ДНК и белками хроматина, что стимулирует синтез

матричной РНК на определенных генах. Трансляция мРНК приводит к

появлению в клетке новых белков, которые вызывают физиологический

эффект этих гормонов.

Стероидные и тиреоидные гормоны могут также репрессировать неко

торые гены, что реализуется в биологический эффект путем уменьшения

количества определенных белков в клетке. Обычно эти гормоны изменяют

крипции функционирующих генов, а за счет включения-выключения но

вых генов. Так, например, стимулирование глюкокортикоидами амино-

трансферазной активности печени происходит благодаря появлению в

клетках новых изоформ аминотрансфераз.

К числу белков, экспрессия которых в клетке контролируется гормона

ми, относятся не только ферменты, участвующие в метаболизме, но и

многие рецепторы, а также регуляторные белки и ферменты, участвующие

в обмене вторичных посредников. Благодаря этому стероидные и тиреоид

ные гормоны могут участвовать в формировании не только возрастных и

половых признаков, но и определять психоэмоциональный статус орга

низма, а также баланс катаболических и анаболических реакций в органах

и тканях, их чувствительность к нейромедиаторам и гормонам.

Похожая информация.