Какие системы относятся к регуляторным и почему. Физиология эндокринной системы. Связь нервной, гуморальной и иммунной регуляторных систем

ВВЕДЕНИЕ

I. ЖЕЛЕЗЫ ВНУТРЕННЕЙ И СМЕШАННОЙ СЕКРЕЦИИ

II. ЭНДОКРИННАЯ СИСТЕМА

Функции эндокринной системы

Гландулярная эндокринная система

Диффузная эндокринная система

Состав диффузной эндокринной системы

Желудочно-кишечный тракт

Предсердия сердца

Нервная система

Вилочковая железа (тимус)

Другие гормонопродуцирующие ткани и рассеянные эндокринные клетки

Регуляция эндокринной системы

III. ГОРМОНЫ

Важные гормоны человека

IV. РОЛЬ ГОРМОНОВ В ОБМЕНЕ ВЕЩЕСТВ, РОСТЕ И РАЗВИТИИИ ОРГАНИЗМА

Щитовидная железа

Паращитовидные железы

Поджелудочная железа

Заболевания поджелудочной железы

Гормон поджелудочной железы инсулин и заболевание сахарным диабетом

Надпочечники

Яи́чники

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ЛИТЕРАТУРА И ИНТЕРНЕТ-ИСТОЧНИКИ

ВВЕДЕНИЕ

В организме человека различают железы внешней секреции, выделяющие свои продукты в протоки или наружу, железы внутренней секреции, выделяющие гормоны непосредственно в кровь, и железы смешанной секреции: часть их клеток выделяет секреты в протоки или наружу, другая часть выделяет гормоны непосредственно в кровь. К эндокринной системе относятся железы внутренней и смешанной секреции, выде­ляющие гормоны - биологические регуляторы. Они действуют в ничтожно малых дозах на клетки, ткани и органы, чувствительные к ним. По окончании своего действия гормоны разрушаются, давая возможность действовать другим гормонам. Железы внутренней секреции в разные возрастные периоды действуют с разной интен­сивностью. Рост и развитие организма как раз и обеспечивает работа ряда желез внутренней секреции. Т.е. совокупность этих желез является своего рода регуляторной системой организма человека.

В своей работе я собираюсь рассмотреть следующие вопросы:

· Какие конкретно железы внутренней и смешанной секреции регулируют жизнедеятельность организма?

· Какие гормоны вырабатывают эти железы?

· Какое регуляторное воздействие и каким образом оказывает та или иная железа, тот или иной гормон?

I. ЖЕЛЕЗЫ ВНУТРЕННЕЙ И СМЕШАННОЙ СЕКРЕЦИИ

Мы знаем, что в организме человека имеются такие (потовые и слюнные) железы, которые выводят свои продукты - секреты в полость какого-либо органа или наружу. Их относят к железам внешней секреции. К железам внешней секре­ции кроме слюнных относят желудочные, печень, потовые, сальные и другие железы.

Железы внутренней секреции (см. рис.1), в отличие от желез внешней секреции, не имеют протоков. Их секреты поступают прямо в кровь. Они содержат вещества-регуляторы - гормоны, об­ладающие большой биологической активностью. Даже при ничтожной их концентрации в крови могут быть включены или выключены из работы опре­деленные органы-мишени, деятельность этих органов может быть усилена или ослаблена. Выполнив свою зада­чу, гормон разрушается, и почки вы­водят его из организма. Орган, ли­шенный гормональной регуляции, не может работать нормально. Железы внутренней секреции функциониру­ют всю жизнь человека, но их актив­ность в разные возрастные периоды неодинакова.

К железам внутренней секре­ции относятся гипофиз, эпифиз, щи­товидная железа, надпочечники.

Бывают и железы смешанной секреции. Часть их клеток выделяет непосредственно в кровь гормоны, другая часть - в протоки или наружу вещества, характерные для желёз внешней секреции.

Железы внутренней и смешанной секреции относят­ся к эндокринной системе.

II. ЭНДОКРИННАЯ СИСТЕМА

Эндокри́нная систе́ма - система регуляции деятельности внутренних органов посредством гормонов, выделяемых эндокринными клетками непосредственно в кровь, либо диффундирующих через межклеточное пространство в соседние клетки.

Эндокринная система делится на гландулярную эндокринную систему (или гландулярный аппарат), в котором эндокринные клетки собраны вместе и формируют железу внутренней секреции, и диффузную эндокринную систему. Железа внутренней секреции производит гландулярные гормоны, к которым относятся все стероидные гормоны, гормоны щитовидной железы и многие пептидные гормоны. Диффузная эндокринная система представлена рассеянными по всему организму эндокринными клетками, продуцирующими гормоны, называемые агландулярными - (за исключением кальцитриола) пептиды. Практически в любой ткани организма имеются эндокринные клетки.

Функции эндокринной системы

• Принимает участие в гуморальной (химической) регуляции функций организма и координирует деятельность всех органов и систем.
• Обеспечивает сохранение гомеостаза организма при меняющихся условиях внешней среды.
• Совместно с нервной и иммунной системами регулирует
• рост,
• развитие организма,
• его половую дифференцировку и репродуктивную функцию;
• принимает участие в процессах образования, использования и сохранения энергии.
• В совокупности с нервной системой гормоны принимают участие в обеспечении
• эмоциональных реакций
• психической деятельности человека

Гландулярная эндокринная система

Гландулярная эндокринная система представлена отдельными железами со сконцентрированными эндокринными клетками. К железам внутренней секреции относятся:

• Щитовидная железа
• Паращитовидные железы
• Тимус, или вилочковая железа
• Поджелудочная железа
• Надпочечники
• Половые железы:
• Яичник
• Яичко

(подробнее о строении и функциях этих желез см. ниже "РОЛЬ ГОРМОНОВ В ОБМЕНЕ ВЕЩЕСТВ, РОСТЕ И РАЗВИТИИИ ОРГАНИЗМА")

Диффузная эндокринная система - отдел эндокринной системы, представленный рассеянными в различных органах эндокринными клетками, продуцирующими агландулярные гормоны (пептиды, за исключением кальцитриола).

В диффузной эндокринной системе эндокринные клетки не сконцентрированы, а рассеяны. Гипоталамус и гипофиз имеют секреторные клетки, при этом гипоталамус считается элементом важной «гипоталамо-гипофизарной системы». К диффузной эндокринной системе относится и эпифиз. Некоторые эндокринные функции выполняют печень (секреция соматомедина, инсулиноподобных факторов роста и др.), почки (секреция эритропоэтина, медуллинов и др.), желудок (секреция гастрина), кишечник (секреция вазоактивного интестинального пептида и др.), селезёнка (секреция спленинов) и др. Эндокринные клетки содержатся во всём организме человека.

В зависимости от характера иннервации органов и тканей нервную систему делят на соматическую и вегетативную . Соматическая нервная система регулирует произвольные движения скелетной мускулатуры и обеспечивает чувствительность. Вегетативная нервная система координирует деятельность внутренних органов, желез, сердечно-сосудистой системы и осуществляет иннервацию всех обменных процессов в теле человека. Работа этой регуляторной системы не подконтрольна сознанию и осуществляется благодаря слаженной работе двух ее отделов: симпатического и парасимпатического. В большинстве случаев активация этих отделов имеет противоположный эффект. Симпатическое влияние наиболее ярко проявляется в том случае, когда организм находится в состоянии стресса или интенсивной работы. Симпатическая нервная система – это система тревоги и мобилизации резервов, необходимых для защиты организма от воздействий внешней среды. Она подает сигналы, которые активируют деятельность мозга и мобилизуют защитные реакции (процесс терморегуляции, иммунные реакции, механизмы свертывания крови). При активации симпатической нервной системы увеличивается частота сердечных сокращений, замедляются процессы пищеварения, увеличивается частота дыхания и усиливается газообмен, увеличивается концентрация глюкозы и жирных кислот в крови за счет выделения их печенью и жировой тканью (рис.5).

Парасимпатический отдел вегетативной нервной системы регулирует работу внутренних органов в состоянии покоя, т.е. это система текущей регуляции физиологических процессов в организме. Преобладание активности парасимпатической части вегетативной нервной системы создает условия для отдыха и восстановления функций организма. При ее активации снижается частота и сила сердечных сокращений, стимулируются процессы пищеварения, уменьшается просвет дыхательных путей (рис.5). Все внутренние органы иннервируются как симпатическим, так и парасимпатическим отделами автономной нервной системы. Кожа и опорно-двигательный аппарат имеет только симпатическую иннервацию.

Рис.5. Регуляция различных физиологических процессов человеческого организма под действием симпатического и парасимпатического отделов вегетативной нервной системы

Вегетативная нервная система обладает сенсорным (чувствительным) компонентом, представленным рецепторами (чувствительным устройствами), располагающимися во внутренних органах. Эти рецепторы воспринимают показатели состояния внутренней среды организма (например, концентрацию углекислого газа, давление, концентрацию питательных веществ в кровеносном русле) и передают эту информацию по центростремительным нервным волокнам в центральную нервную систему, где эта информация обрабатывается. В ответ на полученную информацию от центральной нервной системы по центробежным нервным волокнам передаются сигналы к соответствующим рабочим органам, участвующим в поддержании гомеостаза.

Эндокринная система также осуществляет регуляцию деятельности тканей и внутренних органов. Эта регуляция называется гуморальной и осуществляется с помощью специальных веществ (гормонов), которые выделяются эндокринными железами в кровь или тканевую жидкость. Гормоны – это специальные регулирующие вещества, вырабатываемые в одних тканях организма, транспортируемые с током крови к различным органам и воздействующие на их работу. В то время как обеспечивающие нервную регуляцию сигналы (нервные импульсы) распространяются с большой скоростью и для осуществления ответа со стороны вегетативной нервной системы требуются доли секунды, гуморальная регуляция осуществляется гораздо медленнее, и под ее контролем находятся те процессы нашего организма, которые требуют для регуляции минуты и часы. Гормоны являются сильнодействующими веществами и вызывают свой эффект в очень малых количествах. Каждый гормон влияет на определенные органы и системы органов, которые называются органами-мишенями . Клетки органов мишеней имеют специ-фические белки-рецепторы, которые избирательно взаимодействуют со специфическими гормона-ми. Образование комплекса гормона с белком-рецептором включает целую цепь биохимических реакций, обуславливающих физиологическое действие данного гормона. Концентрация большинства гормонов может изменяться в больших пределах, что обеспечивает поддержание постоянства многих физиологических параметров при непрерывно изменяющихся потребностях организма человека. Нервная и гуморальная регуляция в организме тесно взаимосвязаны и согласованы, что обеспечивает его приспособленность в условиях постоянно меняющейся окружающей среды.

Ведущую роль в гуморальной функциональной регуляции человеческого организма играют гормоны гипофиза и гипоталамуса. Гипофиз (нижний мозговой придаток) – это отдел головного мозга, относящийся к промежуточному мозгу, он прикреплен специальной ножкой к другому отделу промежуточного мозга, гипоталамусу, и находится с ним в тесной функциональной связи. Гипофиз состоит из трех частей: передней, средней и задней (рис.6). Гипоталамус является основным регулирующим центром вегетативной нервной системы, кроме того, этот отдел мозга содержит специальные нейросекреторные клетки, совмещающие свойства нервной клетки (нейрона) и секреторной клетки, синтезирующей гормоны. Однако в самом гипоталамусе эти гормоны в кровь не выделяются, а поступают в гипофиз, в его заднюю долю (нейрогипофиз) , где и выводятся в кровь. Один из этих гормонов, антидиуретический гормон (АДГ или вазопрессин ), преимущественно воздействует на почку и стенки кровеносных сосудов. Увеличение синтеза этого гормона происходит при значительных кровопотерях и других случаях потери жидкости. Под действием этого гормона уменьшается потеря жидкости организмом, кроме того, как и другие гормоны, АДГ воздействует и на функции мозга. Он является природным стимулятором обучения и памяти. Недостаток синтеза этого гормона в организме приводит к заболеванию, называемому несахарным диабетом, при котором резко увеличивается объем выделяемой больными мочи (до 20 л в сутки). Другой гормон, выделяемый в кровь в задней доли гипофиза, называется окситоцином. Мишенью для этого гормона являются гладкие мышцы матки, мышечные клетки, окружающие протоки молочных желез и семенников. Повышение синтеза этого гормона наблюдается в конце беременности и абсолютно необходимо для протекания родов. Окситоцин ухудшает обучение и память. Передняя доля гипофиза (аденогипофиз ) является эндокринной железой и выделяет в кровь ряд гормонов, которые регулируют функции других эндокринных желез (щитовидной железы, надпочечников, половых желез) и называются тропными гормонами . Например, аденокортикотропный гормон (АКТГ) воздействует на кору надпочечников и под его воздействием в кровь выбрасывается целый ряд стероидных гормонов. Тиреотропный гормон стимулирует работы щитовидной железы. Соматотропный гормон (или гормон роста) воздействует на кости, мышцы, сухожилия, внутренние органы, стимулируя их рост. В нейросекреторных клетках гипоталамуса синтезируются особые факторы, влияющие на работу передней доли гипофиза. Часть этих факторов называются либеринами , они стимулируют секрецию гормонов клетками аденогипофиза. Другие факторы, статины, тормозят секрецию соответствующих гормонов. Активность нейросекреторных клеток гипоталамуса изменяется под действием нервных импульсов, приходящих от периферических рецепторов и других отделов мозга. Таким образом, связь между нервной и гуморальной системами в первую очередь осуществляется на уровне гипоталамуса.

Рис.6. Схема головного мозга (а), гипоталамуса и гипофиза (б):

1 – гипоталамус, 2 – гипофиз; 3 – продолговатый мозг; 4 и 5 – нейросекреторные клетки гипоталамуса; 6 – ножка гипофиза; 7 и 12 – отростки (аксоны) нейросекреторных клеток;
8 – задняя доля гипофиза (нейрогипофиз), 9 – промежуточная доля гипофиза, 10 – передняя доля гипофиха (аденогипофиз), 11 – срединное возвышение ножки гипофиза.

Кроме гипоталамо-гипофизарной системы, к эндокринным железам относятся щитовидная и паращитовидные железы, кора и мозговой слой надпочечников, островковые клетки поджелу-дочной железы, секреторные клетки кишечника, половые железы, некоторые клетки сердца.

Щитовидная железа – это единственный орган человека, который способен активно поглощать йод и включать его в биологически активные молекулы, тиреоидные гормоны . Эти гормоны влияют практически на все клетки организма человека, основные их эффекты связаны с регуляцией процессов роста и развития, а также обменных процессов в организме. Гормоны щитовидной железы стимулируют рост и развитие всех систем организма, а особенно нервной системы. При недостаточном функционировании щитовидной железы у взрослых развивается заболевание, которое называется микседема. Ее симптомами являются снижение обмена веществ и нарушение функций нервной системы: замедляется реакция на раздражители, повышается утомляемость, падает температура тела, развиваются отеки, страдает желудочно-кишечный тракт и др. Снижение уровня тиреоидов у новорожденных сопровождается более тяжелыми последствиями и приводит к кретинизму , задержке умственного развития вплоть до полной идиотии. Раньше микседема и кретинизм часто встречались в горных районах, где в ледниковой воде мало йода. Сейчас эту проблему легко решают добавлением натриевой соли йода в поваренную соль. Усиление функционирования щитовидной железы приводит к нарушению, которое называется базедовой болезнью . У таких больных повышается основной обмен, нарушается сон, повышается температура, учащается дыхание и сердцебиение. У многих больных возникает пучеглазие, иногда образуется зоб.

Надпочечники – парные железы, расположенные на полюсах почек. В каждом надпочечнике выделяют два слоя: корковый и мозговой. Эти слои совершенно различны по своему происхож-дению. Наружный корковый слой развивается из среднего зародышевого листка (мезодермы), мозговой слой является видоизмененным узлом вегетативной нервной системы. В коре надпочеч-ников вырабатываются кортикостероидные гормоны (кортикоиды ). Эти гормоны обладают широким спектром действия: влияют на водно-солевой обмен, жировой и углеводный обмены, на иммунные свойства организма, подавляют воспалительные реакции. Один из основных кортикоидов, кортизол , необходим для создания реакции на сильные раздражители, приводящие к развитию стресса.Стресс можно определить как угрожающую ситуацию, развивающуюся под воздействием боли, кровопотери, страха. Кортизол препятствует кровопотере, сужает мелкие артериальные сосуды, усиливает сократительную способность сердечной мышцы. При разрушении клеток коры надпочечников развивается Аддисонова болезнь . У больных наблюдается бронзовый оттенок кожи на некоторых участках тела, развивается мышечная слабость, снижение массы тела, страдает память и умственные способности. Раньше наиболее распространенной причиной возникновения Аддисоновой болезни был туберкулез, в настоящее время это аутоиммунные реакции (ошибочная выработка антител к своим собственным молекулам).

В мозговом веществе надпочечников синтезируются гормоны: адреналин и норадреналин . Мишенями этих гормонов являются все ткани организма. Адреналин и норадреналин призваны мобилизовать все силы человека в случае ситуации, требующей большого физического или умственного напряжения, при травме, инфекции, испуге. Под их влиянием увеличивается частота и сила сердечных сокращений, повышается кровяное давление, учащается дыхание и расширяются бронхи, повышается возбудимость структур головного мозга.

Поджелудочная железа является железой смешанного типа, она выполняет как пищевари-тельные (выработка панкриотического сока), так и эндокринные функции. Она вырабатывает гормоны, регулирующие углеводный обмен в организме. Гормон инсулин стимулирует поступле-ние глюкозы и аминокислот из крови в клетки различных тканей, а также образование в печени из глюкозы основного запасного полисахарида нашего организма, гликогена . Другой гормон подже-лудочной железы, глюкогон , по своим биологическим эффектам является антагонистом инсулина, повышая содержание глюкозы в крови. Глюкогон стимулирует распад гликогена в печени. При недостатке инсулина развивается сахарный диабет, поступившая с пищей глюкоза не поглоща-ется тканями, накапливается в крови и выводится из организма с мочой, в то время как тканям катастрофически не хватает глюкозы. Особенно сильно страдает нервная ткань: нарушается чувствительность периферических нервов, возникает ощущение тяжести в конечностях, возможны судороги. В тяжелых случаях может возникать диабетическая кома и смерть.

Нервная и гуморальная системы, работая совместно, возбуждают или затормаживают различ-ные физиологические функции, что сводит к минимуму отклонения отдельных параметров внут-ренней среды. Относительное постоянство внутренней среды обеспечивается у человека путем регуляции деятельности сердечно-сосудистой, дыхательной, пищеварительной, выделительной систем, потовых желез. Регуляторные механизмы обеспечивают постоянство химического состава, осмотического давления, числа форменных элементов крови и т.д. Весьма совершенные механизмы обеспечивают поддержание постоянной температуры тела человека (терморегуляцию).

Описание презентации ЛЕКЦИЯ № 14 Регуляторные системы организма. Биохимия по слайдам

ПЛАН ЛЕКЦИИ 1. Регуляторные системы организма. Уровни и принципы организации. 2. Гормоны. Определение понятия. Особенности действия. 3. Классификация гормонов: по месту синтеза и химической природе, свойствам. 4. Основные представители гормонов 5. Этапы метаболизма гормонов.

Основные свойства живых организмов 1. Единство химического состава. 2. Обмен веществ и энергии 3. Живые системы – открытые системы: используют внешние источники энергии в виде пищи, света и т. п. 4. Раздражимость - способность живых систем реагировать на внешние или внутренние воздействия (изменения). 5. Возбудимость - способность живых систем отвечать на действие раздражителя. 6. Движение, способность к перемещению. 7. Размножение, обеспечивающее непрерывность жизни в ряду поколений 8. Наследственность 9. Изменчивость 10. Живые системы – самоуправляющиеся, саморегулирующиеся, самоорганизующиеся системы

Живые организмы способны поддерживать постоянство внутренней среды — гомеостаз. Нарушение гомеостаза приводит к болезни или смерти. Показатели гомеостаза млекопитающих Регуляция р. Н Регуляция водно-солевого обмена. Регуляция концентрации веществ в организме Регуляция обмена веществ Регуляция скорости энергетического обмена Регуляция температуры тела.

Гомеостаз в организме поддерживается за счет регуляции скорости ферментативных реакций, за счет изменения: I). Доступности молекул субстрата и кофермента; II). Каталитической активности молекул фермента; III). Количества молекул фермента. S PE * S Кофермент Витамин P Клетка

В многоклеточных организмах в поддержании гомеостаза участвуют 3 системы: 1). Нервная 2). Гуморальная 3). Иммунная Регуляторные системы функционируют с участием сигнальных молекул. Сигнальные молекулы – это органические вещества, которые переносят информацию. Для передачи сигнала: А). ЦНС использует нейромедиаторы (регулирует физиологические функции и работу эндокринной системы) Б). Гуморальная система использует гормоны (регулирует метаболические и физиологические процессы, пролиферацию, дифференцировку клеток и тканей) В). Иммунная система использует цитокины (защищает организм от внешних и внутренних патогенных факторов, регулирует иммунные и воспалительные реакции, пролиферацию, дифференцировку клеток, работу эндокринной системы)

í å ø í è å è â í ó ò ð å í í è å ô à ê ò î ð û Ö Í Ñ Ã è ï î ò à ë à ì ó ñ Ã è ï î ô è ç Ý í ä î ê ð è í í û å æ å ë å ç û Ò ê à í è ì è ø å í èí å é ð î ì å ä è à ò î ð û ð å ë è ç è í ã ã î ð ì î í û ë è á å ð è í û ñ ò à ò è í û ò ð î ï í û å ã î ð ì î í û S PEI. I I I. Первый уровень - ЦНС. Нервные клетки получают сигналы из внешней и внутренней среды, преобразуют их в форму нервного импульса и передают через синапсы, используя нейромедиаторы, которые вызывают изменения метаболизма в эффекторных клетках. Второй уровень - эндокринная система. Включает гипоталамус, гипофиз, периферические эндокринные железы, а также отдельные клетки (АПУД система), синтезирующие под влиянием соответствующего стимула гормоны, которые через кровь действуют на ткани-мишени. Третий уровень - внутриклеточный. На метаболические процессы в клетке влияют субстраты и продукты обмена веществ, а также тканевые гормоны (аутокринно). Системы регуляции образуют 3 иерархических уровня

Принципы организации нейроэндокринной системы В основе работы нейроэндокринной системы лежит принцип прямой, обратной, положительной и отрицательной связи. 1. Принцип прямой положительной связи – активация текущего звена системы приводит к активации следующего звена системы, распространению сигнала в сторону клеток-мишеней и возникновению метаболических или физиологических изменений. 2. Принцип прямой отрицательной связи – активация текущего звена системы приводит к подавлению следующего звена системы и прекращению распространения сигнала в сторону клеток-мишеней. 3. Принцип обратной отрицательной связи – активация текущего звена системы вызывает подавление предыдущего звена системы и прекращение его стимулирующего влияния на текущую систему. Принципы прямой положительной и обратной отрицательной связи являются основой для поддержания гомеостаза.

Ãîíàäîòðîïèí- ðåëèçèíã ãîðìîí ÃÈÏÎÒÀËÀÌÓÑÃÈÏÎÔÈÇ ÔÑÃ ÔÎËËÈÊÓË Ýñòðàäèîë 4. Принцип обратной положительной связи – активация текущего звена системы вызывает стимуляцию предыдущего звена системы. Основа циклических процессов.

Гормоны – органические сигнальные молекулы беспроводного системного действия. 1. Синтезируются в эндокринных железах, 2. транспортируются кровью 3. действуют на ткани мишени (гормоны щитовидной железы, надпочечников, поджелудочной железы и т. д). Всего известно более 100 гормонов. Термин гормон (hormao — возбуждаю, пробуждаю) введено в 1905 г. Бейлисом и Старлингом для выражения активности секретина. Гормоны

Ткань мишень – ткань, в которой гормон вызывает специфическую биохимическую или физиологическую реакцию. Клетки тканей мишеней для взаимодействия с гормоном синтезируют специальные рецепторы, количество и тип которых определяет интенсивность и характер ответа. В организме около 200 типов дифференцированных клеток, лишь некоторые из них продуцируют гормоны, но все являются мишенями для действия гормонов.

Особенности действия гормонов: 1. Действуют в малых количествах (10 -6 -10 -12 ммоль/л); 2. Существует абсолютная или высокая специфичность в действии гормонов. 3. Переносят только информацию. Не используются в энергетических и строительных целях; 4. Действуют опосредованно через каскадные системы, (аденилатциклазную, инозитолтрифосфатную и др. системы) взаимодействуя с рецепторами; 5. Регулируют активность, количество белков (ферментов), транспорт веществ через мембрану; 6. Зависят от ЦНС; 7. Беспороговый принцип. Даже 1 молекула гормона способна оказать эффект; 8. Конечный эффект — результат действия множества гормонов.

Гормоны регулируют количество и каталитическую активность ферментов не напрямую, а опосредовано через каскадные системы Каскадные системы: 1. Многократно усиливают сигнал гормона (повышают количество или каталитическую активность фермента) так что 1 молекула гормона способна вызвать изменение метаболизма в клетке 2. Обеспечивают проникновение сигнала в клетку (водорастворимые гормоны в клетку самостоятельно не проникают) Гормоны Ферменты. Каскадные системы х

каскадные системы состоят из: 1. рецепторов; 2. регуляторных белков (G-белки, IRS, Shc, STAT и т. д.). 3. вторичных посредников (messenger — посыльный) (Са 2+, ц. АМФ, ц. ГМФ, ДАГ, ИТФ); 4. ферментов (аденилатциклаза, фосфолипаза С, фосфодиэстераза, протеинкиназы А, С, G, фосфопротеинфосфотаза); Виды каскадных систем: 1. аденилатциклазная, 2. гуанилатциклазная, 3. инозитолтрифосфатная, 4. RAS и т. д.),

Гормоны оказывают как системное, так и местное действие: 1. Эндокринное (системное) действие гормонов (эндокринный эффект) реализуется, когда они транспортируются кровью и действуют на органы и ткани всего организма. Характерно для истинных гормонов. 2. Местное действие гормонов реализуется, когда они действуют на клетки, в которых были синтезированы (аутокринный эффект) , или на соседние клетки (паракринный эффект). Характерно для истинных и тканевых гормонов.

Классификация гормонов А. По химическому строению: 1. Пептидные гормоны Рилизинг-гормоны гипоталамуса Гормоны гипофиза Паратгормон Инсулин Глюкагон Кальцитонин 2. Стероидные гормоны Половые гормоны Кортикоиды кальцитриол 3. Производные аминокислот (тирозин) Тиреоидные гормоны Катехоламины 4. Эйкозаноиды — производные арахидоновой кислоты (гормоноподобные вещества) Лейкотриены, Тромбоксаны, Простагландины, Простациклины

Б. По месту синтеза: 1. Гормоны гипоталамуса 2. Гормоны гипофиза 3. Гормоны поджелудочной железы 4. Гормоны паращитовидной железы 5. Гормоны щитовидной железы 6. Гормоны надпочечников 7. Гормоны гонад 8. Гормоны ЖКТ 9. и т. д

В. По биологическим функциям: Регулируемые процессы Гормоны Обмен углеводов, липидов, аминокислот Инсулин, глюкагон, адреналин, кортизол, тироксин, соматотропин Водно-солевой обмен Альдостерон, антидиуретический гормон Обмен кальция и фосфатов Паратгормон, кальцитонин, кальцитриол Репродуктивная функция Эстрадиол, тестостерон, прогестерон, гонадотропные гормоны Синтез и секреция гормонов эндокринных желёз Тропные гормоны гипофиза, либерины и статины гипоталамуса Изменение метаболизма в клетках, синтезирующих гормон Эйкозаноиды, гистамин, секретин, гастрин, соматостатин, вазоактивный интестинальный пептид (ВИП), цитокины

Релизинг гормоны — поддерживают базальный уровень и физиологические пики продукции тропных гормонов гипофиза и нормальное функционирование периферических желёз внутренней секреции Релизинг-факторы (гормоны) Либерины Активация секреции тропных гормонов Статины Ингибирование секреции тропных гормонов. Гормоны Гипоталамуса

Тиреотропин релизинг гормон (ТРГ) Трипептид: ПИРО-ГЛУ-ГИС-ПРО-NH 2 C O CO NH CO N O C NH 2 CH 2 N H Стимулирует секрецию: Тиреотропного гормона (ТТГ) Пролактина Соматотропина

Гонадотропин релизинг гормон (ГРГ) Декапептид: ПИРО-ГЛУ-ГИС-ТРП-СЕР-ТИР-ГЛИ-ЛЕЙ-АРГ-ПРО-ГЛИ-NH 2 Стимулирует секрецию: Фоликулостимулирующего гормона Лютеинезирующего гормона Кортикотропин релизинг гормон (КРГ) Пептид 41 амино-кислотный остаток. Стимулирует секрецию: вазопрессина окситоцина катехоламинов ангиотензина-

Соматостанин релизинг гормон (СРГ) Пептид 44 аминокислотных остатка ингибирует секрецию соматотропина Соматотропин ингибирующий гормон (СИГ) Тетрадекопептид (14 аминокислотных остатка) АЛА-ГЛИ-ЦИС-ЛИЗ-АСН-ФЕН-ТРП-ЛИЗ-ТРЕ-ФЕН-ТРЕ-СЕР-ЦИС-NH 2 S S Ингибируют секрецию: гормона роста, инсулина, глюкагона. Меланотропин релизинг гормон Меланотропин ингибирующий гормон Регулируют секрецию меланостимулирующего гормона

Гормоны гипофиза Передняя доля гипофиза 1 Соматомаммотропины: — гормон роста — пролактин — хорионический соматотропин 2 Пептиды: — АКТГ — -липотропин — энкефалины — эндорфины — меланостимулирующий гормон 3 Гликопротеиновые гормоны: — тиреотропин — лютеинезирующий гормон — фоликулостимулирующий гормон — хорионический гонадотропин. ПОМК

Задняя доля гипофиза Вазопрессин Н-ЦИС-ТИР-ФЕН-ГЛН-АСН-ЦИС-ПРО-АРГ-ГЛИ-CO-NH 2 S S Синтезируется супраоптическим ядром гипоталамуса Концентрация в крови 0 -12 пг/мл Выброс регулируется кровопотерей Функции: 1) стимулирует реабсорбцию воды 2) стимулирует глюконеогенез, гликогенолиз 3) сужает сосуды 4) является компонентом стрессорной реакции

Окситоцин Н-ЦИС-ТИР-ИЛЕ-ГЛН-АСН-ЦИС-ПРО-ЛЕЙ-ГЛИ-СО-NH 2 S S Синтезируется паравентрикулярным ядром гипоталамуса Функции: 1) стимулирует секрецию молока молочными железами 2) стимулирует сокращения матки 3) релизинг фактор для выброса пролактина

Основные стероидные гормоны С OCH 3 O С OCH 2 OH O HOOH HC OПрогестерон Кортикостерон Кортизол Альдостерон. Гормоны периферических желез

Гастроинтестинальные (кишечные) гормоны 1. Семейство гастрин-холецистокинин -гастрин -холецистокинин 2. Семейство секретин-глюкагона -секретин -глюкагон -желудочно-ингибирующий пектид -вазоактивный интестинальный пептид -пептид гистидин-изолейцин 3. Семейство РР -панкреотический полипептид -пептид YY -нейропептид Y 4. Другие пептиды -соматостатин -нейротензин -мотилин -вещество Р -панкреостатин

Этапы метаболизма гормонов Пути обмена гормонов зависят от их природы 1. Синтез 2. Активация 3. Хранение 4. Секреция 5. Транспорт 6. Действие 7. Инактивация

Синтез, активация, хранение и секреция пептидных гормонов ДНК Экзон. Интрон Пре м-РНК транскрипция препрогормонм-РНК процессинг трансляция Цитоплазматическая мембрана прогормон Активный гормон. Сигнальный пептид Секреторные пузырьки Протеолиз, гликозилирование Ядро Рибосомы ШЭР Комплекс Гольджи АТФСигнальные молекулы

Транспорт пептидных гормонов осуществляется в свободном виде (водорастворимы) и в комплексе с белками. Механизм действия. Пептидные гормоны взаимодействуют с мембранными рецепторами и через систему внутриклеточных посредников регулируют активность ферментов, что влияет на интенсивность метаболизма в тканях мишенях. В меньшей степени пептидные гормоны регулируют биосинтез белка. Механизм действия гормонов (рецепторы, посредники) рассмотрен в разделе ферменты. Инактивация. Гормоны инактивируются гидролизом до АК в тканях мишенях, печени, почках и т. д. Время полураспада инсулина, глюкагона Т½ = 3 -5 мин, у СТГ Т½= 50 мин.

Механизм действия белковых гормонов (аденилатциклазная система)Ц П М Белковый гормон G-белок R АТФ ц. АМФ Протеинкиназа (акт) Е (неакт) Е (акт) Фосфорилирование. АЦ Субстрат Продукт

1. Синтез гормонов происходит из холестерина в гладком ЭПР и митохондриях коры надпочечников, гонадах, коже, печени, почках. Превращение стероидов состоит в отщеплении алифатической боковой цепи, гидроксилировании, дегидрировании, изомеризации, либо в ароматизации кольца. 2. Активация. Стероидные гормоны часто образуются уже в активном виде. 3. Хранение. Синтезированные гормоны накапливаются в цитоплазме в комплексе со специальными белками. 4. Секреция стероидных гормонов происходит пассивно. Гормоны переходят с цитоплазматических белков в клеточную мембрану, откуда их забирают транспортные белки крови. 5. Транспорт. Стероидные гормоны, т. к. они водонерастворимы, переносятся в крови преимущественно в комплексе с транспортными белками (альбумины).

Синтез кортикоидных гормонов 17ά оксипрегненолон. Х олестерин П регненолон Прогестерон 11β оксипрегненолон 21 оксипрегненолон 18 оксипрегненолон 17ά оксипрогестерон 21 дезоксикортизол 17ά , 21 диоксипрегненолон 11 дезоксикортизол кортизон 18 оксидезоксикорти костерон 18 оксикортикостерон альдостерон 11β, 21 диоксипрегненолон 11β оксипрогестерон дезоксикортикос терон кортикостерон

Механизм действия стероидных гормонов. Ц П М G RЦиторецептор RG Активированный гормон – рецепторный комплекс R G ДНК И — РНК Синтез белка. Ионы Глюкоза АК

Инактивация. Стероидные гормоны инактивируются так же как и ксенобиотики реакциями гидроксилирования и конъюгации в печени и тканях мишенях. Инактивированные производные выводятся из организма с мочой и желчью. Период полураспада в крови обычно больше пептидных гормонов. У кортизола Т½ = 1, 5 -2 часа.

МЕТАБОЛИЗМ КАТЕХОЛАМИНОВ Симпато-адреналовая ось. OH CH 2 Òèð HC COOH NH 2 Î2 Í2Î OH CH 2 ÄÎÔÀ HC COOH NH 2 OH OH CH 2 äîôàìèí H 2 CNH 2 OH ÑÎ2 OH HC íîðàäðåíàëèí H 2 CNH 2 OH ÎÍ ÄÎÔÀ- äåêàðáîêñèëàçà Òèðîçèí- ìîíîîêñèãåíàçà äîôàìèí- ìîíîîêñèãåíàçà OH HC àäðåíàëèí H 2 C N+(CH 3)3 OH ÎÍ 3 SAM 3 SAÃ ìåòèë- òðàíñôåðàçà Fe 2+B 6âèò. Ñ Cu 2+ íîðàäðåíàëèí Î2 Í2Î 1. Синтез катехоламинов происходит в цитоплазме и гранулах клеток мозгового слоя надпочечников. Катехоламины сразу образуются в активной форме. Норадреналин образуется в основном в органах, иннервируемых симпатическими нервами (80% от общего количества). Н-СН

2. Хранение катехоламинов происходит в секреторных гранулах. Катехоламины поступают в гранулы путём АТФ-зависимого транспорта и хранятся в них в комплексе с АТФ в соотношении 4: 1 (гормон-АТФ). 3. Секреция гормонов из гранул происходит путём экзоцитоза. В отличие от симпатических нервов, клетки мозгового слоя надпочечников лишены механизма обратного захвата выделившихся катехоламинов. 4. Транспорт. В плазме крови катехоламины образуют непрочный комплекс с альбумином. Адреналин транспортируется в основном к печени и скелетным мышцам. Норадреналин лишь в незначительных количествах достигает периферических тканей. 5. Действие гормонов. Катехоламины регулируют активность ферментов, они действуют через цитоплазматические рецепторы. Адреналин через α-адренергические и β-адренергические рецепторы, норадреналин – через α-адренергические рецепторы. Через β-рецепторы активируется аденилатциклазная система, через α 2 -рецепторы ингибируется. Через α 1 -рецепторы активируется инозитолтрифосфатная система. Эффекты катехоламинов многочисленны и затрагивают практически все виды обмена. 7. Инактивация. Основная часть катехоламинов быстро метаболизируется в различных тканях при участии специфических ферментов.

МЕТАБОЛИЗМ ТИРЕОИДНЫХ ГОРМОНОВ Гипоталамо-гипофизарно-тиреоидная ось Синтез тиреоидных гормонов (йодтиронины: 3, 5, 3′-трийодтиронин (трийодтиронин, Т 3) и 3, 5, 3′, 5′-тетрайодтиронин (Т 4, тироксин)) происходит в клетках и коллоиде щитовидной железе. 1. В тиреоцитах (в фолликулах) синтезируется белок тиреоглобулин. (+ ТТГ) Это гликопротеин с массой 660 к. Д, содержащий 115 остатков тирозина, 8 -10% его массы приходиться на углеводы. Сначала на рибосомах ЭПР синтезируется претиреоглобулин, который в ЭПР формирует вторичную и третичную структуру, гликозилируется и превращается в тиреоглобулин. Из ЭПР тиреоглобулин поступает в аппарат Гольджи, где включается в секреторные гранулы и секретируется во внеклеточный коллоид.

2. Транспорт йода в коллоид щитовидной железы. Йод в виде органических и неорганических соединений поступает в ЖКТ с пищей и питьевой водой. Суточная потребность в йоде 150 -200 мкг. 25- 30% этого количества йодидов захватывается щитовидной железой. I — поступает в клетки щитовидной железы активным транспортом при участии йодид-переносящего белка симпортом с Nа+. Далее I — пассивно по градиенту поступает в коллоид. 3. Окисление йода и йодирование тирозина. В коллоиде при участии гемсодержащей тиреопероксидазы и Н 2 О 2 I — окисляется в I + , который йодирует остатки тирозина в тиреоглобулине с образованием монойодтирозинов (МИТ) и дийодтирозинов (ДИТ). 4. Конденсация МИТ и ДИТ. Две молекулы ДИТ конденсируются с образованием йодтиронина Т 4, а МИТ и ДИТ - с образованием йодтиронина Т 3.

2. Хранение. В составе йодтиреоглобулина тиреоидные гормоны накапливаются и хранятся в коллоиде. 3. Секреция. Йодтиреоглобулин фагоцитируется из коллоида в фолликулярную клетку и гидролизуется в лизосомах с освобождением Т 3 и Т 4 и тирозина и других АК. Аналогично стероидным гормонам, водонерастворимые тиреоидные гормоны в цитоплазме связываются со специальные белками, которые переносят их в состав клеточной мембраны. В норме щитовидная железа секретирует 80- 100 мкг Т 4 и 5 мкг Т 3 в сутки. 4. Транспорт. Основная часть тиреидных гормонов транспортируется в крови в связанной с белками форме. Основным транспортным белком йодтиронинов, а также формой их депонирования служит тироксинсвязывающий глобулин (ТСГ). Он обладает высоким сродством к Т 3 и Т 4 и в нормальных условиях связывает почти всё количество этих гормонов. Только 0, 03% Т 4 и 0, 3% Т 3 находятся в крови в свободной форме.

БИОЛОГИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ 1. На основной обмен. являются разобщителями биологического окисления — тормозят образование АТФ. Уровень АТФ в клетках снижается и организм отвечает повышением потребления О 2, усиливается основной обмен. _ 2. На углеводный обмен: — повышает всасывание глюкозы в ЖКТ. — стимулирует гликолиз, пентозофосфатный путь окисления. — усиливает распад гликогена — повышает активность глюкозы-6 -фосфатазы и др. ферментов 3. На обмен белка: — индуцируют синтез (как и стероиды) — обеспечивают положительный азотистый баланс — стимулируют транспорт аминокислот 4. На липидный обмен: — стимулируют липолиз — усиливают окисление жирных кислот — тормозят биосинтез холестерина. Трийодтиронин и тироксин связываются с ядерным рецептором клеток-мишений

Инактивация йодтиронинов осуществляется в периферических тканях в результате дейодирования Т 4 до «реверсивной» Т 3 по 5, полного дейодирования, дезаминирования или декарбоксилирования. Йодированные продукты катаболизма йодтиронинов конъюгируют в печени с глюкуроновой или серной кислотами, секретируются с жёлчью, в кишечнике вновь всасываются, дейодируются в почках и выделяются с мочой. Для Т 4 Т½ =7 дней, для Т 3 Т½ =1 -1, 5 дня.

План лекции 1. Стресс – как общий адаптационный синдром 2. Стадии стресс-реакций: характеристика метаболических и биохимических изменений. 3. Роль гипофизарно-надпочечниковой системы, катехоламинов, СТГ, инсулина, гормонов щитовидной железы, половых гормонов в реализации адаптивных процессов в организме.

Адаптация (от лат. аdaptatio)- приспособление организма к условиям существования. Цель адаптации — устранение или ослабление вредного действия факторов окружающей cреды: 1. биологических, 2. физических, 3. химических, 4. социальных.

Адаптация СПЕЦИФИЧЕСКАЯ НЕСПЕЦИФИЧЕСКАЯ Вызывает изменения в организме, направленные на ослабление или устранение действия конкретного неблагоприятного фактора. Обеспечивает активизацию защитных систем организма, для адаптации к любому фактору среды.

3 вида адаптационных реакций 1. реакция на слабые воздействия – реакция тренировки (по Гаркави, Квакиной, Уколовой) 2. реакция на воздействия средней силы – реакция активации (по Гаркави, Квакиной, Уколовой) 3. реакция на сильные, чрезвычайные воздействия – стресс-реакция (по Г. Селье)

Впервые представление о стрессе (от англ. stress — напряжение) сформулировал канадский ученый Ганс Селье в 1936 г (1907 -1982 г. г.). Стресс — особое состояние организма человека и млекопитающих, возникающее в ответ на сильный внешний раздражитель -стрессор Вначале для обозначения стресса использовался термин общий адаптационный синдром (ОАС). Термин «стресс» стали использовать позднее.

Стрессор (синонимы: стресс-фактор, стресс-ситуация) - фактор, вызывающий состояние стресса. 1. Физиологический (чрезмерная боль, сильный шум, воздействие экстремальных температур) 2. Химический (прием ряда лекарственных препаратов, например, кофеина или амфетаминов) 3. Психологический (информационная перегрузка, соревнование, угроза социальному статусу, самооценке, ближайшему окружению и др.) 4. Биологический (инфекции)

1. разрастание коры надпочечников; 2. уменьшение вилочковой железы (тимус); 3. изъязвление желудка. Классическая триада ОАС:

Механизмы, повышающие адаптационные возможности организма к стрессору при ОАС: Мобилизации энергетических ресурсов (Повышение уровня глюкозы, жирных кислот, аминокислот и кетоновых тел) Увеличение эффективности внешнего дыхания. Усиление и централизация кровоснабжения. Увеличение свертывающей способности крови Активация работы ЦНС (улучшение внимания, памяти, сокращение времени реакции и т. д.). Снижение чувства боли. Подавление воспалительных реакций. Снижение пищевого поведения и полового влечения.

Негативные проявления ОАС: Подавление иммунитета (кортизол). Нарушение репродуктивной функции. Нарушение пищеварения (кортизол). Активация ПОЛ (адреналин). Деградация тканей (кортизол, адреналин). Кетоацидоз, гиперлипидемия, гиперхолестеринемия.

Стадии изменения адаптационных возможностей организма при стрессе Уровень резистентности стрессор 1 2 3 1 – фаза тревоги А – шока Б — противошока 2 – фаза резистентности 3 – фаза истощения или адаптации А Б Болезни адаптации, смерть Время

эустресс, при котором адаптационные возможности организма повышаются, происходит его адаптация к стрессовому фактору и ликвидация самого стресса. (адаптация) дистресс (истощение) стресс, при котором адаптационные возможности организма снижаются. Дистресс приводит к развитию болезней адаптации, возможно к гибели. Стресс, в зависимости от изменения уровня адаптационных возможностей делится:

Общий адаптационный синдром Развивается с участием систем: гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой. симпато-адреналовой гипоталамо-гипофизарно-тиреоидная ось и гормонов: АКТГ кортикостероидов (глюкокортикоиды, минералокортикоиды, андрогены, эстрогены) Катехоламинов (адреналин, норадреналин) ТТГ и тиреоидных гормонов СТГ

Регуляция секреции гормонов при стрессе Стресс ЦНС Гипоталамус Мозговое вещество надпочечников Адреналин Норадреналин Гипофиз АКТГ ТТГ СТГ Корковое вещество надпочечников Щитовидная железа Глюко- кортикоиды Вазопрессин Минерало- кортикоиды Тиреоидные гормоны Сомато- медины. СНС: параганглии Печень Ткани мишени

Участие гормонов в стадиях ОАС I II III время Уровень резистен- тности дистрессэустресс I стадия – тревоги шок противошок II стадия – резистентности Гормоны: кортизол, СТГ. III стадия – адаптации или истощения При адаптации: — анаболические гормоны: (CТГ, инсулин, половые гормоны). При истощении: -снижение гормонов адаптации. Накопление повреждений. Гормоны: адреналин, вазопрессин, окситоцин, кортиколиберин, кортизол.

O H C H 2 Ò è ðH C C O O HN H 2Î 2 O H C H 2 Ä Î Ô ÀH C C O O HN H 2 O H C H 2 ä î ô à ì è íH 2 C N H 2 O HÑ Î 2 O H H C í î ð à ä ð å í à ë è íH 2 C N H 2 O HÎ 2 Î Í Ä Î Ô À — ä å ê à ð á î ê ñ è ë à ç àÒ è ð î ç è í — ì î í î î ê ñ è ã å í à ç à ä î ô à ì è í — ì î í î î ê ñ è ã å í à ç à O H H C à ä ð å í à ë è íH 2 C N Í C H 3 O H Î ÍS A M S A Ã ì å ò è ë — ò ð à í ñ ô å ð à ç àF e 2 + B 6 â è ò. Ñ C u 2 +í î ð à ä ð å í à ë è í Синтез адреналина

Эффекты Норадреналин Артериальное давление + + + Частота сердечных сокращений + + + Периферическое сопротивление + + + Теплопродукция + + + + Сокращение ГМК + + или — Липолиз (Мобилизация жирных кислот) + + + Синтез кетоновых тел + + Гликогенолиз + + Гликогенез — — Моторика желудка и кишечника — — Потовые железы (Выделение пота) + +

Гипоталамо-гипофизарно-на дпочечниковая ось Глюкокортикоиды (кортизол) + стресс, травма, гипогликемия Минералокортикоиды (альдостерон) + гиперкалиемия, гипонатриемия, ангиотензин II, простагландины, АКТГ Андрогены Эстрогены Кортикостероиды. Гормоны коры надпочечников

кортикотропные клетки передней доли гипофиза Проопиомеланокортин (ПОМК) 241 АК Кортикотропин релизиг гормон дофамин меланотропные клетки средней доли гипофиза

Максимальная секреция АКТГ (а также либерина и глюкокортикоидов) наблюдается утром в 6 -8 часов, а минимальная - между 18 и 23 часами АКТГ MC 2 R (рецептор) кора надпочечников жировая ткань меланокортиновые рецепторы клеток кожи, меланоцитов, клеток иммунной системы и др глюкокортикоиды липолиз Повышение пигментации

Реакции синтеза кортикостероидов H O 1 H O Ñ OC H 3 2 3 4 5 6 789 1 0 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 1 61 71 8 1 9 2 02 1 2 2 2 3 2 4 2 5 2 6 2 7 ÕîëåñòåðèíÏðåãíåíîëîí Ýôèð õîëåñòåðèíà Æèðíàÿ êèñëîòàÍ2Î ëèïèäíàÿ êàïëÿ õîëåñòåðîë- ýñòåðàçà ìèòîõîíäðèÿ õîëåñòåðîë- äåñìîëàçà Ð 4 5 0ÀÊÒÃ

Синтез кортизола и альдостерона. HO ÑO CH 3 Ï ð å ã í å í î ë î í O ÑO CH 3 Ï ð î ã å ñ ò å ð î í O ÑO CH 3 à è ä ð î ê ñ è ï ð î ã å ñ ò å ð î í ÎÍ O ÑO CH 3 OH Ä å ç î ê ñ è ê î ð ò è ç î ë ÎÍ O ÑO CH 3 OH Ê î ð ò è ç î ë ÎÍHO 1 2 3 ã è ä ð î ê ñ è ñ ò å ð î è ä — Ä Ã ö è ò î ï ë à ç ì à 1 7 — ã è ä ð î ê ñ è ë à ç àÝ Ï Ð 2 1 — ã è ä ð î ê ñ è ë à ç à (Ð 4 5 0)Ý Ï Ð 1 1 — ã è ä ð î ê ñ è ë à ç à (Ð 4 5 0) 4 ì è ò î õ î í ä ð è ÿ O ÑO CH 3 OH Ä å ç î ê ñ è ê î ð ò è ê î ñ ò å ð î í O ÑO CH 3 OH Ê î ð ò è ê î ñ ò å ð î í HO CHO O ÑO CH 3 OH À ë ü ä î ñ ò å ð î í HO 2 1 — ã è ä ð î ê ñ è ë à ç àÝ Ï Ð Ï ó ÷ ê î â à ÿ è ñ å ò ÷ à ò à ÿ ç î í à ê ë ó á î ÷ ê î â à ÿ ç î í à 1 1 — ã è ä ð î ê ñ è ë à ç à 1 8 — ã è ä ð î ê ñ è ë à ç à ì è ò î õ î í ä ð è ÿ

Действие глюкокортикоидов (кортизол) в печени в основном оказывают анаболический эффект (стимулирует синтез белков и нуклеиновых кислот). в мышцах, лимфоидной и жировой ткани, коже и костях тормозят синтез белков, РНК и ДНК и стимулирует распад РНК, белков, аминокислот. стимулируют глюконеогенез в печени. стимулируют синтез гликогена в печени. тормозят потребление глюкозы инсулинзависимыми тканями. Глюкоза идет в инсулиннезависимые ткани – ЦНС.

Действие минералокортикоидов (основной представитель альдостерон) Стимулируют: реабсорбцию Na + в почках; секрецию К + , NH 4 + , Н + в почках, потовых, слюнных железах, слиз. обол-ке кишечника. Ингибируют: синтез белков-транспортёров Na; Na + , K + -АТФ-азы; синтез белков-транспортёров К + ; синтез митохондрльных ферментов ЦТК.

Синтез андрогенов и их предшественников в коре надпочечников H O Ñ OC H 3Ïðåãíåíîëîí O Ñ OC H 3Ïðîãåñòåðîí H O Ñ OC H 3 Ãèäðîêñèïðåãíåíîëîí Î Í Òåñòîñòåðîí èçîìåðàçà ÝÏÐ ãèäðîêñèëàçà ìèòîõîíäðèÿ ãèäðîêñèëàçàÝÏÐ H O Î Í Äåãèäðîýïèàíäðîñòåðîí ÀíäðîñòåíäèîëH O Î Í O Ñ OC H 3 Ãèäðîêñèïðîãåñòåðîí Î Í Àíäðîñòåíäèîí O Î Ýñòðàäèîë H O Î Í ÍÀÄÏÎ×Å×ÍÈÊÀÕ ìàëîà ê ò è â í û é ï ð å ä ø å ñ ò â å í í è ê ì à ë î à ê ò è â í û é ï ð å ä ø å ñ ò â å í í è ê ìàëî

Регуляция синтеза и секреции мужских половых гормонов Гипоталамус ПЕРЕДНЯЯ ДОЛЯ ГИПОФИЗА Клетки Сертоли Клетки Лейдига. ФСГ — — Гонадотропин-рилизинг гормон +ЛГ тестостерон сперматогенезингибин ++ + —

Регуляция синтеза и секреции женских половых гормонов Гипоталамус ПЕРЕДНЯЯ ДОЛЯ ГИПОФИЗА Фолликул Жёлтое тело. ФСГ — Гонадотропин-рилизинг гормон ЛГ прогестерон ++ + эстрадиол -+

Действие половых гормонов Андрогены: -регулируют синтез белков у эмбриона в сперматогониях, мышцах, костях, почках и мозге; -оказывают анаболическое действие; -стимулируют клеточное деление и т. д. .

Эстрогены: -стимулируют развитие тканей, участвующих в размножении; -определяют развитие женских вторичных половых признаков; -подготавливают эндометрий к имплантации; -анаболическое действие на кости и хрящи; -стимулируют синтез транспортных белков тиреоидных и половых гормонов; -увеличивают синтез ЛПВП и тормозят образование ЛПНП, что ведёт к снижению ХС в крови и т. д. -влияет на репродуктивную функцию; -действует на ЦНС и т. д. .

Прогестерон: 1. влияет на репродуктивную функцию организма; 2. увеличивает базальную температуру тела после 3. овуляции и сохраняется во время лютеиновой фазы менструального цикла; 4. в высоких концентрациях взаимодействует с рецепторами альдостерона почечных канальцев (альдостерон теряет возможность стимулировать реабсорбцию натрия); 5. действует на ЦНС, вызывая некоторые особенности поведения в предменструальный период.

Соматотропный гормон СТГ – соматотропный гормон (гормон роста) , одноцепочечный полипептид из 191 АК, имеет 2 дисульфидных мостика. Синтезируется в передней доли гипофиза как классический белковый гормон. Секреция импульсная с интервалами в 20 -30 мин.

Гипоталамус ПЕРЕДНЯЯ ДОЛЯ ГИПОФИЗА Печень + глюконеогенез + синтез белка Кости + рост + синтез белка Адипоциты + липолиз — утилизация глюкозы Мышцы + синтез белка — утилизация глюкозы. СТГсоматолиберин соматостатин + — -соматостатинсоматолиберин — + ИФР-

Под действием СТГ в тканях вырабатываются пептиды — соматомедины. Соматомедины или инсулиноподобные факторы роста (ИФР) обладают инсулиноподобной активностью и мощным ростстимулирующим действием. Соматомедины обладают эндокринным, паракринным и аутокринным действием. Они регулируют активность и количество ферментов, биосинтез белков.

Общие принципы регуляции жизнедеятельности организма

На всем протяжении своего развития организм непрерыв­но обновляется, сохраняя одни свои свойства и изменяя или утрачивая другие. Однако имеются основные свойства, хотя и частично изменяющиеся, но постоянно позволяющие ему под­держивать свое существование и адекватно приспосабливаться к изменяющимся условиям внешней среды. Их всего три:

Обмен веществ и энергии,

Раздражимость,

Регуляция и саморегуляция.

Каждое из этих свойств можно проследить на клеточном, тканевом и системном уровнях, но на каждом из этих уровней они имеют свои особенности.

Организм человека является совокупностью иерархически связанных (не только взаимосвязанных, но и взаимозависи­мых, взаимоподчиненных) систем, но в то же время представ­ляет собой единую сложнейшую многоэлементную систему. Взаимосвязанная и нормальная жизнедеятельность всех со­ставных частей (органов и систем) организма возможна только при непременном условии сохранения относительного физи­ко-химического постоянства его внутренней среды. Это по­стоянство имеет динамический характер, поскольку поддер­живается не на абсолютно постоянном уровне, а в пределах допустимых колебаний основных физиологических функций. Оно называется гомеостазом.

Гомеостаз возможен благодаря механизмам регуляции и саморегуляции. Регуляция - это осуществление реакций организма и его систем, обеспечивающих адекватность протекания жизненных функций и деятельности различным ха­рактеристикам внешней среды (физическим, химическим, информационным, семантическим и др.). Регуляция выпол­няет функцию интеграции человеческого организма как еди­ного целого.

Регуляция функций органов – это изменение интенсивности их работы для достижения полезного результата согласно потребностям организма в различных условиях его жизнедеятельности.

Изменение параметров функций при поддержании их в границах гомеостаза происходит на каждом уровне органи­зма или в любой иерархической системе за счет саморегуляции, или внутренних для системы механизмов управления жизнедеятельностью. Местные механизмы саморегуляции, свойственные органам и системам, можно наблюдать на при­мерах работы сердца, желудка, кишечника или автоматизма чередований вдоха и выдоха в системе дыхания. Для осуществ­ления функций организма в целом необходима взаимосвязь и взаимозависимость функций составляющих его систем. В этом смысле можно рассматривать организм как самоорганизующу­юся и саморегулируемую систему, а саморегуляцию как свой­ство всего организма.

Деятельность организма как единого целого осуществляется благодаря регуляции со стороны нервной и гуморальной системы. Эти две системы взаимосвязаны и оказывают взаимовлияние друг на друга.

Регуляция функций в организме человека имеет в своей основе воздействие на физиологическую систему, орган или совокупность органов посредством управляющих сигналов, поступающих в виде нервных импульсов или непосредственно гуморального (химического) фактора. При анализе механизмов регуляции, как правило, рассматривают раздельно реф­лекторную и гуморальную составляющие.

Гуморальными (химическими) регуляторами могут быть некоторые соединения, поступающие в организм с пищей (на­пример, витамины), продукта жизнедеятельности клеток, об­разующиеся в процессе обмена веществ (например, углекисло­та), физиологически активные вещества, синтезируемые в тка­нях и органах (простагландины, кинины и др.), прогормоны и гормоны диффузной эндокринной системы и желез внутрен­ней секреции. Эти химические вещества поступают в ткане­вую жидкость, затем в кровь, разносятся по организму и ока­зывают влияние на клетки, ткани и органы, отдаленные от тех клеток, где они образуются. Гормоны являются важнейшими специализированными химическими регуляторами. Они могут вызывать деятельность органов (пусковой эффект), усиливать или подавлять функции (корригирующий эффект), ускорять или замедлять обменные процессы и оказывать влияние на рост и развитие организма.

Нервный механизм регуляции обладает большей скоро­стью действия по сравнению с гуморальным. В отличие от гу­моральных нервные сигналы направляются к строго опреде­ленным органам. Все клетки, ткани и органы регулируются не­рвной системой, объединяющей и приспосабливающей их дея­тельность к изменяющимся условиям среды. В основе нервной регуляции лежат безусловные и условные рефлексы.

Оба механизма регуляции взаимосвязаны, их трудно раз­граничить, так как они представляют собой разные стороны единой нейрогуморальной регуляции. Существует множество биологически активных веществ, способных оказывать влия­ние на жизнедеятельность нервных клеток и функций нервной системы. С другой стороны, синтез и выделение в кровь гумо­ральных факторов регулируются нервной системой. В совре­менном понимании нейрогуморальная регуляция - это регу­лирующее и координирующее влияние нервной системы и со­держащихся в крови, лимфе и тканевой жидкости биологиче­ски активных веществ на процессы жизнедеятельности орга­низма.

Нейрогуморальная регуляция функций организма - это регуляция деятельности организма, осуществляемая нервной и гуморальной системами. Ведущее значение принадлежит нервной системе (более быстрое реагирование организма на изменения внешней среды).

Регуляция осуществляется согласно принципов: 1) саморегуляции – организм с помощью собственных механизмов изменяет интенсивность функционирования органов и систем согласно своим потребностям в различных условиях жизнедеятельности. Пр: при беге активируется деятельность ЦНС, мышечной, дыхательной и сердечно-сосудистой систем, а в покое их активность значительно уменьшается. 2) системный принцип – функциональные системы по П.К. Анохину.

Значение и общий план строения нервной системы. Основные закономерности онтогенеза нервной системы.

Функция нервной системы: регулирует деятельность всех органов и систем, обуславливая их единство, связь с внешней средой при помощи высокодифференцированных клеток, воспринимающих и передающих информацию.

По топографическому принципу нервная система подразделяется на центральную (спинной, головной мозг) и периферическую (соматическую и вегетативную) - представлена волокнами и нервами 12 пар черепномозговых и 31 пара спинномозговых. Соматическая система иннервирует работу скелетных мышц, Вегетативная (автономная) нервная система в свою очередь делиться на симпатическую и парасимпатическую и иннервирует работу внутренних органов.

Нервная система регулирует: 1) поведение организма во внешней среде. Эту регуляцию И.П. Павлов назвал ВНД; 2) регулирует работу внутренних органов - низшая нервная деятельность.

Центральной нервной системе (ЦНС) принадлежит веду­щая роль в организации адаптационных процессов, протекаю­щих в ходе индивидуального развития. Поэтому динамика морфо-функциональных преобразований в этой системе ска­чивается на характере деятельности всех систем организма.

Количество нейронов ЦНС достигает максимального ко­личества у 24-недельного плода и остается постоянным до по­жилого возраста. Дифференцированные нейроны уже не спо­собны к делению, и постоянство их численности играет основ­ную роль в накоплении и хранении информации. Глиальные клетки продолжают оставаться незрелыми и после рождения, что обусловливает дефицит их защитной и опорной функций для ткани мозга, замедленные обменные процессы в мозге, его низкую электрическую активность и высокую проницаемость гемато-энцефалического барьера.

К моменту рождения мозг плода характеризуется низкой чувствительностью к гипоксии, низким уровнем обменных процессов (метаболизма) и преобладанием в этот период ана­эробного механизма получения энергии. В связи с медленным синтезом тормозных медиаторов в ЦНС плода и новорожден­ного легко возникает генерализованное возбуждение даже при небольшой силе раздражения. По мере созревания мозга активность тормозных процессов нарастает. На ранних стадиях внутриутробного развития нервный контроль функций осуществляется преимущественно спинным мозгом. В начале плодного периода (восьмая-десятая неде­ли развития) появляется контроль продолговатого мозга над спинным. С 13-14 недели появляются признаки мезенцефального контроля нижележащих отделов ЦНС. Корригирующие влияния коры на другие структуры ЦНС, механизмы, необхо­димые для выживания после рождения, выявляются в конце плодного периода. К этому времени определяются основные типы безусловных рефлексов: ориентировочный, защитный (избегание), хватательный и пищевой. Последний, в виде со­сательных и глотательных движений, наиболее выражен.

Развитию ЦНС ребенка в значительной мере способству­ют гормоны щитовидной железы. Снижение выработки тиреоидных гормонов в фетальном или раннем постнатальном пе­риодах приводит к кретинизму в связи с уменьшением числа и размеров нейронов и их отростков, нарушением метаболизма в мозге белка и нуклеиновых кислот, а также передачи возбуж­дения в синапсах.

В сравнении со взрослыми дети имеют более высокую воз­будимость нервных клеток, меньшую специализацию нервных центров. В раннем детстве многие нервные волокна еще не имеют миелиновой оболочки, обеспечивающей изолированное проведение нервных импульсов. Вследствие этого процесс воз­буждения легко переходит с одного волокна на другие, сосед­ние. Миелинизация большинства нервных волокон у большин­ства детей заканчивается к трехлетнему возрасту, но у некото­рых продолжается до 5-7 лет. С плохой «изоляцией» нервных волокон во многом связана высокая иррадиация нервных про­цессов, а это влечет за собой несовершенство координации реф­лекторных реакций, обилие ненужных движений и неэконо­мичное вегетативное обеспечение. Процессы миелинизации нор­мально протекают под влиянием тиреоидных и стероидных гормонов. По мере развития, «созревания» нейронов и меж­нейронных связей, координация нервных процессов улучшает­ся и достигает совершенства к 18-20 годам.

Возрастные изменения функций ЦНС обусловлены и дру­гими морфологическими особенностями развития. Несмотря на то, что спинной мозг новорожденного является наиболее зрелой частью ЦНС, его окончательное развитие завершается одновременно с прекращением роста. За это время его масса увеличивается в 8 раз.

Основные части головного мозга выделяются уже к треть­ему месяцу эмбрионального периода, а к пятому месяцу эмбрио­генеза успевают сформироваться основные борозды больших полушарий. Наиболее интенсивно головной мозг человека раз­вивается в первые 2 года после рождения. Затем темпы его раз­вития немного снижаются, но продолжают оставаться высоки­ми до 6-7 лет, когда масса мозга ребенка достигает 80% массы мозга взрослого.

Головной мозг развивается гетерохронно. Быстрее всего идет созревание стволовых, подкорковых и корковых структур, регулирующих вегетативные функции организма. Эти отделы по своему развитию уже в 2-4 года похожи на мозг взрослого человека . Окончательное формирование стволовой части и промежуточного мозга завершается только в 13-16 лет. Пар­ная деятельность полушарий головного мозга в онтогенезе ме­няется от неустойчивой симметрии к неустойчивой асиммет­рии и, наконец, к устойчивой функциональной асимметрии. Клеточное строение, форма и размещение борозд и извилин проекционных зон коры приобретают сходство со взрослым мозгом к 7 годам. В лобных отделах это достигается только к 12 годам. Созревание больших полушарий полностью заверша­ется только к 20-22 годам.

В возрасте 40 лет начинаются процессы дегенерации в ЦНС. Возможна демиелинизация в задних корешках и прово­дящих путях спинного мозга. С возрастом падает скорость рас­пространения возбуждения по нервам, замедляется синаптическое проведение, снижается лабильность нервных клеток. Ослабляются тормозные процессы на разных уровнях нервной системы. Неравномерные, разнонаправленные изменения в от­дельных ядрах гипоталамуса приводят к нарушению координа­ции его функций, изменениям в характере вегетативных реф­лексов и в связи с этим к снижению надежности гомеостатического регулирования. У пожилых людей снижается реактив­ность нервной системы, ограничиваются возможности адапта­ции организма к нагрузкам, хотя у отдельных лиц и в 80 лет функциональное состояние ЦНС и уровень адаптационных процессов могут сохраняться такими же, как и в среднем зре­лом возрасте. На фоне общих изменений в вегетативной не­рвной системе наиболее заметно ослабление парасимпатиче­ских влияний.

Центральная нервная система является наиболее устой­чивой, интенсивно функционирующей и долгоживущей сис­темой организма. Ее функциональная активность обеспечива­ется длительным сохранением в нервных клетках нуклеино­вых кислот, оптимальным кровотоком в сосудах мозга и дос­таточной оксигенацией крови. Однако при нарушении этих условий функциональные возможности ЦНС резко уменьша­ются.

В результате изучения данной главы студенты должны:

знать

• виды межклеточных коммуникаций;
• свойства гормонов и гормоноподобных веществ;
• строение гормональных рецепторов;
• механизмы реализации гормональных аффектов;

уметь

• давать характеристику основным группам гормонов и основным типам метаботропных рецепторов;
• разобраться в местах локализации гормональных рецепторов и в механизмах экскреции гормонов;

владеть

Методами прогноза возможных физиологических эффектов на основе химической структуры гормона и типа рецептора.

Регуляторные системы организма. Виды гуморальной регуляции и место эндокринной системы

Организм человека состоит приблизительно из 10 13 клеток, и все эти клетки должны работать согласованно, обеспечивая его выживание и, более того, оптимальное существование в постоянно меняющихся условиях. Для того чтобы из миллиардов клеток создать целостный, интегрированный организм, способный к самовосстановлению, самовоспроизведению и адаптации, необходима постоянно действующая система межклеточных коммуникаций, без которых невозможна надежная система управления функциями.

Уровни управления в организме можно разделить на внутриклеточные (обеспечивающие управление на уровне клетки) и межклеточные (обеспечивающие согласованную работу различных тканей, органов и систем органов целостного организма). В каждом случае системы управления могут быть неспециализированными и специализированными. Для соединений, используемых в неспециализированных системах управления, функция передачи информации не является главной, а акцент сдвинут в сторону их использования в качестве источников пластического или энергетического материала. Таким веществом может быть, например, глюкоза. В специализированном управлении участвуют соединения, главной функцией которых является передача информации, поэтому их называют сигнальными.

В ходе эволюционного процесса сформировались три системы , так или иначе отвечающие названию «сигнальные»: нервная , эндокринная и иммунная. Они очень сильно связаны между собой, что дает основание говорить о единой нейро-иммунно-эндокринной системе, хотя их описание на первых порах приходится производить раздельно. Все эти системы способны к дистантному управлению процессами жизнедеятельности, но достигают этого разными способами.

В зависимости от расстояния действия сигнального соединения различают местное и системное управление.

К местному {региональному) управлению относятся внутриклеточная (интракринная), аутокринная, юкстакринная и паракринная системы контроля (рис. 1.1).

Рис. 1.1.

При внутриклеточном контроле вещество-регулятор вырабатывается в клетке и действует на ее работу через внутриклеточные рецепторы. При аутокринном, ткстакринном и паракринном контроле вещество-регулятор покидает клетку и воздействует на нее же или на соседние клетки.

Системное управление отличается большой дистантностыо воздействия и подразделяется на эндокринное, нейроэндокринное и нейрокрин- ное (рис. 1.2).

Рис. 1.2.

а - эндокринный; б - нсйрокринный; в - нейроэндокринный

При эндокринной форме регуляции клетки железы или какой-то иной клетки выделяют гормон (от греч. оррасо - возбуждаю), который попадает в системный кровоток и способен воздействовать на все структуры организма, в которых есть рецепторы к этому гормону. Форма гормонального ответа зависит от типа ткани и разновидностей рецептора, реагирующих на этот гормон.

При нейроэндокринной форме регуляции нейрогормон сегрегируется терминалями аксонов в специализированную капиллярную сеть и из нее поступает в системный кровоток. Далее происходят те же явления, что и в случае эндокринного способа системной регуляции.

При нейрокринной форме регуляции нейроны вырабатывают нейромедиаторы, воздействующие на близлежащие клеточные структуры через специализированные рецепторы. Следовательно, имеет место разновидность паракринной регуляции, при которой дистантность действия достигается длиной аксонов и количеством синаптических переключений.

Вещества, выполняющие специфические функции передачи информации от одной клетки к другой, называются информонами. Информоны обычно не выполняют энергетических или пластических функций, а действуют на клетки через специальные распознающие молекулы - рецепторы. Содержание информонов в крови очень мало (10 6 -10“ 12 моль), а время их жизни обычно очень коротко, хотя они могут запускать длительные регуляторные каскады как в отдельных клетках, так и организме в целом.

Среди информонов с некоторой долей условности выделяют группу тканевых гормонов (гистогормонов), участвующих главным образом в процессах местной регуляции. Однако гистогормоны могут включаться и в общую регуляторную систему организма. Обычно гистогормоны секре- тируются из отдельных клеток различных систем органов, не образуя специализированных желез. Примером могут служить простагландины и тромбоксаны. Гистогормоны обычно действуют короткое время и вблизи от места секреции.

Вторая группа информонов - гормоны. Гормоны обычно образуются в особых секреторных клетках, которые или образуют компактные органы - железы, или расположены по одной или группами внутри органов. Секреторным клеткам свойственны некоторые морфологические особенности. Обычно синтез и «упаковка» гормонов происходят в одной части клеток, а их выброс в кровь - в другой. Чаще всего синтезируемые гормоны накапливаются к комплексе Гольджи - основном «складском помещении» клетки. Там, по мере надобности, гормоны упаковываются в маленькие секреторные пузырьки - гранулы, которые отпочковываются от комплекса Гольджи и передвигаются по цитоплазме к наружной мембране клетки, через которую гормон выбрасывается в кровь. Некоторые гормоны, например половые, не упаковываются в гранулы и выходят из секретирующей клетки в виде отдельных молекул. Выброс гормона в кровь происходит не постоянно, но только в том случае, когда к секретирующей клетке приходит специальный сигнал, под действием которого пузырьки высвобождают гормон во внеклеточную среду.

Однако в последние годы стало очевидно, что гормоны смогут выделяться не только из клеток специализированных эндокринных желез, но и из клеток многих других органов и тканей. Так, нейроны гипоталамуса способны вырабатывать целый набор гормональных факторов, таких как либерины, статины и другие гормоны, клетки сердечной мышцы выделяют в кровь натрийуретический пептид, лимфоциты выделяют ряд гормонов - стимуляторов иммунитета, наконец, множество пептидных гормонов синтезируются в слизистой кишечника.