Гормоны щитовидной железы. Схема синтеза тиреоидных гормонов. Молекулярные механизмы их действия на ткани.

Гормо́ны щитови́дной железы́ - представлены двумя различными классами биологически активных веществ: йодтиронинами и полипептидным гормоном кальцитонином. Эти классы веществ выполняют разные физиологические функции: йодтиронины регулируют состояние основного обмена, а кальцитонин является одним из факторов роста и влияет на состояние кальциевого обмена, а также участвует в процессах роста и развития костного аппарата (в тесном взаимодействии с другими гормонами).

Основные два гормона которые вырабатывает щитовидная железа – трийодтиронин (в его составе три молекулы йода) и тетрайодтиронин или тироксин (содержит четыре молекулы йода). Сокращенно гормоны щитовидной железы обозначают как Т3 и Т4. В клетках и тканях организма Т4 постепенно превращается в Т3, который является главным биологически активным гормоном, непосредственно влияющим на обмен веществ.

Образование гормонов щитовидной железы связано со специфическим белком тиреоглобулином. Тиреоглобулин служит запасной формой тиреоидных гормонов и расположен внутри коллоида.

В приготовлении гормонов щитовидной железы необходимы два обязательных компонента - йод и незаменимая аминокислота тирозин. Для образования одной молекулы Т4 нужны четыре молекулы йода, а для Т3 - всего три. Без йода синтез гормонов прекращается полностью. Вот почему так важно предупредить недостаток йода в пище. Тирозин поступает в организм с пищей, он предшественник в образовании не только гормонов щитовидной железы, но и адреналина, меланина, дофамина.

В процессе синтеза гормонов щитовидной железы выделяют четыре стадии:

- Поглощение йода щитовидной железой. Концентрация его в железе в 30-40 раз выше, чем в крови

- Активация йода, что делает возможным его связывание с молекулой аминокислоты тирозина

- Конденсация с образованием гормонов – тироксина и трийодтиронина и их накопление в составе тиреоглобулина в виде коллоида

- Выделение образованных гормонов в кровь под действием ТТГ.

Гормоны щитовидной железы очень малы по размеру и перед попаданием в кровь должны быть связаны с транспортными белками, для того чтоб не быть «вымытыми» из организма почками. Уровень свободных гормонов 0,03% от общего количества, именно они обеспечивают все эффекты гормонов щитовидной железы. В тканях тироксин (Т4) превращается в трийодтиронин (Т3) и биологическое действие гормонов на 90% осуществляется именно за счет Т3.

Функции трийодтиронина и тироксина:

- Стимуляция обменных процессов: усиление расщепления белков, жиров, углеводов; усиление окислительных процессов; термогенез; активация пищеварительных процессов, повышение продуктивности

- Регуляция роста, развития, дифференцировки тканей. Метаморфоз. Формирование костей. Рост волосяного покрова. Развитие нервной ткани и стимуляция нервных процессов

- Усиление сердечной деятельности, повышение чувствительности сердца к влиянию симпатической нервной системы

Симпатическая нервная система усиливает активность щитовидной железы, парасимпатическая угнетает. Физиологическая гипофункция щитовидной железы: во время сна. Физиологическая гиперфункция железы: во время беременности и лактации. В частности, гормоны регулируют скорость основного обмена, роста и дифференцировку тканей, обмена белков, углеводов и липидов, водно-электролитный обмен, деятельность центральной нервной системы, пищеварительного тракта, гемопоэз, функцию сердечнососудистой системы, потребность в витаминах, сопротивляемость организма инфекциям.

 

Роль почек в поддержании постоянства внутренней среды организма (изоволюмии, изоосмии, изоионии, кислотно-основного равновесия).

Наиболее важная функция почек - обеспечить постоянство основных физико-химических констант внутренней среды организма. Только деятельностью почек эффективно регулируются:

- водно-электролитный баланс организма;

- постоянство осмотического давления жидкостей внутренней среды;

- кислотно-щелочной баланс;

- процессы метаболизма белков, липидов, углеводов, нуклеиновых кислот и других органических соединений за счет удаления конечных продуктов обмена;

- поддержание необходимого объема циркулирующей крови, артериального давления, обмена электролитов и перемещения физиологически активных веществ - регуляторов;

- регуляцию кроветворения, выделяя в кровоток эритропоэтин;

- свертывание крови, синтезируя факторы гемостаза и фибринолиза урокиназу, тромбопластин, тромбоксан и простациклин;

- выделение в кровь витамина D3, эритропоэтина.

Таким образом, сочетая эти процессы, почки участвуют в эксткреторной, гомеостатической, метаболической, эндокринной и защитных функциях организма, т.е. являются главной системой, сохраняющей гомеостаз. Глубокие нарушения этих процессов несовместимы с жизнью.

Сохранении постоянства осмотического давления (изоосмия), и в сохранении постоянства ионного состава (изоиония) внутренней среды организма

Огромна роль почек и в поддержании кислотно-щелочного равновесия. В организме человека постоянно протекают процессы, создающие условия для ацидоза. При полном окислении углеводов образуется углекислый газ, при окислении белков и аминокислот — серная кислота, процессы метаболизма сопровождаются накоплением органических кислот. Все эти кислоты нейтрализуются с помощью буферных систем организма. Для обозначения силы действия буферных систем введен термин «буферная емкость», или «буферная мощность», под которым понимают количество кислоты или щелочи в грамм-эквивалентах, прибавленное к литру раствора и вызывающее смещение рН этого раствора на 1 единицу.

Буферы крови представлены в основном сочетанием четырех систем: гемоглобин-оксигемоглобин; угольная кислота-гидрокарбонат; белки плазмы; фосфаты. Наиболее мощной является система гемоглобин-оксигемоглобин, наиболее лабильной — система угольная кислота-гидрокарбонат.

Благодаря наличию в организме буферных систем концентрация водородных ионов в плазме крови поддерживается на постоянном уровне (рН 7,4).

В поддержании кислотно-щелочного равновесия важная роль принадлежит бикарбонатам. Здоровые почки в состоянии повысить рН мочи до 8, что достаточно, чтобы удалить избыточное количество бикарбоната и сохранить важные для организма кислые радикалы.

Таким образом, функция почек тесно связана с деятельностью всего организма в целом и находится под влиянием нейрогенных и нейрогуморальных регуляторных механизмов. Большое влияние на функцию почек оказывает вегетативная нервная система, которая в свою очередь находится под контролем центральной нервной системы, в частности коры больших полушарий. Именно кора головного мозга обеспечивает тонкое приспособление почки к различным внутренним и внешним условиям, к изменениям кислотно-щелочного равновесия внутренней среды, к возрастающим или уменьшающимся потребностям очищения организма от продуктов метаболизма.

Билет 17

1. Иррадиация и концентрация возбуждения в ЦНС. Механизмы взаимодействия нервных центров (принципы координации рефлекторной деятельности: реципрокность, общий конечный путь, субординация, обратная афферентация, доминанта)

Иррадиация возбуждения. При сильном и длительном раздражении импульсы, поступившие в нервную систему, не ограничиваются возбуждением одного рефлекторного центра, а распространяются на другие центры. Чем сильнее раздражение, тем больше нервных центров охватывает иррадиация. Возбуждение большого количества различных нервных центров позволяет отобрать из них наиболее нужные и установить между ними новые функциональные связи — условные рефлексы. Большинство двигательных условных рефлексов формируется благодаря иррадиации возбуждения. Излишняя иррадиация возбуждения центральной нервной системы нарушает уравновешенность поведенческих реакций, приводит к расстройству рефлекторной деятельности. Иррадиация возбуждения ограничивается и уравновешивается торможением.

Основными принципами координации являются:

- Принцип сопряженного торможения или реципрокности - базируется на описанном выше одноименном виде торможения и означает возникновение при возбуждении одного центра одновременного торможения другого центра для обеспечения цепных рефлексов и сложной функции. Примером реципрокности может быть регуляция спинным мозгом противоположных по функциональному назначению мышц конечностей. Так, при возбуждении мотонейронов, иннервирующих мышцы сгибатели правой ноги, реципрокно тормозятся мотонейроны мышц разгибателей этой ноги и возбуждаются мотонейроны мышц разгибателей левой ноги. Формирующийся цепной характер рефлексов вслед за этим вызывает возбуждение мотонейронов разгибателей правой ноги и реципрокно — торможение мотонейронов сгибателей правой ноги и возбуждение мотонейронои сгибателей левой ноги. Таким образом, реципрокные взаимоотношения между указанными рефлексами обеспечивают цепной шагательный рефлекс. Реципрокные взаимоотношения имеют место и между рефлексами вдоха и выдоха, когда возбуждение центра вдоха тормозит центр выдоха и наоборот, что обеспечивает ритмичную смену фаз в процессе внешнего дыхания.

- Принцип доминанты - был открыт А.А.Ухтомским. Доминантой называют обший принцип деятельности нервной системы, проявляющийся в виде господствующей в течение определенного времени системы рефлексов, реализуемых доминирующими центрами, которые подчиняют себе или подавляют деятельность других нервных центров и рефлексов. Нейроны доминирующих центров приобретают более низкий уровень критической деполяризации мембран, т.е. становятся более возбудимыми, и способны эффективнее осуществлять пространственную и временную суммацию нервных импульсов. Синаптическое проведение к этим нейронам облегчено и поэтому они могут возбуждаться и за счет «посторонних» импульсов от не имеющих прямых связей с доминирующими центрами информационных каналов. Вследствие суммации многочисленных ВПСП возбуждение нейронов как и число возбужденных клеток в доминирующем центре нарастает и осуществляемые им рефлекторные реакции легко реализуются. Преобладание рефлексов доминирующего центра над другими рефлекторными актами становится особенно выраженным, поскольку через систему вставочных нейронов доминирующий центр сопряженно тормозит другие центры и текущие рефлексы. Принцип доминанты позволяет концентрировать внимание и строить поведение для достижения определенной намеченной цели.

- Принцип общего конечного пути - описанный Ч.Шеррингтоном, рассматривался при изложении процесса конвергенции возбуждения.

- Принцип субординации нервных центров - (принцип подчинения) проявляется в виде регулирующего влияния выше расположенных нервных центров на ниже расположенные. Так, двигательные центры головного мозга управляют спинальными мотонейронами. Примером такого влияния является феномен центрального торможения спинальных рефлексов открытый И.М.Сеченовым и получивший название сеченовского торможения. В эксперименте И.М.Сеченова раздражение зрительных бугров лягушки с помощью кристаллика поваренной соли (т.е. раздражение ретикулярной формации среднего мозга) приводило к торможению спинальных двигательных рефлексов, вызываемых погружением лапки лягушки в слабый раствор кислоты. Следовательно, торможение центров спинного мозга явилось следствием возбуждения центров среднего мозга. Прекращение этого тормозного контроля при перерыве цереброспинальных проводящих путей вызывает резкое повышение возбудимости спинальных центров и гиперрефлексию.

- Принцип обратной афферентации - заключается в рецепторном восприятии результатов рефлекторного акта и проведении информации назад в структуры нервного центра, где она обрабатывается и сравнивается с сохраняющимися параметрами возбуждения. Обратная афферентация реализуется в виде положительной или отрицательной обратной связи. Таким образом, с помощью обратной афферентации нервные центры осуществляют непрерывный контроль эффективности, целесообразности и оптимальности рефлекторной деятельности.