Кафедра биохимии и молекулярной биологии сибгму

Кафедра биохимии и молекулярной биологии СибГМУ

к ЛЕКЦИИ по теме «ГОРМОНАльная регуляция»
(доцент Жаворонок ТВ)

• Цель: Определить основные пути и механизмы нейрогуморальных взаимодействий и гормональной регуляции функций организма. Представить биохимические механизмы синтеза гормонов, их влияния на клетки-мишени.
Провести краткий обзор эндокринных желез.

• Мотивация: Понять основные закономерности нейрогуморальной регуляции метаболизма, структур и функций организма человека, как единого тесно связанного механизма.

План

• Структурно-функциональная организация систем регуляции в организме,
место и организация эндокринной системы.

• Общая характеристика, классификации, свойства гормонов, методы исследования.

• Основные пути и механизмы влияния гормонов на клетку.

• Тканевой спектр действия гормонов. Понятие тканевых гормонов, гормонов ЖКТ.

• Эндокринопатии. Примеры.

• Гормональная регуляция содержания глюкозы в крови.

• Гормональная регуляция обмена кальция и фосфатов.

• Гормональная регуляция водно-солевого обмена, кровообращения и АД.

Принципы регуляции гомеостаза организма и место эндокринной системы в организации процесса регуляции

Задача систем регуляции – сохранение гомеостаза (постоянства внутренней среды) организма. В целостной системе регуляции есть несколько уровней.

 

Регуляцию осуществляют 4 основные системы

 

1. Нервная система: ЦНС и ПНС взаимодействуют через первичные импульсы и нейромедиаторы, ЦНС – во главе.

 ↔ у нервной регуляции быстрый локальный и кратковременный эффект

2. Эндокринная система: вырабатывает гормоны – регуляторные вещества 2 уровня (первичные посредники). Гормоны секретируются в кровь, транспортируются к эндокринным железам или влияют на метаболизм неэндокринных клеток-мишеней различных тканей. Эндокринная система подчинена нервной.

 ↔ у эндокринной регуляции более медленный и продолжительный эффект

3. Паракринная и аутокринная системы: функционируют на местном уровне посредством соединений, секретируемых клеткой в межклеточное пространство и взаимодействующих с рецепторами соседних клеток (паракринная) либо той же самой клетки (аутокринная). Это ПГ, гормоны ЖКТ, гистамин и др.

Назначение пара-/аутокринной системы – клеточно/внутриклеточный уровень регуляции (на отдельные метаболические пути или метаболизм клеток-мишеней)

4. Иммунная система: осуществляет регуляцию через специфические белки (антитела и цитокины).

«Общая классификация эндокринной системы»:

Иерархический принцип

В эндокринной системе есть три уровня организации:

• Наиболее высокий – гипоталамус, который продуцирует специальные нейро­гормоны (либерины и статины), контролирующие выделение тропных гормонов.

• Менее высокий – передняя доля гипофиза синтезирует тропные гормоны, кото­рые регулируют деятельность большинства периферических эндокринных желез.

• Нижний – занимают периферические железы, которые вырабатывают гормоны, влияющие на клетки различных тканей (эффекторные, периферические) организма.

«СИСТЕМА ИЕРАРХИЧЕСКИХ ВЗАИМОСВЯЗЕЙ ОРГАНИЗМА»

Система обратных связей

(Обратные связи обычно носят отрицательный характер):

• Усиление выработки гормонов периферическими железами угнетает, а ослабление – стимулирует секрецию соответствующих факторов гипотала­муса и тропных гормонов гипофиза.

• В клетках-мишенях нарабатываются метаболиты-индикаторы, которые такжепо механизму обратной связи могут блокировать свой синтез на уровне эндокринных желез и гипоталамуса.

(Рис) Система обратных связей на примере ГГНС ( гипоталамус-гипофиз-кора надпочечников)

Нейроны гипоталамуса синтезируют кортиколиберин, он попадает в переднюю долю гипофиза. Нейроны гипофиза в ответ выделяют кортикотропин (АКТГ), он стимулирует секрецию кортикостероидов в коре надпочечников. Уровень кортикостероидов в крови действует как сигнал обратной связи и заставляет гипофиз или ЦНС в целом продолжать, или приостанавливать весь этот процесс синтеза.

 

Последовательность событий:

1) Поток информации о состоянии внешней и внутренней среды организма (анализаторы, термо-и хеморецепторы, внутренняя среда) поступает в ЦНС, преобразуется в нервные импульсы и передается через синапсы с помощью химических сигналов-медиаторов на эффекторные клетки, изменяя их метаболизм. Гипоталамус – часть ЦНС и связан с другими структурами ЦНС (спинной, средний, продолговатый мозг, таламус, базальные ядра, лимбические образования, ряд полей коры больших полушарий и др.).

2) Одновременно, гипоталамус – центральный орган эндокринной системы, он объединяет 2 потока информации (нервный и гуморальный). Нейросекреторные клетки гипоталамуса преобразуют афферентные нервные стимулы в гормональные факторы – нейропептиды (9 либеринов (+), 4 статина (-)), которые регулируют →

3) выделение передней долей гипофиза тропных гормонов, которые влияют на →

4) секрецию в периферических эндокринных железах гормонов, меняющих →

Классификации гормонов

I. по химическому строению:

1. производные аминокислот (из ФЕН, ТИР – адреналин, норадреналин, тиреоиды)

2. белково-пептидные (инсулин, малые регуляторные пептиды, ПТГ, кальцитонин)

3. стероидные (половые, глюко-, минералокортикоиды, из вит Д₃ – кальцитриол)

4. производные высших жирных кислот (простагландины, тромбоксаны, проста­циклины и лейкотриены) синтез по цикло- и липо- оксигеназным механизмам

На примере надпочечников – фактически это 2 железы внутренней секреции:

1) внутренний слой – мозговая часть, формируется из симпатического ганглия (адреналовой ткани) и вырабатывает из тирозина катехоламины (биогенные амины, содержащие общий фрагмент: 3,4-дигидроксифенилаланин («катехол»)).

· При гидроксилировании тир [1] образуется дофа (3,4-дигидроксифенилаланина).

· При декарбоксировании [2] дофа образуется дофамин.

· При гидроксилировании [3] дофамина образуется норадреналин (норэпинефрин).
                                                                Донор водорода в этой реакции аскорбат.

· М етилирование [4] норадреналина ведёт к образованию адреналина (эпинефрин).
                                                      Донор метильной группы в этой реакции SАМ.

2) наружный слой – корковый, трехслойный, образуется из мезодермы, из которой также закладываются гонады. Этим объясняется химическое сродство гормонов коры надпочечников и половых гормонов – стероиды. На долю коры приходится ~ 80% массы железы, из неё выделено ~ 50 стероидов.

Паращитовидные железы

В ПЩ железах синтезируются ПТГ и кальцитонин (доп-но ↑ его синтез С-клетками щитовидной железы), которые вместе с гормонально активной формой витамина D (кальцитриол) регулируют обмен Са,Mg,P_i. Заболевания протекают с нарушением обмена кальция/фосфатов, что сказывается на состоянии костей/зубов.

Общая схема гормональной регуляции обмена кальция

Гиперпаратиреоидизм. Первичный – остеопороз, кисты костной ткани, нефрокаль­циноз и др., полиурия и полидипсия. Вторичный – гипокальциемия из-за болезней почек или ЖКТ. Третичный – на фоне длительного вторичного или прогрессирова­ния недостаточности почек (развивается гиперплазия паращитовидных желёз), при этом уровень Са растет после предшествовавшей гипокальциемии. Псевдопаратиреоидизм – врожденная толерантность к ПТГ вызывает компенсатор­ную гиперпродукцию гормона из-за низкого уровня Са в крови; может сопутство­вать олигофрения, дисменорея. Псевдопсевдопаратиреоидизм (смэндокринологию).

Классификация и краткая характеристика отдельных гормонов гипофиза

Железа/гормон	Регуляция секреции	Действие
Передняя доля гипофиза 1. Гормон роста или соматотропин (СТГ)	Рилизинг-фактор гормона роста (соматолиберин), секреция которого стимулируется стрессом, нагрузкой, гипогликемией. Ингибитор гормона роста (соматостатин), секрецию которого стимулирует гипергликемия	Усиливает рост тела, анаболизм белков, катаболизм жиров и сохраняет запасы глюкозы. Уменьшает анаболизм белков, катаболизм жиров и выброс глюкозы в кровь
2. Адренокортико-тропный гормон (АКТГ)	Гипоталамический рилизинг-фактор кортикотропина (кортиколиберин) образуется в гипоталамусе. Секрецию его стимулируют стрессовые факторы (снижение уровня глюкозы, травма и др.). Глюкоктикоиды по механизму отрицательной обратной связи ингибируют выброс кортиколиберина и АКТГ	Регулирует выработку и выделение глюкокортикоидных гормонов корой надпочечников
3. Тиреотропный гормон (ТТГ)	Гипоталамический рилизинг-фактор тиротропина (тиролиберин), секрецию которого стимулируют снижение уровня тироксина в сыворотке и потребность в усилении обмена веществ	Стимулирует выделение тироксина и трийодтиронина
4. Фолликуло-стимулирующий гормон (ФСГ)	Гипоталамический рилизинг-фактор гонадотропина (гонадолиберин). Выделяется в ответ на изменение уровней эстрогена и тестостерона сыворотки	У женщин стимулирует рост фолликула в яичнике, секрецию эстрогенов яичниками У мужчин стимулирует сперматогенез
5. Лютеинизиру-ющий гормон (ЛГ)	Гипоталамический рилизинг-фактор гонадотропина (гонадолиберин), секретирующийся по принципу отрицательной обратной связи в ответ на изменение уровня эстрогенов и тестостерона	У женщин стимулирует овуляцию, готовит матку к имплантации, готовит молочные железы к секреции молока У мужчин стимулирует интерстициальные клетки и секрецию тестостерона
6. Пролактин, лактогенный гормон	Рилизинг-фактор пролактина (пролактолиберин), секреция которого усиливается во время беременности и грудного вскармливания. Ингибитор пролактина, действует во время менструального цикла	Стимулирует выделение молока и материнское поведение. Тормозит выделение пролактина
Средняя доля гипофиза 1.Меланоцит– стимулирующий гормон (МСГ)	Рилизинг-фактор гипоталамуса (меланолиберин) стимулирует выделение МСГ; нейромедиатор дофамин тормозит выделение МСГ	Усиливает пигментацию кожи, стимулируя накопление гранул меланина в меланоцитах
Задняя доля гипофиза   1.Антидиуретческий гормон (АДГ), или вазопрессин	Изменяет осмотическое давление плазмы, воспринимаемое осморецепторами гипоталамуса. При дегидратации гипоталами-ческие ядра вызывают выброс АДГ из окончаний аксонов задней доли гипофиза	Основной физиологический эффект – уменьшение диуреза. Усиливает реабсорбцию воды в почечных канальцах, поэтому объем воды увеличивается. Это уменьшает диурез. Боль и стресс стимулируют выделение АДГ, что приводит к задержке воды в организме. Алкоголь тормозит выделение АДГ, увеличивая объем мочи и вызывая жажду
2. Окситоцин	Стимуляция тактильных рецепторов сосков и матки во время беременности и лактации способствует поступлению нервных импульсов в гипоталамус. Гипоталамические ядра вызывают выброс окситоцина из нервных окончаний	Обеспечивает сокращения матки в родах Обеспечивает лактацию

Антидиуретический гормон  

Кафедра биохимии и молекулярной биологии СибГМУ

к ЛЕКЦИИ по теме «ГОРМОНАльная регуляция»
(доцент Жаворонок ТВ)

• Цель: Определить основные пути и механизмы нейрогуморальных взаимодействий и гормональной регуляции функций организма. Представить биохимические механизмы синтеза гормонов, их влияния на клетки-мишени.
Провести краткий обзор эндокринных желез.

• Мотивация: Понять основные закономерности нейрогуморальной регуляции метаболизма, структур и функций организма человека, как единого тесно связанного механизма.

План

• Структурно-функциональная организация систем регуляции в организме,
место и организация эндокринной системы.

• Общая характеристика, классификации, свойства гормонов, методы исследования.

• Основные пути и механизмы влияния гормонов на клетку.

• Тканевой спектр действия гормонов. Понятие тканевых гормонов, гормонов ЖКТ.

• Эндокринопатии. Примеры.

• Гормональная регуляция содержания глюкозы в крови.

• Гормональная регуляция обмена кальция и фосфатов.

• Гормональная регуляция водно-солевого обмена, кровообращения и АД.