Автор работы: Пользователь скрыл имя, 04 Марта 2013 в 17:21, лекция
Описание работы
Гормоны - это биологически высокоактивные вещества, синтезирующиеся и выделяющиеся во внутреннюю среду организма эндокринными железами и оказывающие регулирующее влияние на функции удаленных от места их секреции органов и систем организма. Эндокринная железа - это анатомическое образование, лишенное выводных протоков, единственной или основной функцией которого является внутренняя секреция гормонов. К эндокринным железам относятся гипофиз, эпифиз, щитовидная железа, надпочечники (мозговое и корковое вещество), паращитовидные железы.
Гормоны - это биологически высокоактивные
вещества, синтезирующиеся и выделяющиеся
во внутреннюю среду организма эндокринными
железами и оказывающие регулирующее
влияние на функции удаленных от места
их секреции органов и систем организма.
Эндокринная железа - это анатомическое
образование, лишенное выводных протоков,
единственной или основной функцией которого
является внутренняя секреция гормонов.
К эндокринным железам относятся гипофиз,
эпифиз, щитовидная железа, надпочечники
(мозговое и корковое вещество), паращитовидные
железы.
Поджелудочная железа и половые железы
относятся к органам со смешанным типом
секреции.
Одна и та же железа внутренней секреции
может продуцировать неодинаковые по
своему действию гормоны. Так, например,
щитовидная железа продуцирует тироксин
и тирокальцитонин. В то же время продукция
одних и тех же гормонов может осуществляться
разными эндокринными железами. Например,
половые гормоны продуцируются и половыми
железами, и надпочечниками.
Традиционно неэндокринные органы: почки,
желудочно-кишечный тракт, сердце также
способны к синтезу биологически активных
веществ. Некоторые из них синтезируются
так близко к своим органам-мишеням, что
могут достигать их диффузией, не попадая
в кровоток. Их называют гормонами местного
действия. Клетки, вырабатывающие такие
вещества, называют паракринными.
Ряд биологически активных веществ помимо
гормональной функции могут выступать
как медиаторы. Реализация гормональной
и медиаторной функций определяется
местом синтеза. Например, адреналин и
норадреналин. Когда рассматривается
их выработка в мозговом веществе надпочечников,
их обычно называют гормонами, если речь
идет об их образовании и выделении симпатическими
окончаниями, их называют медиаторами.
Некоторые из регуляторных гипоталамических
пептидов обнаружены не только в нейронах
головного мозга, но и в особых клетках
других органов (например кишечника). Клетки,
вырабатывающие эти пептиды, образуют
согласно современным представлениям
диффузную нейроэндокринную систему,
состоящую из разбросанных по разным органам
и тканям клеток.
Клетки этой системы характеризуются
высоким содержанием аминов, способностью
к захвату предшественников аминов и наличием
декарбоксилазы аминов. Отсюда название
системы по первым буквам английских слов
Amine Precursors Uptake and Decarboxylating system - APUD-система
- система захвата предшественников аминов
и их декарбоксилирования. Поэтому правомерно
говорить не только об эндокринных железах,
но и об эндокринной системе, которая объединяет
все железы, ткани и клетки организма,
выделяющие во внутреннюю среду специфические
регуляторные вещества.
Классификация гормонов
Гормоны можно классифицировать, исходя
из разных критериев:
3. По механизму передачи сигнала или
по расположению рецепторов. По этому
критерию гормоны делятся на 2 основные
группы. К первой группе относятся стероиды,
иодтиронины и кальцитриол. Рецепторы
этих гормонов располагаются в цитоплазме
или на ядре. Ко второй группе относятся
водорастворимые гормоны, которые взаимодействуют
с рецепторами, находящимися на плазматической
мембране.
4. По природе сигнала, опосредующего
гормональный внутриклеточный эффект.
5.по биологическим функциям — гормоны,
регулирующие обмен углеводов, липидов
и аминокислот (инсулин, глюкагон, кортизол,
адреналин), регулирующие водно-солевой
об прессин, альдостерон), обмен кальция
(паратгормон, кальцитриол, кальцитонин),
регулирующие репродуктивную функцию
(эстрадиол, тестостерон, прогестерон).
Тропные гормоны -либерины и статины гипоталамуса,
некоторые гормоны гипофиза) регулируют
синтез и других гормонов.
Несмотря на то, что гормоны имеют разное
химическое строение, для них характерны
некоторые общие биологические свойства.
Общие свойства гормонов:
Строгая специфичность (тропность) физиологического
действия.
Высокая биологическая активность: гормоны
оказывают свое физиологическое действие
в чрезвычайно малых дозах (10-6 - 10-10 моль/л)
Дистантный характер действия: клетки-мишени
располагаются обычно далеко от места
образования гормона.
Генерализованность действия.
Пролонгированность действия.
Установлены четыре основных типа физиологического
действия на организм: кинетическое, или
пусковое, вызывающее определенную деятельность
исполнительных органов; метаболическое
(изменения обмена веществ); морфогенетическое
(дифференциация тканей и органов, действие
на рост, стимуляция формообразовательного
процесса); корригирующее (изменение интенсивности
функций органов и тканей).
Метаболическое действие гормонов осуществляется
различными путями, среди которых наиболее
важными являются следующие: 1.повышение
или угнетение активности ферментов; 2.
изменение проницаемости клеточных мембран;
3. регуляция ими биосинтетических
и энергетических процессов.
Гормональный эффект опосредован следующими
основными этапами: синтезом и поступлением
в кровь, формами транспорта, клеточными
механизмами действия гормонов.
Транспорт гормонов
От места секреции гормоны доставляются
к органам-мишеням циркулирующими жидкостями:
кровью, лимфой. Транспорт гормонов определяется
их растворимостью. Гормоны, имеющие гидрофильную
природу (например, белково-пептидные
гормоны) обычно транспортируются кровью
в свободном виде. Стероидные гормоны,
йодсодержащие гормоны щитовидной железы
транспортируются в виде комплексов с
белками плазмы крови. Это могут быть специфические
транспортные белки (транспортные низкомолекулярные
глобулины, тироксинсвязывающий белок;
транспортирующий кортикостероиды белок
транскортин), неспецифический транспорт
(альбумины), а также в адсорбированном
состоянии на форменных элементах крови.
Биологическая активность определяется
содержанием свободных форм гормонов.
Связанные формы гормонов являются как
бы депо, физиологическим резервом, из
которого гормоны переходят в активную
свободную форму по мере необходимости.
Обязательным условием для проявления
эффектов гормона является его взаимодействие
с рецепторами. Для гормональных рецепторов
характерно: 1) высокое сродство к гормону;
2) высокая избирательность; 3) ограниченная
связывающая емкость; 4) специфичность
локализации рецепторов в тканях. На одной
и той же мембране клетки могут располагаться
десятки разных типов рецепторов.
Количество функционально активных рецепторов
может изменяться при различных состояниях
и в патологии. Так, например при беременности
в миометрии исчезают М-холинорецепторы,
и возрастает количество окситоциновых
рецепторов. При некоторых формах сахарного
диабета имеет место функциональная недостаточность
инсулярного аппарата, т.е. уровень инсулина
в крови высокий, но часть инсулиновых
рецепторов связана с аутоантителами
к этим рецепторам не работает.
Количество рецепторов, участвующих
в связывании гормонов, - несколько тысяч
на клетку. Рецепторы способны к узнаванию
и селекции гормонов. Гормон-рецепторное
взаимодействие характеризуется высоким
сродством и специфичностью, обратимостью
и генерацией сигнала (трансдукцией сигнала)
и зависит от температуры и рН.
Механизмы действия гормонов. Существуют
два основных механизма действия гормонов
на уровне клетки: реализация эффекта
с наружной поверхности клеточной мембраны
и реализация эффекта после проникновения
гормона внутрь клетки.
Биологический эффект гормонов, взаимодействующих
с рецепторами, локализованными на плазматической
мембране, осуществляется с участием вторичного
передатчика, называемого посредником
или мессенджером.
В зависимости от того, какое вещество
выполняет его функцию, гормоны можно
разделить на следующие группы:
1) гормоны, оказывающие биологический
эффект с участием циклического аденозинмонофосфата
(цАМФ). К ним относятся глюкагон, лютеинизирующий
гормон, фолликулостимулирующий гормон,
тиростимулирующий гормон, кальцитонин,
паратиреоидный гормон, антидиуретический
гормон, адреналин, норадреналин;
2) гормоны, осуществляющие свое действие
с участием циклического гуанидинмонофосфата
(цГМФ); оксид азота
3) гормоны, опосредующие свое действие
с участием в качестве внутриклеточного
вторичного мессенджера ионизированного
кальция или фосфатидилинозитидов (инозитолтрифосфат
и диацилглицерин) или обоих соединений;
К ним относятся антидиуретический гормон,
адреналин, норадреналин, ангиотензин
II, гонадотропин-рилизинг гормон или люлиберин,
тиролиберин
4) гормоны, оказывающие свое действие
путем стимулирования каскада киназ и
фосфатаз.
К ним относятся инсулин, пролактин, эритропоэтин
Но это деление очень условно. В зависимости
от типа рецептора один и тот же гормон
может передавать сигнал через различные
мессенжеры. Например, при взаимодействии
адреналина с b2 – рецептором в передаче
сигнала участвует цАМФ. При взаимодействии
адреналина с a1 – рецептором в передаче
сигнала участвует ионизированный кальций
и фосфатидилинозитиды.
Катаболизм гормонов
Белково-пептидные гормоны подвергаются
протеолизу, распадаются до отдельных
аминокислот. Эти аминокислоты вступают
дальше в реакции дезаминирования, декарбоксилирования,
трансаминирования и распадаются до
конечных продуктов: NH3, CO2 и Н2О.
Гормоны - производные аминокислот подвергаются
окислительному дезаминированию и дальнейшему
окислению до СО2 и Н2О. Стероидные гормоны
распадаются иначе. В организме нет ферментных
систем, которые обеспечивали бы их распад.
Поэтому в основном происходит модификация
боковых радикалов. Вводятся дополнительные
гидроксильные группы. Гормоны становятся
более гидрофильными. Образуются молекулы,
представляющие собой структуру стерана,
у которого в 17-м положении находится кетогруппа.
В таком виде продукты катаболизма стероидных
половых гормонов выводятся с мочой и
называются 17-кетостероиды.
Инактивация гормонов происходит в эффекторных
органах, в основном в печени.
Гормоны выполняют в организме следующие
важные функции:
Регуляция роста, развития и дифференцировки
тканей и органов, что определяет физическое,
половое и умственное развитие.
Обеспечение адаптации организма к меняющимся
условиям существования.
Обеспечение поддержания гомеостаза.
-Виды взаимодействия гормонов. Каждый
гормон не работает в одиночку. Поэтому
необходимо учитывать возможные результаты
их взаимодействия.
Синергизм - однонаправленное действие
двух или нескольких гормонов. Например,
адреналин и глюкагон активируют распад
гликогена печени до глюкозы и вызывают
увеличение уровня сахара в крови.
Антагонизм всегда относителен. Например,
инсулин и адреналин оказывают противоположные
действия на уровень глюкозы в крови. Инсулин
вызывает гипогликемию, адреналин - гипергликемию.
Биологическое же значение этих эффектов
сводится к одному - улучшению углеводного
питания тканей.
Пермиссивное действие гормонов заключается
в том, что гормон, сам не вызывая физиологического
эффекта, создает условия для ответной
реакции клетки или органа на действие
другого гормона. Например, глюкокортикоиды,
не влияя на тонус мускулатуры сосудов
и распад гликогена печени, создают условия,
при которых даже небольшие концентрации
адреналина увеличивают артериальное
давление и вызывают гипергликемию в результате
гликогенолиза в печени
Общая характеристика иерархических
систем нейрогуморальной регуляции
В поддержании физиологического уровня
гормонов в крови участвует целый ряд
механизмов гомеостаза, обеспечивающих
точный обмен сигналами между гормон-секретирующей
железой и тканью-мишенью, причем нередко
это осуществляется при посредничестве
одной или нескольких других эндокринных
желез. Наиболее часто встречается механизм
регуляции, основанный на отрицательной
обратной связи. В особенности это свойственно
системе гипоталамус — гипофиз
— железа-мишень.
Секреция всех гормонов передней доли
гипофиза (соматотропина, тиротропина,
кортикотропина, фоллитропина, лютропина,
пролактина) находится под контролем веществ
пептидной природы, образующихся в гипоталамусе
и способных усиливать или уменьшать образование
тропных гормонов гипофиза.
Гипоталамус — область головного мозга,
примыкающая к гипофизу. Именно в гипоталамусе
происходит «переключение» нервных импульсов
на гуморальные.
К настоящему времени из гипоталамуса
выделено несколько рилизинг-гормонов,
или, как их еще иначе называют, либеринов:
тиреотропин-рилизинг-гормон (тиролиберин,
сокращенно ТРГ), гонадотропин-рилизинг-гормон
(люлиберин), гормон, стимулирующий выработку
кортикотропного гормона, — кортикотропин-рилизинг-гормон
(кортиколиберин), гормон, вызывающий секрецию
пролактина (пролактолиберин), меланоцит-освобождающий
гормон и др.
Среди гормонов гипоталамуса, оказывающих
тормозящее действие на гипофизарную
функцию, выделены (и синтезированы) вещества,
названные статинами: соматостатин, пролактостатин,
меланоцитостатин и др.
По портальной системе кровообращения,
связывающей сетью своих широко разветвленных
капилляров срединное возвышение гипоталамуса
с паренхимой аденогипофиза, либерины
«спускаются» в переднюю долю гипофиза,
вызывая усиленное образование и отделение
в кровь тропных гормонов гипофиза.