Механизм действия гормонов белковой природы.

Гормоны белковой природы взаимодействуют с рецепторами, находящимися на наружной поверхности цитоплазматической мембраны. Рецептор связан с ферментом, встроенным в мембрану, – аденилатциклазой. Комплекс гормона с рецептором активизирует аденилатциклазу, которая расщепляет АТФ с образованием циклического аденозинмонофосфата (цАМФ). Циклический АМФ выполняет функцию "второго посредника" (первым является сам гормон), активизируя фермент протеинкиназу, которая содержится во всех клетках. Киназы модулируют активность различных белков путем их фосфорилирования. Характерной особенностью действия этих гормонов является относительная быстрота возникновения ответной реакции, что обусловлено активацией предшествующих уже синтезированных ферментов и других белков. Регуляция секреции гормонов.Существуют различные способы эндогенной регуляции секреции гормонов. Гормональная регуляция. В гипоталамусе вырабатываются 6 либеринов (кортиколиберин, тиролиберин, гонадолиберин, меланолиберин, пролактолиберин, соматолиберин) и 3 статина (соматостатин, меланостатин, пролактостатин), которые через портальную систему из гипоталамуса попадают в аденогипофиз и усиливают (либерины) или тормозят (статины) продукцию соответствующих гормонов. Гормоны гипофиза – АКТГ, ЛГ, ФСГ, ТТГ – в свою очередь вызывают изменение продукции периферических гормонов. Например, кортиколиберин повышает выработку АКТГ аденогипофизом, АКТГ повышает продукцию глюкокортикоидов корой надпочечников. Такого рода каскадныймеханизм имеет большое значение: в эндокринной цепи во много раз усиливается действие малых количеств исходного гормона. Регуляция продукции гормона по механизму обратной связи. По направленности физиологического действия обратные связи могут быть отрицательными и положительными. Отрицательные связи самоограничивают работу системы. Положительные связи самозапускают ее. Некоторые железы внутренней секреции (поджелудочная железа, околощитовидные железы) являются гипофиз-независимыми железами. Деятельность этих органов зависит от концентрации веществ, уровень которых регулируется этими гормонами. Так, уровень паратгормона околощитовидных желез и кальцитонина щитовидной железы определяется концентрацией ионов кальция в крови.Глюкоза регулирует продукцию инсулина и глюкагона поджелудочной железой.

3. Регуляция с участием структур ЦНС. Симпатическая и парасимпатическая нервные системы вызывают изменения в продукции гормонов. В большинстве случаев нервные волокна, подходящие к железам внутренней секреции, регулируют не секреторные клетки, а тонус кровеносных сосудов, от которых зависит кровоснабжение и функциональная активность желез. Например, при активации симпатической нервной системы повышается продукция адреналина в мозговом веществе надпочечников.

27 ВОПРОС: Гипоталамо-гипофизарная система. Нейросекреты гипоталамуса, гормоны гипофиза, их физиологическая роль, механизм действия, регуляция их продукции и болезни, обусловленные их недостаточной или избыточной продукцией.

Ответ:Связь аденогипофиза с гипоталамусом формируется на 7-ом месяце, когда формируется первичная капиллярная сеть.

Гипофиз новорожденного функционально зрелый и имеет следующее. Аденогипофиз состоит из эпителиальных тяжей – трабекул. Между ними проходят синусоидные капилляры. Среди клеток аденогипофиза различают хромофильные и хромофобные эндокриноциты. Нейрогипофизвыполняет роль нейрогемального образования, в котором накапливаются гормоны некоторых нейросекреторных ядер переднего гипоталамуса. Нейрогипофиз содержит: отростки и терминали нейросекреторных клеток СОЯ и ПВЯ, по которым транспортируются АДГ (антидиуретический гормон, или вазопрессин) и окситоцин (накопительные тельца Херринга). Из гипоталамуса из СОЯ и ПВЯ аксоны покидают гипоталамусв составе гипоталамо-гипофизарного тракта, идут через медиальную эминенцию, пересекая гематоэнцефалический барьер, и через гипофизарную ножку проникают в заднюю долю гипофиза (нейрогипофиз), образуя терминали (накопительные тельца Херринга), которые оканчиваются на капиллярах. В тельцах Херринга находятся гранулы нейросекрета.

В СОЯ главным образом образуется антидиуретический гормон (АДГ), или вазопрессин, а в ПВЯ – окситоцин.

Аксоны нейросекреторных клеток этих ядер формируют аксовазальные синапсы на капиллярах первичной капиллярной сети в срединном возвышении (медиальной эминенции). Эта сеть далее собирается в воротные вены, через гипофизарную ножку проникает в переднюю долю гипофиза (аденогипофиз) и распадается на вторичную капиллярную сеть между тяжами аденоцитов.

Нейрогормоны, которые вырабатываются в мелкоклеточных ядрах, называются рилизинг-гормонами (пептидной природы). Гормоны, стимулирующие выработку гормонов аденогипофиза, называются либеринами, а тормозящие – статинами.

В аденогипофизе образуются следующие гормоны: (1) - адренокортикотропный (АКТГ); (2) - тиротропный (ТТГ), или тиротропин, (3) гонадотропные (фолликулостимулирующий (ФСГ), или фоллитропин, и лютеинизирующий (ЛГ), или лютропин), (4) - соматотропный (СТГ), или гормон роста, (5) - пролактин. Первые 4 гормона – тропные гормоны, они регулируют функции периферических желез внутренней секреции. Соматотропин и пролактин – эффекторные гормоны, сами действуют на ткани-мишени.

Функции:

АДГ в клетках собирательных трубочек почек увеличивает реабсорбцию воды, способствует концентрированию и уменьшению объема мочи; в больших концентрациях вызывает сужение артерий (отсюда название гормона вазопрессин) и повышение артериального давления крови. АДГ участвует также в формировании мотивации жажды, питьевого поведения и в механизмах памяти.

Окситоцинвызывает усиление сокращения матки при родах и в послеродовой период; сокращения миоэпителиальных клеток протоков молочных желез, что вызывает выделение молока при кормлении новорожденных. Синтез окситоцина увеличивается в конце беременности под влиянием женских половых гормонов эстрогенов, а его выделение усиливается рефлекторным путем при раздражении механорецепторов шейки матки при ее растяжении во время родов, а также при стимуляции механорецепторов сосков молочных желез во время кормления. Недостаточная функция гормона проявляется слабостью родовой деятельности матки, нарушением выделения молока.

Эффекторные гормоны гипофиза - меланоцитстимулирующий гормон (МСГ), пролактин, гормон роста.

Меланоцитстимулирующий гормон (МСГ, интермедин) вырабатывается в промежуточной зоне гипофиза у плода и новорожденных. У взрослого человека эта зона редуцирована и МСГ вырабатывается очень ограниченно. Его функции в организме взрослого человека выполняет АКТГ и β-липотропин. МСГ в организме: индуцирует синтез меланина; вызывает дисперсию меланосом в клетках кожи, что сопровожаается по­темнением кожи. Избыток АКТГ и β-липотропина наблюдается у женщин во время беременности, что приводит к усиленной пигментации естественно пигментированных участков кожи.

Гормон роста (ГР, соматотропин, соматотропный гормон) - усиливает процессы биосинтеза белка, нуклеиновых кислот, рост мягких и твердых тканей; облегчает утилизацию глюкозы в тканях; способствует мобилизации жиров из депо и распаду жирных высших кислот; задерживает в организме азот, фосфор, кальций, натрий, воду; усиливает синтез и секрецию гормонов соматомединов в печени и хрящевой ткани, инсулина и глюкагона – в поджелудочной железе, способствует превращению тироксина (Т₄) в трийодтиронин (Т₃); повышает основной обмен и способствует сохранению мышечной ткани во взрослом организме. Избыточная секреция ГР в детском возрасте проявляется резким ускорением роста (более 12см/год) и развитием гигантизма у взрослого человека (рост тела у мужчин превышает 2 м, а у женщин – 1,9 м). Пропорции тела сохранены. Гиперпродукция ГР у взрослых людей сопровождается АКРОМЕГАЛИЕЙ – непропорциональным увеличением отдельных частей тела, которые еще сохранили способность к росту. НЕДОСТАТОЧНАЯ ФУНКЦИЯ ГР в детском возрасте проявляется резким угнетением скорости роста (менее 4 см/год) при сохранении пропорций тела и умственного развития. При этом у взрослого человека отмечается карликовость: рост женщин не превышает 120 см, а мужчин – 130 см, нередко сопровождающаяся половым недоразвитием. Второе название этого заболевания – гипофизарный нанизм. У взрослого человека недостаток секреции ГР проявляется снижением основного обмена, массы скелетных мышц и нарастанием жировой массы.

Пролактин (лактотропный гормон, ЛТГ) стимулирует развитие железистой ткани в молочной железе, а затем – образование молока (лактоальбумина, жиров и углеводов): способствует формированию материнского инстинкта; подавляет выделение гонадотропинов; стимулирует развитие желтого тела и образование им прогестерона; участвует в поддержании осмотического гомеостаза и предупреждении избыточной потери воды и натрия; стимулирует развитие тимуса. Избыток гормона (гиперпролактинемия) вызывает у женщин галакторею (повышенное образование и выделение молока) и гипогонадизм (снижение функции половых желез); у мужчин – импотенцию и бесплодие. Недостаточность пролактина проявляется неспособностью к лактации.

Тропные гормоны гипофиза - регулируют функции периферических эндокринных желез и клеток, а также неэндокринных клеток.

1) Тиреотропный гормон (тиреотропин, ТТГ) - стимуляция продукции и секреции Т₄ и Т₃, а также в гипертрофии и гиперплазии щитовидной железы. Избыток ТТГ приводит к увеличению размеров щитовидной железы (зоб), ее гиперфункции (при достаточном количестве йода) с эффектами избытка тиреоидных гормонов (тахикардия, повышение основного обмена и температуры тела, пучеглазие и др.). Недостаток ТТГ ведет к быстрому или постепенному развитию гипотериоза: возникают сонливость, вялость, адинамия, брадикардия и др.

2) Гонадотропины:ФСГ (фолликулостимулирующий гормон, или фоллитропин) и ЛГ (лютеинизирующий гормон, или лютропин) вырабатываются в одних и тех же базофильных клетках (гонадотрофах) аденогипофиза, регулируют У МУЖЧИН И ЖЕНЩИН АКТИВНОСТЬ И РАЗВИТИЕ ПОЛОВЫХ ЖЕЛЕЗ - функции - гонадотропиновв женском организме: созревание первичного фолликула и увеличение концентрации эстрадиола в крови под влиянием возрастающего уровня ФСГ в течение первых дней менструального цикла: пик ЛГ в середине цикла служит непосредственной причиной разрыва фолликула и превращения его в желтое тело. Латентный период со времени пика ЛГ до овуляции составляет от 24 ч до 36. ЛГ является ключевым гормоном стимуляции и образования эстрогенов и прогестерона в яичниках. У детей тормозит выделение гонадотропинов гормон эпифиза – мелатонин. Пролактин также тормозит выделение ФСГ и ЛГ. Недостаток ФСГ и ЛГ сопровождается изменениями или прекращением менструального цикла. У кормящих матерей эти изменения цикла могут быть весьма выражены из-за высокого уровня пролактина.

Функции гонадотропинов в мужском организме: ФСГспособствует росту яичек, стимулирует клетки Сертоли и способствует формированию в них андрогенсвязывающего белка, а также увеличивает выработку этими клетками полипептида ингибина, который снижает секрецию ФСГ и люлиберина; ЛГ стимулирует созревание и дифференцировку клеток Лейдига, а также синтез и секрецию этими клетками тестостерона; совместное действие ФСГ, ЛГ и тестостерона упорядочивает сперматогенез. Секреция гонадотропинов у мужчин регулируется люлиберином (активация), свободным тестостероном (угнетение) и ингибином (угнетение).

3) Адренокортикотропный гормон (кортикотропин, АКТГ) -физиологические эффекты АКТГ подразделяют на надпочечниковые и вненадпочечниковые. Надпочечниковый эффект - АКТГ стимулирует рост и развитие пучковой и сетчатой зон в коре надпочечников, а также синтез и выделение гормонов: глюкокортикоидов (кортизола и кортикостерона из пучковой зоны) и в меньшей степени половых (в основном андрогенов из сетчатой зоны). В незначительной степени АКТГ также стимулирует выделение альдостерона из клубочковой зоны коры надпочечников. Вненадпочечниковое влияние АКТГ – это непосредственное действие гормона на неэндокринные органы: а) липолитическое – на жировую ткань; б) повышение секреции инсулина и гормона роста; в) развитие гипогликемии из-за стимуляции секреции инсулина; г) усиление пигментации кожи вследствие увеличения образования меланина. Избыток АКТГ отмечается в норме при беременности, а также при первичной или вторичной (после удаления надпочечников) гиперфункции кортикотрофов гипофиза и проявляется гиперпигментацией кожи. Дефицит АКТГ ведет к недостаточности секреции глюкокортикоидов из коры надпочечников, что сопровождается выраженными метаболическими нарушениями и снижением устойчивости организма к влияниям среды.

В 90% случаев гиперсекреция АКТГ вызывает - Болезнь Кушинга -вызвана аденомой (или диффузной гиперплазией клеток, вырабатывающих этот гормон, из-за повышенной продукции гипоталамусом кортикотропин-рили-зинг фактора). У женщин встречается в 8 раз чаще. Клинические проявления 1) ожирение центрального происхождения, лунообразное лицо, скопление жировой ткани по задней поверхности шеи и над ключицами, потерю мышечной массы в проксимальных отделах конечностей, тонкую кожу с экхимозами и стриями, катаракту, остеопороз, аменорею, сахарный диабет, у детей замедление роста, микозы в результате иммуносупрессии; 2) избыток андрогенов проявляется гирсутизмом и акне.

28 ВОПРОС: Гормоны щитовидной, паращитовидной и поджелудочной желез. Физиологическая роль гормонов гипер- и гипофункция желез.

Ответ: Щитовидная железа синтез тиреоидных гормонов (Т₄ и Т₃), их транспортировку и действие на клетки-мишени. По своей структуре Т₄ и Т₃ являются йодированными производными аминокислоты L-тирозина. Синтез Т₄ и Т₃ зависит от поступления в фолликулярные клетки щитовидной железы достаточного количества йода.

Влияют на рост и созревание тканей, общие энергозатраты и кругооборот практи­чески всех субстратов (белков, липидов, углеводов, нуклеиновых кислот), витаминов и гормонов, включая и сами тиреоидные гормоны. Выделяют метаболические и физиологические эффекты тиреоидных гормонов.

Метаболические эффекты: 1) усиление поглощения кислорода тканями с активацией окислительных процессов и увеличением основного обмена; 2) стимуляция синтеза белка (анаболическое действие); 3) усиление окисления жирных кислот и снижение их уровня в крови; 4) гипергликемия за счет активации гликогенолиза в печени.

Физиологические эффекты: 1) обеспечение нормальных процессов роста, развития и дифференцирования клеток, тканей и органов, в том числе ЦНС (миелинизация нервных воло­кон, дифференцирование нейронов), а также процессов физиологической регенерации тканей; 2) активация симпатических влияний (тахикардия, потливость, сужение сосудов и т.д.); 3) повышение теплообразования и температуры тела; 4) повышение возбудимости ЦНС и активации психических процессов; 5) поддержание нормальной половой жизни и репродуктивной функции (способствуют синтезу ГР, ФСГ и ЛГ); 6) развитие мышечной системы, увеличение силы и скорости мышечных сокращений.

При избыточной продукции тиреоидных гормонов возникает состояние гипертиреоза, или тиреотоксикоза: усиление основного обмена (гиперметаболизмом) и температуры тела; повышением тонуса симпатического отдела - (тахикардия, потливость, непереносимость тепла и др.); уменьшением массы тела, несмотря на сохраненный или повышенный аппетит; повышением возбудимости, эмоциональной лабильностью; бессонницей. Недостаточная продукция тиреоидных гормонов приводит к развитию гипотиреоза приводит к снижению метаболизма – заболевание - «микседема» – слизистый отек. Он происходит из-за накопления мукополисахаридов в базальных слоях кожи и задержке воды, что приводит к одутловатости лица и тестообразной консистенции кожи, а также к повышению массы тела, несмотря на снижение аппетита. У больных микседемой отмечается психическая и двигательная заторможенность, сонливость, зябкость, снижение интеллекта (тупое выражение лица) и активности симпатического отдела АНС и др. Гипотиреоз в детском возрасте может привести к кретинизму – физи­ческому (малый рост, нарушение пропорций тела), половому и умственному недоразвитию.

Парафолликулярные К-клетки щитовидной железы синтезируют гормон кальцитонин – вызывает снижение уровня кальция (Са²⁺) и фосфатов в крови за счет: 1) облегчения минерализации (стимуляция клеток остеобластов и отложения Са²⁺ и фосфатов в костях) и подавления резорбции (угнетение остеокластов и торможение выведения Са²⁺ и фосфатов из костной ткани); 2) снижения реабсорбции Са²⁺ и фосфатов из первичной мочи в почечных канальцах.

Паращитовидные (околощитовидные, железы) синтезгормона является паратирин (паратиреоидный гормон (ПТГ), или паратгормон). ПТГ относится к кальцийрегулирующим гормонам. Функция ПТГ: повышает содержание Са²⁺ в крови за счет специфического действия на костную ткань, почки и кишечник. Действие гормона на костную ткань зависит от его концентрации: физиологические концентрации усиливают процессы новообразования и минерализации кости, высокие — дают катаболический (остеолитический) эффект. В почках ПТГ усиливает выделение фосфатов в проксимальных канальцах нефрона (вызывая фосфатурию) и увеличивает в дистальных канальцах реабсорбцию Са²⁺, а также стимулирует синтез активной формы витамина D₃– гормона кальцитриола. На кишечник ПТГ действует через кальцитриол, усиливая всасывание Са²⁺ и фосфатов. Таким образом, ПТГ регулирует уровень С²⁺ по трем основным механизмам: 1) уменьшение экскреции Са²⁺ с мочой; 2) усиление поглощения Са²⁺ из кишечника; 3) при недостаточности первых двух факторов – ускорение метаболического разрушения костной ткани. Регуляция секреции ПТГ. Осуществляется по механизму обратной связи уровнем ионизированного Са²⁺ крови. Гипокальциемия (уменьшение Са²⁺ в крови) и симпатические влияния через β-адренорецепторы стимулируют продукцию ПТГ. Гиперкальциемия и гормон почек кальцитриол (активная фор­ма витамина D₃) подавляют секрецию ПТГ.

Проявления нарушения функции паращитовидных желез. Избыточная продукция ПТГ у человека приводит к резорбции и деминерализации костей, что сопровождается тяжелыми переломами позвоночника или головки бедренной кости; гиперкальциемией и отложением камней в почках; мышечной слабостью. Недостаточное выделение или отсутствие ПТГ (например, после удаления паращитовидных желез) вызывает гипокальциемию и резкое повышение нервно-мышечной возбудимости вплоть до развития судорожных приступов (тетании) и гибели организма.

Поджелудочная железа - эндокринную функцию выполняют клетки островков Пирогова – Лангерганса и составляющие 1 – 2% от ее массы. В островках располагаются несколько видов эндокринных клеток: α-клетки, образующие глюкагон (их в среднем около 20%); β-клетки, производящие инсулин (от 65 до 80%); дельта -клетки (от 2 до 8%), синтезирующие соматостатин; РР-клетки (менее 1 %), продуцирующие панкреатический полипептид. Основными гормонами поджелудочной железы, регулирующими обменные процессы, являются инсулин и глюкагон.

Инсулин усиливает транспорт глюкозы в клетки, стимулирует синтез гликогена в печени и мышцах, подавляет глюконеогенез и гли-когенолиз в печени, понижает уровень сахара в крови; стимулирует транспорт аминокислот через цитоплазматическую мембрану в клетку и уменьшает распад белка, стимулирует синтез белка в клетках; стимулирует включение триглицеридов и жирных кислот в жировую ткань, усиливает синтез липидов и подавляет липолиз в адипоцитах. Таким образом, он оказывает общее анаболическое действие на инсулинзависимые ткани (усиление синтеза в них углеводов, жиров, белков и нуклеиновых кислот). Тормозят выделение инсулина: гипогликемия, соматостатин (гормон Д-клеток), активация симпатического отдела АНС.

Глюкагон– он является катаболическим гормоном и антагонистом инсулина, он повышает содержание глюкозы в крови за счет усиления гликогенолиза и стимуляции глюконеогенеза в печени; активирует липолиз и подавляет синтез липидов; стимулирует катаболизм белков в тканях и увеличивает синтез мочевины. Регуляция секреции глюкагона -усиливается при гипогликемии, активации симпатического отдела АНС и под влиянием гормона роста и угнетается при гипергликемии и поддействием соматостатина.

Чаще всего нарушения эндокринной функции поджелудочной железы возникают при повреждении β-клеток антителами или вирусами Коксаки. Это ведет к падению уровня инсулина в крови, гипергликемии и развитию заболевания, получившего название "сахарный диабет" или "сахарное мочеизнурение" - полиурия (4 – 6 л/сут), жажда и повышенное потребление жидкости. Гипергликемия возникает вследствие того, что углеводы не могут применяться для нужд энергетики клетками скелетных мышц, печени, жировой ткани, сердца эти клетки начинают использовать для получения энергии липиды и белки, что сопровождается накоплением кетоновых тел (характерный запах при дыхании и/или мочеиспускании, а также развитием ацидоза, диабетической комы, потерей сознания и гибель организма). Сахарный диабет при поражении β-клеток поджелудочной железы (сахарный диабет I типа, инсулинзависимый, ювенильный, возникающий обычно до 30 лет), и при снижением количества инсулиновых рецепторов в клетках-мишенях (сахарный диабет II типа, инсулиннезависимый, или диабет взрослых, возникающий обычно после 40 лет).