Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
НОВОСИБИРСКАЯ государственная МЕДИЦИНСКая академия
КАФЕДРА НОРМАЛЬНОЙ ФИЗИОЛОГИИ
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ
ПО КУРСУ НОРМАЛЬНОЙ ФИЗИОЛОГИИ
к разделу «физиология эндокринной системы»
СЛОВАРЬ
Физиологические эффекты
гормонов
и биологически активных
веществ
НОВОСИБИРСК 2003 г.
Методическое пособие по курсу нормальной физиологии к разделу «физиология эндокринной системы»
Новосибирская Государственная медицинская академия,
2003. 42 с.
Методическое пособие предназначено для использования в курсе практических занятий по нормальной физиологии студентами второго курса всех факультетов в качестве дополнения к материалу учебников.
Печатается по решению кафедры нормальной физиологии НГМА
Утверждено Центральной комиссией методического совета НГМА
протокол № 3 от 27.02 2002 г.
Автор-составитель: профессор кафедры нормальной физиологии НГМА
д. б. н. Н.Б. Пиковская
Отв. редактор: зав. кафедрой нормальной физиологии НГМА
д. м. н., профессор В.Ю. Куликов
Рецензенты:
Зав. кафедрой педагогики и мед. психологии НГМА,
доцент Г. В. Безродная
Профессор кафедры биохимии НГМА,
д .м .н., профессор Н.Н. Маянская
Новосибирская государственная медицинская академия
Введение
Сравнивая механизмы нервной и гуморальной регуляции, мы говорили о том, что главное отличие гуморальной системы регуляции от нервной заключается в ее длительном действии на организм. Длительность действия гормонов обусловлена не только и не столько концентрацией гормона в крови и темпом его разрушения, сколько разнообразием эффектов гормонов. Это разнообразие складывается с одной стороны из разнообразия структуры и функций органов мишеней, а с другой с поэтапным включением гормональных эффектов. В эффектах многих гормонов можно выделить: 1) срочные реакции - изменение проницаемости мембраны и возбуждение клетки, 2) отсроченные, которые заключаются в изменении активности уже существующих ферментов, и 3) длительные - синтез новых ферментов и структурных компонентов клетки - такие эффекты способны изменить и структуру, и функцию органа или системы органов. Именно разнообразием эффектов гормонов вызвана попытка создания этого словаря.
Изучая механизмы гуморальной регуляции функций организма, мы не можем ограничиться лишь гормональными эффектами, понимая, что это сложная система со своими закономерностями и особенностями регуляции синтеза, секреции, транспорта, взаимодействия с рецепторами и разрушения биологически активных веществ. Поскольку в этом пособии мы касаемся только физиологических эффектов гуморальных веществ, попытаемся во введении наметить общий план изучения гормональной регуляции (этот план представлен в виде таблицы) для того, чтобы Вы самостоятельно могли разобраться в этой сложной регуляторной системе и по мере изучения, попытались дополнить таблицу новыми примерами.
Коротко остановимся на взаимодействии гормонов. Каждый из гормонов или биологически активных веществ выделяется в конкретной ситуации и обладает своим спектром эффектов. Вместе с тем для каждого из гормонов существует постоянный, базовый уровень секреции. В организме человека в норме не бывает такого состояния, когда уровень любого из гормонов равен нулю. Следовательно, гормоны и БАВ могут оказывать друг на друга определенные влияния, и оказывают их. Остановимся на такой форме влияний, которую называют пермиссивные (позволяющие, обусловливающие), или сенсибилизирующие, потенцирующие эффекты. Пермиссивными называются такие эффекты, когда одни гормоны разрешают, или резко усиливают эффекты других гормонов. Например, катехоламины стимулируют гликогенолиз в печени и липолиз в адипоцитах, однако этот эффект не проявляется в отсутствии кортизола. В свою очередь катехоламины потенцируют эффекты глюкокортикоидов. Эстрогены усиливают эффекты многих гормонов, а тиреоидные гормоны увеличивают эффекты эстрогенов.
Механизмы таких потенцирующих влияний неспецифичны. Если гормон или БАВ увеличивает проницаемость мембраны клетки для ионов кальция, то такая клетка будет более чувствительна к действию любого вещества. Если гормон повышает проницаемость мембраны для аминокислот и стимулирует синтез белка в клетке, то на мембране клетки увеличивается и количество мембранных рецепторов, специфичных для данной клетки, следовательно, такая клетка становится более чувствительной к действию других гормонов и БАВ.
Что нужно знать о конкретном гормоне или биологически активном веществе
|
что нужно знать |
варианты |
примеры (эту графу можете продолжать самостоятельно) |
|
стимул, который приводит к увеличению секреции (необходимо помнить, что для всех гормонов характерен определенный базовый уровень секреции). |
1. чисто нервный 2. гормональный 3. конкретное вещество, уровень которого регулируется гормоном 4. непосредственное раздражение рецепторов (баро-, хемо-) 5. повреждение ткани |
возбуждение гипоталамических зон, связанных с адено- и нейрогипофизом и выделение либеринов; выделение адреналина и норадреналина мозговым веществом надпочечников происходит при активации симпатической нервной системы. тропные гормоны гипофиза, которые выделяются под влиянием гипоталамических либеринов; звенья обратной связи – выделение тропных гормонов тормозится при повышении уровня периферических гормонов (кортиколиберин АКТГ кортизол). глюкоза (инсулин, глюкагон), натрий (альдостерон), кальций (кальцитонин, паратирин). АДГ, альдостерон, гормоны пищеварительной системы. серотонин, тромбоксан и другие простагландины, гистамин |
|
место выделения |
одно или несколько |
соматостатин - аденогипофиз, поджелудочная железа и кишечник, натриуретический пептид - предсердия, сосуды, головной мозг, ангиотензин - приносящая артериола клубочка (ЮГА) сосуды, головной мозг, половые гормоны - половые железы, сетчатая зона коры надпочечников АДГ - только нейрогипофиз |
|
транспорт |
1. транспортируется свободно или в связанной форме 2. не транспортируется, действие оказывает паракринно, как нейрогормон, как нейромедиатор |
1. Т3, Т4, кортизол со специфичными белками ангиотензин - в свободной форме 2. Гастрин - действует паракринно в слизистой желудка и эндокринно на клетки поджелудочной железы. Норадреналин является нейромедиатором в ЦНС, в периферическом отделе симпатической нервной системы, норадреналин мозгового вещества надпочечников транспортируется к тканям мишеням кровью и действует эндокринно. АДГ оказывает свои эффекты как нейрогормон в ЦНС, а, выделяясь из терминалей аксонов в кровь, транспортируется к тканям-мишеням все рилизинг-гормоны (либерины и статины) действуют как нейрогормоны, выделяясь в кровь из окончаний нейронов. Гормоны аденогипофиза действуют эндокринно, железистые клетки выделяют свой секрет в кровь |
|
орган или ткань мишень |
один, чаще несколько |
АДГ - преимущественно на собирательные трубочки почек, альдостерон - преимущественно в дистальных канальцах нефронов, кортизол, тиреоидные гормоны, инсулин - большое число тканей мишеней. |
|
рецепция |
1. где расположены клеточные рецепторы 2. как изменяется а) количество б) качество рецепторов |
1. на мембране клетки, в цитоплазме или ядре (пептидные гормоны преимущественно оказывают эффекты через мембранные рецепторы, стероидные гормоны преимущественно через цитозольные) 2. а) регуляция уровнем гормона, когда количество рецепторов уменьшается при повышении концентрации гормона б) влияние других гормонов натрия, кальция, когда изменяется связывающая способность рецептора или облегчается эффект. |
|
механизм действия |
изменение проницаемости мембраны для ионов, глюкозы или аминокислот. изменение активности существующих ферментов. Эти эффекты преимущественно связаны с фосфорилированием, или дефосфорилированием ферментов и переведением из неактивной формы в активную. синтез и активация новых ферментов. синтез структурных компонентов |
срочные эффекты инсулина, адреналина: увеличение проницаемости для глюкозы или кальция альдостерон, АДГ, кортизол, отсроченные эффекты инсулина, соматотропин, пролактин: под действием альдостерона происходит повышение активности Na/K-АТФазы, под действием АДГ – активация гиалуронидазы, под действием инсулина – повышение активности ферментов гликолиза тиреоидные гормоны, половые гормоны, кортизол половые гормоны – рост клеток в органах репродуктивной системы, соматотропный гормон – рост организма Говоря о механизме действия гормонов, необходимо помнить, что эффекты пептидных гормонов и некоторых гормонов, производных аминокислот (катехоламины) реализуются после взаимодействия гормона с мембранным рецептором. Гормон-рецепторный комплекс, локализованный в мембране клетки, либо открывает натриевые или кальциевые каналы, либо активирует деятельность систем внутриклеточных посредников. Эта активация может осуществляться и через специальные G белки с активирующим или ингибирующим эфектом (например изменение активности аденилатциклазы, гуанилатциклазы или фосфолипазы С), или непосредственно (активация тирозинкиназы). В результате повышается активность специфических протеинкиназ, которые, в свою очередь, изменяют активность ферментов клетки. . Эффекты 3 и 4 обусловлены или влиянием гормонов на процессы транскрипции в ядре (преимущественно стероидные гормоны) или на процессы трансляции в цитоплазме (соматотропин, инсулин) |
|
эффект |
1. изменение скорости транспорта через мембрану ионов, глюкозы или аминокислот 2. изменение скорости или направления метаболических процессов 3. изменение деятельности органов или системы органов 4. рост и развитие организма |
инсулин, соматотропин, альдостерон, АДГ – на клеточном уровне происходит повышение проницаемости клеточной мембраны для глюкозы. Аминокислот, натрия или воды, а на уровне организма эти эффекты проявляются в том, что снижается уровень глюкозы в крови, может возникнуть чувство голода, происходит задержка натрия и воды в организме, может повыситься артериальное давление. адреналин, кортизол, инсулин, глюкагон – на клеточном уровне в случае, например, адреналина или глюкагона активация гликогенолиза, а на уровне организма – повышение концентрации глюкозы в крови. адреналин, гастрин, ЖИП и др. гормоны желудочно-кишечного тракта, альдостерон, ангиотензин, половые гормоны - на клеточном уровне адреналина, например, повышает сократительную способность миокарда, а на уровне организма этот эффект реализуется в повышении МОК и артериального давления. Т3, соматотропный гормон, инсулин, кортизол, половые гормоны – на клеточном уровне, например, соматотропин увеличивает проницаемость мембраны клеток для глюкозы, на уровне организма этот эффект реализуется в увеличении размеров тела. |
|
разрушение |
разрушение в лизосомах катаболизм в печени и почках |
СЛОВАРЬ
АДЕНОГИПОФИЗ В передней доле гипофиза синтезируется несколько типов гормонов, которые можно объединить в семейства по их химическому строению. Обратите внимание на то, что подобные аденогипофизарным гормоны синтезируются и в плаценте.
|
Тип гормонов |
Гормон и синтезирующие клетки |
Родственные плацентарные гормоны |
|
семейство кортикотропина все гормоны образуются из общего пептидного предшественника - проопиомеланокортина |
МСГ - меланоцитстимулирующий гормон АКТГ - адренокортикотропный гормон -липотропин эндорфины - синтезируются в базофильных кортикотрофах |
хорионический АКТГ |
|
семейство соматомаммотропина одна пептидная цепь с S-S связями |
ПРЛ - пролактин - ацидофильные (желтые) лактотрофы СТГ - соматотропный гормон (гормон роста) - ацидофильные (красные) соматотрофы |
Хорионический соматомаммотропин, плацентарный лактоген человека (ПЛЧ) |
|
семейство гликопротеинов горомоны имеют 2 пептидные цепи, цепь общая, цепь имеет различное строение |
Гонадотропины (ФСГ и ЛГ) - базофильные гонадотрофы ФСГ - фолликулостимулирующий гормон ЛГ - лютеинизирующий гормон (он же - ГСИК - гормон стимулирующий интерстициальные клетки). ТТГ - тиреотропный гормон - базофильные тиреотрофы |
хорионический гонадотропин человека (ХГЧ) |
АДРЕНАЛИН - гормон мозгового вещества надпочечников. Образовавшийся гормон содержится в гранулах в комплексе с АТФ и белком - хромогранином. Эффекты адреналина чрезвычайно разнообразны, прежде, чем их перечислить, вспомним, что адреналин и норадреналин - катехоламины, которые вырабатываются в мозговом веществе надпочечников и взаимодействуют с двумя типами мембранных рецепторов и адренорецепторами, причем адреналин в большей степени оказывает влияние на , а норадреналин на рецепторы. Взаимодействие катехоламинов с 1 адренорецепторами приводит к деполяризации клеточной мембраны, формированию ВПСП и образованию вторичных посредников - инозитол -3-фосфат и ионизированный Са++ .
Взаимодействие катехоламинов с адренорецепторами приводит в действие другую систему вторичных, внутриклеточных посредников - аденилатциклаза - ц-АМФ и гиперполяризации постсинаптической мембраны.
Распределение адренорецепторов
|
1 |
2 |
1 |
2 |
|
гладкие мышцы артериол внутренних органов |
пресинаптическая мембрана постганглионарного нервного волокна симпатической нервной системы |
сердечная мышца |
гладкие мышцы артериол скелетных мышц, коронарных артерий, бронхов, клетки ЮГА, секретирующие ренин, матки, мочевого пузыря |
Основные эффекты стимуляции адренорецепторов:
|
1 |
1 |
|
сужение артериальных сосудов сокращение матки расширение зрачка расслабление мышц желудка и кишечника |
стимуляция возбудимости, проводимости и сократимости миокарда липолиз в жировой ткани гликогенолиз расслабление мышц желудка и кишечника стимуляция секреции ренина в ЮГА |
|
2 |
2 |
|
агрегация тромбоцитов подавление выделения медиатора в синаптическом окончании подавление липолиза |
расширение бронхов расширение артериальных сосудов расслабление матки стимуляция выделения медиатора в синаптическом окончании |
Эффекты адреналина настолько разнообразны, что удобнее рассмотреть их в таблице в соответствии с действием, оказываемым на определенные системы.
Основные эффекты адреналина
|
Место действия |
эффекты |
|
нервная система |
повышение возбудимости нейронов ЦНС увеличение скорости распространения импульса и ответных реакций стимуляция выделения кортиколиберина |
|
сердечно-сосудистая и дыхательная |
расширение коронарных сосудов, увеличение силы и частоты сердечных сокращений (-эффект) расширение бронхов и усиление вентиляции легких, повышение потребления кислорода, дыхательного коэффициента и основного обмена, перераспределение кровотока - сужение сосудов кожи, почек, расширение сосудов скелетных мышц Введение адреналина в организм вызывает лейкоцитоз, обусловленный сокращением селезенки, повышает свертываемость крови. |
|
метаболизм |
активация гликогенолиза в печени гипергликемия активация липолизаповышение концентрации свободных жирных кислот повышение интенсивности тканевого дыхания и температуры тела повышение утилизации глюкозы скелетными мышцами, активация гликогенолиза в мышцах и повышение работоспособности скелетной мускулатуры активация секреции глюкагона, подавление секреции инсулина (-эффекты) |
АДРЕНОКОРТИКОТРОПНЫЙ ГОРМОН - пептидный гормон, вырабатываемый базофильными клетками аденогипофиза.
Основной физиологический эффект АКТГ в организме - стимулирование синтеза и секреции глюкокортикоидов.
Биологические свойства аденокортикотропного гормона целиком обусловлены структурой N-концевого участка (1-24) пептидной цепи, одинакового у разных видов животных и человека. АКТГ взаимодействует с высокоспециализированными мембранными рецепторами клеток пучковой зоны коры надпочечников. Для связывания гормона с рецепторами необходим Са++.
Эффекты АКТГ на клетки пучковой зоны коры надпочечников реализуются через систему аденилатциклаза - ц-АМФ, их можно разделить на три основные группы в зависимости от времени ответа.
1. Срочный эффект в течение нескольких минут: облегчение под действием АКТГ связывания имеющихся в клетках запасов свободного холестерола с цитохромом Р-450.
2. Промежуточный эффект наблюдается в течение нескольких часов и заключается в индукции синтеза цитохромов и других ферментов стероидогенеза. Происходит не просто повышение активности ферментов, а именно увеличение их синтеза, потому, что в клетках резко повышается концентрация новых м-РНК.
3. Хронический эффект - от часов до суток - гипертрофия и гиперплазия клеток железы. АКТГ в данном случае не только увеличивает общее содержание белка и ДНК и число митозов в клетках, но и повышает проницаемость клеток для аминокислот, глюкозы и ЛПНП. В случае длительного воздействия гормона на клетки коры надпочечников основным источником холестерола служат практически неограниченные его запасы в крови, где он находится в составе ЛПНП.
Кроме непосредственного влияния на надпочечники, аденокортикотропный гормон обладает рядом вненадпочечниковых эффектов. Он проявляет меланоцитостимулирующую активность, которая обусловлена присутствием в молекуле 13 аминокислотных остатков N -концевого участка, повторяющих последовательность аминокислот в -меланоцитостимулирующем гормоне (-МСГ). АКТГ обладает также липотропным действием, выражающемся в активации липазы жировой ткани и повышении выхода свободных жирных кислот из жировых депо в кровь. Этот эффект гормона невелик и непродолжителен, однако наступает быстро. Минимальным фрагментом молекулы адренокортикотропного гормона, еще обладающим заметной меланоцитостимулирующей и липотропной активностью, является пентапептид NH2-Гис- Фен- Арг- Три- Гли- OH. АКТГ повышает секрецию инсулина и соматотропина. В ЦНС при увеличении секреции АКТГ повышается скорость образования и прочность условных рефлексов.
У человека и животных в норме секреция адренокортикотропного гормона регулируется гипоталамусом, в нейронах которого вырабатывается специфическое вещество - кортиколиберин (АКТГ- рилизинг-фактор), стимулирующее выделение адренокортикотропного гормона в кровь. Вызванное адренокортикотропным гормоном увеличение секреции кортикостероидов по механизму отрицательной обратной связи оказывает тормозящее влияние на гипоталамус и подавляет секрецию АКТГ-рилизинг-фактора.
Основные эффекты АКТГ
|
надпочечниковые стимуляция коры надпочечников для продукции глюкокортикоидов реализация стресса очень слабая стимуляция продукции минералокортикоидов и половых стероидов корой надпочечников |
вненадпочечниковые повышение секреции инсулина и СТГ отложение мелатонина гипогликемия липолиз |
АДРЕНОМЕДУЛЛИН - недавно выделенный гормон, который освобождается мозговым веществом надпочечника, эндотелиальными и гладкомышечными клетками сосудов. Было обнаружено, пока только в экспериментальных работах, что адреномедуллин увеличивает выделение натрия и воды почками, снижает артериальное давление, уменьшает прием жидкости, снижает секрецию АКТГ и альдостерона. Рецепторы, специфичные к этому веществу, были обнаружены в эндотелиальных и гладкомышечных клетках сосудов. Часть вазодилататорного эффекта адреномедуллина обусловлена его способностью стимулировать выделение сосудистой стенкой оксида азота.
АЛЬДОСТЕРОН - гормон клубочковой зоны коры надпочечников. Стимулы для выделения гормона (по значимости) 1 - повышение концентрации ангиотензина II в крови, 2 - повышение концентрации калия в плазме, 3 - снижение концентрации натрия в плазме, 4 - существенное повышение концентрации АКТГ, 5 - простагландин Е.
Основные эффекты альдостерон оказывает в дистальных канальцах нефронов, хотя подобные эффекты отмечены, правда в меньшей степени и в проксимальных канальцах, и в протоках слюнных желез, и в кишечнике. Основной эффект альдостерона - увеличение реабсорбции натрия. В результате, натрий задерживается и остается в организме, с ним задерживается эквивалентное количество воды, следовательно, сохраняется объем циркулирующей крови при его снижении, или угрозе кровопотери. Кроме того, альдостерон увеличивает секрецию калия и выведение его из организма, и секрецию водородных ионов.
Альдостерон, как стероидный гормон, оказывает свои эффекты, действуя на генетический аппарат клетки. Под действием альдостерона усиливается синтез м-РНК и, следовательно, белков в клетках-мишенях. Белков, синтез которых индуцируется под действием альдостерона, немного, и их грубо можно разделить на три класса. 1. Увеличивается количество пермеаз - переносчиков, облегчающих диффузию натрия. Этот эффект альдостерона очень быстрый и осуществляется в два этапа: сначала активируются уже имеющиеся переносчики и изменяются свойства клеточной мембраны (отношение фосфатидилхолин/фосфатидилэтаноламин), а затем активируется синтез новых молекул переносчиков. 2. Повышается активность окислительных ферментов митохондрий, следовательно концентрации АТФ. 3. Синтезируются и встраиваются в мембрану клетки новые молекулы Na+K+ - АТФазы. Таким образом, под действием альдостерона усиливается и облегчается транспорт натрия в клетку из просвета канальца и его активное выведение из клетки в интерстиций почки и затем в кровь. При этом активный транспорт натрия увеличивается и за счет количества молекул Na+K+ -АТФазы, и за счет повышения синтеза АТФ для этого активного процесса.
Основные эффекты альдостерона
активация канальцевой реабсорбции натрия и секреции калия в почках
поддержание осмотического давления, возбудимости клеток, артериального давления
регуляция ионного транспорта в потовых и слюнных железах и кишечнике
при избытке - гиперволлюмия, артериальная гипертензия, алкалоз, нарушение сердечного ритма, повышение экскреции магния и кальция
при недостатке - гиповолюмия, гипотензия, ацидоз, нарушение сердечного ритма, избыток вазопрессина, нарушения пищеварения
АНГИОГЕНИНЫ – факторы роста сосудов, которые секретируются эндотелием сосудистой стенки. Выделены: васкулотропин, монобутирин, тромбоспондин. Эти факторы участвуют в пролиферации эндотелия, образовании трубки сосуда, синтезе коллагена. Под действием ангиогенинов происходит образование базальной мембраны и адгезия (прилипание) к ней эндотелия
АНГИОТЕНЗИН (II и III) - Ангиотензин I - биологически неактивный декапептид, который образуется в плазме крови из предшественника - ангиотензиногена. Эта реакция протекает под действием протеолитического фермента ренина. Ренин синтезируется и секретируется юкстагломерулярными клетками приносящей артериолы почечных клубочков в случаях: 1) снижения давления в приносящей артериоле (кровопотеря, снижение объема циркулирующей крови (ОЦК), снижение системного артериального давления – снижение минутного объема крови (МОК), периферического сосудистого сопротивления (ПСС)), 2) активации симпатической нервной системы ( эффект), 3) снижения концентрации натрия и повышении концентрации калия. Подавляется секреция ренина предсердным натриуретическим фактором и АДГ (вазопрессином). Ангиотензин I превращается в биологически активный октапептид ангиотензин II (АII) под действие ангиотензин превращающего фермента (АПФ) преимущественно в сосудистой системе легких. Основные биологические эффекты оказывает именно этот октапептид. Ангиотензин III - метаболит А II, который обладает частью эффектов предшественника, преимущественно по отношению к клубочковой зоне надпочечников. У А II несколько эффектов:
А II стимулирует синтез и секрецию альдостерона клетками клубочковой зоны коры надпочечников. Эффект опосредуется повышением внутриклеточной концентрации кальция и фосфатидилинозитола. Активация синтеза стероидов происходит в два этапа: первый в течение нескольких минут - скачкообразное повышение секреции альдостерона, затем длительное повышение. Главное звено в увеличении синтеза альдостерона заключается в способности ангиотензина вовлекать холестерол в процесс синтеза индуцируя активность гидроксилирующих ферментов Р-450.
Ангиотензин II стимулирует гладкую мускулатуру, особенно в сосудах, и особенно в артериолах. Эффект опосредуется повышением внутриклеточной концентрации кальция и фосфатидилинозитола. В настоящее время это самый мощный эндогенный вазоконстриктор.
В ЦНС - стимулирует «солевой аппетит», формирует чувство жажды.
Потенцирует эффекты катехоламинов – механизм потенцирующего действия обусловлен его способностью увеличивать концентрацию внутриклеточного кальция.
Мы перечислили эффекты, которые оказывают физиологические концентрации АII, однако, есть ситуации, в которых уровень этого вещества увеличивается значительно – это нарушения кровоснабжения почек, некоторые варианты артериальной гипертензии. В этих ситуациях проявляются и патологические эффекты АII: гипертрофия и гиперплазия гладкомышечных клеток, гипертрофия кардиомиоцитов, повреждение сосудов клубочка, гибель нефронов. Самый неприятный из этих эффектов - кардиотоксический.
атриАЛЬНЫЙ НАТРИУРЕТИЧЕСКИЙ ПЕПТИД - натриуретический пептид (см.), который образуется в предсердиях при увеличении объема циркулирующей крови и венозного возврата к сердцу.
БРАДИКИНИН - биологически активное вещество семейства кининов. Образуется в плазме крови из неактивных предшественников - кининогенов под влиянием протеолитических ферментов - кининаз. Обладает выраженным вазодилататорным эффектом, стимулирует синтез простагландинов.
Брадикинин осуществляет первичный, срочных запуск защитных реакций в месте повреждения: гиперемию, хемотаксис и миграцию в поврежденный участок иммунокомпетентных клеток и фагоцитов. Брадикини усиливает свертываемость крови, стимулирует выделение гистамина тучными клетками кожи, легких, базофилов.
В ЦНС – стимулирует запуск механизма сократительного термогенеза.
В почках увеличивает фильтрацию, благодаря вазодилатации приносящих артериол клубочков, усиливает диурез и натриурез.
ВАЗОПРЕССИН (антидиуретический гормон - АДГ) - нейрогормон, который синтезируется нейронами супраоптического и паравентрикулярного ядер передней области гипоталамуса. Транспортируется по аксонам нейронов в заднюю долю гипофиза и отсюда выделяется в кровь. Вазопрессин - один их компонентов сложного комплекса механизмов, которые обеспечивают постоянство осмотической концентрации внутренней среды и объема жидкости в организме.
Эффекты вазопрессина реализуются за счет связывания пептида с двумя видами рецепторов в тканях мишенях: V - 1 рецепторы локализованы в стенке кровеносных сосудов, эффект опосредован инозитол-3-фосфатом и кальций - кальмодулином. V - 2 рецепторы - локализованы в дистальных отделах почечных канальцев и собирательных трубочках, эффект опосредован цАМФ.
Вазопрессин, действуя через V - 1 рецепторы, стимулирует сокращение гладкой мускулатуры сосудов и вызывает их сужение. Этот эффект гормона в нормальных условиях практически не осуществляется, сосудосуживающий эффект вазопрессин оказывает только в высоких дозах.
Через V - 2 рецепторы осуществляется основной эффект вазопрессина - активация реабсорбции воды, которая является результатом изменения проницаемости эпителия канальцев для воды под действием гормона. Образование гормон-рецепторного комплекса приводит через активацию GS - белка и гуанилового нуклеотида к активации аденилатциклазы и образованию цАМФ у базолатеральной мембраны клеток эпителия (именно там происходит соединение гормона с рецептором). После этого цАМФ переходит к апикальной мембране клетки и активирует там цАМФ - зависимые протеинкиназы. Под влиянием этих ферментов происходит фосфорилирование белков мембраны. В результате: 1) увеличивается поверхность мембраны, 2) в мембрану встраивается специальный белок - аквапорин, который облегчает перенос воды (в действительности это целое семейство белков), 3) образуются специализированные вакуоли, в которых вода переносится от апикальной к базолатеральной мембране не изменяя осмотической концентрации внутри клетки, поэтому клетка не набухает, 4) активируется синтез и выход из клетки гиалуронидаз - ферментов, которые расщепляют гликозаминогликаны соединительной ткани и облегчают транспорт воды.
Кроме того, вазопрессин в ЦНС стимулирует центр жажды, участвует в механизмах запоминания и терморегуляции, участвует в регуляции нейроэндокринных функций в качестве нейромедиатора, принимает участие в регуляции биологических ритмов и эмоциональном поведении. В дозах в 1000 раз превышающих физиологические стимулирует выделение АКТГ.
ГАСТРИН - секретируется G клетками пилорической части желудка, двенадцатиперстной кишки, и панкреатических островков. В ЦНС в структурах обонятельного мозга, латеральном гипоталамусе, комплексе ядер блуждающего нерва.
Связывание гормона с рецептором приводит к активации Gq - белка и фосфолипазы С с последующим увеличение внутриклеточного содержания Ca++. Это и определяет эффекты гастрина - в гладкомышечных клетках - сокращение, в секреторных - Ca++ зависимый экзоцитоз. В слизистой кишечника и экзокринной части поджелудочной железы гастрин стимулирует секрецию ферментов гидролиза белков. В желудке активирует секрецию гистамина (следовательно и гистаминзависимого образования HCl) и пепсиногена. Гастрин стимулирует перистальтику, особенно переход пищи из желудка в тонкий кишечник. Сокращение гладких мышц стимулируется двумя путями: прямая стимуляция сокращения путем увеличения концентрации кальция в клетках и стимуляция выделения ацетилхолина нейронами метасимпатической системы желудочно-кишечного тракта, поэтому гастрин может стать причиной голодной перистальтики.
В ЦНС вызывает пищевое поведение, повышает аппетит.
Основные эффекты гастрина
Стимуляция секреции HCl
Стимуляции моторики желудка и кишечника
Стимуляция панкреатической секреции
Активация роста и восстановление слизистой оболочки желудка и кишечника
Стимуляция выделения кальцитонина щитовидной железой
ГИСТАМИН - (-имидозалин-4-5)-этиламин) - биогенный, физиологически активный гетероциклический амин.
В организм человека и животных гистамин в незначительных количествах (менее 5 %) поступает с пищей (например: молоко содержит его 0,5 мкг/ мл, мясо - 0,5 мкг/г, хлеб - 0,1 мкг/г). Часть гистамина образуется в кишечнике из гистидина под влиянием бактериальной гистидин декарбоксилазы. Большая часть гистамина образуется в клетках организма путем декарбоксилирования гистидина тканевой гистидиндекарбоксилазой. Гистамин, образованный в клетках, называют эндогенным гистамином.
Почти все органы человека и животных содержат гистамин. Количество его сильно варьирует в разных тканях и у разных видов животных: в легких обезьяны до 100 мкг/г, в коже человека около 30 мкг/г. В мозге больше всего гистамина обнаружено в гипоталамусе и гипофизе. Мало его в таламусе, в продолговатом и спинном мозге. Основная масса гистамина в тканях находится в неактивном состоянии в виде лабильных комплексов с белками, гепарином, сернокислыми полисахаридами, нуклеиновыми кислотами, фосфатидами. Различают две формы депонированного связанного гистамина. Первая - депонирование в тучных клетках соединительной ткани, где связь гистамина с белковогепариновым комплексом относительно устойчива и освобождение его происходит под влиянием определенных веществ, так называемых либераторов. Вторая форма - депониронирование в тканях, бедных тучными клетками, в клетках самого органа, например, в легких, слюнных железах, слизистой оболочке желудка. Эти органы обычно имеют высокую гистаминообразующую способность и гистамин освобождается из клеток под влиянием физиологических стимулов, например под влиянием раздражения холинергических нервных волокон. В крови гистамин преимущественно связан с гранулами базофилов и эозинофилов, часть гистамина может образовывать комплекс с гаммоглобулинами. Небольшие количества гистамина постоянно находятся в крови и других биологических жидкостях в свободном состоянии. Содержание свободного гистамина в цельной крови здоровых людей колеблется от 20 до 100 нг/мл, в плазме от 0 до 5 нг/мл.
Физиологическая роль гистамина не совсем ясна и продолжает изучаться. Действие гистамина проявляется в месте его образования и освобождения. Физиологической активностью в наибольшей степени обладает эндогенный гистамин, образующийся вне тучных клеток. Известны два типа рецепторов гистамина Н1 и Н2.
Гистамин в желудке через активацию Н2 рецепторов стимулирует синтез и секрецию соляной кислоты. Гладкие мышцы сосудов содержат оба типа рецепторов, их активация приводит к расширению сосудов. В важном эффекте гистамина - повышении проницаемости сосудистой стенки - основная роль принадлежит Н1 рецепторам. Велика роль гистамина в регуляции проходимости бронхов и их секреторной деятельности. Под влиянием гистамина усиливается секреторная деятельность слизистой оболочки бронхов, увеличивается выделение слизи и скорость ее передвижения (Н2 - эффект), гистамин вызывает сужение бронхов (Н1 - эффект). Есть сведения об участии гистамина в регуляции процессов роста ( эмбрионального роста, регенерации тканей).
ГЛЮКАГОН - пептидный гормон, участвующий в поддержании углеводного обмена; является физиологическим антагонистом инсулина, а также стимулятором его секреции. Глюкагон секретируется альфа-клетками островков поджелудочной железы животных и человека. Помимо альфа-клеток поджелудочной железы, глюкагон секретируется аргирофильными клетками слизистой оболочки двенадцатиперстной кишки.
Биологическое действие глюкагона в огрганизме происходит в трех основных направлениях: а) активное участие в процессе гомеостаза глюкозы; б) стимуляция секреции инсулина и в) липолитическое действие. Гипергликемический эффект глюкагона при введении животным обусловлен его воздействием на процесс распада гликогена в печени. Это связано со стимуляцией глюкагоном перехода неактивной формы фосфорилазы В в активную фосфорилазу А, которая вызывает распад гликогена до глюкозо-6-фосфата. Гликогенолитическое действие глюкагона наступает при концентрации его 1 ммкг/мл.
В норме глюкагон предотвращает чрезмерное снижение глюкозы в крови, которое может произойти при усилении секреции инсулина. При снижении уровня сахара в крови выделение глюкагона увеличивается, что приводит к восстановлению содержания глюкозы до исходного уровня. Глюкагон оказывает значительно более выраженное гликогенолитическое действие, чем адреналин; в отличие от адреналина, также усиливающего распад гликогена в печени, глюкагон не влияет на распад гликогена в мышцах. Установлено, что физиологическое действие глюкагона двояко: как антагониста и как стимулятора секреции инсулина.
Глюкагон - липолитический гормон, мобилизующий жирные кислоты из жировой ткани. При этом также проявляется его контринсулярный эффект, поскольку инсулин способствует липогенезу. Механизм липолитического действия глюкагона проявляется через систему аденилатциклазы, активирующей ферменты липолиза.
В экспериментах глюкагон способствует секреции тиреокальциотонина и тем самым вызывает снижение содержания кальция в крови; Глюкагон оказывает положительное хронотропное действие на синусовый ритм, положительное инотропное действие на миокард, ускоряет предсердно-желудочковую проводимость и несколько уменьшает периферическое сопротивление. Это воздействие происходит независимо от действия катехоламинов и обусловлено активированием аденилатциклазы и гликогенолиза в мышце сердца.
ГЛЮКОКОРТИКОИДЫ - стероидные гормоны пучковой зоны коры надпочечников, основные эффекты - метаболические.
Влияние глюкокортикоидов на обмен белков, жиров и углеводов
|
белковый обмен |
Мобилизация белков из мышечной, костной, эпительальной и лимфоидной тканей, распад белков, торможение их синтеза, поступление аминокислот в кровь и печень, дезаминирование аминокислот. Уменьшение мышечной массы, в костях уменьшение белковой матрицы. Синтез ферментов и некоторых белков в печени. |
|
углеводный обмен |
Активация глюкозо-6-фосфатазы приводит к освобождению глюкозы печенью, ингибирование гексокиназы тормозит метаболизм глюкозы в тканях - эти процессы приводят к повышению уровня глюкозы в крови. Активация процессов глюконеогенеза и образование глюкозы в печени. Пермиссивное действие по отношению к глюкагону и адреналину приводит к увеличению распада гликогена, что так же увеличивает уровень глюкозы в крови. Подавление транспорта глюкозы в мышечной и жировой ткани. Повышение уровня глюкозы в крови приводит к выделению инсулина. |
|
Жировой обмен |
Увеличение распада жиров, обусловленное собственным и пермиссивным по отношению к адреналину и соматотропину действием. Повышение активности процессов липогенеза, обусловленное увеличением количества субстрата (уровень глюкозы в крови). Повышение в крови уровня свободных жирных кислот, холестерина. В результате, если жир не используется для работы, происходит его перераспределение с отложением на лице и туловище. |
В таблице, представленной выше, перечислены эффекты физиологических доз глюкокортикоидов. Коротко остановимся на эффектах избытка глюкокортикоидов, и сделаем это по двум причинам: во-первых, глюкокортикоиды, в основном кортизол, являются стрессреализующими гормонами, это значит, что кортизол принимает участие в реакции организма на стресирующее воздействие (холод, боль, физическая работа, голод и т.д.) и способствует адаптации к этому воздействию. Такие ситуации встречаются довольно часто. Вторая причина заключается в том, что глюкокортикоиды являются противовоспалительными веществами, и часто используются в терапии и как самостоятельные фармакологические препараты, и в комплексе с другими лекарствами. Поэтому, необходимо знать эффекты избытка глюкокортикоидов.
Эффекты избытка глюкокортикоидов на различные системы организма.
|
ткани, органы, реакции организма |
эффекты |
|
печень |
Снижение синтеза белков, распад белков, дезаминирование аминокислот и активация глюконеогенеза. Повышение уровня глюкозы в крови стимулирует секрецию инсулина. Истощение островкового аппарата и активирование кортизолом инсулиназы печени может лежать в основе стероидного диабета. |
|
мышцы |
Распад белков, мобилизация аминокислот, уменьшение мышечной массы, гипокалиемия. В результате мышечная слабость. На фоне повреждения клеточных мембран кальциевая триада, контрактуры, некробиоз |
|
жировая ткань |
Активация и липогенеза и мобилизации жира. Повышение содержания глицерина, свободных жирных кислот, других липидов и холестерина в крови. Увеличение концентрации атерогенных фракций - липопротеинов низкой плотности. Липидная триада (активация липаз, фосфолипаз, ферментов перекисного окисления липидов) и деградация мембран клеток. |
|
кости |
Деструкция белкового матрикса кости, торможение кальцификации, что может привести к остеопорозу. |
|
соединительная ткань |
Уменьшение количества белка, в том числе коллагена, снижение активности гиалуронидазы, нарушение процессов восстановления тканей. |
|
тимико-лимфоидная ткань |
Катаболическое действие. Уменьшение размеров лимфатических узлов, тимуса, селезенки. Снижение синтеза иммунореактивных белков, уменьшение продукции антител. Снижение числа лимфоцитов. |
|
реакция воспаления |
Противовоспалительное действие связано со снижением активности гиалуронидазы, замедлением синтеза гистамина и ускорением его распада (активация гистаминазы), уменьшением количества фибробластов и коллагена в соединительной ткани. При этом уменьшается проницаемость капилляров, снижается и эмиграция лейкоцитов и фагоцитоза, как лейкоцитами, так и клетками ретикулоэндотелиальной системы. |
|
Сердце |
Накопление кальция в кардиомиоцитах приводит к повышению и возбудимости и сократимости сердечной мышцы. На фоне повреждения клеточных мембран кальциевая триада (контрактуры, набухание и гибель митохондрий, активация внутриклеточных протеаз), некробиоз. |
|
Сосуды |
Умеренная задержка натрия, приводящая к набуханию сосудистой стенки и увеличению прессорной реакции. Пермиссивное влияние по отношению к катехоламинам заключается и в стимулировании синтеза адреналина, и в увеличении числа и чувствительности - адренорецепторов. Накопление кальция в гладкомышечной клетке повышает ее возбудимость и увеличивает прессорный ответ на люббые вазоконстрикторы. |
|
Почка |
Незначительно выраженное повышение реабсорбции натрия и снижение реабсорбции калия, кальция и фосфатов. Торможение секреции АДГ. Снижение почечного порога для глюкозы. |
|
Желудок |
Увеличивается количество главных клеток и повышается их реактивность по отношению к гастрину и гистамину, что является одним из факторов образования кровоточащих язв желудка и двенадцатиперстной кишки. |
ГОНАДОЛИБЕРИН - гипоталамический декапептид, который регулирует секрецию и фолликулостимулирующего (ФСГ) и лютеинизирующего (ЛГ) гормонов. Способность ГЛ в одних случаях стимулировать синтез и высвобождение ФСГ, а в других ЛГ объясняется модулирующим влиянием половых гормонов (различный уровень во время полового цикла) и участием простагландинов. Механизм высвобождения ФСГ и ЛГ опосредуется ц-АМФ и ионами кальция. Через 10 минут после выделения (или экзогенного введения) ГЛ, ФСГ и ЛГ гормоны уже обнаруживаются в эндоплазматической сети гипофизарных клеток, а через 30 минут в секреторных гранулах.
ГОНАДОТРОПИНЫ - гормоны аденогипофиза - фолликулостимулирующий (ФСГ) и лютеинизирующий (ЛГ), которые мы рассматриваем вместе потому, что они секретируются одними клетками, и активируются единым гонадолиберином гипоталамуса. Основные эффекты оказывают на половые железы, причем регулируют и функции яичников и семенников, и синтез и секрецию половых гормонов. Реализация эффектов осуществляется через систему аденилатциклаза – цАМФ.
Основные эффекты гонадотропинов
|
Женский организм |
Мужской организм |
||
|
ФСГ |
ЛГ |
ФСГ |
ЛГ |
|
рост фолликулов и яичников, пролиферация клеток гранулезы подготовка к действию ЛГ (синтез рецепторов) |
овуляция рост желтого тела стимуляция секреции эстрогенов и прогестерона |
рост яичек, пролиферация клеток Сертоли сперматогенез |
стимуляция клеток Лейдига стимуляция синтеза и секреции тестостерона стимуляция выхода сперматозоидов |
ГСИК - гормон, стимулирующий интерстициальные клетки - это лютеинизирующий гормон - гипофизарный гонадотропин (см.)
ДИГИДРОТЕСТОСТЕРОН - метаболит тестостерона, который образуется непосредственно в андроген-зависимых тканях и является в них основным действующим фактором. Концентрация в крови очень низкая.
ИНСУЛИН - гормон синтезируется клетками островков Лангерганса поджелудочной железы. Основной стимул для секреции - повышение уровня глюкозы в крови. Кроме того, секреция инсулина усиливается под влиянием ацетилхолина (парасимпатическая стимуляция), норадреналина через -адренорецепторы, а через - адренорецепторы норадреналин тормозит секрецию инсулина. Основной эффект гормона – снижение уровня глюкозы в крови.
Действие инсулина на метаболические процессы
|
процесс |
печень является наиболее важным объектом при нагрузке глюкозой транспорт глюкозы свободный по градиенту концентрации |
мышцы инсулин увеличивает проницаемость покоящейся мышцы для глюкозы. В работающей мышце транспорт глюкозы независим от инсулина. |
жировая ткань инсулин увеличивает транспорт глюкозы в клетку. Конечными продуктами являются -глицерофосфат и жирные кислоты |
|
синтез гликогена |
активирует гликогенсинтетазу |
активирует гликогенсинтетазу |
незначительно активирует гликогенсинтетазу |
|
Гликоген олиз |
снижает активность фосфорилазы. Для этого эффекта нужны небольшие количества инсулина. Выход - свободная глюкоза |
снижает активность фосфорилазы. Выход - пируват и лактат |
|
|
гликолиз |
повышает активность глюкокиназы и фосфофруктокиназы |
повышает активность глюкокиназы и фосфофруктокиназы |
такой же, но незначительный эффект |
|
глюконео-генез |
снижает активность фосфоэнолпируват-карбоксикиназы. Для этого эффекта нужны большие количества инсулина. |
||
|
липогенез |
стимулирует ацетил-СоА-карбоксилазу |
||
|
липолиз |
ингибирует гормончувствительную липазу липолиз снижается при увеличении количества субстрата - глицерина |
||
|
обмен белков |
увеличивает поглощение большинства аминокислот, стимулирует синтез белка, тормозит распад белков и снижает окисление аминокислот |
КАЛЬЦИТОНИН - пептидный гормон парафолликулярных клеток щитовидной железы, кроме этого он образуется в тимусе и легких. Стимулом для секреции является значительное повышение концентрации кальция в крови, гормоны желудочно-кишечного тракта, особенно гастрин. Этот гормон вместе с паратирином (см.) и кальцитриолом регулирует уровень кальция в крови, так же, как и два другие гормона основные эффекты оказывает на кости, кишечник и почки.
В костях облегчает минерализацию и подавляет резорбцию костной ткани путем снижения активности остеокластов.
В почках - снижает реабсорбцию кальция
В кишечнике эффекты в норме выражены очень слабо и заключаются в снижении всасывания кальция.
КАЛЬЦИТРИОЛ - активный метаболит витамина Д3, который образуется в организме из провитамина в коже под влиянием солнечных лучей. Основной эффект: активация всасывания кальция в кишечнике. Под влиянием кальцитриола стимулируются все этапы всасывания: захват ворсинчатой поверхностью клетки, внутриклеточный транспорт, выброс кальция через базолатеральную мембрану в кровь. Механизм действия состоит в стимулировании синтеза энтероцитами специальных кальций-связывающих белков - кальбайндинов. Под влиянием кальцитриола происходит и увеличение всасывания и фосфатов.
В почках стимулируется реабсорбция кальция и фосфатов.
В костях кальцитриол стимулирует функцию остеобластов. На фоне увеличения концентрации кальция в крови происходит включение его в костную ткань.
КИНИНЫ - биологически активные вещества, которые образуются в плазме путем гидролиза неактивного предшественника кининогена. Кининогены обнаружены и в стенках сосудов. Образование происходит под действием протеолитических ферментов с собирательным названием - кининогеназы, которые так же продуцируются стенкой сосудов. Семейство кининов невелико и включает всего два гормона – брадикинин (см.), который секретируется практически во всех органах, и тонин, секретируемый в слюнных железах.
Основной эффект кининов - вазодилатация. Концентрация кининов в плазме не велика, поэтому они оказывают свои эффекты исключительно паракринно. Предположительно, часть сосудорасширяющего эффекта кининов обусловлена их способностью стимулировать в почках синтез простагландинов, которые тоже обладают сосудорасширяющим эффектом.
кортиколиберин - пептид, состоящий из 41 аминокислотного остатка, селективно повышает высвобождение АКТГ и других гормонов, производных общего предшественника - проопиомеланокортина (ПОМК). Нейроны, секретирующие гормон, преимущественно локализованы в аркуатном, дорсомедиальном, вентромедиальном и больше всего в паравентрикулярном ядрах гипоталамуса. На мембранах кортикотрофов кортиколиберин взаимодействует со специфическими рецепторами, активирует аденилатциклазу, повышает уровень ц-АМФ и активность ц-АМФ зависимых протеинкиназ. Срочные эффекты - секреция АКТГ, отсроченные - синтез АКТГ. Перечислим факторы, стимулирующие выделение кортиколиберина: сон, холод, боль, эмоциональное возбуждение, кровотечение, физическая нагрузка, гипогликемия, инфекции, токсины, травмы.
КОРТИЗОЛ - гормон пучковой зоны коры надпочечников. У человека - основной глюкокортикоидный (см. глюкокортикоиды) гормон, его вырабатывается в 10 раз больше, чем кортикостерона.
КОРТИКОСТЕРОН - гормон пучковой зоны коры надпочечников, эффекты аналогичны эффектам кортизола, но у человека выражены в меньшей степени (см. глюкокортикоиды).
ЛИБЕРИНы и статины- нейропептиды гипоталамуса, действующие на аденогипофиз.
|
Фактор |
эффекты |
регуляция |
|
кортиколиберин |
стимулирует секрецию АКТГ |
Стимулируют стрессирующие воздействия: боль, голод, эмоции, физическая работа, изменение температуры и т.д. Угнетает АКТГ |
|
тиреолиберин |
стимулирует секрецию ТТГ и пролактина |
Стимулируют - низкая температура тела, тормозят тиреоидные гормоны (Т3 и Т4) |
|
соматолиберин |
стимулирует секрецию СТГ |
стимулирует гипогликемия |
|
гонадолиберин (иногда называется люлиберин) |
стимулирует секрецию ФСГ и ЛГ |
У самцов стимулирует секрецию низкий уровень тестостерона; у самок - нервные сигналы и низкий уровень эстрогенов |
|
соматостатин |
угнетает секрецию СТГ и ТТГ |
стимулирует физическая нагрузка |
|
пролакто- статин |
угнетает секрецию пролактина |
стимулирует высокая концентрация пролактина, тормозят - эстрогены, тестостерон, нервные импульсы при сосании |
|
меланостатин |
угнетает секрецию МСГ |
стимулирует мелатонин |
ЛЮТЕИНИЗИРУЮЩИЙ ГОРМОН - один из гонадотропинов гипофиза (ЛГ). Стимулирует синтез эстрогенов, рост фолликула и овуляцию, при низких крнцентрациях гормона или его отсутствии менструальный цикл становится ановуляторным (фолликул созревает, но его разрыва и выхода яйцеклетки не происходит). ЛГ способствует разрастанию желтого тела после овуляции и синтезу прогестерона.
МЕЛАНОЦИТСТИМУЛИРУЮЩИЙ ГОРМОН (МСГ) В 1916 году Смит и Аллен впервые отметили обесцвечивание кожи головастиков после гипофизэктомии, спустя три года Атвелл, помещая головастиков в раствор неочищенного экстракта гипофиза, обнаружил потемнение их кожи. Было установлено, что потемнение кожи амфибий вызывают экстракты промежуточной доли гипофиза, действующее начало экстракта было названо меланоцитстимулирующим гормоном (МСГ). У некоторых млекопитающих (крыса, кролик, овца) промежуточная зона хорошо развита, однако у человека и других млекопитающих она практически отсутствует. Лишь в переднем сегменте задней доли удается обнаружить небольшое число клеток, продуцирующих МСГ, общее содержание гормона в крови незначительно.
МЕЛАТОНИН - синтезируется в эпифизе. Стимулом для секреции является снижение освещенности, избыток света тормозит выделение гормона. Мелатонин у земноводных, амфибий и рыб вызывает посветление кожи, чешуи. У человека на пигментацию не влияет. Основной физиологический эффект мелатонина заключается в подавлении секреции гонадотропинов. В меньшей степени снижает секрецию других тропных гормонов гипофиза.
Основные эффекты мелатонина
|
Ткань-мишень |
Эффекты |
|
ЦНС |
Легкая эйфория и сон - при введении фармакологических доз гормона |
|
Аденогипофиз |
Снижение секреции гонадотропинов, в меньшей степени кортикотропина, соматотропина, пролактина и тиреотропина |
|
Другие эндокринные ткани |
Подавление секреции инсулина и прогестерона |
|
Кишечник |
Повышение сократимости гладких мышц, подавление секреции пептидных гормонов желудочно-кишечного тракта |
|
Почки |
Диуретический эффект |
|
Иммунная система |
Активация гуморального и клеточного иммунитета |
НАТРИУРЕТИЧЕСКИЙ ПЕПТИД - семейство пептидов, которые образуются в предсердиях, гипоталамусе и сосудистой стенке. Структура пептидов различного происхождения немного отличается, однако эффекты их похожи. Натриуретический пептид, который образуется в предсердиях называется атриальным натриуретическим пептидом. Натриуретические пептиды секретируются популяцией миоэндокринных клеток. Предполагается, что эти клетки имеют механочувствительные кальциевые каналы и пептиды секретируются при растяжении предсердий или сосудов.
Основной эффект - усиление выведения натрия и воды почками. Механизм действия противоположен действию альдостерона и заключается в снижении реабсорбции натрия. НУП уменьшает число натриевых каналов на апикальной мембране клеток эпителия почечных канальцев (этот канал называется ENaC), уменьшает скорость Na/H обмена, следовательно, снижается скорость поступления ионов натрия в клетку. Под действием НУП снижается активность Na/K-АТФ-азы, следовательно, транспорт натрия из клетки в интерстиций через базолатеральную мембрану.
Натриуретические пептиды обладают умеренным вазодилататорным эффектом, этот эффект реализуется тоже путем уменьшения числа натриевых каналов, но уже на мембране гладкомышечных клеток (эти каналы называются EnaS). Таким образом снижается возбудимость гладкой мускулатуры. НУП обладает антипролиферативным эффектом по отношению к гладким мышцам сосудистой стенки, в соответствии с этим свойством, является антагонистом АII (см.), кроме того, подавляет секрецию ренина в почках, снижают частоту сердечных сокращений.
В ЦНС подавляет возбудимость центра жажды, снижают солевой аппетит.
Основные эффекты натриуретических пептидов
|
орган |
эффекты |
|
сердце |
снижение сердечного выброса, повышение тонуса коронарных артерий |
|
сосуды |
снижение сосудистого тонуса, расслабление артериол и вен, снижение возбудимости гладких мышц сосудов |
|
почка |
подавление реабсорбции натрия, увеличение скорости клубочковой фильтрации, натриурез, диурез, снижение секреции ренина |
|
надпочечник |
снижение секреции альдостерона |
|
гипофиз |
подавление секреции СТГ |
|
кишечник |
расслабление гладких мышц |
ОКСИД АЗОТА (NO). Установлено, что в регуляции тонуса кровеносных сосудов важную роль играют физиологически активные вещества, образуемые эндотелием сосудов. Эндотелий продуцирует и выделяет целый ряд веществ, оказывающих как сосудорасширяющее, так и сосудосуживающее действие. Одним из таких веществ является оксид азота – NO – один из самых мощных на сегодняшний день вазодилататоров. Источником образования NO в организме служит L-аргинин. Образуясь в эндотелии по действием фермента NO - синтазы, NO диффундирует в гладкие мышцы сосудов и приводит к их релаксации. Это соединение вызывает активацию фермента гуанилатциклазы и стимулирует образование циклического гуанозин-3',5'-моно-фосфата (цГМФ), являющегося медиатором вазодилатации. Затем следует влияние на фосфориллирование белка и на обмен ионов Са2+, а также на другие процессы, завершающиеся релаксацией сосудистой стенки. Кроме того, NO ингибирует агрегацию тромбоцитов, а также вызывает дезагрегацию агрегированных тромбоцитов, что связано с активацией образования цГМФ. Стимулом для выделения NO может быть очень широкий круг влияний, например: физическая работа, активация системы свертывания крови, повышение АД, увеличение линейной скорости кровотока, воспаление, влияние ацетилхолина, гистамина, норадреналина, серотонина и других веществ. Большинство исследователей считает, что основной стимул для выделения NO – это увеличение линейной скорости кровотока, или напряжения сдвига.
Основные эффекты NO
Расслабление сосудистых гладких мышц – это самый главный эффект
Торможение пролиферации гладких мышц
Замедление агрегации тромбоцитов
Снижение синтеза эндотелина (вазоконстриктор)
Увеличение чувствительности М-холинорецепторов
ОКСИТОЦИН - гормон нейрогипофиза, основным стимулом для выделения является акт сосания и растяжение матки в начале родовой деятельности и во время родов.
Основные эффекты окситоцина
Стимуляция сокращений матки, особенно беременной
Стимуляция выделения молока
Диуретические и натриуретические эфекты, регуляция водно-солевого обмена
Регуляция питьевого поведения
Участие в регуляции процессов забывания
Участие в формировании суточных ритмов сна и бодрствования
Перед родами стимулирует активность иммунокомпетентных клеток.
ПАРАТИРИН - гормон околощитовидных желез. Стимулом для выделения служит снижение концентрации кальция в крови ниже 2 мМоль/л. Инактивация гормона тоже происходит под влиянием концентрации кальция - при повышении концентрации иона в плазме просто происходит разрушение гормона. По физиологическим эффектам - антагонист кальцитонина, вместе с которым регулирует уровень кальция в крови.
Основной эффект паратирина - повышение концентрации кальция в крови. В костях повышает резорбцию костной ткани несколькими путями: 1) стимулирует активность остеокластов и увеличивает их количество, 2) прерывает цикл Кребса на стадии образования лимонной кислоты, в результате местного ацидоза снижается активность щелочной фосфатазы и скорости минерализации, 3) избыток кислот «вымывает» кальций из костной ткани в кровь в виде растворимых солей. В почках снижает реабсорбцию кальция в проксимальных канальцах, но усиливает в дистальных, что препятствует потере кальция с мочой и увеличивает его концентрацию в крови. Паратирин вызывает в почках диурез и натриурез. В кишечнике стимулирует всасывание кальция, этот эффект осуществляется преимущественно через стимуляцию образования в почках кальцитриола.
Сравнение эффектов паратирина и кальцитонина
|
паратирин |
кальцитонин |
|
|
кость |
минерализацию |
минерализацию |
|
почки |
реабсорбцию Са++ реабсорбцию фосфатов |
реабсорбцию Са++ реабсорбцию фосфатов |
|
кишечник |
реабсорбцию Са++ |
реабсорбцию Са++ |
ПРОГЕСТЕРОН - стероидный гормон, секретируется преимущественно клетками желтого тела, клетки гранулезы секретируют гормон в малых количествах. Во время беременности основное количество прогестерона секретирует плацента.
Прогестерон является гормоном сохранения беременности. Обратим внимание на то, что повышение концентрации прогестерона в крови, а следовательно и его эффекты проявляются в постовуляционную фазу менструального цикла, когда и миометрий, и эндометрий уже гипертрофированы под влиянием эстрогенов, сосуды расширены, увеличены размеры желез.
Биологическое действие прогестерона направлено на подготовку эндометрия к имплантации оплодотворенной яйцеклетки (имплантируется уже гаструла с трофобластом). Под влиянием прогестерона происходит дальнейшая пролиферация слизистого слоя, увеличивается секреторная активность этих желез.
Прогестерон усиливает гиперплазию и гипертрофию миометрия во время беременности и снижает возбудимость матки. Гормон способствует росту альвеол в молочных железах.
Основные эффекты прогестерона
Ослабление готовности матки к сокращению
Активация секреторных структур эндометрия
Сохранение беременности
Активация роста молочных желез
Подавление секреции гонадотропинов гипофизом
Натриуретический эффект
ПРОЛАКТИН - гормон аденогипофиза. Этот гормон повышает чувствительность клеток яичников и матки к ФСГ и ЛГ. Способствует дифференцировке альвеол в молочной железе и в дальнейшем лактации. Вместе с СТГ опосредует эффекты половых гормонов в печени.
Основные эффекты пролактина
рост молочных желез
активация секреторной активности желтого тела
стимуляция секреции альдостерона и вазопрессина
задержка воды и натрия в организме
стимуляция роста внутренних органов
реализация инстинкта материнства
гипергликемия
ПРОЛАКТОЛИБЕРИН, ПРОЛАКТОСТАТИН см. Либерины и статины
ПРОСТАГЛАНДИНЫ - короткоживущие гистогормоны, которые у позвоночных образуются во всех типах клеток. Все эти соединения - окисленные производные полиненасыщенных жирных кислот С20, содержащие циклопентановое кольцо (классифицируются по структуре этого кольца - А, В, С, и т.д.).
ПГ обладают высокой и разнообразной биологической активностью: стимулируют сокращение матки, бронхов и миокарда, тормозят желудочную секрецию и агрегацию тромбоцитов, вызывают вазодилатацию, а некоторые вазоконстрикцию, обладают провоспалительным действием, стимулируют лизис желтого тела, включаются в эффекты многих гормонов и БАВ.
ПГ нашли применение в медицине: для вызывания абортов, стимуляции родов, торможения гемостаза, лечения язвы желудка и двенадцатиперстной кишки. Ингибиторы синтеза ПГ широко используются в качестве противовоспалительных и анальгезирующих средств.
ПРООПИОМЕЛАНОКОРТИН - предшественник ряда гормонов аденогипофиза, имеющий молекулярную массу 31000. В таблице представлены пептиды, которые получаются из проопиомеланокортина (цифрами отмечено число аминокислот): МСГ - меланоцитстимулирующий гормон, меланотропин, АКТГ - адренокортикотропный гормон, кортикотропин.
|
1 ПРООПИОМЕЛАНОКОРТИН 239 |
||||
|
1 про- -МСГ-АКТГ 144 |
1 -липотропин 91 |
|||
|
про- -МСГ 103 |
1 АКТГ 39 |
1 - липотропин 58 |
1 -эндорфин 31 |
|
|
1 -МСГ 12 |
1 -МСГ 13 |
1 АКТГ 22- подобный пептид промежуточной доли гипофиза |
1 -МСГ 18 |
1 эндорфин 16 |
РЕТИНОЕВАЯ КИСЛОТА - гормональное производное витамина А (ретинола). Ретинол поступает в организм с животной пищей или образуется из растительных каротиноидов, в печени окисляется сначала в ретиналь, а затем в карбоксилированную форму витамина А, которая и является ретиноевой кислотой. Эта кислота и ее производные (продукты гидроксилирования - гормональные производные - обладают еще более выраженными эффектами) оказывает важнейшие системные эффекты на рост костей и мягких тканей, синтез хондроитин-сульфата, дифференцировку слизистой кишечника, влагалища, почечных канальцев, желез, кожи. Производное витамина А - ретиналь - входит в состав родопсина сетчатки.
СЕРОТОНИН. У млекопитающих и человека 90 % серотонина содержится в энтерохромаффинных клетках кишечника, много серотонина в тромбоцитах, тучных клетках кожи, тканях легких, селезенки, почек, печени. В ЦНС в наибольших количествах содержится в области гипоталамуса и среднего мозга, в эпифизе. Клетки, способные синтезировать и накапливать серотонин относятся к APUD-системе, серотонин в них синтезируется из триптофана.
Согласно современным представлениям серотонин оказывает влияние на функции различных органов путем взаимодействия со специфическими серотонинергическими рецепторами. Различают несколько типов рецепторов. Д - рецепторы, которые блокируются диэтиламидом лизергиновой кислоты, локализуются в основном в гладкой мускулатуре внутренних органов. Взаимодействие серотонина с этими рецепторами сопровождается сокращением гладких мышц. М - рецепторы блокируются морфином. Эти рецепторы расположены главным образом в вегетативных ганглиях. Влияя на эти рецепторы серотонин вызывает ганглиостимулирующий эффект. Т - серотонинергические рецепторы, которые блокируются типиндолом, обнаружены в сердечно-легочной рефлексогенной зоне. Действуя на них, серотонин вызывает коронарный и легочный хеморефлексы.
В ЦНС нервной системе серотонин играет роль медиатора синаптической передачи нервных импульсов. Основное количество синтезирующих серотонин нейронов находится в ядрах шва, расположенных в центральной части продолговатого и среднего мозга. Каудально расположенные ядра продолговатого мозга дают начало нисходящим к спинному мозгу аксонам. Рострально расположенные ядра среднего мозга дают начало восходящим серотонинергическим путям, идущим к промежуточному и конечному мозгу. Нейроны остальных ядер имеют короткие аксоны, оканчивающиеся в структурах ствола мозга и мозжечка.
Серотонинергическая система мозга участвует в регуляции общего уровня активности ЦНС, циклов сна - бодрствования, общей двигательной активности, разных форм эмоционального поведения, процессов памяти и обучения. При этом весьма важным является взаимодействие серотонинергической системы мозга с другими нейромедиаторными его системами, в том числе с норадренергической. Так, модулирующие влияния серотонинергической и норадренергической систем мозга, усиливающиеся при повышении эмоционального напряжения, имеют существенное значение для обработки информации. Выделение серотонина из терминалей аксонов усиливает циркуляцию возбуждения в нейронных системах, связанных с восприятием и фиксацией информации, и способствует переходу нейродинамической фазы фиксации следов памяти в фазу структурно-метаболических изменений, то есть преобразование кратковременной памяти в долговременную. Принимая участие в регуляции эмоционального состояния, серотонин играет большую роль в формировании эмоциональной памяти.
Сопряженные влияния серотонинергической и норадренергической систем мозга в значительной мере определяют фазовую структуру сна, то есть соотношение медленноволновой и парадоксальной фаз сна. При этом серотонинергическая система имеет преимущественное отношение к организации медленноволновой фазы сна. У животных повышение в физиологических пределах активности серотоненергических структур мозга сопровождается снижением общего уровня двигательной и ориентировочно-исследовательской активности. У людей при приеме триптофана (основного источника серотонина) отмечается углубление сна и снижение двигательной активности.
Серотонинергическая система мозга участвует в регуляции сексуального поведения. Установлено, что повышение уровня серотонина в мозге сопровождается угнетением половой активности, я снижение содержания серотонина в ЦНС ведет к ее повышению. В эксперименте на животных установлено также, что серотонинергическая система мозга принимает участие в регуляции агрессивных состояний. Об этом свидетельствует тот факт, что снижение ее активности путем локальных разрушений среднемозговых ядер шва или с помощью фармакологических средств, угнетающих биосинтез серотонина, сопровождается усилением агрессивности, а повышение уровня серотонина в мозге - ее ослаблением.
Серотонинергическая система мозга, очевидно, принимает участие в регуляции восприятия боли, так как болевая чувствительность у животных понижается при увеличении содержания серотонина в ЦНС, а при угнетении биосинтеза серотонина в мозге(например, после введения н-хлорфенилаланина) повышается. От содержания серотонина в ЦНС зависит степень выраженности болеутоляющего действия морфина и других наркотических анальгетиков. Установлено, например, что на фоне повышения содержания серотонина в мозге анальгетический эффект морфина усиливается и удлиняется. При угнетении биосинтеза серотонина в ЦНС болеутоляющие действие морфина ослабляется. На основании этих фактов предполагают, что серотонин наряду с эндогенными опиоидными пептидами участвуют в регуляции функций так называемой антиноцицептивной системы мозга, ослабляющей восприятие боли. Кроме того, имеются данные, свидетельствующие о влиянии серотонинергической системы на возбудимость вазомоторных и терморегулирующих центров, а также рвотного центра.
Согласно экспериментальным данным влияние серотонина на сердечно-сосудистую систему характеризуется главным образом изменениями сердечного ритма и АД. Действуя на рефлексогенные зоны сердца и легких, серотонин вызывает брадикардию и гипотензию, а его прямое воздействие на гладкую мускулатуру приводит к спазму сосудов и повышению АД. Не исключено, что в механизмах действия серотонина на сердечно-сосудистую систему могут участвовать и некоторые иные факторы, например выделение гистамина и катехоламинов под влиянием серотонина, его ганглиостимулирующее действие и другие.
Влияние серотонина ан желудочно-кишечный тракт проявляется в основном повышением секреции пепсина и муцина слизистой оболочкой желудка и усилением перистальтики кишечника.
Серотонин имеет важное значение в механизмах гемостаза, так как высвобождение депонированного в тромбоцитах серотонина сопровождается их агрегацией и спазмом поврежденного сосуда. Кроме того серотонин повышает тромбопластическую активность, а также активность II, V и VI факторов свертывания крови. В связи с этим серотонин используют в клинической практике в качестве гемостатического средства.
СОМАТОЛИБЕРИН - пептид, состоящий из 44 аминокислот, синтезируется преимущественно в вентромедиальном и дугообразном ядрах гипоталамуса. Селективно стимулирует секрецию соматотропного гормона. Стимулы - сон, физическая нагрузка, стрессирующие воздействия
СОМАТОСТАТИН - пептид из 14 аминокислот, выделяется преимущественно вентромедиальным ядром гипоталамуса, обнаружен так же в клетках островков поджелудочной железы, в собственном слое слизистой оболочки антрального отдела желудка и в слизистой кишечника. Тормозит секрецию соматотропина, глюкагона, инсулина, гастрина, мотилина и холецистокинина-панкреозимина, угнетает секрецию соляной кислоты в желудке и бикарбонатов в кишечнике, угнетает секрецию протеолитических ферментов в желудке и поджелудочной железе. Таким образом, соматостатин путем ингибирования гормонов желудочно-кишечного тракта замедляет секрецию и моторику, снижает скорость кровотока в стенке желудочно-кишечного тракта. Эффекты осуществляются путем уменьшения концентрации ц-АМФ. Существует положительная обратная связь между уровнем СТГ и соматостатина.
СОМАТОМЕДИНЫ - гуморальные факторы, которые синтезируются и секретируются печенью и костной тканью под влиянием соматотропина. Эффекты в хрящевой ткани: стимуляция включения сульфата в протеогликаны, стимуляция включения тимидина в ДНК, синтеза РНК и синтеза белка. Кроме того, соматомедины стимулируют митогенную активностью, причем не только в хрящевой ткани. Этим свойством они похожи на многие другие пептидные ростовые факторы, которые называются инсулиноподобными (фактор роста фибробластов, тромбоцитарный фактор роста, эпидермальный фактор роста, фактор роста нервов, эритропоэтин, тимозин), большинство этих факторов не только обладают определенной инсулиноподобной активностью, но и имеют с инсулином некоторые общие аминокислотные последовательности. Предполагается, что все эффекты этих факторов, и соматомединов в том числе, опосредованы в первую очередь стимуляцией транспорта аминокислот в клетки, хотя не понятно как это может затронуть митотическую активность.
СОМАТОТРОПИН (ГОРМОН РОСТА, СТГ) - гормон аденогипофиза. Одна из главных функций гормона - стимулирующее влияние на линейный рост, общие размеры тела, его массу, размеры отдельных органов. СТГ у человека начинает секретироваться уже в первой трети эмбрионального развития, однако основные эффекты проявляются значительно позднее. Стимулируется секреция СТГ соматолиберином, гипогликемией, избытком аминокислот в крови, тиреоидными гормонами, кортизолом, стрессирующими факторами такими, как боль, физическая работа, повреждение тканей.
В растущем организме к действию соматотропина наиболее чувствительна хрящевая ткань и прежде всего хрящи, расположенные в эпифизарной области трубчатых костей. В этой ткани СТГ усиливает пролиферацию и синтез структурных белков.
Эффекты соматотропина во многом сходны с эффектами кортизола (см. глюкокортикоиды), но во многих отношениях этот гормон является его антагонистом. СТГ, как и кортизол, стимулирует липолиз в жировой ткани, глюконеогенез в печени и повышает уровни глюкозы и липидов в крови - это катаболические эффекты гормона. Гипергликемия под действием СТГ поддерживается и его способностью стимулировать секрецию глюкагона, и активировать инсулиназу печени. Катаболические эффекты СТГ проявляются в случае секреции больших доз гормона, или длительной стмуляции секреции
Вместе с тем, основные эффекты СТГ являются анаболическими и связаны со стимуляцией синтеза белка. СТГ, в отличие от кортизола, стимулирует синтез белка не только в печени, но и в других органах. Увеличение синтеза белка под действием СТГ происходит в два этапа: первый (30 минут) обусловлен активацией транспорта амминокислот и глюкозы через клеточную мембрану, второй (10 - 18 часов) - увеличением синтеза рибосомальной РНК и формированием ансамблей полисом, активацией процессов трансляции в рибосомах. СТГ стимулирует синтез белка в мышцах, мягких соединительных тканях, паренхиматозных органах не только в растущем оганизме, но и у взрослых. Однако, если у детей анаболический эффект гормона сочетается с выраженным митогенным эффектом - гормон усиливает пролиферацию клеток, способствуя их переходу из периода G1в период S (синтез ДНК), то у взрослых анаболический эффект преобладает над митогенным и приводит к гипертрофии клеток.
Известно, что транспорт аминокислот в клетки печени происходит преимущественно по градиенту концентрации и не лимитирован специальными мембранными факторами. Поэтому эффекты СТГ на клетки печени не связаны с транспортом аминокислот. Усиление синтеза белка в печени под действием СТГ имеет свои принципиальные особенности - это стимуляция синтеза особых гормональных соединений - соматомединов, опосредующих многие эффекты гормона. Главным соматомедином является соматомедин С, который называется еще инсулиноподобным ростовым фактором 1 (ИРФ-1). В этом названии отражена суть эффектов ИРФ - усиление транспорта в клетку глюкозы и аминокислот (подобно инсулину), липолитическая активность и ростовые эффекты. Кроме того, под действием СТГ в тканях стимулируется выработка специальных факторов роста - факторы роста нервов, эпидермиса, тромбоцитов. Важно отметить, что все эти факторы не только опосредуют эффекты СТГ, но и существенно усиливают их, именно поэтому действие СТГ продолжается очень длительно.
Одним из важных свойств СТГ является его действие на тимус. В тот период, когда эта железа еще не начала подвергаться инволюции, гормон вызывает гиперплазию и гипертрофию лимфоидной ткани железы и стимулирует иммуногенез. Однако, усиливающее действие СТГ на процессы иммуногенеза сохраняются и у взрослых, гормон способен усиливать рост лимфатических желез, процессы лимфопоэза и антителообразования. Установлено, что СТГ не только стимулятор иммуногенеза, но и провоспалительный гормон. Таким образом, и в отношении иммуногенеза и процессов воспаления СТГ является антагонистом кортизола.
Основные эффекты соматотропина:
активация факторов роста тканевого происхождения
стимуляция синтеза белка
гипергликемия (секреция глюкагона)
активация инсулиназы печени
кетогенный эффект
ТЕСТОСТЕРОН - секретируется клетками Лейдига семенников. Основные эффекты связаны с формированием мужской половой системы и мужского организма в целом, у взрослых – регуляция сперматогенеза.
Обратим внимание на то, что среди эффектов тестостерона можно выделить детерминирующие эффекты – это такие изменения в структуре органов, которые не исчезают после удаления гормона (кастрация) и регулирующие - те, которые исчезают и появляются в соответствии с уровнем гормона в крови. Основные детерминирующие эффекты тестостерона проявляются в мужском организме дважды: в период эмбриогенеза, на 3-6 неделе и в период полового созревания. У плода спонтанное появление тестостерона (предположительно надпочечников) стимулирует развитие исходной закладки половых органов по мужскому типу. В период полового созревания определяет становление метаболизма по мужскому типу и не циклическое функционирование структур ЦНС, определяющих половое поведение.
Тестостерон и другие андрогены ответственны за формирование вторичных половых признаков: это строение скелета и количество и качество мышечной ткани, тип оволосения лица и тела, изменение мышц гортани и модификацию голоса.
Основные эффекты тестостерона:
половая дифференцировка в онтогенезе
регуляция полового поведения
развитие половых признаков
рост и развитие семенных канальцев
регуляция сперматогенеза
анаболический эффект на скелет и мускулатуру тела
задержка в организме азота, калия, фосфора, кальция
активация синтеза РНК
стимуляция эритропоэза
ТИРЕОЛИБЕРИН - трипептид гипоталамуса, который стимулирует синтез и высвобождение тиреотропина клетками аденогипофиза. Уровень тиреотропина и последующее повышение уровней тиреоидных гормонов увеличиваются уже через 5 минут после выделения тиреолиберина. Кроме того, тиреолиберин увеличивает выделение пролактина. На секрецию гормона роста у здоровых людей этот фактор не оказывает влияния, но вызывает повышение уровня СТГ в крови у больных акромегалией. Такое изменение чувствительности гипофиза настолько специфично, что используется для диагностики акромегалии.
ТИРЕОТРОПИН (ТТГ) В щитовидной железе стимулирует ее рост и продукцию тиреоидных гормонов. Гормон связывается со специфическим рецептором фолликулярных клеток, в клетках активируется захват йода, синтез тиреоглобулина. Под действием ТТГ усиливается распад тиреоглобулина и секреция тиреоидных гормонов в кровб. Вне щитовдной железы гормон активирует синтез гликозаминогликанов в коже, подкожной и заорбитальной клетчатке.
ТИРОКСИН (Т4) и ТРИИОДТИРОНИН (Т3) Гормоны щитовидной железы. Тетраиодтиронин (Т4) взаимодействует с клеточной мембраной, диффундирует в клетку, при этом теряет один атом йода, таким образом, основным действующим гормоном является трийодтиронин (Т3). В клетках повышается активность натрий/калиевой АТФ-азы, поглощение кислорода митохондриями, следовательно, темп окислительных процессов. Увеличивается синтез м-РНК и соответственно синтез специфических клеточных белков и ферментов.
Основные эффекты можно разделить на метаболические и физиологические.
Метаболические эффекты:
увеличение поглощения кислорода клетками и митохондриями, активация окислительных процессов
стимуляция синтеза белка
липолиз
распад гликогена в печени и гипергликемия
Основные физиологические эффекты
стимулируют рост, развитие и дифференцировку тканей, особенно структур ЦНС. Стимулируют процессы регенерации тканей.
активация симпатических эффектов, особенно выражена по отношению к сердцу. Тиреоидные гормоны увеличивают количество -адренорецепторов и уменьшают количество М-холинорецепторов
повышение теплообразования и температуры тела
повышение основного обмена
повышение возбудимости ЦНС
Тиреоидные гормоны способствуют экспрессии гена соматотропина, и поэтому их недостаток может привести к карликовости. Врожденная недостаточность тиреоидных гормонов - гипотиреоз (наследственные дефекты, дефицит иода в организме матери) приводит к нарушению развития, особенно ЦНС и кретинизму.
|
Основные проявления гипер- и гипотиреоза |
||
|
Органы и системы |
гипертиреоз |
гипотиреоз |
|
Клетки |
Повышение активности окислительных ферментов, повышение активности Na/K-АТФазы и др. Набухание митохондрий, увеличение их числа. Увеличение числа -адренорецепторов на плазматической мембране |
Снижение активности окислительных ферментов, Na/K-АТФазы. Снижение числа -адренорецепторов на плазматической мембране и поэтому снижение чувствительности тканей к норадреналину и адреналину. |
|
Основной обмен |
Повышен |
Снижен |
|
Кровообращение |
Активация -адренореактивности. Тахикардия, рост пульсового давления, повышение МОК, возможна компенсаторная вазодилатация |
Активация -адренореактивности.. Брадикардия, снижение МОК. Снижение амплитуды зубца R на ЭКГ. |
|
Кожа и потовые железы |
Горячая, влажная, потливость |
Сухая, отечная холодная |
|
ЦНС |
Раздражительность, дрожь, чувство страха, голода, тревога, нарушение сна. |
Вялость, сонливость, отсутствие аппетита. Замедляется время проведения рефлексов. |
|
Мышцы |
Мышечная слабость (как результат активации катаболизма), фибриллярные подергивания, тремор. |
Мышечная слабость (как результат снижения темпа синтеза белка), снижение мышечного тонуса. |
|
Содержание липидов в сыворотке крови |
Снижен уровень холестерина и липидов в крови |
Повышен уровень холестерина и липидов в крови |
|
Масса тела |
Снижается |
Повышается |
|
Дыхание |
Увеличение вентиляции легких |
Снижение вентиляции легких, накопление жидкости в плевре |
|
Клиренс гормонов и витаминов |
Повышен для кортизола, снижен для половых стероидов. Повышен для витаминов и лекарств |
Повышен для половых гормонов, снижен для витаминов, лекарств и токсинов. |
|
Желудочно-кишечный тракт |
Активация моторики, поносы, повышение скорости всасывания глюкозы |
Слабость моторики, запоры, снижение скорости всасывания глюкозы |
ТРОМБОКСАНЫ - короткоживущие гистогормоны, эти соединения - окисленные производные полиненасыщенных жирных кислот С20, содержат в своем составе 6-членный гетероцикл, по структуре гетероцикла выделяют А и В тромбоксаны. Тромбоксан А2 усиливает тромбообразование, агрегацию тромбоцитов, вызывает местную вазоконстрикцию.
ХОЛЕЦИСТОКИНИН-ПАНКРЕОЗИМИН (хцк-пз) - секретируется в L клетках эпителия тонкого кишечника, белой пульпе селезенки. Широко распространен в ЦНС и метасимпатической системе кишечника. В структурах головного мозга в качестве нейромедиатора чаще встречается фрагмент холецистокинина из 8 и 4 аминокислот. Стимулом для секреции ХК в тонком кишечнике являются жиры и продукты их гидролиза и аминокислоты.
Гормон стимулирует секрецию ферментов поджелудочной железой, особенно липаз и пептидаз, тормозит секрецию соляной кислоты в желудке, усиливает сокращение желчного пузыря и желчевыделение, усиливает моторику тонкого кишечника. В ЦНС формирует чувство насыщения, снижает возбудимость структур ЦНС, вызывает сон.
В лимфоидных органах пищеварительного тракта стимулирует синтез иммуноглобулинов.
ЭНДОТЕЛИНЫ – пептидные гормоны (22аминокислоты, с постоянным С-концевым участком) выделены из эндотелия сосудов, однако это не единственный источник: много эндотелинов в легких и гипофизе. Стимулируют выделение эндотелинов вазопрессин и тромбин. Основные эффекты – местные, вазомоторные.
Рецепторы локализованы и в клетках эндотелия и в гладкомышечных клетках. Прямое действие на гладкомышечные клетки вызывает вазоконстрикцию, обусловленную поступлением в клетку кальция. Опосредованный эффект реализуется через рецепторы, локализованные в эндотелии – гормоны вызывают увеличение синтеза оксида азота (NO) и простагландинов, которые вызывают вазодилатацию.
Эндотелины стимулируют пролиферацию эндотелия и фибробластов, снижают агрегацию тромбоцитов. В сердце увеличивают секрецию предсердного натриуретического фактора, в почках усиливают диурез и натриурез, снижают секрецию ренина, подавляют реабсорбцию воды, вызванную вазопрессином.
ЭРИТРОПОЭТИН – гликопротеидный гормон, который образуется преимущественно в почках, меньше в печени и слюнных железах. Основным стимулом секреции является гипоксия. Главной клеткой мишенью для эритропоэтина является ядерный эритроидный предшественник костного мозга. Эритропоэтин увеличивает синтез гемоглобина, образование и выход эритроцитов, вызывает гиперплазию костного мозга.
Основные эффекты эритропоэтина
Ускорение и усиление перехода стволовых клеток в эритробласты
Увеличение числа митозов в клетках эритроидного ряда
Исключение одного или нескольких циклов митотических делений
Ускорение созревания неделящихся клеток
Продлевает срок жизни незрелых предшественников эритроцитов
ЭСТРОГЕНЫ: Е1 - эстрон, Е2 - эстрадиол, Е3 - эстриол, Е4 – эстетрон – женские половые гормоны, которые синтезируются в яичниках внутренней и зернистой оболочками яичникового фолликула. Синтез эстрогенов увеличивается по мере роста и созревания фолликула, созревание его происходит под стимулирующим влияние ФСГ, ЛГ стимулирует секрецию эстрогенов. Основным эстрогеном человека является Е2.
Специфические эффекты в органах репродуктивной системы. В женском организме эстрогены прежде всего завершают формирование органов женской половой сферы: влагалища, матки, фаллопиевых труб. Одним из важнейших эффектов эстрогенов является их сенсибилизирующий эффект по отношению ко многим гормонам: прогестерону, пролактину, андрогенам, катехоламинам.
Срочные эффекты в матке (15 минут - 8 часов) набухание и обводнение эндометрия, повышение синтеза простагландинов, аккумуляция эозинофилов из крови, активация синтеза РНК. Поздние эффекты в матке: дальнейшая активация синтеза РНК, активация синтеза белка, гипертрофия и гиперплазия эндометрия и миометрия. Повышение сократимости миометрия (частично, за счет повышения чувствительности к окситоцину и норадреналину). Способствует росту протоков в молочных железах (дифференцировка и рост альвеол, лактация находятся под контролем пролактина). В яичниках: формирование фолликула, синтез рецепторов к эстрогенам и прогестерону, повышение чувствительности к гонадотропинам и пролактину.
Неспецифические эффекты во всем организме. Стимуляция синтеза белка в печени: преимущественно транспортные альбумины для витаминов и гормонов, анитигены, липопротеины, ферменты, метаболизирующие глюкокортикоиды. В гипоталамусе: стимулируют циклические центры, оказывают непосредственное действие на систему гипоталамус – гипофиз – гонады, активируют синтез окситоцина и вазопрессина. В почках - активация синтеза ренина. В организме в целом стимулируют отложение жира, замедляют рост скелета. Суммируем эффекты эстрогенов по органам:
Эффекты эстрогенов
|
В яичниках |
Рост и развитие самих яичников Формирование фолликулов Повышение чувствительности фолликулов к гонадотропинам (ФСГ и ЛГ) и пролактину Увеличение числа рецепторов к эстрогенам. |
|
В матке |
Рост эндометрия и миометрия. Ранние эффекты - 15мин - 8 часов: увеличение активности РНК-полимеразы, выброс простагландинов, обводнение. Поздние эффекты: увеличение количества РНК-полимеразы, синтез белка, пролиферация. Повышение чувствительности к прогестерону, связанное с увеличением синтеза рецепторов. Увеличение числа рецепторов к окситоцину. |
|
В молочных железах |
Рост протоков молочных желез |
|
В головном мозге |
Эстрогены являются главными индукторами половой дифференцировки гипоталамуса и гипофиза. Предовуляционный подъем уровня эстрогенов усиливает секрецию гонадолиберинов, усиливает чувствительность гонадотропов к их действию. Влияние эстрогенов на вентромедиальные ядра вызывает соответствующее половое поведение. |
|
В других органах |
В печени увеличивается синтез белков - переносчиков гормонов. В почках повышение АРП (активности ренина плазмы) Анаболический эффект, значительно слабее андрогенов |
В заключение приведем несколько таблиц и рисунков, которые помогут систематизировать знания по физиологии эндокринной системы.
Приложение
Таблица 1
Женские половые гормоны
|
ЭСТРОГЕНЫ |
ПРОГЕСТЕРОН |
|
Половая дифференцировка в эсбриогенезе, полловое созревание, развитие женских половых признаков, установление менструального цикла. Рост мышечного и эпителиального слоев матки, стимуляция пролиферативной фазы цикла Увеличение сократимости матки и ее чувствительности к окситоцину Регуляция полового поведения Развитие молочных желез Слабый анаболический эффект Повышение активности остеобластов |
Ослабление готовности матки к сокращению Активация секреторных структур эндометрия Сохранение беременности Активация роста молочных желез Подавление секреции гонадотропинов гипофизом Натриуретический эффект |
Таблица 2
Тропные гормоны аденогипофиза
|
Гормон |
Химическая природа |
Ткань мишень |
Главные эффекты у млекопитающих |
Регуляция секреции |
|
Адренокортикотропный гормон (АКТГ) |
Пептид n=39 |
Кора надпочечни-ков |
Стимулирует синтез и секрецию глюкокортикоидов корой надпочечников |
Стимулируется кортикоколиберином |
|
Тиреотропный гормон (ТТГ) |
Гликопротеин |
Щитовидная железа |
Усиливает синтез и секрецию тиреоидных гормонов – тироксина и трииодтиронина |
Стимулируется тиреолиберином и подавляется тиреоидными гормонами |
|
Гормон роста (СТГ) |
Полипептид |
Все ткани |
(См. табл.3) |
|
|
Фолликулостимулирующий гормон (ФСГ) |
Гликопротеин |
Семенные канальцы у самцов, фолликулы яичников у самок |
У самцов повышает образование спермы, у самок стимулирует созревание фолликулов |
Стимулируется люликоберином и подавляется ингибином |
|
Лютеинизирующий гормон (ЛГ) |
Гликопротеин |
Интерстициальные клетки семенников (у самцов) и яичников (у самок) |
Вызывает окончательное созревание фолликулов, секркцию эстрогенов, овуляцию, образование желтых тел,секрецию прогестерона у самок; усиливает синтез и секрецию андрогенов у самцов |
Стимулируется люлиберином |
|
Пролактин |
Полипептид n=198 |
Молочная железа (альвеолярные клетки) |
Стимулирует синтез белков молока и развитие молочных желез; пробуждает родительский инстинкт у самок |
Находится под постоянным тормозящим действием гипоталамического фактора (пролактостатина); она становится возможной при повышенной концентрации эстрогенов и пониженной секреции пролактостатина |
|
-Меланоцит-стимулирующий гормон (-МСГ) |
Олигопептид n=13 |
Пигментные клетки |
Повышает синтез меланина в меланоцитах и увеличивает размеры меланофоров (вызывает потемнение кожи) |
Подавляется гипоталамическим фактором (меланостатином) |
Таблица 3
Гормоны регулирующие энергетический обмен
|
Гормон |
Источник |
Химическая природа |
Место действия |
Основной эффект |
Регуляция секреции |
|
Инсулин |
-клетки подж. железы |
Пептид |
Все ткани (кроме нервной) |
Повышает поглощение клетками глюкозы и аминокислот |
Стимулируется высокой концентрацией глюкозы и аминокислот,а также глюкагоном; соматостатин тормозит секрецию |
|
Глюкагон |
- клетки поджелудочной железы |
Пептид |
Печень, жировая ткань |
Стимулирует в печени гликогенолиз и мобилизацию глюкозы, а в жировой ткани - липолиз |
Стимулируется низким содержанием глюкозы в крови |
|
Тироксин |
Щитовидная железа |
Производное аминокислоты |
Большинство клеток, особенно клетки мышц, сердца, печени и почек |
Повышает интенсивность метаболизма, термопродукцию; ускоряет рост и развитие; вызывает метаморфоз у амфибий |
Стимулируется тиреотропным гормоном |
|
Норадреналин и адреналин |
Хромафинные клетки мозгового слоя надпочечников |
Производные аминокислоты (катехоламины) |
Большинство клеток |
Усиливают сердечную деятельность, вызывают сужение сосудов, ускоряют гликолиз,вызывают гипергликемию и липолиз |
Стимулируется симпатической нервной системой через нервы внутренних органов |
|
Гормон роста (СТГ) |
Аденогипофиз |
Полипептид |
Все ткани |
Стимулирует синтез РНК и белка, рост тканей, транспорт глюкозы и аминокислот в клетки, липолиз и образование антител |
Стимулируется выбросом соматолиберина при падении уровня глюкозы и повышенииконцентрации аминокислот, подавляется соматостатином |
|
Глюкокортикоиды |
Кора надпочечников |
Стероиды |
Большинство клеток |
Стимулируют мобилизацию аминокислот из мышц и глюконеогенез в печени, что приводит к повышению уровня глюкозы в крови. Обладают противовоспалительным действием. |
Стимулируется физиологическим стрессом и биологическими часами при участии кортиколиберина и АКТГ |
Таблица 4
Стероидные гормоны
|
Гормон |
Источник |
Ткань -мишень |
Главные эффекты |
Регуляция секреции |
|
Тестостерон (андроген) |
Клетки Лейдига |
Большинство тканей |
Способствует развитию и поддержанию мужских вторичных половых признаков, поведения и сперматогенеза |
Стимулируется ЛГ |
|
17в-эстрадиол (эстроген) |
Фолликулы яичников, желтое тело |
Большинство тканей |
Способствуют развитию и поддержанию женских вторичных половых признаков и поведения, созреванию ооцитов, пролиферации эндрометрия |
Стимулируется ЛГ и ФСГ |
|
Прогестерон |
Желтое тело |
Матка, молочные железы |
Поддерживает секрецию желез в матке и стимулирует развитие протоков молочных желез |
Стимулируется ЛГ и пролактином |
|
Кортизол (глюкокортикоид) |
Кора надпочечников |
Печень, жировая ткань, мышцы |
Стимулирует транспорт аминокислот из мышц и жирных кислот из жировой ткани в печень. Усиливает глюконеогенез, окозывает противовоспалительное действие. |
Стимулируется АКТГ |
|
Альдостерон (минералокортикоид) |
Кора надпочечников |
Дистальные почечные канальцы |
Способствует реабсорбции ионов натрия из почечного фильтрата |
Стимулируется ангиотензином II |
Рисунок 1. Связь между нервными и эндокринными
механизмами в гипоталамо-гипофизарной системе
На этом рисунке схематически изображены связи, которые организуют и регулируют деятельность гипоталамо-гипофизарной системы. Гипоталамус, как известно, конвергирует на своих нейронах огромное количество информации. Ее условно можно разделить на несколько групп: а) информация, поступающая по восходящим спинномозговым путям (в основном температурной и болевой чувствительности) от всего организма;
б) информация, поступающая по чувствительным веточкам черепно-мозговых нервов – это информация от сердца, сосудов, дыхательной, пищеварительной систем, лица;
в) информация, поступающая от органов чувств;
г) информация от лимбической системы, которая характеризует эмоциональную реакцию организма;
д) информация, поступающая не нервным, а гуморальным путем (кровь, мозговая жидкость) о содержании в крови глюкозы, аминокислот, ее осмотической концентрации, температуре, о содержании в крови гормонов.
Этот информационный поток обрабатывается ЦНС, приводит к осуществлению определенных безусловных рефлексов, вызывает какие-то изменения поведения и, наряду с этим, стимулирует выделение нейронами гипоталамуса либеринов (они еще называются рилизинг-гормоны, или рилизинг факторы). Нейроны гипоталамуса, которые умеют синтезировать либерины, обозначены на рисунке цифрой 1. Медиальный гипоталамус – это то место, где либерины могут выделиться в кровь, потому что именно здесь гипофизарная артерия рассыпается на капилляры, с которыми нейроны образуют специальные аксо-вазальные синапсы. В ответ на либерины в аденогиповизе (2) секретируются тропные гормоны, деятельность которых регулирует работу периферических желез (3): щитовидной, коры надпочечников и половых. Эти гормоны, в свою очередь, изменяют деятельность тех органов, в которых есть рецепторы для гормонов – органы-мишени (4).
Прямыми и пунктирными стрелками обозначены петли обратной связи: пунктирные стрелки – это короткие петли, информация об уровнях либеринов и тропных гормонов, сплошные стрелки – длинные петли обратной связи – информация об уровне периферических гормонов. Повышение уровня всех гормонов тормозит секрецию гипоталамических либеринов.
Рисунок 2. Аденогипофиз и периферические железы
На этом рисунке перечислены либерины гипоталамуса и основные места их выработки: ТЛ – тиреолиберин, ГЛ - гонадолиберин, КЛ – кортиколиберин, СЛ- соматолиберин., тропные гормоны аденогипофиза и органы мишени, деятельность которых регулируется этими гормонами, гормоны нейрогипофиза. Обратите внимание на то, что эффекты СТГ и пролактина обращены не к железам, а непосредственно к органам.
Рисунок 3. Регуляция секреции и основные органы мишени
тиреоидных гормонов. ТТГ – тиреотропный гормон.
Гипоталамус, который является местом трансформации нервного импульса в гуморальный ответ, получает от центра терморегуляции информацию о снижении температуры окружающей среды. Эта информация является основной для выделения тиреолиберина. Эти гипоталамические зоны очень чувствительны, достаточно даже небольшого охлаждения рук и лица для повышения секреции тиреолиберина. Этот гормон поступает к передней доле гипофиза с током крови и стимулирует секрецию тиреотропного гормона. Этот гормон, в свою очередь, активирует синтез и секрецию гормонов щитовидной железы – тироксина и трииодтиронина. Эти гормоны повышают темп метаболических процессов, потребление кислорода и теплопродукцию тканей. Кроме того, повышение концентрации тиреодных гормонов тормозит и секрецию тиреотропина, и секрецию тиреолиберина.
Рисунок 4. Регуляция секреции глюкокортикоидов,
основные органы мишени и эффекты
Рисунок 5. Регуляция секреции,
основные органы-мишени и эффекты женских половых гормонов
Рисунок 6. Регуляция секреции,
основные органы-мишени и эффекты мужских половых гормонов
Рисунок 7. Органы мишени и эффекты кальцитонина и паратирина
Литература
Физиология эндокринной системы. - Серия «руководство по физиологии. - Москва, Наука, 1979
Розен Основы эндокринологии. - 1994, Издательство Московского университета - 384с.
Балаболкин М.И. Эндокринология - М. Медицина 1989.- 416с.
Ефимов А.С. Боднар П.Н. Зелинский В.А. Эндокринология. Киев. Вища школа. 1983.-326с.
Теппермен Дж. Теппермент Х. Физиология обмена веществ и эндокринной системы. М. Мир, 1989.- 652с.
Эндокринология и метаболизм. ред. Ф. Фелиг, Дж. Бакстер. - М. Медицина 1985.- 520с.
Брин В.Б. Физиология человека в схемах и таблицах. - Ростов на Дону, 1999г.