Механизм действия гормонов через рецепторы плазматических мембран.
В роли "вторых посредников" для передачи сигналов от гормонов в клетках-мишенях могут быть наиболее распространенные: - Циклические нуклеотиды (ц-АМФ и ц-ГМФ); - Ионы Са;
В этом случае гормон не проникает в клетку, а взаимодей¬ствует с рецептором на поверхности мембраны.
Далее возмож¬ны два варианта событий:
1.Первый вариант -- с рецептором связан фермент, кото¬рый из специфического субстрата образует второй посред¬ник. Второй посредник далее связывается со своим рецептором в клетке. Чаще всего рецептором посредника является протеинкиназа, которая за счет фосфата АТФ, фосфорилирует белки. В результате изменяются их свойства, возникает биохимический и физиологический эффект.
2.Второй вариант -- рецептор связан не с ферментом мембраны, а с ионным каналом. При связывании гормона с рецептором, канал открывается, ион поступает в клетку и выполняет функции второго посредника.Хорошо изученными вторыми посредниками являются цик-лические нуклеотиды (цАМФ, цГМФ) и Са2+.
30. Центральная регуляция эндокринной системы. Роль либеринов. статинов, тропных гормонов гипофиза
Система гормонов гипоталамуса контролируется центральной нервной системой. Сигналы, получаемые от органов, принимаются и обрабатываются, после чего клетки гипоталамуса отвечают при помощи специфических сигнальных молекул - рилизинг-факторов. На стимулирующие или тормозящие стимулы из ЦНС секретируются стимулирующие или ингибирующие рилизинг-факторы, которые носят название либерины или статины соответственно. Эти нейрогормоны с кровотоком достигают аденогипофиза, где стимулируют (либерины посредством цАМФ) или ингибируют (статины) биосинтез и секрецию тропных гормонов. Тропные гормоны воздействуют на периферические железы, стимулируя выделение соответствующих периферических гормонов. К подобным системам относятся группы гормонов тиреоидной функции, глюкокортикоидной функции и профиль половых гормонов. Регуляция этих систем осуществляется по принципу обратной отрицательной связи, т.е. накопление гормонов периферических желез тормозит секрецию рилизинг-факторов гипоталамуса и тропных гормонов гипофиза. Подавляющее действие на активность эндокринных желез может оказывать и результат ответа клеток-мишеней.
|
Гормоны гипоталамуса |
Эффект |
|
|
Кортиколиберин |
Стим-ет образование кортикотропина и липотропина |
|
|
Гонадолиберин |
Стим-ет образование лютропина и фоллитропина |
|
|
Пролактолиберин |
Способствует выделению пролактина |
|
|
Пролактостатин |
Ингибирует выделение пролактина |
|
|
Соматолиберин |
Стимулирует секрецию гормона роста |
|
|
Соматостатин |
Ингибирует секрецию гормона роста и тиреотропина |
|
|
Тиролиберин |
Стимулирует секрецию тиреотропина и пролактина |
|
|
Меланолиберин |
Стимулирует секрецию меланоцит-стим-ющего горм. |
|
|
Меланостатин |
Ингибирует секрецию меланоцит-стим-ющего горм. |
|
Гормоны аденогиплыиза |
Эффект |
|
|
СТГ (соматотро-пин, гормон роста) |
Стим-ет рост организма, синтез белка в клетках, обр-ие глюкозы и распад липидов |
|
|
Пролактин |
Рег-ет лактацию, инстинкт выхаж-я потомства |
|
|
ТТГ (тиреотропин) |
Рег-ет биосинтез и секр. горм. щитовидной железы |
|
|
Кортикотропин |
Рег-ет секрецию гормонов коры надпочечников |
|
|
ФСГ (фоллитро-пин) и ЛГ (лютеинизирующий гормон) |
ЛГ регулирует синтез женских и мужских половых гормонов, стим. рост и созр-е фолликулов, овуляцию, образ-е и функц-ние желт. тела в яичниках. ФСГ оказ. сенсибилизирующее действие на фолл-кулы и клетки Лейдига к действию ЛГ, стим-ет сперматогенез |
31. Механизм передачи сигнала в клетку гормонами пептидной природы. цАМФ
К ним относятся гормоны поджелудочной железы, передней доли гипофиза и паращитовидных желез.
Гормоны поджелудочной железы-инсулин и глюкагон - участвуют в регуляции углеводного обмена. По своему действию являются антагонистами между собой. Инсулин снижает, а глюкагон увеличивает уровень сахара в крови.
Гормоны гипофиза регулируют деятельность многих других эндокринных желез. К ним относятся:
-соматотропный гормон (СТГ) -- гормон роста, стимулирует рост клеток, повышает уровень биосинтетических процессов;
-тиреотропный гормон (ТТГ) -стимулирует деятельность щитовидной железы;
- адренокортикотропный гормон (АКТГ) -- регулирует биосинтез кортикостероидов корой надпочечников;
-гонадотропные гормоны -регулируют функцию половых желез.
Аденилатциклазная система
Когда соответствующий гормон связывается с рецептором, в мембране активируется фермент аденилатциклаза, который из АТф образует цАМФ. цАМФ является аллостерическим актива¬тором протеинкиназы, которая фосфорилирует белки и изменяет их свойства. Содержание цАМФ в клетке увеличивают: глюкагон, катехо-ламины (через в-рецепторы), антидиуретический гормон, гиста-мин (Н2-рецепторы), простагландин-Е, простациклин, тиреотроп-ный гормон, АКТГ, холерный токсин. Содержание цАМФ в клетке снижают: ацетилхолин (М-холи-норецепторы), катехоламины (а2-рецепторы), соматостатин, ан-гиотензин-П, опиаты, коклюшный токсин.
Функции цАМФ: Как второй посредник участвует в регуляции: проницаемости мембран;синтеза макромолекул;активности ферментов; процессов деления; в нейронах -- увеличения возбудимости;в сердце -- стимуляции; в гладких мышцах -- расслабления; в железах -- увеличения секреции; изменения иммунных реакций; дезагрегации тромбоцитов.
32. Механизм передачи сигналов в клетку гормонами стероидной природы
Действие гормонов через внутриклеточные рецепторы
Некоторые гормоны, такие как стероидные гормоны и гормоны щитовидной железы, по свойствам являются гидрофобными. В плазме крови для их транспортировки используются специальные белки-транспортеры. В комплексе с этими белками они не способны взаимодействовать с мембранными рецепторами, но способны отрываться от них и диффундировать через клеточную мембрану внутрь клетки. После перехода в цитозоль гормоны немедленно подхватываются другими белками, которые уже являются рецепторами. Далее он проникает в ядро, где может связываться с ядерным рецептором. В результате гормон приобретает сродство к ДНК. Связываясь с гормон-чувствительным элементом в ДНК, гормон влияет на транскрипцию определенных генов и изменяет концентрацию РНК в клетке и, соответственно, количество определенных белков в клетке.Взаимодействие комплекса гормон-рецептор с определённой последовательностью нуклеотидрв в промоторной части ДНК приводит к активации транскрипции. В рез-те увеличивается или уменьшается скорость трансляции., изменяется количество белков, которые могут влиять на метаболизм и функциональное состояние клетки. Таким образом, данные гормоны влияют на количество ферментов в клетке.
Эффекты гормонов, которые передают сигнал через внутриклеточные рецепторы, нельзя наблюдать сразу, так как на протекание матричных процессов (транскрипцию и трансляцию) требуются часы.
33. Нарушение ф-ций эндокринной системы. Заместительная терапия при гипоф-ции гормонов
Эндокримнная системма -- система регуляции деятельности внутренних органов посредством гормонов, выделяемых эндокринными клетками непосредственно в кровь, либо диффундирующих через межклеточное пространство в соседние клетки.
К железам внутренней секреции относятся: Щитовидная железа; Паращитовидные железы; Вилочковая железа (тимус); Надпочечники; Параганглии; Половые железы -- яички и яичники; Инкреторная часть поджелудочной железы.; Гипоталамо-гипофизарная система (гипоталамус, гипофиз); Эпифиз.
Внутренняя секреция играет основную роль в регуляции процессов обмена веществ, роста, умственного, физического и полового развития, процессах приспособления организма к изменяющимся условиям внешней и внутренней среды, а также в реакциях организма на стресс. Гормоны участвуют в поддержании постоянства внутренней среды.
Среди самых частых эндокринных заболеваний можно назвать:
* сахарный диабет - связан с недостаточной продукцией инсулина или нечувствительностью к нему тканей;
* несахарный диабет - развивается при недостаточной выработке гормона вазопрессина;
* гипотиреоз - характеризуется дефицитом гормонов щитовидной железы; у взрослых проявляется вялостью и прибавкой массы тела;
* тиреотоксикоз - связан с избыточной продукцией гормонов щитовидной железы; симптомы включают учащенное сердцебиение и тремор (дрожь);
* синдром Кушинга - развивается при избытке глюкокортикоидов (гормонов надпочечников); симптомы включают ожирение и повышение артериального давления;
* акромегалия и гигантизм - наблюдаются, главным образом, при опухоли гипофиза.
Гормонамльные препарамты ? это ЛС, кот. Сод-ат гормоны или гормоноиды, которые проявляют фармакологические эффекты подобно гормонам. Их применяют в виде таких препаратов: экстракты гормонов, полученные с эндокринных желёз забойных животных (адреналин, инсулин); синтетические гормоны, которые полностью соответствуют структуре естественных и действуют аналогично им; синтетические соединения, которые не идентичны по химическому строению естественным гормонам, но проявляют выраженное гормональное действие; фитогормоны -- растительные препараты, которые проявляют горм-ю активность при введении в организм животных. Горм-ые препараты нетоксичны, но имеют выраженное поб-ое действие. Оно проявляется от частоты введения препарата, при длительном применении гормона. Даже в малых дозах сущ-но изменяют протекание многих физиол-х процессов -- одни активизируют их, другие -- угнетают.
34. Строение, биосинтез и метаболизм гормонов щитовидной железы, влияние на обмен веществ. Нарушение гормональной ф-ции
В щитовидной железе синтезируются гормоны, которые являются йодированными производными тирозина (йодтиронины). К ним относятся трийодтиронин (трийодтиронин, Т3) и тироксин (тетрайодтиронин, Т4).
Т3 и Т4 образуются из АК - тирозина.
Биосинтез йодтиронинов
Синтез йодтиронинов происходит в составе белка - тиреоглобулина, который находится в фолликулах щитовидной железы. Тиреоглобулин представляет собой гликопротеин, содержащий 115 остатков тирозина. После синтеза в клетках щитовидной железы тиреоглобулин поступает во внеклеточный коллоид, где происходит йодирование тирозина и образование йодтиронинов - Монойодтирозины (МИТ) и дийодтирозины (ДИТ). Две молекулы ДИТ образуют тироксин. МИТ и ДИТ образуют трийодтиронин. Т4 в клетках щитовидной железы образуется в сутки в 20 раз больше, чем Т3, но эта форма также может синтезироваться из Т4 в периферических тканях. Эти гормоны поступают в кровь и связываются с тироксинсвязывающим глобулином - основным транспортным белком для йодтиронинов.
Регуляция синтеза и секреции йодтиронинов происходит по принципу обратной связи. Снижение уровня тиреоидных гормонв в крови приводит к повышению секреции тиреолиберина и ТТГ. Рецепторы к тиреоидным гормонам на поверхности клеток. Эти гормоны действуют по механизму действия липофильных сигнальных молекул.
Влияние на метаболические процессы
В физиологической концентрации йодтиронины усиливают биосинтез белков, но в высокой концентрации проявляется их катаболический эффект в отношении синтеза белков.
В печени под влиянием данных гормонов происходит увеличение скорости распада глюкозы, мобилизации гликогена.
В печени жировой ткани гормоны стимулируют липолиз.
Под влиянием гормонов щитовидной железы происходит увеличение активности Na+, K+ - АТФ-азы, что ведет к уменьшению АТФ в клетке и, следовательно, к повышению поглощения клетками кислорода.
В нормальной концентрации йодтиронины стимулируют процессы роста и клеточной дифференцировки. Также трийодтиронин ускоряет транскрипцию гена гормона роста.
Нарушения секреции тиреоидных гормонов
Гипосекреция. В детском возрасте снижение секреции приводит к задержке физического и умственного развития (кретинизм).
У взрослых тяжелым проявлением недостатка гормонов щитовидной железы является микседема. В этом случае происходит замедление распада гликозаминогликанов, которые накапливаясь в коже, подкожной клетчатке, голосовых связках, задерживают воду и способствуют развитию слизистого отека кожи, изменению тембра голоса.
Гипотиреоз может возникать также вследствие недостаточного поступления йода в организм. При этом происходит увеличение размеров щитовидной железы (эндемический зоб).
Гиперсекреция. Диффузный токсический зоб (базедова болезнь) наиболее распространенное заболевание, сопровождающееся повышенной продукцией йодтиронинов. При этом заболевании размеры щитовидной железы увеличены и развивается тиреотоксикоз. Тиреотоксикоз проявляется повышенной возбудимостью, снижением массы тела, повышением температуры тела (разобщение окисления и фосфорилирования), потливостью, экзофтальм.
35. Общие представления об обмене веществ, анаболизме и катаболизме, их взаимосвязи
Метаболизм - высоко координированную и целенаправленную клеточную активность, обеспеченную участием многих взаимосвязанных ферментативных систем, и включает два неразрывных процесса анаболизм и катаболизм. Он выполняет три специализированные функции: 1. Энергетическая - снабжение клетки химической энергией, 2. Пластическая - синтез макромолекул как строительных блоков, 3. Специфическая - синтез и распад биомолекул, необходимых для выполнения специфических клеточных функций.