Экзамен бх. экзамен. Классификация гормонов. Иерархия регуляторных систем. Нейропептиды мозга либерины и статины. Тропные гормоны гипофиза
 Скачать 1.47 Mb.
|
|
Классификация гормонов. Иерархия регуляторных систем. Нейропептиды мозга: либерины и статины. Тропные гормоны гипофиза. Гормоны – это органические вещества, которые образуются в тканях одного типа (эндокринные железы, или железы внутренней секреции), поступают в кровь, переносятся по кровяному руслу в ткани другого типа (ткани-мишени), где оказывают своё биологическое действие. Классификация гормонов. 1.Анатомическая. Основана на месте синтеза гормонов: гипотоламус, поджелудочная, Щитовидная, надпочечники и т.д. 2 По химическому составу. а) пептидные или белковые гормоны (СТГ, глюкагон и др.) б) гормоны аминокислотной природы (тироксин, адреналин). в) гормоны стероидной природы (кортикостероиды, половые гормоны) 3 По механизму передачи сигналов. - пептидные гормоны и адреналин – не проникают через мембрану, а связываются с рецепторами мембран. - стероидные гормоны, являясь гидрофобными соединениями, проникают через мембраны и в клетке связываются со своим рецептором. 4 По биологическим функциям. - гормоны, регулирующие обмен углеводов, жиров, аминокислот (инсулин, глюкагон, адреналин, глюкокортикоиды); - гормоны, регулирующие водно-солевой обмен (минералокортикоиды, антидиуритический гормон); - гормоны, регулирующие обмен кальция и фосфора (паратгормон, кальцитонин, кальцитриол); - гормоны, регулирующие репродуктивную функцию (половые гормоны); - гормоны, регулирующие функции периферических эндокринных желез (тропные гормоны гипофиза: кортикотропин, тиротропин, гонадотропин); Иерархия регуляторных систем: системы регуляции обмена веществ и функций организма образуют 3 иерархических уровня. 1 уровень - ЦНС. Нервные клетки получают сигналы, поступающие из внешней или внутренней среды, преобразуют их в форму нервного импульса, который с синапсе вызывает освобождение медиатора. Медиаторы вызывают изменения метаболизма через внутриклеточные механизмы регуляции. 2 уровень - эндокринная система. Включает гипоталамус, гипофиз, периферические эндокринные железы, а также специализированные клетки некоторых органов и тканей (адипоциты, ЖКТ), синтезирующие гормоны и высвобождающие их в кровь при действии соответствующего стимула. 3 уровень - внутриклеточный, составляют изменения метаболизма в пределах клетки или отдельного метаболического пути, происходящие в результате: Изменения активности ферментов путём активации или ингибирования Изменения количества ферментов по механизму индукции или репрессии синтеза белков или изменения скорости их деградации Изменения скорости транспорта веществ через мембраны клеток. В нервных клетках гипотоламуса вырабатываются 10 биологически-активных веществ. 7 – либеринов (соматолиберин, люлиберин, фоллиберин, тиролиберин, кортиколиберин, пролактолиберин, меланолиберин), которые по системе портальных каппиляров достигают гипофиза и способствуют освобождению тропных гипофизарных гормонов. 3 – статина (соматостатин, пролактостатин, меланостатин), которые тормозят синтез и секрецию гипофизарных гормонов. Либерины и статины представляют собой низкомолекулярные пептиды, вырабатывающиеся в очень малых концентрациях. В передней и средней доле гипофиза образуются тропные гормоны.АКТГ – адренокортикотропный гормон, или кортикотропин. Действует, главным образом, на пучковую зону коры надпочечников, где образуются, в основном, глюкокортикоиды. Кроме того, АКТГ усиливает расщепление гликогена в печени и жиров – в жировой ткани. ТТГ – тиреотропный гормон, или тиреотропин. Регулирует развитие и функционирование щитовидной железы, синтез и секрецию в кровь тиреоидных гормонов. ГТГ – гонадотропные гормоны, или гонадотропины. К ним относятся фолликулостимулирующий гормон фоллитропин) и лютеинизирующий гормон (ЛГ, или лютропин). ФСГ вызывает созревание фолликулов в яичниках у женщин и сперматогенез у мужчин. ЛГ стимулирует у женщин секрецию эстрогенов и прогестерона, вызывает образование желтого тела в яичниках, а у мужчин – секрецию тестостерона. ЛТГ - лактотропный гормон, или пролактин. Стимулирует развитие молочных желез и лактацию у женщин, способствует формированию родительских инстинктов; у мужчин снижает половую потенцию. Липотропные гормоны (липотропины) жиромобилизующее действие (увеличивают распад жира). СТГ – соматотропный гормон, или соматотропин, иначе называется «гормон роста». Особенностью гормона является его сильно выраженная видовая специфичность. Гормоны щитовидной железы, синтез, влияние на обмен веществ. Гипо- и гипертиреозы. В щитовидной железе синтезируются тиреоидные гормоны – тироксин (Т4) и трииодтиронин (Т ). Для синтеза этих гормонов необходим иод, который активно захватывается из крови клетками фолликулов щитовидной железы. Тироксин и трииодтиронин являются производными аминокислоты тирозина. Тироксин содержит в своей молекуле 4 атома иода, в состав трииодтиронина входит 3 атома иода. В клетках эпителия фолликулов щитовидной железы находится белок тиреоглобулин. Это гликопротеин, содержащий много остатков аминокислоты тирозина (около 3 % от массы белка). Синтез тиреоидных гормонов идёт из тирозина и атомов иода именно в составе молекулы тиреоглобулина и включает апикальных мембранах клеток фолликулов сначала происходит иодирование тирозина с образованием моноиодтирозина (МИТ) и дииодтирозина (ДИТ). Следующим этапом является конденсация МИТ и ДИТ с образованием Т3 и Т4.  Такая иодированная молекула тиреоглобулина секретируется в просвет фолликула, в коллоид. Когда в щитовидную железу приходит сигнал в виде ТТГ (тиреотропного гормона), клетки фолликула захватывают капельки коллоида вместе с тиреоглобулином, ферменты лизосом протеазы гидролизуют белок до аминокислот, и готовые Т3 и Т4 поступают в кровь. В крови тиреоидные гормоны связываются с белком-переносчиком и в таком виде транспортируются в ткани-мишени. Концентрация Т4 в крови в 10 раз больше, чем Т3, поэтому Т называют главной формой тиреоидных гормонов в крови. Но Т4 в 10 раз активнее, чем Т3. Действие Т4 на энергетический обмен. Тиреоидные гормоны активируют энергетический обмен, т.е. расходование и синтез АТФ.Молекулярный механизм действия тиреоидных гормонов на энергетический обмен заключается в следующем. Тиреоидные гормоны увеличивают расходование АТФ на энергозависимые процессы, в результате чего образуется АДФ. АДФ является активатором цепи тканевого дыхания (ЦТД), где из АДФ вновь образуется АТФ, которая снова расходуется на энергозависимые процессы. Тиреоидные гормоны использование АТФ и его образование, т. е. поддерживают энергетическое равновесие в клетке. Гипертиреоз при гиперфункции щитовидной железы, проявляется в нескольких клинических формах. Диффузный токсический зоб или Базедова болезнь. При этом заболевании отмечается увеличение размеров щитовидной железы, повышение концентрации йодтиронинов в 2-5 раз и развитие тиреотоксикоза. Характерные признаки тиреотоксикоза увеличение основного обмена, учащение сердцебиение, мышечная слабость, потеря массы тела, потливость, повышение температуры тела, тремор, экзофтальм. Усиливаются процессы катаболизма. Причины: развитие опухоли, тиреоидит, избыточное поступление йода. Аутоиммунный гипертиреоз возникает в результате образования антител к рецепторам тиреотропного гормона в щитовидной железе. Иммуноглобулин (IgG) имитирует действие тиреотропина, взаимодействуя с рецепторами ТТГ на мембране клеток ЩЖ. Это приводит к диффузному разрастанию ЩЖ и избыточной неконтролируемой продукции Т3 и Т4, поскольку образование IgG не регулируется по механизму обратной связи. Гипотиреоз недостаточное поступление йода в организм эндемического зоба. Гипофункция ЩЖ в раннем детском возрасте приводит к задержке физического и умственного развития - кретинизм. У взрослых проявляется как микседема (слизистый отек). Симптомы гипотиреоза: сонливость, снижение толерантности к холоду, увеличение массы тела, снижение температуры тела. 38. Инсулин и глюкагон, химическая природа и механизм действия на углеводный и липидный обмен. Инсулин-полипептид состоящий из 2 полипептидных цепей. Цепь А содержит 21 аминокислотный остаток, цепь В-30 аминокислотных остатков. Обе цепи соединены между собой двумя дисульфидными мостиками. Молекула инсулина содержит также внутри молекулярный дисульфидный мостик в А-цепи. Инсулин образуется в В-клетках островков Лангерганса поджелудочной железы. Его неактивные предшественники препроинсулин и проинсулин, которые в результате последовательного протеолиза превращаются в активный гормон. Глюкагон одноцепочечный полипептид, состоящий из 29 аминокислотных остатков. Биосинтез глюкагона происходит в А-клетках островков Лангерганса из неактивного предшественника препроглюкагона, который в результате частичного протеолиза превращается в активный гормон. Влияние инсулина и глюкагона на углеводный обмен: В абсорбтивный период, после приема пищи богатой углеводами, возрастает инсулинглюкагоновый индекс, и поэтому возрастает скорость глюкокиназной реакции. Инсулин взаимодействует с каталитическим центром происходит активация фосфопротеинфосфотазы гранул гликогена, происходит дефосфорилирование киназы фосфорилазы которая становится неактивной что приводит к торможению мобилизации гликогена. Также дефосфорилируется гликогенсинтаза, которая активируется, что приводит к ускорению синтеза гликогена. Гликогенфосфорилаза переходит из активной фосфорилированной формы в неактивную дефосфорилированную форму, замедляет распад гликогена. В постабсорбтивный период инсулинглюкагоновый индекс падает. Концентрация глюкозы в крови поддерживается за счет процессов распада гликогена печени (гликогенолиз) и глюконеогенеза. Глюкагон синтезируется в ответ на снижение концентрации глюкозы в крови и стимулирует распад гликогена в печени, тем самым повышая уровень глюкозы в крови. Механизм действия глюкагона и заключается в том что он запускает аденилатциклазный каскад реакций, приводящий к активации гликогенфосфорилазы и ингибированию гликогенсинтазы. Результатом действия является фосфорилирование ферментов, изменение их активности и переключение синтеза гликогена на распад. Действие инсулина и глюкагона на липидный обмен: Инсулин угнетает липолиз, активируя с одной стороны фосфодиэстеразу, расщепляющую цАМФ и, таким образом прерывая каскадный механизм действия липолитических гормонов, а с другой, повышая активность фосфатазы, переводящей активную ТАГ-липазу в неактивную форму. Помимо этого инсулин активирует ацетил - СоА-карбоксилазу и синтазу жирных кислот, стимулируя тем самым синтез ТАГ. И наконец, инсулин способствует превращениям углеводов в ТАГ. При голодании или физической работе глюкагон активирует аденилатциклазную систему, переводят ацетил-КоА-карбоксилазу в фосфорилированную неактивную форму. Пальмитоил-КоА - конечный продукт синтеза - стимулирует диссоциацию протомеров, ускоряя инактивацию фермента. Сахарный диабет. Типы сахарного диабета, механизмы развития, гипергликемия, кетонемия, кетоацидоз, кетонурия и т.д. Сахарный диабет, возникает вследствие относительного или абсолютного дефицита инсулина. Различают: диабет 1 типа инсулинзависимый (ИЗСД) и диабет 2 типа инсулиннезависимый (ИНСД). ИЗДС является вследствие разрушения в-клеток островков Лангерганса в результате аутоиммунных реакций. Провоцировать возникновение диабета 1 типа может вирусная инфекция, вызывающая деструкцию в-клеток. На долю СД 1 типа приходится 25-30% случаев. Разрушение в-клеток происходит медленно и начало заболевания не сопровождается нарушениями метаболизма. Когда погибает 80-95% клеток возникает абсолютный дефицит инсулина и развиваются метаболические нарушения. ИНСД развивается вследствие нарушения превращения протоинсулина в инсулин, регуляции, секреции инсулина, повышения скорости катаболизма, повреждения механизмов передачи инсулинового сигнала в клетки-мишени, образования антител к рецепторам инсулина, причем концентрация инсулина в крови может быть нормальной или повышенной. Причины: малоподвижный образ жизни, стресс, неправильный режим питания, ожирение. Осложнения бывают редко, симптомы выражены умеренно. Гиперглюкоземия- повышение концентрации глюкозы в крови, как после приема пищи, так и натощак. Повышение концентрации глюкозы в крови при ИЗСД в плазме крови обусловлено несколькими причинами. При снижении инсулин-глюкагонового индекса усиливаются эффекты контринсулярных гормонов, уменьшается количество белков переносчиков глюкозы ГЛЮТ-4 на мембранах инсулин зависимых клеток. В мышцах и печени глюкоза не депонируется. Кетонемия является характерным признаком сахарного диабета. При низком соотношении инсулин-глюкагон жиры не депонируются, ускоряется их катаболизм. Концентрация неэтерифицированных жирных кислот в крови повышается. Печень захватывает жирные кислоты и окисляет их до ацетил-КоА, который в свою очередь превращается в в-гидроксимасляную и ацетоуксусную кислоту, в результате в крови повышается концентрация кетоновых тел - кетонемия. Увеличение концентрации кетоновых тел в крови (выше 20 мг/дл) иногда приводит к кетоурии. Накопление кетоновых тел снижает буферную ёмкость крови и вызывает ацидоз (кетоацидоз). Полиурия для выведен я большого количества глюкозы, кетоновых тел и мочевины требуется большой объем дидкости, в результате чего может наступить обезвоживание организма. Выделение мочи у больных возрастает несколько раз и в некоторых случаях достигает 8-9 л в сутки, но чаще не превышает 3-4 л. Этот симптом называется полиурией. 40. Катехоламины, влияние на метаболизм. Гипергликемия. Гипо- и гиперфункции мозгового слоя надпочечников. Катехоламины адреналин, норадреналин и другие, их влияние на метаболизм. Распад катехоламинов. Важную роль в организме выполняют надпочечные железы. Мозговой слой надпочечников выделяет норадреналин и адреналин, преимущественно повышающие сосудистый тонус и частоту сердечных сокращений. Адреналин является также контринсулярным гормоном и вследствие активации распада гликогена вызывает повышение уровня глюкозы в крови. Гормоны надпочечников адреналин и норадреналин и дофамин под общим названием катехоламины представляют собой производные аминокислоты тирозина. Дофамин активен в мозге, где он выполняет несколько различных функций. Одна из них — роль фактора, стимулирующего премиальный центр. Таким образом, дофамин участвует в механизме мотивации, который управляет нашим поведением. Многие вызывающие привыкание вещества активизируют выброс дофамина в мозг, стимулируя тем самым центр вознаграждения. Другая роль допамина заключается в участии в передаче нервов, отвечающих за моторный контроль организма. Во время болезни Паркинсона наблюдается снижение концентрации этого нейромедиатора в мозге. Эффект дефицита дофамина в этом расстройстве заключается в ригидности мышц и треморе. Роль адреналина является гормональной, норадреналин преимущественно является нейромедиатором. Синтез катехоламинов происходит в цитоплазме и гранулах клеток мозгового слоя надпочечников. Секреция гормонов из гранул происходит путем экзоцитоза. В плазме крови катехоламины образуют непрочный комплекс с альбумином. Катехоламины действуют на клетки-мишени через рецепторы, локализованные в плазматической мембране. Выделяют 2 класса таких рецепторов: а-адренергические и в-адренергические. Все рецепторы катехоламинов гликопротеины, которые являются продуктами разных генов, различаются сродством к агонистам и антагонистам и передают сигналы в клетки с помощью разных вторичных посредников. Адреналин взаимодействует с двумя видами рецепторов, норадреналин только с а-рецепторами. Взаимодействие гормонам в-рецепторами активирует аденилатциклазу, тогда как связывание с а2-рецептором ее ингибирует. При взаимодействии гормона с а1-рецептором происходит активация фосфолипазы С и стимулируется инозитолфосфатный путь передачи сигнала. Гипергликемия – увеличение содержания глюкозы в крови. Может носить физиологический характер в случае приема богатой углеводами пищи (алиментарная гипогликемия) или в результате одномоментной физической нагрузки: адреналин, глюкокортикостероиды и катехоламины усиливают глюконеогенез и распад гликогена. Физиологические гипергликемии носят кратковременный характер. Гипофункции мозгового слоя надпочечников почти не наблюдается, так как регулируется нервной системой. Гиперфункция мозгового слоя надпочечников проявляется повышенным сердцебиением, повышенным пульсов, кровяным давлением, особенно часто наблюдается при испуге, радости. Основная часть катехоламинов быстро метаболизируется в различных тканях при участии специфических ферментов.Период полураспада катехоламинов в крови человека составляет всего несколько минут. За его расщепление ответственны процессы метилирования с использованием катехол-О-метилтрансфераз (СОМТ) или дезаминирования моноаминоксидазами (МАО). |