Химическая классификация гормонов
ГУМОРАЛЬНАЯ РЕГУЛЯЦИЯ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ФУНКЦИЙ ОРГАНИЗМА
1. Понятие гуморальной регуляции
2. Местная гуморальная саморегуляция
3. Гормональная регуляция
3.1. Функции гормонов
3.2. Общие свойства гормонов
3.3. Химическая классификация гормонов
3.4. Источники гормонов
3.4.1. Железы внутренней секреции
3.4.2. Одиночные гормонпродуцирующие клетки
3.4.3. Хромаффинные клетки
3.5. Динамика образования и действия гормонов
3.5.1. Ритмы секреции
3.5.2. Скорость секреции гормонов
3.5.3. Формы переноса гормонов кровью
3.5.4. Механизмы действия гормонов на клетки
3.5.5. Продолжительность жизни гормонов
3.6. Регуляция секреции гормонов
ПОНЯТИЕ ГУМОРАЛЬНОЙ РЕГУЛЯЦИИ
Гуморальная регуляция– это регуляция процессов жизнедеятельности с помощью веществ, поступающих во внутреннюю среду организма (кровь, лимфу, ликвор и др.).
Сигналами при гуморальной регуляции являются биологически активные вещества (БАВ). БАВ – вещества, оказывающие в малых концентрациях информационные (сигнальные) и специализированные регуляторные воздействия и не используемые организмом в качестве энергетического или пластического материала. По способу передачи информации выделяют следующие типы воздействия БАВ:
Телекринное (дистантное) действие оказывают БАВ, которые приносятся к клеткам-мишеням с током крови. Дистантным действием обладают все традиционные (классические) гормоны желез внутренней секреции (эндокринное действие - инсулин, тироксин), а также биологически активные вещества, выделяемые нервными клетками (нейронное - адреналин, ацетилхолин; и нейроэндокринное воздействия - окситоцин, вазопрессин) (см. рисунок).
|
|
|
Паракриннымдействием обладают БАВ, поступающие в межклеточное пространство и влияющие путем диффузии на соседние клетки (простагландины, гистамин, а также цитокины - фактор роста тромбоцитов, интерлейкин-2 (фактор роста Т-клеток), фактор роста нервов, эпидермальный фактор роста и т.д.). Цитокины - вещества, которые регулируют (усиливают или тормозят) деление, рост и дифференцировку клеток, объединяя их в единое целое - ткань.
Аутокринное действие оказывают БАВ, высвобождающиеся из секретирующей клетки и действующие на нее же (цитокины).
Гуморальную регуляцию условно делят на местную саморегуляцию и гормональную регуляцию.
МЕСТНАЯ ГУМОРАЛЬНАЯ САМОРЕГУЛЯЦИЯ
Местная саморегуляцияобеспечивается передачей химических сигналов с помощью простейших метаболитов и более сложных продуктов обмена — «тканевых гормонов».
Простейшие метаболиты – вещества, получаемые в результате биохимических реакций. Они выступают как регуляторы обменных процессов и функций органов по принципу обратной связи. Например, образование избытка метаболитов с кислотными свойствами (молочной кислоты, пировиноградной кислоты) при интенсивной деятельности мышц, создающей относительный дефицит кислорода, активирует метаболические пути их использования, ведет к расширению артериол и прекапилляров для увеличения притока крови и кислорода. В то же время сократительная способность мышц ослабевает. Регуляторные эффекты метаболитов неспецифичны.
|
|
|
"Тканевые гормоны" (гистогормоны) – это химические вещества, которые в отличие от «классических» гормонов вырабатываются неспециализированными клетками тканей или образуются в плазме крови при определенных воздействиях (болевое раздражение, воспаление, инсоляция и др.). Другими словами, тканевые гормоны обеспечивают креаторные связи– этообмен между клетками макромолекулами, несущими информацию для обеспечения дифференцировки, роста и развития и, в конечном счете, функционирования отдельных клеток ткани как единой многоклеточной системы. Это один из наиболее эволюционно старых способов регуляции, возникших с появлением многоклеточных организмов.
|
|
|
Гистогормоны делятся на 2 группы:
1. Тканеспецифические гистогормоны локального действия:факторы некроза опухоли, факторы роста нервов, тромбоцитов (тромбопоэтины), эритроцитов (эритропоэтины) и другие цитокины. Сюда же можно отнести и кейлоны или халоны — простые белки или гликопротеиды, подавляющие деление клеток и синтез ДНК. Существуют и антикейлоны – вещества, стимулирующие образование новых структур. Нарушение таких креаторных связей лежит в основе ряда заболеваний (например опухолевый рост), а также играет роль в процессах старения.
2. Тканенеспецифические гистогормоны широкого спектра действия — простагландины, вазоактивные кинины (брадикинин, каллидин), некоторые биогенные амины (гистамин, серотонин), аденозин, гепарин, нейромодуляторы (некоторые пептиды). Эти вещества, наряду с основным местным регуляторным действием, способны оказывать генерализованные эффекты, подобно гормонам.
Простагландинысинтезируются почти во всех тканях организма, включая стенки кровеносных сосудов. Они участвуют в регуляции кровяного давления, сокращений матки и ряде других физиологических процессов.
Кинины (брадикинин и каллидин) образуются в плазме крови из их предшественника кининогена (синтезируется в печени) под действием фермента калликреина (кинин-каллекреиновая система). Они расслабляют гладкую мускулатуру сосудов, понижают кровяное давление, повышают проницаемость капилляров, вызывают болевые ощущения. Многообразна роль кининов в патологических процессах: воспаление, отек, нарушения гемодинамики, ишемическое повреждение миокарда, нефротический синдром, бронхиальная астма и др.
|
|
|
Гистамин - медиатор аллергических реакций немедленного типа. В обычных условиях находится в связанном (неактивном) состоянии. При различных патологических процессах (анафилактический шок, ожоги, обморожения, крапивница и аллергические заболевания), а также при поступлении в организм некоторых химических веществ, количество свободного гистамина увеличивается и он вызывает спазм гладких мышц (включая мышцы бронхов), расширение капилляров и понижение артериального давления; застой крови в капиллярах и увеличение проницаемости их стенок; вызывает отёк окружающих тканей и сгущение крови. В связи с рефлекторным возбуждением мозгового вещества надпочечников выделяется адреналин, суживаются артериолы и учащаются сердечные сокращения.
Серотонинв данном случае рассматривается не как медиатор ЦНС (см. выше), а как гормон. Он играет важную роль в процессах свёртывания крови (повышает активность тромбоцитов, увеличивает синтез печенью факторов свёртывания крови). Участвует в процессах аллергии и воспаления (повышает проницаемость сосудов, усиливает хемотаксис и миграцию лейкоцитов в очаг воспаления, усиливает высвобождение медиаторов аллергии и воспаления). Вызывает болевую импульсацию из места повреждения или воспаления (наряду с гистамином и простагаландинами). Большое количество серотонина производится в кишечнике, где он регулирует моторику и секрецию.
ГОРМОНАЛЬНАЯ РЕГУЛЯЦИЯ
Гормоны(греч. hormaino — приводить в движение, побуждать) — химические вещества, образуемые и выделяемые специальными эндокринными клетками, тканями или органами во внутреннюю среду для обеспечения гуморальной регуляции.
Гормон – неоднозначно определяемый термин. Например, если серотонин выделяется соединительнотканными клетками при некоторых повреждениях (воспалении, травме сосуда), то его называют гистогормоном, в случае выделения серотонина эпифизом – гомоном. Другой пример с катехоламинами – адреналином и норадреналином. Когда рассматривается их выработка в мозговом веществе надпочечников, их обычно называют гормонами, если речь идет об их образовании и выделении симпатическими окончаниями, их называют медиаторами.
Функции гормонов
Все многообразие действия гормонов сводится к следующим влияниям на организм:
ü метаболическим –изменение обмена веществ;
ü морфогенетическим –дифференциация тканей и органов, действие на рост, стимуляция формообразовательного процесса;
ü кинетическимили пусковым – вызывающим определенную деятельность исполнительных органов;
ü корригирующим –изменение интенсивности функций органов и тканей.
Это значит, что гормоны контролируют жизнедеятельность в целом, являясь неотъемлемым и обязательным компонентом любой функциональной системы. Регулируя активность ферментов, гормоны изменяют проницаемость мембран, влияют на клеточный метаболизм; контролируя генетический аппарат, обеспечивают рост, дифференцировку тканей и развитие организма. Очевидна роль гормонов в поддержании гомеостаза, адаптации к постоянно меняющимся условиям внешней среды, ритмической организации физиологических функций, адекватной психической деятельности и интеллекте, размножении и выкармливании потомства.
Общие свойства гормонов
1. Строгая специфичность физиологического действия. Гормоны действуют только на определенные клетки, их называют клетки-мишени. Различают гормонозависимые и гормоно-чувствительные клетки. Гормонозависимые клетки могут нормально дифференцироваться, расти, развиваться только в присутствии данного гормона. Гормоночувствительные клетки могут расти, развиваться и функционировать и без гормональной стимуляции, но интенсивность их деятельности определяется данным гормоном. Например, для АКТГ гормонозависимыми клетками являются клетки коры надпочечников, гормоночувствительными - клетки жировой и покровной тканей. Специфичность действия гормонов обусловлена рецепторами клеток-мишеней.
2. Высокая биологическая активность, т.е. эффективны и чрезвычайно низких концентрациях, порядка 10-6—10-12 моль/л. Например, 1 г адреналина может активировать работу 100 млн. изолированных сердец.
3. Дистантный характер действия: клетки-мишени располагаются обычно далеко от места образования гормона.
4. Многие гормоны (стероидные и производные аминокислот) не имеют видовой специфичности. Это делает возможным практическое применение в клинике гормонов, выделенных из организма животных. Выработка гормонов одной и той же химической природы характеризуется множественной локализацией их синтеза в организме. Например, различают панкреатическую и мозговую формы инсулина; одни и те же регуляторные пептиды вырабатываются в ЦНС и желудочно-кишечном тракте.
5. Генерализованное действие: высвобождаясь в кровь из места образования, гормоны легко распространяются и вызывают согласованную во времени и пространстве реакцию органов, тканей, клеток, способных на них реагировать.
6. Полиморфизм действия: один и тот же гормон в разных тканях может воспроизводить противоположные эффекты. Например, адреналин вызывает спазм периферических сосудов, но расширяет сосуды, подающие кровь к мозгу.
Химическая классификация гормонов
По химической структуре гормоны подразделяются на три группы: производные аминокислот (адреналин, норадреналин, дофамин, тироксин); белково-пептидные гормоны (окситоцин, кальцитонин, АКТГ, инсулин, СТГ), стероиды (половые гормоны, кортизол).
Источники гормонов
Гормоны вырабатываются:
• железами внутренней секреции (эндокринными железами);
• одиночными гормонпродуцирующими клетками;
• хромаффинными клетками.
Их объединяет то, что все они осуществляют внутреннюю секрецию, т.е. выделяют биологически активные вещества — гормоны во внутреннюю среду организма непосредственно через клеточную мембрану без нарушения ее целости.
Железы внутренней секреции
Железы внутренней секреции — самостоятельные органы с особой морфологической структурой и специализированными функциями по выработке гормонов.
К железам внутренней секреции относят гипофиз и эпифиз, расположенные в пределах головного мозга, и периферические железы (табл. 2), которые делят на зависимые и не зависимые от передней доли гипофиза (аденогипофиза).
К гипофиззависимымотносят щитовидную железу, надпочечники (корковое вещество) и половые железы (яички, яичники). Взаимоотношения между ними и аденогипофизом строятся по принципу прямых (положительных) и обратных (отрицательных) связей. Это значит, что тропные (от греч. tropos — направляю) гормоны аденогипофиза активируют выделение гормонов соответствующими железами, которые в свою очередь в определенных концентрациях воздействуют на аденогипофиз и тормозят его активность. Соответственно, выделяют тиреотропный, адренокортикотропный гормон (АКТГ) и гонадотропные гормоны (фоллитропин и лютропин).
К гипофизнезависимымотносятся все прочие железы — околощитовидные, эпифиз, панкреатические островки, мозговое веществ надпочечников. Их деятельность подчинена собственным внутренним механизмам и ритмам.
Таблица 2. Гормоны эндокринных желез
| Железа внутренней секреции | Название гормона | Физиологические эффекты |
| Гипофиз | ||
| •аденогипофиз | Тиреотропин | Активация эндокринных клеток щитовидной железы. |
| Адренокортикотропный гормон (АКТГ) | Активация эндокринных клеток коры надпочечников. | |
| Фолликулостимулирующий гормон (ФСГ), фоллитропин | Активация эндокринных клеток коры половых желез (гонадотропин, влияет у женщин на яичники, у мужчин на яички). У женщин: стимуляция роста фолликулов (образования яйцеклетки), секреции эстрогенов и овуляции. У мужчин: стимуляция сперматогенеза, секреции тестостерона | |
| Соматотропин (СТГ) | Стимуляция синтеза белка клетками (анаболический эффект). Рост костей, мышц, органов. Увеличение относительного содержания в организме белка и воды, снижение жиров. | |
| Меланоцитостимулирующий гормон (МСГ), меланотропин | Синтез меланина, распределение гранул пигмента в коже, радужке, сетчатке. Повышение возбудимости скелетных мышц и нервов, учащение сердцебиений и другие стимулирующие вегетативные эффекты, изменение психоэмоционального состояния (страх, беспокойство) | |
| Лактотропин (пролактин) (ЛТГ) | У женщин: рост молочных желез и секреция молока, поддержание активности желтого тела (при беременности), торможение синтеза гонадотропного гормона. У мужчин: стимуляция роста предстательной железы и яичек. | |
| Лютеинизирующий гормон, лютропин (ЛГ) | Развитие и созревание половых клеток, секреция половых гормонов. | |
| • нейрогипофиз (гормоны синтезируются нейросекреторными клетками гипоталамуса) | Окситоцин | Стимуляция сокращений беременной матки. Сокращение гладкомышечных клеток молочных желез, выделение молока. Усиление тонуса гладких мышц желудочно-кишечного тракта. Изменение поведения: повышает дружелюбность, отвечает за родственные чувства. |
| Антидиуретический гормон (АДГ), вазопрессин | Реабсорбция (обратное всасывание) воды в почечных канальцах (антидиуретическое действие). Сосудосуживающее действие (повышение кровяного давления). | |
| Эпифиз
| Мелатонин | Повышение концентрации пигмента в меланоцитах. Регуляция суточного ритма: фаза сна. Регуляция поведения: снижение активности, работоспособности, подавление гормона лептина (повышение аппетита). Подавление репродуктивной функции (сезонность размножения). Антистрессорный эффект (тормозит синтез кортикотропина). Антиоксидант (замедляет старение, противоопухолевый эффект). Иммуностимулятор, улучшает регенерацию тканей. Яркий свет тормозит секрецию мелатонина. |
| Серотонин | Регуляция суточного ритма: фаза бодрствования. Регуляция поведения: повышение активности, работоспособности, улучшение настроения и двигательной активности (психоактивное вещество, основной компонент ЛСД и антидепрессантов). Снижение болевой чувствительности. Стимуляция моторики желудочно-кишечного тракта. Стимуляция гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы (реализация адаптационных процессов). Яркий свет повышает секрецию серотонина. | |
| Щитовидная железа | Тироксин (Т4) (тетрайодтиронин), трийодтиронин (Т3) | Обеспечение роста, умственного и физического развития. Стимуляция энергетического обмена, поглощения кислорода, синтеза белка и окислительного катаболизма жиров и углеводов. Повышение чувствительности клеток к катехоламинам (стрессорный эффект). Повышение возбудимости ЦНС. |
| К-клетки щитовидной, вилочковой и околощитовидных желез | Тирокальцитонин | Регуляция метаболизма кальция и фосфора: подавление активности остеокластов и поступления кальция (гипокальциемический эффект) и фосфора в кровь. |
| Околощитовидные | Паратгормон | Регуляция метаболизма кальция и фосфора: стимулирует поступление кальция и фосфора из костной ткани в кровь (гиперкальциемический фактор), усиливает реабсорбцию (обратное всасывание) кальция в почках и его всасывание в кишечнике. |
| Поджелудочная железа | ||
| Инсулин | Регуляция обмена углеводов: снижение концентрации глюкозы в крови за счет активация гликолиза (утилизации глюкозы клетками), накопление глюкозы из печени и мышцах в виде гликогена (гликогенез) и подавление выброса глюкозы из печени в кровь. Стимуляция синтеза белка (анаболический эффект), подавление липолиза (утилизации жиров клетками) и усиление образования жиров (липогенез). |
| Глюкагон | Регуляция обмена углеводов: стимуляция гликогенолиза (расщепления гликогена) и липолиза (расщепления жиров) в печени. Катаболический эффект. |
| Надпочечники | ||
| • корковое вещество | Кортизол (гидрокортизон), глюкокортикоид | Результат активации гипоталамо-гипофизарно-надпочечникового компонента стрессорной реакции. Катаболическое действие: усиление обмена углеводов, белков, жиров, гликонеогенез (образование глюкозы из неуглеводных веществ - аминокислот, глицерина), липолиз. Стимуляция эритропоэза (образования эритроцитов). Стимуляция иммунной системы: противовоспалительное действие, повышение устойчивости к инфекциям. |
| Альдостерон, минералокортикоид | Регуляция минерального обмена и водно-солевого равновесия, увеличение активного транспорта натрия через клеточные мембраны, повышение реабсорбции натрия и воды (задерживает в организме Na+ и воду), усиливает выведение калия и аммония. Аналогичное влияние на клетки потовых, слюнных и кишечных желез. Результат активации ренин-ангиотензин-альдостероновой системы, обеспечивающей экстренное повышение кровяного давления. Участие в адаптации организма к повышенной температуре окружающей среды. | |
| Андрогены, эстрогены | См. гормоны половых желез | |
| • мозговое вещество | Адреналин, норадреналин | Стимуляция всех видов обмена веществ: усиление гликогенолиза, гликонеогенеза, липолиза; термогенное действие. Участие в реакциях стресса: учащение, усиление сокращений сердца и сужение кровеносных сосудов (увеличение доставки кислорода и питательных веществ органам), увеличение кровоснабжения мышц, сердца и мозга); учащение и усиление дыхания и расширение бронхов (увеличение вентиляции легких); расширение зрачков (ориентировочная реакция); сужение сосудов кожи (защита от кровопотерь). Повышение возбудимости ЦНС, чувства тревоги. |
| Яички | Андрогены: тестостерон, андростерон, андростендион | Половая дифференцировка эмбриона по мужскому типу, развитие мужских половых органов и вторичных половых признаков, сперматогенез, мужское половое поведение и агрессивность. Мощное анаболическое действие (стимулирует синтез белка). В частности, под влиянием тестостерона увеличивается мышечная масса, плотность и масса костной ткани. В результате стимуляции синтеза эритропоэтина увеличивается содержание Hb и гематокрит, а увеличение синтеза липазы печени в крови приводит к уменьшению в крови уровня липопротеинов высокой плотности и увеличению содержания липопротеинов низкой плотности. Другими словами, тестостерон имеет выраженный атерогенный эффект, т.е. способствует развитию атеросклероза (в том числе венечных сосудов). |
| Яичники
 Мы поможем в написании ваших работ! |