ФГБОУ ВО УГМУ Минздрава России
Кафедра биохимии
Дисциплина: Биохимия
ЛЕКЦИЯ № 14
Регуляторные системы организма.
Биохимия эндокринной системы
Лектор: Гаврилов И.В.
Факультеты: лечебно-профилактический,
педиатрический
Курс: 2
Екатеринбург, 2016г

ПЛАН ЛЕКЦИИ

1. Регуляторные системы организма.
Уровни и принципы организации.
2. Гормоны. Определение понятия. Особенности
действия.
3. Классификация гормонов: по месту синтеза и
химической природе, свойствам.
4. Основные представители гормонов
5. Этапы метаболизма гормонов.

Основные свойства живых организмов
1. Единство химического состава.
2. Обмен веществ и энергии
3. Живые системы – открытые системы: используют внешние
источники энергии в виде пищи, света и т. п.
4. Раздражимость - способность живых систем реагировать
на внешние или внутренние воздействия (изменения).
5. Возбудимость - способность живых систем отвечать на
действие раздражителя.
6. Движение, способность к перемещению.
7. Размножение, обеспечивающее непрерывность жизни в
ряду поколений
8. Наследственность
9. Изменчивость
10.Живые системы – самоуправляющиеся,
саморегулирующиеся, самоорганизующиеся системы

Живые организмы способны поддерживать
постоянство внутренней среды - гомеостаз.
Нарушение гомеостаза приводит к болезни или
смерти.
Показатели гомеостаза млекопитающих
Регуляция рН
Регуляция водно-солевого обмена.
Регуляция концентрации веществ в организме
Регуляция обмена веществ
Регуляция скорости энергетического обмена
Регуляция температуры тела.

Гомеостаз в организме поддерживается за счет регуляции скорости ферментативных реакций, за счет изменения: I). Доступности молекул субстра

Гомеостаз в организме поддерживается за счет
регуляции скорости ферментативных реакций, за
счет изменения:
I). Доступности молекул субстрата и кофермента;
II). Каталитической активности молекул фермента;
III). Количества молекул фермента.
E*
S
S
Кофермент
Витамин
Клетка
P
P

В многоклеточных организмах в поддержании
гомеостаза участвуют 3 системы:
1). Нервная
2). Гуморальная
3). Иммунная
Регуляторные системы функционируют с участием
сигнальных молекул.
Сигнальные молекулы – это органические
вещества, которые переносят информацию.
Для передачи сигнала:
А). ЦНС использует нейромедиаторы (регулирует физиологические
функции и работу эндокринной системы)
Б). Гуморальная система использует гормоны (регулирует
метаболические и физиологические процессы, пролиферацию,
дифференцировку клеток и тканей)
В). Иммунная система использует цитокины (защищает организм от
внешних и внутренних патогенных факторов, регулирует иммунные
и воспалительные реакции, пролиферацию, дифференцировку
клеток, работу эндокринной системы)

Сигнальные молекулы
Неспецифические факторы: рН, t
Специфические факторы: Сигнальные молекулы
Фермент
Субстрат
Продукт

Внешние и внутренние факторы
ЦНС
Системы регуляции образуют
3 иерархических уровня
I.
нейромедиаторы
Гипоталамус
релизинг гормоны
либерины статины
Гипофиз
II.
тропные гормоны
Эндокринные железы
гормоны
Ткани мишени
III.
S
E
P
Первый уровень - ЦНС. Нервные клетки
получают сигналы из внешней и внутренней
среды, преобразуют их в форму нервного
импульса
и
передают
через
синапсы,
используя
нейромедиаторы,
которые
вызывают
изменения
метаболизма
в
эффекторных клетках.
Второй уровень - эндокринная система.
Включает
гипоталамус,
гипофиз,
периферические эндокринные железы, а также
отдельные
клетки
(АПУД
система),
синтезирующие
под
влиянием
соответствующего стимула гормоны, которые
через кровь действуют на ткани-мишени.
Третий уровень - внутриклеточный. На
метаболические процессы в клетке влияют
субстраты и продукты обмена веществ, а также
тканевые гормоны (аутокринно).

Принципы организации нейроэндокринной системы
В основе работы нейроэндокринной системы лежит
принцип прямой, обратной, положительной и отрицательной
связи.
1. Принцип прямой положительной связи – активация
текущего звена системы приводит к активации следующего
звена системы, распространению сигнала в сторону клетокмишеней и возникновению метаболических или
физиологических изменений.
2. Принцип прямой отрицательной связи – активация
текущего звена системы приводит к подавлению следующего
звена системы и прекращению распространения сигнала в
сторону клеток-мишеней.
3. Принцип обратной отрицательной связи – активация
текущего звена системы вызывает подавление предыдущего
звена системы и прекращение его стимулирующего влияния на
текущую систему.
Принципы прямой положительной и обратной отрицательной связи
являются основой для поддержания гомеостаза.

10.

4. Принцип обратной положительной связи –
активация текущего звена системы вызывает
стимуляцию предыдущего звена системы. Основа
циклических процессов.
ГИПОТАЛАМУС
Гонадотропинрелизинг гормон
ГИПОФИЗ
ФСГ
ФОЛЛИКУЛ
Эстрадиол

11.

Гормоны
Термин гормон (hormao - возбуждаю, пробуждаю) введено в 1905
г. Бейлисом и Старлингом для выражения активности секретина.
Гормоны – органические сигнальные молекулы
беспроводного системного действия.
1. Синтезируются в эндокринных железах,
2. транспортируются кровью
3. действуют на ткани мишени (гормоны щитовидной
железы, надпочечников, поджелудочной железы и т.д).
Всего известно более 100 гормонов.

12.

Ткань мишень – ткань, в которой гормон вызывает
специфическую биохимическую или
физиологическую реакцию.
Клетки тканей мишеней для взаимодействия с
гормоном синтезируют специальные рецепторы,
количество и тип которых определяет
интенсивность и характер ответа.
В организме около 200 типов дифференцированных
клеток, лишь некоторые из них продуцируют
гормоны, но все являются мишенями для
действия гормонов.

13.

Особенности действия гормонов:
1. Действуют в малых количествах (10-6-10-12 ммоль/л);
2. Существует абсолютная или высокая специфичность в
действии гормонов.
3. Переносят только информацию. Не используются в
энергетических и строительных целях;
4. Действуют опосредованно через каскадные системы,
(аденилатциклазную, инозитолтрифосфатную и др.
системы) взаимодействуя с рецепторами;
5. Регулируют
активность,
количество
белков
(ферментов), транспорт веществ через мембрану;
6. Зависят от ЦНС;
7. Беспороговый принцип. Даже 1 молекула гормона
способна оказать эффект;
8. Конечный эффект - результат действия множества
гормонов.

14.

Каскадные системы
Гормоны регулируют количество и каталитическую
активность ферментов не напрямую, а
опосредовано через каскадные системы
Гормоны
Каскадные системы
Ферменты
х 1000000
Каскадные системы:
1. Многократно усиливают сигнал гормона (повышают
количество или каталитическую активность фермента) так
что 1 молекула гормона способна вызвать изменение
метаболизма в клетке
2. Обеспечивают проникновение сигнала в клетку
(водорастворимые гормоны в клетку самостоятельно не
проникают)

15.

каскадные системы состоят из:
1. рецепторов;
2. регуляторных белков (G-белки, IRS, Shc, STAT и т.д.).
3. вторичных посредников (messenger - посыльный)
(Са2+, цАМФ, цГМФ, ДАГ, ИТФ);
4. ферментов (аденилатциклаза, фосфолипаза С,
фосфодиэстераза, протеинкиназы А, С, G,
фосфопротеинфосфотаза);
Виды каскадных систем:
1. аденилатциклазная,
2. гуанилатциклазная,
3. инозитолтрифосфатная,
4. RAS и т.д.),

16.

Гормоны оказывают как системное, так и местное
действие:
1. Эндокринное (системное) действие гормонов
(эндокринный эффект) реализуется, когда они
транспортируются кровью и действуют на органы и
ткани всего организма. Характерно для истинных
гормонов.
2. Местное действие гормонов реализуется, когда они
действуют
на
клетки,
в
которых
были
синтезированы (аутокринный эффект), или на
соседние
клетки
(паракринный
эффект).
Характерно для истинных и тканевых гормонов.

17. Классификация гормонов

А. По химическому строению:
1.Пептидные гормоны
Рилизинг-гормоны гипоталамуса
Гормоны гипофиза
Паратгормон
Инсулин
Глюкагон
Кальцитонин
2.Стероидные гормоны
Половые гормоны
Кортикоиды
кальцитриол
3.Производные аминокислот (тирозин)
Тиреоидные гормоны
Катехоламины
4. Эйкозаноиды - производные арахидоновой кислоты
(гормоноподобные вещества)
Лейкотриены, Тромбоксаны, Простагландины, Простациклины

18.

Б. По месту синтеза:
1. Гормоны гипоталамуса
2. Гормоны гипофиза
3. Гормоны поджелудочной железы
4. Гормоны паращитовидной железы
5. Гормоны щитовидной железы
6. Гормоны надпочечников
7. Гормоны гонад
8. Гормоны ЖКТ
9. и т.д

19.

В. По биологическим функциям:
Регулируемые процессы
Гормоны
Обмен углеводов, липидов, Инсулин, глюкагон, адреналин,
аминокислот
тироксин, соматотропин
Водно-солевой обмен
кортизол,
Альдостерон, антидиуретический гормон
Обмен кальция и фосфатов Паратгормон, кальцитонин, кальцитриол
Репродуктивная функция
Синтез
гормонов
желёз
и
Эстрадиол,
тестостерон,
гонадотропные гормоны
секреция Тропные гормоны гипофиза,
эндокринных статины гипоталамуса
прогестерон,
либерины
и
Изменение метаболизма в Эйкозаноиды, гистамин, секретин, гастрин,
клетках, синтезирующих соматостатин, вазоактивный интестинальный
гормон
пептид (ВИП), цитокины

20. Гормоны гипоталамуса и гипофиза

Основные гормоны
Гормоны гипоталамуса и гипофиза

21. Гормоны Гипоталамуса

Релизинг гормоны - поддерживают базальный уровень
и физиологические пики продукции тропных гормонов
гипофиза и нормальное функционирование
периферических желёз внутренней секреции
Релизинг-факторы
(гормоны)
Либерины
Активация секреции
тропных гормонов
Статины
Ингибирование секреции
тропных гормонов

22.

Тиреотропин релизинг гормон (ТРГ)
Трипептид: ПИРО-ГЛУ-ГИС-ПРО-NH2
CO NH CH CO N
CH2
C
O
C
O
N
H
Стимулирует секрецию: Тиреотропного гормона (ТТГ)
Пролактина
Соматотропина
NH2

23.

Гонадотропин релизинг гормон (ГРГ)
Декапептид:
ПИРО-ГЛУ-ГИС-ТРП-СЕР-ТИР-ГЛИ-ЛЕЙ-АРГ-ПРО-ГЛИ-NH2
Стимулирует секрецию: Фоликулостимулирующего гормона
Лютеинезирующего гормона
Кортикотропин релизинг гормон (КРГ)
Пептид 41 амино-кислотный остаток.
Стимулирует секрецию: вазопрессина
окситоцина
катехоламинов
ангиотензина-2

24.

Соматостанин релизинг гормон (СРГ)
Пептид 44 аминокислотных остатка
ингибирует секрецию соматотропина
Соматотропин ингибирующий гормон (СИГ)
Тетрадекопептид (14 аминокислотных остатка)
АЛА-ГЛИ-ЦИС-ЛИЗ-АСН-ФЕН-ФЕН-ТРП-ЛИЗ-ТРЕ-ФЕН-ТРЕ-СЕР-ЦИС-NH2
S
S
Ингибируют секрецию: гормона роста, инсулина, глюкагона.
Меланотропин релизинг гормон
Меланотропин ингибирующий гормон
Регулируют секрецию меланостимулирующего гормона

25.

Гормоны гипофиза
Передняя доля гипофиза
1 Соматомаммотропины:
- гормон роста
- пролактин
- хорионический соматотропин
2 Пептиды:
- АКТГ
- -липотропин
- энкефалины
- эндорфины
- меланостимулирующий гормон
ПОМК
3 Гликопротеиновые гормоны: - тиреотропин
- лютеинезирующий гормон
- фоликулостимулирующий гормон
- хорионический гонадотропин

26.

Задняя доля гипофиза
Вазопрессин
Н-ЦИС-ТИР-ФЕН-ГЛН-АСН-ЦИС-ПРО-АРГ-ГЛИ-CO-NH2
S
S
Синтезируется супраоптическим ядром гипоталамуса
Концентрация в крови 0-12 пг/мл
Выброс регулируется кровопотерей
Функции: 1) стимулирует реабсорбцию воды
2) стимулирует глюконеогенез, гликогенолиз
3) сужает сосуды
4) является компонентом стрессорной реакции

27.

Окситоцин
Н-ЦИС-ТИР-ИЛЕ-ГЛН-АСН-ЦИС-ПРО-ЛЕЙ-ГЛИ-СО-NH2
S
S
Синтезируется паравентрикулярным ядром гипоталамуса
Функции: 1) стимулирует секрецию молока молочными железами
2) стимулирует сокращения матки
3) релизинг фактор для выброса пролактина

28. Основные стероидные гормоны

Гормоны периферических желез
Основные стероидные гормоны
CH2OH
С O
CH3
С O
HO
O
O
Прогестерон
HO
Кортикостерон
CH2OH
С O
OH
O CH2OH
HC С O
HO
O
O
Кортизол
Альдостерон

29.

Тестостерон
Эстрадиол

30.

Яичники
Яички
Плацента
Надпочечники

31. Производные аминокислот

Тирозин
Трийодтиронин
Адреналин
Тироксин

32.

Гастроинтестинальные
(кишечные) гормоны
4. Другие пептиды
1. Семейство гастрин-холецистокинин
-соматостатин
-гастрин
-нейротензин
-холецистокинин
-мотилин
2. Семейство секретин-глюкагона
-вещество Р
-секретин
-панкреостатин
-глюкагон
-желудочно-ингибирующий пектид
-вазоактивный интестинальный пептид
-пептид гистидин-изолейцин
3. Семейство РР
-панкреотический полипептид
-пептид YY
-нейропептид Y

33. Этапы метаболизма гормонов

1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Синтез
Активация
Хранение
Секреция
Транспорт
Действие
Инактивация
Пути обмена гормонов зависят от их природы

34. Метаболизм пептидных гормонов

35. Синтез, активация, хранение и секреция пептидных гормонов

ДНК
Экзон
Интрон
Экзон
Интрон
транскрипция
Пре м-РНК
процессинг
м-РНК
Рибосомы
Сигнальный
пептид
ШЭР
Цитоплазматическая мембрана
Ядро
трансляция
препрогормон
Комплекс
Гольджи
Протеолиз,
гликозилирование
прогормон
Активный гормон
Секреторные
пузырьки
Сигнальные
молекулы
АТФ

36.

37.

Транспорт пептидных гормонов осуществляется в
свободном виде (водорастворимы) и в комплексе с
белками.
Механизм действия. Пептидные гормоны
взаимодействуют с мембранными рецепторами и через
систему внутриклеточных посредников регулируют
активность ферментов, что влияет на интенсивность
метаболизма в тканях мишенях.
В меньшей степени пептидные гормоны регулируют
биосинтез белка.
Механизм действия гормонов (рецепторы, посредники)
рассмотрен в разделе ферменты.
Инактивация. Гормоны инактивируются гидролизом до
АК в тканях мишенях, печени, почках и т.д. Время
полураспада инсулина, глюкагона Т½ = 3-5мин, у СТГ
Т½= 50 мин.

38.

Механизм действия белковых гормонов
(аденилатциклазная система)
Белковый
гормон
АТФ
Протеинкиназа
АЦ
цАМФ
Протеинкиназа (акт)
Фосфорилирование
Е (неакт)
Е (акт)
Субстрат
Продукт

39. Метаболизм стероидных гормонов

40.

1. Синтез гормонов происходит из холестерина в
гладком ЭПР и митохондриях коры надпочечников,
гонадах, коже, печени, почках. Превращение стероидов
состоит в отщеплении алифатической боковой цепи,
гидроксилировании, дегидрировании, изомеризации, либо
в ароматизации кольца.
2. Активация. Стероидные гормоны часто образуются
уже в активном виде.
3. Хранение. Синтезированные гормоны накапливаются
в цитоплазме в комплексе со специальными белками.
4. Секреция стероидных гормонов происходит пассивно.
Гормоны переходят с цитоплазматических белков в
клеточную мембрану, откуда их забирают транспортные
белки крови.
5. Транспорт. Стероидные гормоны, т.к. они
водонерастворимы, переносятся в крови преимущественно
в комплексе с транспортными белками (альбумины).

41. Синтез кортикоидных гормонов

Прогестерон
17ά
оксипрогестерон
21
дезоксикортизол
Прегненолон
Холестерин
17ά
17ά ,21
11
оксипрегненолон диоксипрегненолон дезоксикортизол
11β
оксипрегненолон
21
оксипрегненолон
кортизол
кортизон
11β
оксипрогестерон
11β,21
диоксипрегненолон
кортикостерон
дезоксикортико
стерон
18
оксипрегненолон
18
оксидезоксикорти
костерон
18
оксикортикостерон
альдостерон

42.

Механизм действия стероидных гормонов
ДНК
Циторецептор
G
R
G R
Ионы
Глюкоза
АК
R
И - РНК
Активированный
гормон – рецепторный
комплекс
Синтез белка

43.

Инактивация. Стероидные гормоны инактивируются
так
же
как
и
ксенобиотики
реакциями
гидроксилирования и конъюгации в печени и тканях
мишенях. Инактивированные производные выводятся
из организма с мочой и желчью. Период полураспада в
крови обычно больше пептидных гормонов. У
кортизола Т½ = 1,5-2 часа.

44. МЕТАБОЛИЗМ КАТЕХОЛАМИНОВ Симпато-адреналовая ось

1. Синтез. Синтез катехоламинов происходит в цитоплазме и гранулах
клеток мозгового слоя надпочечников. Катехоламины сразу образуются в
активной форме. Норадреналин образуется в основном в органах,
иннервируемых симпатическими нервами (80% от общего количества).
норадреналин
OH
OH
О2 Н2О
OH
Fe2+
CH 2
HC
COOH
Тир
OH
OH О2 Н2О
HC
Cu2+
CH 2
NH 2
COOH
H2C
NH 2
дофамин
OH
OH
OH
OH
вит. С
B6
CH 2
NH 2
СО2
3SAM 3SAГ
HC
ОН
HC
H2C
NH 2
H2C
норадреналин
ДОФА

ОН
N+Н-СН
(CH 3)33
адреналин
метилтрансфераза

45.

2. Хранение катехоламинов происходит в секреторных гранулах.
Катехоламины поступают в гранулы путём АТФ-зависимого транспорта и
хранятся в них в комплексе с АТФ в соотношении 4:1 (гормон-АТФ).
3. Секреция гормонов из гранул происходит путём экзоцитоза. В
отличие от симпатических нервов, клетки мозгового слоя надпочечников
лишены механизма обратного захвата выделившихся катехоламинов.
4. Транспорт. В плазме крови катехоламины образуют непрочный
комплекс с альбумином. Адреналин транспортируется в основном к
печени и скелетным мышцам. Норадреналин лишь в незначительных
количествах достигает периферических тканей.
5. Действие гормонов. Катехоламины регулируют активность
ферментов, они действуют через цитоплазматические рецепторы.
Адреналин через α-адренергические и β-адренергические рецепторы,
норадреналин – через α-адренергические рецепторы. Через β-рецепторы
активируется аденилатциклазная система, через α2-рецепторы
ингибируется. Через α1-рецепторы активируется инозитолтрифосфатная
система. Эффекты катехоламинов многочисленны и затрагивают
практически все виды обмена.
7. Инактивация. Основная часть катехоламинов быстро
метаболизируется в различных тканях при участии специфических
ферментов.

46. МЕТАБОЛИЗМ ТИРЕОИДНЫХ ГОРМОНОВ Гипоталамо-гипофизарно-тиреоидная ось

Синтез тиреоидных гормонов (йодтиронины: 3,5,3"трийодтиронин
(трийодтиронин,
Т3)
и
3,5,3",5"тетрайодтиронин (Т4, тироксин)) происходит в клетках и
коллоиде щитовидной железе.
1. В тиреоцитах (в фолликулах) синтезируется белок
тиреоглобулин. (+ ТТГ) Это гликопротеин с массой 660 кД,
содержащий 115 остатков тирозина, 8-10% его массы
приходиться на углеводы.
Сначала
на
рибосомах
ЭПР
синтезируется
претиреоглобулин, который в ЭПР формирует вторичную и
третичную структуру, гликозилируется и превращается в
тиреоглобулин. Из ЭПР тиреоглобулин поступает в аппарат
Гольджи, где включается в секреторные гранулы и
секретируется во внеклеточный коллоид.

47.

2. Транспорт йода в коллоид щитовидной железы. Йод в
виде органических и неорганических соединений поступает
в ЖКТ с пищей и питьевой водой. Суточная потребность в
йоде 150-200 мкг. 25-30% этого количества йодидов
захватывается щитовидной железой. I- поступает в клетки
щитовидной железы активным транспортом при участии
йодид-переносящего белка симпортом с Nа+. Далее Iпассивно по градиенту поступает в коллоид.
3. Окисление йода и йодирование тирозина. В коллоиде
при участии гемсодержащей тиреопероксидазы и Н2О2 Iокисляется в I+, который йодирует остатки тирозина в
тиреоглобулине с образованием монойодтирозинов (МИТ)
и дийодтирозинов (ДИТ).
4. Конденсация МИТ и ДИТ. Две молекулы ДИТ
конденсируются с образованием йодтиронина Т4, а МИТ и
ДИТ - с образованием йодтиронина Т3.

48.

49.

2. Хранение. В составе йодтиреоглобулина тиреоидные
гормоны накапливаются и хранятся в коллоиде.
3. Секреция. Йодтиреоглобулин фагоцитируется из
коллоида в фолликулярную клетку и гидролизуется в
лизосомах с освобождением Т3 и Т4 и тирозина и других АК.
Аналогично стероидным гормонам, водонерастворимые
тиреоидные гормоны в цитоплазме связываются со
специальные белками, которые переносят их в состав
клеточной мембраны. В норме щитовидная железа
секретирует 80-100 мкг Т4 и 5 мкг Т3 в сутки.
4. Транспорт. Основная часть тиреидных гормонов
транспортируется в крови в связанной с белками форме.
Основным транспортным белком йодтиронинов, а также
формой их депонирования служит тироксинсвязывающий
глобулин (ТСГ). Он обладает высоким сродством к Т3 и Т4 и
в нормальных условиях связывает почти всё количество
этих гормонов. Только 0,03% Т4 и 0,3% Т3 находятся в крови
в свободной форме.

50.

БИОЛОГИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ
Трийодтиронин и тироксин связываются с ядерным рецептором клеток-мишений
1. На основной обмен. являются разобщителями биологического окисления тормозят образование АТФ. Уровень АТФ в клетках снижается и организм
отвечает повышением потребления О2, усиливается основной обмен.
2. На углеводный обмен:
- повышает всасывание глюкозы в ЖКТ.
- стимулирует гликолиз, пентозофосфатный путь окисления.
- усиливает распад гликогена
- повышает активность глюкозы-6-фосфатазы и др. ферментов
3.На обмен белка:
- индуцируют синтез (как и стероиды)
- обеспечивают положительный азотистый баланс
- стимулируют транспорт аминокислот
4.На липидный обмен:
- стимулируют липолиз
- усиливают окисление жирных кислот
- тормозят биосинтез холестерина
_

51.

Инактивация
йодтиронинов
осуществляется
в
периферических тканях в результате дейодирования Т4 до
«реверсивной» Т3 по 5, полного дейодирования,
дезаминирования
или
декарбоксилирования.
Йодированные продукты катаболизма йодтиронинов
конъюгируют в печени с глюкуроновой или серной
кислотами, секретируются с жёлчью, в кишечнике вновь
всасываются, дейодируются в почках и выделяются с
мочой. Для Т4 Т½ =7 дней, для Т3 Т½ =1-1,5 дня.

52. ЛЕКЦИЯ № 15

ГБОУ ВПО УГМУ Минздрава РФ
Кафедра биохимии
Дисциплина: Биохимия
ЛЕКЦИЯ № 15
Гормоны и адаптация
Лектор: Гаврилов И.В.
Факультет: лечебно-профилактический,
Курс: 2
Екатеринбург, 2016г

53. План лекции

1. Стресс – как общий адаптационный
синдром
2. Стадии стресс-реакций: характеристика
метаболических и биохимических
изменений.
3. Роль гипофизарно-надпочечниковой
системы, катехоламинов, СТГ, инсулина,
гормонов щитовидной железы, половых
гормонов в реализации адаптивных
процессов в организме.

54.

Адаптация (от лат. аdaptatio)приспособление организма к условиям
существования.
Цель адаптации - устранение или
ослабление вредного действия
факторов окружающей cреды:
1. биологических,
2. физических,
3. химических,
4. социальных.

55. Адаптация

НЕСПЕЦИФИЧЕСКАЯ
Обеспечивает
активизацию
защитных систем
организма, для
адаптации к любому
фактору среды.
СПЕЦИФИЧЕСКАЯ
Вызывает изменения в
организме,
направленные на
ослабление или
устранение действия
конкретного
неблагоприятного
фактора.

56. 3 вида адаптационных реакций

1. реакция на слабые воздействия –
реакция тренировки (по Гаркави,
Квакиной, Уколовой)
2. реакция на воздействия средней
силы – реакция активации (по
Гаркави, Квакиной, Уколовой)
3. реакция на сильные, чрезвычайные
воздействия – стресс-реакция (по Г.
Селье)

57.

Впервые представление о стрессе
(от англ. stress - напряжение)
сформулировал
канадский
ученый Ганс Селье в 1936г (19071982 г.г.).
Вначале
для
обозначения
стресса использовался термин
общий адаптационный синдром
(ОАС).
Термин
«стресс»
стали
использовать позднее.
Стресс
особое состояние организма
человека и млекопитающих, возникающее
в ответ на сильный внешний раздражитель стрессор
-

58.

Стрессор (синонимы: стресс-фактор, стрессситуация) - фактор, вызывающий состояние
стресса.
1. Физиологический (чрезмерная боль, сильный шум,
воздействие экстремальных температур)
2. Химический (прием ряда лекарственных препаратов,
например, кофеина или амфетаминов)
3. Психологический
(информационная
перегрузка,
соревнование,
угроза
социальному
статусу,
самооценке, ближайшему окружению и др.)
4. Биологический (инфекции)

59.

Классическая триада ОАС:
1. разрастание коры
надпочечников;
2. уменьшение вилочковой
железы (тимус);
3. изъязвление желудка.

60. Механизмы, повышающие адаптационные возможности организма к стрессору при ОАС:

Мобилизации энергетических ресурсов (Повышение
уровня глюкозы, жирных кислот, аминокислот и
кетоновых тел)
Увеличение эффективности внешнего
дыхания.
Усиление и централизация кровоснабжения.
Увеличение свертывающей способности крови
Активация работы ЦНС (улучшение внимания, памяти,
сокращение времени реакции и т.д.).
Снижение чувства боли.
Подавление воспалительных реакций.
Снижение пищевого поведения и полового влечения.

61. Негативные проявления ОАС:

Подавление иммунитета (кортизол).
Нарушение репродуктивной функции.
Нарушение пищеварения (кортизол).
Активация ПОЛ (адреналин).
Деградация тканей (кортизол, адреналин).
Кетоацидоз, гиперлипидемия,
гиперхолестеринемия.

62. Стадии изменения адаптационных возможностей организма при стрессе

Уровень
резистентности
1 – фаза тревоги
А – шока
Б - противошока
2 – фаза резистентности
3 – фаза истощения
или адаптации
стрессор
2
1
А
Б
3
Болезни адаптации, смерть
Время

63.

Стресс, в зависимости от изменения уровня
адаптационных возможностей делится:
эустресс
(адаптация)
дистресс
(истощение)
стресс, при котором
стресс, при котором
адаптационные
адаптационные
возможности организма
возможности организма
повышаются, происходит
снижаются. Дистресс
его адаптация к
приводит к развитию
стрессовому фактору и
болезней адаптации,
ликвидация самого стресса.
возможно к гибели.

64. Общий адаптационный синдром

Развивается с участием систем:
гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой.
симпато-адреналовой
гипоталамо-гипофизарно-тиреоидная ось
и гормонов:
АКТГ
кортикостероидов (глюкокортикоиды,
минералокортикоиды, андрогены, эстрогены)
Катехоламинов (адреналин, норадреналин)
ТТГ и тиреоидных гормонов
СТГ

65. Регуляция секреции гормонов при стрессе

Стресс
ЦНС
СНС: параганглии
Гипоталамус
Вазопрессин
Гипофиз
Мозговое
вещество
надпочечников
Адреналин
Норадреналин
АКТГ
ТТГ
Корковое
вещество
надпочечников
Щитовидная
железа
Тиреоидные
гормоны
Глюкокортикоиды
Минералокортикоиды
Ткани мишени
СТГ
Печень
Соматомедины

66.

Уровень
езистенности
Участие гормонов в стадиях ОАС
II стадия – резистентности
Гормоны: кортизол, СТГ.
эустресс
III
I
II
время
дистресс
I стадия – тревоги
шок
противошок
Гормоны:
адреналин,
вазопрессин,
окситоцин,
кортиколиберин,
кортизол.
III стадия – адаптации или
истощения
При адаптации:
- анаболические гормоны:
(CТГ, инсулин, половые гормоны).
При истощении:
-снижение гормонов адаптации.
Накопление повреждений.

67. Симпато-адреналовая ось

Симпатоадреналовая ось

68.

Синтез адреналина
OH
норадреналин
OH
О2
OH
Fe2+
CH 2
HC
COOH
Тир
OH
OH
HC
2+
Cu
CH 2
NH 2
COOH
О2
OH
OH
H2C
NH 2
дофамин
OH
OH
вит. С
B6
CH 2
NH 2
СО2
SAM SAГ
HC
ОН
HC
H2C
NH 2
H2C
норадреналин
ДОФА
ДОФАТирозиндофаминмонооксигеназа декарбоксилаза монооксигеназа
ОН
NНCH 3
адреналин
метилтрансфераза

69.

Эффекты
Норадреналин
Адреналин
++++
+++
++++
++
++
++
Теплопродукция
Сокращение ГМК
+++
+++
++++
+ или -
Липолиз (Мобилизация жирных
кислот)
Синтез кетоновых тел
Гликогенолиз
+++
++
+
+
+
+++
-
---
Артериальное давление
Частота сердечных сокращений
Периферическое сопротивление
Гликогенез
Моторика желудка и кишечника
Потовые железы (Выделение пота)
-
+
-
+

70. Гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковая ось

Гипоталамо-гипофизарнонадпочечниковая ось
Гормоны коры надпочечников
Кортикостероиды
Глюкокортикоиды (кортизол) + стресс, травма,
гипогликемия
Минералокортикоиды (альдостерон) +
гиперкалиемия, гипонатриемия, ангиотензин II,
простагландины, АКТГ
Андрогены
Эстрогены

71.

Схема синтеза
кортикостероидов

72.

Кортикотропин релизиг гормон
кортикотропные клетки
передней доли гипофиза
дофамин
меланотропные клетки
средней доли гипофиза
Проопиомеланокортин (ПОМК)
241АК

73.

АКТГ
Максимальная секреция АКТГ (а также либерина и
глюкокортикоидов) наблюдается утром в 6-8 часов, а
минимальная - между 18 и 23 часами
АКТГ
MC2R (рецептор)
кора надпочечников
жировая ткань
глюкокортикоиды
липолиз
меланокортиновые
рецепторы клеток кожи,
меланоцитов, клеток
иммунной системы и др
Повышение
пигментации

74. Реакции синтеза кортикостероидов

митохондрия
липидная
капля
Н2О
Жирная
кислота
Эфир
2
холестерина
холестеролэстераза HO
АКТГ
11
12
1 19
10
5
3
4
17
13
9
14
8
7
6
Холестерин
24
22
18 21
20
23
25
CH 3
С O
26
27
16
15
холестеролдесмолаза
Р450
HO
Прегненолон

75. Синтез кортизола и альдостерона

CH 3
С O
CH 3
С O
гидроксистероид-ДГ
HO
цитоплазма
Прегненолон
CH 3
С O
ОН
O
Прогестерон
ЭПР
17-гидроксилаза
O
O
Гидроксипрогестерон
CH 3OH
С O
ЭПР
21-гидроксилаза
Дезоксикортикостерон
11-гидроксилаза
ЭПР 21-гидроксилаза (Р450)
CH 3OH
С O
ОН
O
O
Дезоксикортизол
11-гидроксилаза (Р450)
митохондрия
4 HO
O
HO
CH 3OH
С O
CH 3OH 3
С O
ОН 2
Пучковая
и сетчатая
зона
1
Кортикостерон
18-гидроксилаза
митохондрия
Кортизол
HO
CH 3OH
CHO С O
клубочковая
зона
O
Альдостерон

76. Действие глюкокортикоидов (кортизол)

в печени в основном оказывают анаболический
эффект (стимулирует синтез белков и нуклеиновых
кислот).
в мышцах, лимфоидной и жировой ткани, коже и
костях тормозят синтез белков, РНК и ДНК и
стимулирует распад РНК, белков, аминокислот.
стимулируют глюконеогенез в печени.
стимулируют синтез гликогена в печени.
тормозят потребление глюкозы инсулинзависимыми
тканями. Глюкоза идет в инсулиннезависимые ткани
– ЦНС.

77. Действие минералокортикоидов (основной представитель альдостерон)

Стимулируют:
Ингибируют:
реабсорбцию Na+ в
почках;
секрецию К+, NH4+ ,Н+
в почках, потовых,
слюнных железах,
слиз. обол-ке
кишечника.
синтез белковтранспортёров Na;
Na+,K+-АТФ-азы;
синтез белковтранспортёров К+;
синтез
митохондрльных
ферментов ЦТК.

78. Половые гормоны

79. Синтез андрогенов и их предшественников в коре надпочечников

В НАДПОЧЕЧНИКАХ
CH 3
С O
Синтез андрогенов и их
предшественников в
коре надпочечников
CH 3
С O
ЭПР
HO
Прегненолон
изомераза
O
ЭПР
гидроксилаза
Прогестерон
CH 3
С O
ОН
HO
CH 3
С O
ОН
O
Гидроксипрегненолон
Гидроксипрогестерон
О
О
HO
Дегидроэпиандростерон
митохондрия
активный
предшественник
гидроксилаза
Андростендион
малоактивный
предшественник
мало
ОН
HO
O
Андростендиол
мало
ОН
O
Тестостерон
ОН
мало
HO
Эстрадиол

80. Регуляция синтеза и секреции мужских половых гормонов

-
Гипоталамус
Гонадотропин-рилизинг гормон
+
-
ингибин
-
ПЕРЕДНЯЯ ДОЛЯ ГИПОФИЗА
ФСГ
+
Клетки
Сертоли
ЛГ
+
Клетки
Лейдига
тестостерон
+
сперматогенез

81. Регуляция синтеза и секреции женских половых гормонов

+
-
Гипоталамус
Гонадотропин-рилизинг гормон
+
-
-
ПЕРЕДНЯЯ ДОЛЯ ГИПОФИЗА
ФСГ
ЛГ
+
+
Фолликул
Жёлтое тело
эстрадиол
прогестерон

82. Действие половых гормонов

Андрогены:
-регулируют синтез белков у эмбриона в
сперматогониях, мышцах, костях,
почках и мозге;
-оказывают анаболическое действие;
-стимулируют клеточное деление и т.д..

83.

Эстрогены:
-стимулируют развитие тканей, участвующих в
размножении;
-определяют развитие женских вторичных половых
признаков;
-подготавливают эндометрий к имплантации;
-анаболическое действие на кости и хрящи;
-стимулируют синтез транспортных белков
тиреоидных и половых гормонов;
-увеличивают синтез ЛПВП и тормозят
образование ЛПНП, что ведёт к снижению ХС в
крови и т.д.
-влияет на репродуктивную функцию;
-действует на ЦНС и т.д..

84.

Прогестерон:
1. влияет на репродуктивную функцию
организма;
2. увеличивает базальную температуру тела
после
3. овуляции и сохраняется во время лютеиновой
фазы менструального цикла;
4. в высоких концентрациях взаимодействует с
рецепторами альдостерона почечных
канальцев (альдостерон теряет возможность
стимулировать реабсорбцию натрия);
5. действует на ЦНС, вызывая некоторые
особенности поведения в предменструальный
период.

85. Соматотропный гормон

СТГ
–
соматотропный
гормон
(гормон
роста),
одноцепочечный
полипептид из 191 АК, имеет 2
дисульфидных мостика. Синтезируется в
передней
доли
гипофиза
как
классический
белковый
гормон.
Секреция импульсная с интервалами в
20-30 мин.

86.

- соматолиберин
+ соматостатин
Гипоталамус
соматолиберин
соматостатин
-
+
-
ПЕРЕДНЯЯ ДОЛЯ ГИПОФИЗА
СТГ
Печень
Кости
+ глюконеогенез
+ синтез белка
+ рост
+ синтез белка
ИФР-1
Адипоциты
Мышцы
+ липолиз
- утилизация
глюкозы
+ синтез белка
- утилизация
глюкозы

87.

Под действием СТГ в тканях вырабатываются
пептиды - соматомедины.
Соматомедины
или инсулиноподобные
факторы
роста
(ИФР)
обладают
инсулиноподобной активностью и мощным
ростстимулирующим
действием.
Соматомедины
обладают
эндокринным,
паракринным и аутокринным действием. Они
регулируют
активность
и
количество
ферментов, биосинтез белков.

Глава VI . БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫЕ ВЕЩЕСТВА

§ 17. ГОРМОНЫ

Общие представления о гормонах

Слово гормон происходит от греч. гормао - возбуждать.

Гормоны – это органические вещества, выделяемые железами внутренней секреции в небольших количествах, транспортируемые кровью к клеткам-мишеням других органов, где они проявляют специфическую биохимическую или физиологическую реакцию. Некоторые гормоны синтезируются не только в эндокринных железах, но и клетками других тканей.

Для гормонов характерны следующие свойства:

a) гормоны секретируются живыми клетками;

b) секреция гормонов осуществляется без нарушения целостности клетки, они поступают непосредственно в кровяное русло;

c) образуются в очень малых количествах, их концентрация в крови составляет 10 -6 – 10 -12 моль/л, при стимуляции секреции кокого-либо гормона его концентрация может возрасти на несколько порядков;

d) гормоны обладают высокой биологической активностью;

e) каждый гормон действует на определенные клетки-мишени;

f) гормоны связываются со специфическими рецепторами, образуя гормон-рецепторный комплекс, который определяет биологический ответ;

g) гормоны имеют небольшой период полужизни, обычно несколько минут и не более одного часа.

Гормоны по химическому строению делятся на три группы: белковые и пептидные гормоны, стероидные гормоны и гормоны, являющиеся производными аминокислот.

Пептидные гормоны представлены пептидами с небольшим числом аминокислотных остатков. Белки-гормоны содержат до 200 аминокислотных остатков. К их числу относятся гормоны поджелудочной железы инсулин и глюкагон, гормон роста и др. Большинство белковых гормонов синтезируются в виде предшественников – прогормонов , не обладающих биологической активностью. В частности, инсулин синтезируется в виде неактивного предшественника препроинсулина , который в результате отщепления 23 аминокислотных остатков со стороны N-конца превращается в проинсулин и при удалении еще 34 аминокислотных остатков – в инсулин (рис. 58).

Рис. 58. Образование инсулина из предшественника.

К производным аминокислот относятся гормоны адреналин, норадреналин, тироксин, трииодтиронин. К стероидным принадлежат гормоны коры надпочечников и половые гормоны (рис. 3).

Регуляция секреции гормонов

Верхнюю ступень в регуляции секреции гормонов занимает гипоталамус – специализированная область мозга (рис. 59). Этот орган получает сигналы из центральной нервной системы. В ответ на эти сигналы гипоталамус выделяет ряд регуляторных гипоталамических гормонов. Их называют рилизинг-факторы . Это пептидные гормоны, состоящие из 3 – 15 аминокислотных остатков. Рилизинг-факторы поступают в переднюю долю гипофиза – аденогипофиз, расположенный непосредственно под гипоталамусом. Каждый гипоталамический гормон регулирует секрецию какого-либо одного гормона аденогипофиза. Одни рилизинг-факторы стимулируют секрецию гормонов, их называют либеринами , другие, наоборот, тормозят, это – статины . В случае стимуляции гипофизом в кровь выделяются так называемые тропные гормоны , стимулирующие деятельность других желез внутренней секреции. Те в свою очередь начинают выделять собственные специфические гормоны, которые воздействуют на соответствующие клетки-мишени. Последние в соответствии с полученным сигналом вносят коррективы в свою деятельность. Надо отметить, что циркулирующие в крови гормоны в свою очередь тормозят деятельность гипоталамуса, аденогипофиза и желез, в которых они образовались. Такой способ регуляции носит название регуляции по принципу обратной связи .

Рис. 59. Регуляция секреции гормонов

Интересно знать! Гипоталамические гормоны, по сравнению с другими гормонами, выделяются в наименьших количествах. Например, для получения 1 мг тиролиберина (стимулирующего деятельность щитовидной железы) потребовалось 4 т ткани гипоталамуса.

Механизм действия гормонов

Гормоны отличаются по своему быстродействию. Одни гормоны вызывают быстрый биохимический или физиологический ответ. Например, печень начинает выделять глюкозу в кровь после появления адреналина в кровяном русле уже через несколько секунд. Ответ же на действие стероидных гормонов своего максимума достигает через несколько часов и даже дней. Столь значительные различия в скорости ответа на введение гормона связаны с различным механизмом их действия. Действие стероидных гормонов направлено на регуляцию транскрипции. Стероидные гормоны легко проникают через клеточную мембрану в цитоплазму клетки. Там они связываются со специфическим рецептором, образуя гормон-рецепторный комплекс. Последний, попадая в ядро, взаимодействует с ДНК и активирует синтез иРНК, которая далее транспортируется в цитоплазму и инициирует синтез белка (рис. 60.). Синтезированный белок определяет биологический ответ. Аналогичным механизмом действия обладает и гормон щитовидной железы тироксин.

Действие пептидных, белковых гормонов и адреналина направлено не на активацию синтеза белка, а на регуляцию активности ферментов или других белков. Эти гормоны взаимодействуют с рецепторами, находящимися на поверхности клеточной мембраны. Образовавшийся гормон-рецепторный комплекс запускает серию химических реакций. В результате происходит фосфорилирование некорых ферментов и белков, вследствие которого изменяется их активность. В итоге наблюдается биологический ответ (рис. 61).

Рис. 60. Механизм действия стероидных гормонов

Рис. 61. Механизм действия пептидных гормонов

Гормоны – производные аминокислот

Как отмечалось выше, к гормонам, являющимся производными аминокислот, относятся гормоны мозгового слоя надпочечников (адреналин и норадреналин) и гормоны щитовидной железы (тироксин и трииодтиронин) (рис. 62). Все эти гормоны являются производными тирозина.

Рис. 62. Гормоны – производные аминокислот

Органами–мишенями адреналина являются печень, скелетные мышцы, сердце и сердечно-сосудистая система. Близок по структуре к адреналину и другой гормон мозгового слоя надпочечников – норадреналин. Адреналин ускоряет ритм сердца, повышает кровяное давление, стимулирует расщепление гликогена печени и увеличивает содержание глюкозы в крови, обеспечивая, таким образом, мышцы топливом. Действие адреналина направлено на то, чтобы подготовить организм к экстремальным условиям. В состоянии тревоги концентрация адреналина в крови может увеличиться почти в 1000 раз.

Щитовидная железа, как отмечали выше, секретирует два гормона – тироксин и трииодтиронин, их соответственно обозначают Т 4 и Т 3 . Главным результатом действия этих гормонов является увеличение скорости основного обмена.

При повышенной секреции Т 4 и Т 3 развивается так называемая Базедова болезнь . В таком состоянии скорость обмена веществ увеличена, пища сгорает быстро. Больные выделяют больше тепла, им свойственна повышенная возбудимость, у них наблюдаются тахикардия, потеря массы тела. Дефицит гормонов щитовидной железы у детей приводит к задержке роста и умственного развития – кретинизму . Недостаточность иода в пище, а иод входит в состав этих гормонов (рис. 62), вызывает увеличение щитовидной железы, развитие эндемического зоба . Добавление иода в пищу приводит к уменьшению зоба. С этой целью в Беларуси в состав пищевой соли вводят иодид калия.

Интересно знать! Если поместить головастиков в воду, не содержащую иод, то их метаморфоз задерживается, они достигают гигантских размеров. Добавление иода в воду приводит к метаморфозу, начинается редукция хвоста, появляются конечности, они превращаются в нормальную взрослую особь.

Пептидные и белковые гормоны

Это наиболее разнообразная группа гормонов. К ним относятся рилизинг-факторы гипоталамуса, тропные гормоны аденогипофиза, гормоны эндокринной ткани поджелудочной железы инсулин и глюкагон, гормон роста и многие другие.

Главной функцией инсулина является поддержание определенного уровня глюкозы в крови. Инсулин способствует поступлению глюкозы в клетки печени и мышц, где она в основном превращается в гликоген. При недостатке выработки инсулина или полном его отсутствии развивается заболевание сахарный диабет . При этом заболевании ткани больного не могут поглощать глюкозу в достаточных количествах, несмотря на ее повышенное содержание в крови. У больных происходит выведение глюкозы с мочой. Это явление получило название «голод среди изобилия».

Глюкагон оказывает противоположное инсулину действие, он повышает содержание глюкозы в крови, способствует распаду гликогена в печени с образованием глюкозы, поступающей затем в кровь. В этом его действие сходно с действием адреналина.

Секретируемый аденогипофизом гормон роста, или соматотропин, ответствен за рост скелета и увеличение массы тела человека и животных. Недостаточность этого гормона приводит к карликовости , избыточная же его секреция выражается в гигантизме, или акромегалии , при которой происходит усиленный рост кистей рук, ступней ног, лицевых костей.

Стероидные гормоны

Как отмечено выше, к стероидным гормонам принадлежат гормоны коры надпочечников и половые гормоны (рис. 3).

В коре надпочечников синтезируются свыше 30 гормонов, их называют также кортикоидами. Кортикоиды делят на три группы. Первая группа – это глюкокортикоиды , они регулируют углеводный обмен, оказывают противовоспалительное и антиаллергическое действие. Вторую группу составляют минералокортикоиды , они поддерживают, главным образом, водно-солевой баланс в организме. К третьей группе относятся кортикоиды, занимающие промежуточное положение между глюкокортикоидами и минералокортикоидами.

Среди половых гормонов различают андрогены (мужские половые гормоны) и эстрогены (женские половые гормоны). Андрогены стимулируют рост и созревание, поддерживают функционирование репродуктивной системы и формирование вторичных половых признаков. Эстрогены регулируют активность женской репродуктивной системы.

Организм человека существует как единое целое благодаря системе внутренних связей, которая обеспечивает передачу информации от одной клетки к другой в одной и той же ткани или между разными тканями. Без этой системы невозможно поддерживать гомеостаз. В передаче информации между клетками в многоклеточных живых организмах, принимают участие три системы: ЦЕНТРАЛЬНАЯ НЕРВНАЯ СИСТЕМА (ЦНС), ЭНДОКРИННАЯ СИСТЕМА (ЖЕЛЕЗЫ ВНУТРЕННЕЙ СЕКРЕЦИИ) и ИММУННАЯ СИСТЕМА.

Способы передачи информации во всех названных системах - химические. Посредниками при передаче информации могут быть СИГНАЛЬНЫЕ молекулы.

К таким сигнальным молекулам относятся четыре группы веществ: ЭНДОГЕННЫЕ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫЕ ВЕЩЕСТВА (медиаторы иммунного ответа, факторы роста и др.), НЕЙРОМЕДИАТОРЫ, АНТИТЕЛА (иммуноглобулины) и ГОРМОНЫ.

Б И О Х И М И Я Г О Р М О Н О В

ГОРМОНЫ - это биологически активные вещества, которые синтезируются в малых количествах в специализированнных клетках эндокринной системы и через циркулирующие жидкости (например, кровь) доставляются к клеткам-мишеням, где оказывают свое регулирующее действие.

Гормоны, как и другие сигнальные молекулы, обладают некоторыми общими свойствами.

ОБЩИЕ СВОЙСТВА ГОРМОНОВ.

1) выделяются из вырабатывающих их клеток во внеклеточное пространство;

2) не являются структурными компонентами клеток и не используются как источник энергии.

3) способны специфически взаимодействовать с клетками, имеющими рецепторы для данного гормона.

4) обладают очень высокой биологической активностью - эффективно действуют на клетки в очень низких концентрациях (около 10 -6 - 10 -11 моль/л).

МЕХАНИЗМЫ ДЕЙСТВИЯ ГОРМОНОВ.

Гормоны оказывают влияние на клетки-мишени.

КЛЕТКИ-МИШЕНИ - это клетки, которые специфически взаимодействуют с гормонами с помощью специальных белков-рецепторов. Эти белки-рецепторы располагаются на наружной мембране клетки, или в цитоплазме, или на ядерной мембране и на других органеллах клетки.

БИОХИМИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ ПЕРЕДАЧИ СИГНАЛА ОТ ГОРМОНА В КЛЕТКУ-МИШЕНЬ.

Любой белок-рецептор состоит, минимум из двух доменов (участков), которые обеспечивают выполнение двух функций:

- "узнавание" гормона;

Преобразование и передачу полученного сигнала в клетку.

Каким образом белок-рецептор узнает ту молекулу гормона, с которой он может взаимодействовать?

Один из доменов белка-рецептора имеет в своем составе участок, комплементарный какой-то части сигнальной молекулы. Процесс связывания рецептора с сигнальной молекулой похож на процесс образования фермент-субстратного комплекса и может определяется величиной константы сродства.

Большинство рецепторов изучены недостаточно, потому что их выделение и очистка очень сложные, а содержание каждого вида рецепторов в клетках очень низкое. Но известно, что гормоны взаимодействуют со своими рецепторами физико-химическим путем. Между молекулой гормона и рецептором формируются электростатические и гидрофобные взаимодействия. При связывании рецептора с гормоном происходят конформационные изменения белка-рецептора и комплекс сигнальной молекулы с белком-рецептором активируется. В активном состоянии он может вызывать специфические внутриклеточные реакции в ответ на принятый сигнал. Если нарушен синтез или способность белков-рецепторов связываться с сигнальными молекулами, возникают заболевания - эндокринные нарушения. Есть три типа таких заболеваний:

1. Связанные с недостаточностью синтеза белков-рецепторов.

2. Связанные с изменением структуры рецептора - генетических дефекты.

3. Связанные с блокированием белков-рецепторов антителами.

Предлагаемый материал по теме "Биохимия гормонов" отражает вопросы типовой учебной программы для студентов лечебного, педиатрического и медико-психологического факультетов. Данное издание содержит информацию о механизмах действия гормонов, их биологических эффектах, биохимических нарушениях при недостатке или избытке гормонов в организме. Пособие позволит студентам медицинского университета более эффективно готовиться к текущим занятиям и к экзаменационной сессии.

Пособие для студентов педиатрического, медико-психологического, медико-диагностического факультетов и факультета иностранных учащихся – 6-е изд.

Список использованных сокращений 1

Введение 1

Гормоны 1

Гормоны щитовидной железы 2

Гормоны паращитовидных желёз 3

Гормоны поджелудочной железы 4

Гормоны мозгового вещества надпочечников 4

Гормоны коры надпочечников 5

Гормоны половых желёз 5

Центральная регуляция эндокринной системы 6

Использование гормонов в медицине 7

Простагландины и другие эйкозаноиды 7

Алла Анатольевна Масловская
Биохимия гормонов

Список использованных сокращений

АДФ – аденозиндифосфат

АКТГ – адренокортикотропный гормон

АМФ – аденозинмонофосфат

АТФ – аденозинтрифосфат

ВНД – высшая нервная деятельность

ВМК – ванилилминдальная кислота

ГДФ – гуанозиндифосфат

ГМФ – гуанозинмонофосфат

ГТФ – гуанозинтрифосфат

ГТГ – гонадотропные гормоны

ДАГ – диацилглицерол

ИФ3 – инозитолтрифосфат

17-КС – 17-кетостероиды

ЛГ – лютеинизирующий гормон

ЛПВП – липопротеины высокой плотности

ЛПОНП – липопротеины очень низкой плотности

ЛТГ – лактотропный гормон

МСГ – меланоцитостимулирующий гормон

СТГ – соматотропный гормон

ТТГ – тиреотропный гормон

Т3 – трииодтиронин

Т4 – тетраиодтиронин (тироксин)

Фн – фосфат неорганический

ФСГ – фолликулостимулирующий гормон

цАМФ – циклический аденозинмонофосфат

цГМФ – циклический гуанозинмонофосфат

ЦНС – центральная нервная система

Введение

Имеющаяся в учебниках обширная информация по теме "Биохимия гормонов" не позволяет студентам, впервые изучающим этот раздел, правильно сориентироваться в выборе главных моментов для понимания биологических эффектов и молекулярных механизмов действия гормонов на организм. Целью настоящего издания является предоставление студентам информации о биохимии гормонов в более четкой и ясной форме, что будет способствовать овладению учебной дисциплиной.

Материал пособия содержит описание общих закономерностей действия гормонов на клетку, а также обоснование и объяснение молекулярных механизмов влияния гормонов на организм в норме и при патологических состояниях.

Предлагаемый учебный материал поможет студентам глубже понять значимость регуляторных механизмов для согласованной работы органов и систем, а также научиться разбираться в сущности биохимических процессов, лежащих в основе метаболических нарушений при патологии эндокринной системы.

Гормоны

Из всех биологически активных соединений и субстратов, принимающих участие в регуляции биохимических процессов и функций, особая роль принадлежит гормонам.

Слово "гормон" происходит из греческого языка и означает "возбуждать", "приводить в движение".

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 (т. е. регулируют обмен веществ, поведение и физиологические функции организма, а также рост, деление и дифференцировку клеток).

Классификация гормонов

По химической природе гормоны делятся на следующие группы:

1. пептидные – гормоны гипоталамуса, гипофиза, инсулин, глюкагон, гормоны паращитовидных желез;

2. производные аминокислот – адреналин, тироксин;

3. стероидные – глюкокортикоиды, минералокортикоиды, мужские и женские половые гормоны;

4. эйкозаноиды – гормоноподобные вещества, которые оказывают местное действие; они являются производными арахидоновой кислоты (полиненасыщенная жирная кислота).

По месту образования гормоны делятся на гормоны гипоталамуса, гипофиза, щитовидной железы, паращитовидных желёз, надпочечников (коркового и мозгового вещества), женские половые гормоны, мужские половые гормоны, местные или тканевые гормоны.

По действию на биохимические процессы и функции гормоны делятся на:

1. гормоны, регулирующие обмен веществ (инсулин, глюкагон, адреналин, кортизол);

2. гормоны, регулирующие обмен кальция и фосфора (паратиреоидный гормон, кальцитонин, кальцитриол);

3. гормоны, регулирующие водно-солевой обмен (альдостерон, вазопрессин);

4. гормоны, регулирующие репродуктивную функцию (женские и мужские половые гормоны);

5. гормоны, регулирующие функции эндокринных желёз (адренокортикотропный гормон, тиреотропный гормон, лютеинизирующий гормон, фолликулостимулирующий гормон, соматотропный гормон);

6. гормоны стресса (адреналин, глюкокортикоиды и др.);

7. гормоны, влияющие на ВНД (память, внимание, мышление, поведение, настроение): глюкокортикоиды, паратиреоидный гормон, тироксин, адренокортикотропный гормон)

Свойства гормонов

Высокая биологическая активность . Концентрация гормонов в крови очень мала, но их действие сильно выражено, поэтому даже небольшое увеличение или уменьшение уровня гормона в крови вызывает различные, часто значительные, отклонения в обмене веществ и функционировании органов и может привести к патологии.

Короткое время жизни , обычно от нескольких минут до получаса, после чего гормон инактивируется или разрушается. Но с разрушением гормона его действие не прекращается, а может продолжаться в течение часов и даже суток.

Дистантность действия. Гормоны вырабатываются в одних органах (эндокринных железах), а действуют в других (тканях- мишенях).

Высокая специфичность действия . Гормон оказывает своё действие только после связывания с рецептором. Рецептор – это сложный белок-гликопротеин, состоящий из белковой и углеводной частей. Гормон связывается именно с углеводной частью рецептора. Причём строение углеводной части имеет уникальную химическую структуру и соответствует пространственному строению гормона. Поэтому гормон безошибочно, точно, специфично связывается только со своим рецептором, несмотря на малую концентрацию гормона в крови.

Не все ткани одинаково реагируют на действие гормона. Высокой чувствительностью к гормону обладают те ткани, в которых имеются рецепторы к данному гормону. В таких тканях гормон вызывает наиболее выраженные сдвиги в обмене веществ и функциях. Если рецепторы к гормону есть во многих, или почти во всех тканях, то такой гормон оказывает общее действие (тироксин, глюкокортикоиды, соматотропный гормон, инсулин). Если рецепторы к гормону присутствуют в весьма ограниченном числе тканей, то такой гормон обладает избирательным действием. Ткани, в которых имеются рецепторы к данному гормону, называются ткани-мишени. В тканях-мишенях гормоны могут воздействовать на генетический аппарат, мембраны, ферменты.

Типы биологического действия гормонов

1. Метаболическое – действие гормона на организм проявляется регуляцией обмена веществ (например, инсулин, глюкокортикоиды, глюкагон).

2. Морфогенетическое – гормон действует на рост, деление и дифференцировку клеток в онтогенезе (например, соматотропный гормон, половые гормоны, тироксин).

3. Кинетическое или пусковое – гормоны способны запускать функции (например, пролактин – лактацию, половые гормоны – функцию половых желёз).

4. Корригирующее . Гормонам принадлежит важнейшая роль в адаптации человека к различным факторам внешней среды. Гормоны изменяют обмен веществ, поведение и функции органов так, чтобы приспособить организм к изменившимся условиям существования, т.е. осуществляют метаболическую, поведенческую и функциональную адаптацию, тем самым поддерживают постоянство внутренней среды организма.

Биологическая химия Лелевич Владимир Валерьянович

Глава 12. Биохимия гормонов

Глава 12. Биохимия гормонов

Гормоны (от греческого hormaino – побуждаю) – это биологически активные вещества, которые выделяются эндокринными клетками в кровь или лимфу и регулируют в клетках-мишенях биохимические и физиологические процессы.

В настоящее время предложено расширить определение гормонов: гормоны – это специализированные межклеточные регуляторы рецепторного действия.

В этом определении слова «специализированные регуляторы» подчеркивают, что регуляторная – главная функция гормонов; слово «межклеточные» означает, что гормоны вырабатываются одними клетками и извне действуют на другие клетки; рецепторное действие – первый этап в эффектах любого гормона.

Биороль гормонов.

Гормоны регулируют многие жизненные процессы – метаболизма, функции клеток и органов, матричные синтезы (транскрипцию, трансляцию) и другие процессы, определяемые геномом (пролиферацию, рост, дифференцировку, адаптацию, клеточный шок, апоптоз и др.)

Рис. 12.1. Схема взаимосвязи регуляторных систем организма.

Эндокринная система функционирует в тесной взаимосвязи с нервной системой как нейроэндокринная.

1. Синтез и секреция гормонов стимулируются внешними и внутренними сигналами, поступающими в ЦНС.

2–3. Эти сигналы по нейронам поступают в гипоталамус, где стимулируют синтез пептидных рилизинг-гормонов (либеринов и статинов), которые стимулируют или ингибируют синтез и секрецию гормонов передней доли гипофиза.

4–5. Гормоны передней доли гипофиза (тропные гормоны) стимулируют образование и секрецию гормонов периферических эндокринных желез, которые поступают в кровь и взаимодействуют с клетками-мишенями.

Уровень гормонов в крови поддерживается благодаря механизмам саморегуляции (регуляция по принципу обратной связи). Изменение концентрации метаболитов в клетках-мишенях подавляет синтез гормонов в эндокринной железе или в гипоталамусе (6, 7). Синтез и секреция тропных гормонов подавляется гормонами эндокринных желез (8).

Из книги Моральное животное автора Райт Роберт

Статус, самооценка и биохимия В глубине поведенческих параллелей между человеком и человекообразными обезьянами лежат параллели биохимические. В стаях обезьян-верветок у доминирующих самцов обнаруживается более высокий уровень нейротрансмиттера серотонина, чем у

Из книги Стой, кто ведет? [Биология поведения человека и других зверей] автора Жуков. Дмитрий Анатольевич

Роль гормонов Копулятивное поведение тесно связано с эндокринной функцией. Человек принципиально отличается от животного тем, что у него оно не запускается гуморальными факторами, как у животных. Поведение спаривания у человека не запускается гуморальными факторами,

Из книги Человек как животное автора Никонов Александр Петрович

Глава 2 Биохимия экономики Также любят они соседа и жмутся к нему, ибо им необходимо тепло. Ницше Ф. Так говорил Заратустра Как правило, люди отвечают добром на добро и испытывают непроизвольную симпатию к тем, кто относится к ним хорошо. Это естественное чувство симпатии

Из книги Мозг в электромагнитных полях автора Холодов Юрий Андреевич

Глава 9. Мембраны и биохимия Электронный микроскоп показал, что биохимические реакции в живой клетке протекают с активным участием мембранных процессов. Это заключение относится и к нервной, и к глиальной клетке, и к внутриклеточным органеллам.Следует признать, что

Из книги Биологическая химия автора Лелевич Владимир Валерьянович

Биороль гормонов. Гормоны регулируют многие жизненные процессы – метаболизма, функции клеток и органов, матричные синтезы (транскрипцию, трансляцию) и другие процессы, определяемые геномом (пролиферацию, рост, дифференцировку, адаптацию, клеточный шок, апоптоз и

Из книги автора

Рецепторы гормонов Биологическое действие гормонов проявляется через их взаимодействие с рецепторами клеток-мишеней. Клетки, наиболее чувствительные к влиянию определенного гормона, называют клеткой-мишенью. Специфичность гормонов по отношению к клеткам-мишеням

Из книги автора

Глава 13. Особенности действия гормонов Гормоны гипоталамуса ЦНС оказывает регулирующее действие на эндокринную систему через гипоталамус. В клетках нейронов гипоталамуса синтезируются пептидные гормоны двух типов. Одни через систему гипоталамо-гипофизарных сосудов

Из книги автора

Глава 14. Биохимия питания Наука о пище и питании называется нутрициологией (от греч. нутрицио - питание). Нутрициология или наука о питании – это наука о пище, пищевых веществах и других компонентах, содержащихся в продуктах питания, их взаимодействии, роли в поддержании

Из книги автора

Глава 22. Метаболизм холестерола. Биохимия атеросклероза Холестерол – стероид, характерный только для животных организмов. Основное место его образования в организме человека – печень, где синтезируется 50% холестерола, в тонком кишечнике его образуется 15–20%, остальное

Из книги автора

Биохимия атеросклероза Атеросклероз – это патология, характеризующаяся появлением атерогенных бляшек на внутренней поверхности сосудистой стенки. Одна из основных причин развития такой патологии – нарушение баланса между поступлением холестерола с пищей, его

Из книги автора

Глава 28. Биохимия печени Печень занимает центральное место в обмене веществ и выполняет многообразные функции:1. Гомеостатическая - регулирует содержание в крови веществ, поступающих в организм с пищей, что обеспечивает постоянство внутренней среды организма.2.

Из книги автора

Глава 30. Биохимия крови Кровь – жидкая подвижная ткань, перемещающаяся по сосудам. Выполняет роль транспортного и коммуникативного средства, интегрирующего обмен веществ в различных органах и тканях в единую систему. Общая характеристика Общий объем крови у взрослого

Из книги автора

Глава 31. Биохимия почек Почка – парный орган, основной структурной единицей которого является нефрон. Благодаря хорошему кровоснабжению почки находятся в постоянном взаимодействии с другими тканями и органами и способны влиять на состояние внутренней среды всего

Из книги автора

Глава 33. Биохимия мышечной ткани Подвижность является характерным свойством всех форм жизни - расхождение хромосом в митотическом аппарате клеток, воздушно-винтовые движения жгутиков бактерий, крыльев птиц, точные движения человеческой руки, мощная работа мышц ног. Все

Из книги автора

Биохимия мышечного утомления Утомление – состояние организма, возникающее вследствие длительной мышечной нагрузки и характеризующееся временным снижением работоспособности.Центральная роль в развитии утомления принадлежит нервной системе. В состоянии утомления в

Из книги автора

Глава 34. Биохимия соединительной ткани Соединительная ткань составляет около половины от сухой массы тела. Все разновидности соединительной ткани, несмотря на их морфологические различия, построены по общим принципам:1. Содержит мало клеток в сравнении с другими