ЗАЛІЗИ ВНУТРІШНЬОЇ СЕКРЕЦІЇ (ЗАГАЛЬНА)

ü Поняття про залози внутрішньої секреції (ЖВС) сформульовано І. Мюллером (1830).

ü Німецький фізіолог Адольф Бертольд (1849) встановив, що пересадка кастрованому півню в черевну порожнину сім'яників іншого півня призводить до відновлення вихідних властивостей кастрата.

ü У 1889 Броун-Секар повідомив про досліди, проведені на самому собі -витяжки з сім'яників тварин надали на старечий організм (вченому 72 роки) «омолоджуючу дію», але ефект омолодження тривав недовго - через 2-3 місяці він пропадав.

ü У 1901 році Соболєв Л.В., довів секрецію панкреатичної залозою інсуліну (1921 р. Бантинг і Ч. Бест).

Ендокринологія-наука, що вивчає розвиток, будову, функції ЖВС і клітин-продуцентів гормонів, біосинтез, механізм дії та особливості гормонів, їх секрецію в нормі і при патології, а також хвороби, що виникли в результаті порушення продукції гормонів.

ЖВС -це спеціалізовані в процесі філо- та онтогенезу органи або групи клітин, що синтезують та виділяють у внутрішнє середовище організму біологічно активні речовини (БАВ) – гормони. ЖВСне мають вивідних проток. Їхні клітини обплетені рясною мережею кровоносних і лімфатичних капілярів, та їх БАВ виділяються безпосередньо в кров та лімфу.

ГОРМОНИ

Гормони- це група високоспеціалізованих БАВ, що забезпечують регулювання та інтеграцію функцій органів та всього організму в цілому.

ФІЗІОЛОГІЧНА РОЛЬ ГОРМОНІВ В ОРГАНІЗМІ:

1. Гомеостатичнафункція.

2. Впливають на процеси зростання, диференціювання тканин (тобто на фізичне, розумове та статеве дозрівання)

3. Забезпечують адаптаціюорганізму.

4. Регулюють репродуктивнуфункцію організму (запліднення, вагітність, лактація).

5. Регулюютьі інтегруютьфункції організму разом із ЦНС.

Вищою формою гуморального регулювання є гормональна. Термін " гормон був вперше застосований в 1902 р. Старлінгом і Бейліссом щодо відкритої ними речовини, що продукується в дванадцятипалій кишці, - секретина. Термін" гормон " у перекладі з грецької означає " спонукає до дії", хоча не всі гормони мають стимулюючий ефект.

Класифікація варіантів дії гормонів (Балаболкін М.М., 1989):

1. Гормональне(або власне ендокринний) - гормон виділяється з клітини-продуцента, потрапляє в кров і зі струмом крові підходить до органу-мішені, діючи на відстані від місця продукції гормону.

2. Параклінне- з місця синтезу гормон потрапляє у позаклітинний простір, з нього впливає на клітини мішені, розташовані в окрузі (простагландини).

3. Автокрінне- Клітини продукують гормон, який сам і впливає на цю ж клітину-продуцент, тобто клітина-мішень = клітина-продуцент.

ВІДМІТНІ ОСОБЛИВОСТІ ГОРМОНІВ:

1.Мають високу біологічну активність (мг, НГ).

2. Секреція гормону – шляхом екзоцитозу.

3.Гормони надходять безпосередньо в кров, лімфу або навколишню секреторну клітину інтерстиціальну рідину.

4.Гормон має дистантність дії.

5.Гормон має високу специфічність дії, тобто викликає суворо специфічні відповіді певних органів або тканин-мішеней. У той самий час клітини інших тканин не реагують на наявність гормону.

6.Гормон не є джерелом енергії для клітини.

Гормони синтезуються і виділяються тканинами, що не належать до залоз внутрішньої секреції:

- жировою тканиноюяка виділяє жіночі статеві гормони;

- міокардомщо виділяє натрійуретичний гормон;

- слинними залозами- Епідермальний фактор росту;

- печінкою, м'язами- інсуліноподібні соматомедіни.

ВИДИ ВПЛИВ ГОРМОНІВ НА КЛІТИНИ-МІШЕННЯ:

1. ПрямеВплив: гормон безпосередньо сам викликає зміни у клітинах чи тканинах, органах.

2. Пермісивневплив: через полегшення впливу іншого гормону на цю тканину. Наприклад, глюкокортикоїди, самі не впливаючи на тонус мускулатури судин, створюють умови для адреналіну, який збільшує АТ.

3. СенсибілізуючеВплив: підвищення чутливості тканини до дії гормонів.

4. Синергічнийвплив: один гормон посилює ефект іншого гормону. Наприклад, односпрямована дія адреналіну та глюкагону. Обидва гормони активують розпад глікогену в печінці до глюкози та викликають збільшення цукру в крові.

5. Антогоністичневплив. Так, інсулін та адреналін чинять на рівень глюкози крові протилежний вплив: інсулін викликає гіпоглікемію, а глюкагон – гіперглікемію.

КЛАСИФІКАЦІЯ ГОРМОНІВ

1. За місцем дії:

ефекторнігормони: діють безпосередньо на органи-мішені;

тропнігормони: діють інші ендокринні залози;

гіпоталамічніфактори (рилізинг-фактори): діють на гіпофіз

Ø вивільняючі (ліберини)

Ø інгібуючі (статини).

2. За біологічними функціями:

Гомеостаз рідини та електролітів: АДГ, альдостерон, ангіотензин, натрійуретичний гормон;

Регуляція Са: паратиреоїдний гормон, кальцитонін, вітамін Д.

115. Основні системи міжклітинної комунікації: ендокринне, паракринне, аутокринне регулювання.

На відстані від клітини-продуцента гормону до клітини-мішені розрізняють ендокринний, паракринний та аутокринний варіанти регуляції.
Ендокринна , чи дистантна, регуляція. Секреція гормону відбувається у рідких середовищах організму. Клітини-мішені можуть відстояти від ендокринної клітини як завгодно далеко. Приклад: секреторні клітини ендокринних залоз, гормони яких надходять у систему загального кровотоку.
Паракринне регулювання . Продуцент біологічно активної речовини та клітина-мішень розташовані поруч. Молекули гормону досягають мішені шляхом дифузії у міжклітинній речовині. Наприклад, у парієтальних клітинах залоз шлунка секрецію Н+ стимулюють гастрин і гістамін, а пригнічують соматостатин та Пг, секретовані поруч розташованими клітинами.
Аутокринне регулювання . При аутокринній регуляції клітина-продуцент гормону має рецептори до цього гормону (іншими словами, клітина-продуцент гормону в той же час є його мішенню). Приклади: ендотеліни, що виробляються клітинами ендотелію та впливають на ці ж ендотеліальні клітини; Т-лімфоцити, що секретують інтерлейкіни, що мають мішенями різні клітини, у тому числі і Т-лімфоцити.

116. Роль гормонів у системі регуляції метаболізму. Клітини-мішені та клітинні рецептори гормонів

Роль гормонів у регуляції обміну речовин та функцій. Інтегруючими регуляторами, що пов'язують різні регуляторні механізми та метаболізм у різних органах, є гормони. Вони функціонують як хімічні посередники, що переносять сигнали, що виникають у різних органах та ЦНС. Реакція у відповідь клітини на дію гормону дуже різноманітна і визначається як хімічною будовою гормону, так і типом клітини, на яку направлено дію гормону. У крові гормони присутні у дуже низькій концентрації. Для того щоб передавати сигнали в клітини, гормони повинні розпізнаватись і зв'язуватися особливими білками клітини - рецепторами, що мають високу специфічність. Фізіологічний ефект гормону визначається різними факторами, наприклад концентрацією гормону (яка визначається швидкістю інактивації в результаті розпаду гормонів, що протікає в основному в печінці, і швидкістю виведення гормонів та його метаболітів з організму), його спорідненістю до білків-переносників (стероїдні та тиреоїдні гормони транспортуються по кровоносному руслу (в комплексі з білками), кількістю та типом рецепторів на поверхні клітин-мішеней. Синтез і секреція гормонів стимулюються зовнішніми і внутрішніми сигналами, що надходять в ЦНС. release -звільняти) - ліберинів та статинів, які, відповідно, стимулюють або інгібують синтез та секрецію гормонів передньої частки гіпофіза. Гормони передньої частки гіпофіза, звані потрійними гормонами, стимулюють утворення та секрецію гормонів периферичних ендокринних залоз, які надходять у загальний кровотік та взаємодіють із клітинами-мішенями. Підтримка рівня гормонів в організмі забезпечує механізм негативної зворотноїзв'язку. Зміна концентрації метаболітів у клітинах-мішенях за механізмом негативного зворотного зв'язку пригнічує синтез гормонів, діючи або на ендокринні залози, або на гіпоталамус. Синтез та секреція тропних гормонів пригнічується гормонами ендокринних периферичних залоз. Такі петлі зворотного зв'язку діють у системах регуляції гормонів надниркових залоз, щитовидної залози, статевих залоз. Не всі ендокринні залози регулюються так. Гормони задньої частки гіпофіза (вазопресин та окситоцин) синтезуються в гіпоталамусі у вигляді попередників і зберігаються у гранулах термінальних аксонів нейрогіпофіза. Секреція гормонів підшлункової залози (інсуліну та глюкагону) безпосередньо залежить від концентрації глюкози у крові. У регуляції міжклітинних взаємодій беруть участь також низькомолекулярні білкові сполуки – цитокіни. Вплив цитокінів на різні функції клітин зумовлено їхньою взаємодією з мембранними рецепторами. Через утворення внутрішньоклітинних посередників сигнали передаються в ядро, де відбуваються активація певних генів та індукція синтезу білків. Усі цитокіни поєднуються такими загальними властивостями:

• синтезуються в процесі імунної відповіді організму, служать медіаторами імунної та запальної реакцій і мають в основному аутокринну, в деяких випадках паракринну та ендокринну активність;
• діють як фактори росту та фактори диференціювання клітин (при цьому викликають переважно повільні клітинні реакції, що вимагають синтезу нових білків);
• мають плейотропну (поліфункціональну) активність.

Біологічна дія гормонів проявляється через їхню взаємодію з рецепторами клітин-мішеней. Для прояву біологічної активності зв'язування гормону з рецептором має призводити до утворення хімічного сигналу всередині клітини, що викликає специфічну біологічну відповідь, наприклад, зміна швидкості синтезу ферментів та інших білків або зміна їх активності. Мішенню для гормону можуть бути клітини однієї або декількох тканин. Впливаючи на клітину-мішень, гормон викликає специфічну реакцію у відповідь. Наприклад, щитовидна залоза - специфічна мета для тиреотропіну, під впливом якого збільшується кількість ацинарних клітин щитовидної залози, підвищується швидкість біосинтезу тиреоїдних гормонів. Глюкагон, впливаючи на адипоцити, активує ліполіз, у печінці стимулює мобілізацію глікогену та глюконеогенез. Характерна ознака клітини-мішені – здатність сприймати інформацію, закодовану у хімічній структурі гормону.

Рецептори гормонів. Початковий етап у дії гормону на клітину-мішень – взаємодія гормону з рецептором клітини. Концентрація гормонів у позаклітинній рідині дуже низька і зазвичай коливається не більше 10 -6 -10 -11 ммоль/л. Клітини-мішені відрізняють відповідний гормон від багатьох інших молекул і гормонів завдяки наявності на клітині-мішені відповідного рецептора зі специфічним центром зв'язування з гормоном.

Загальна характеристика рецепторів

Рецептори пептидних гормонів та адреналіну розташовуються на поверхні клітинної мембрани. Рецептори стероїдних та тиреоїдних гормонів знаходяться усередині клітини. Причому внутрішньоклітинні рецептори для одних гормонів, наприклад, глюкокортикоїдів, локалізовані в цитозолі, для інших, таких як андрогени, естрогени, тиреоїдні гормони, розташовані в ядрі клітини. Рецептори за своєю хімічною природою є білками і зазвичай складаються з декількох доменів. У структурі мембранних рецепторів можна виділити 3 функціонально різні ділянки. Перший домен (домен впізнавання) розташований у N-кінцевій частині поліпептидного ланцюга на зовнішній стороні клітинної мембрани; він містить глікозильовані ділянки та забезпечує впізнавання та зв'язування гормону. Другий домен – трансмембранний. У рецепторів одного типу, пов'язаних з G-білками, він складається з 7 щільно упакованих α-спіральних поліпептидних послідовностей. У рецепторів іншого типу трансмембранний домен включає тільки один α-спірадизований поліпептидний ланцюг (наприклад, обидві β-субодиниці гетеротетрамерного рецептора інсуліну α 2 β 2). Третій (цитоплазматичний) домен створює хімічний сигнал у клітині, який поєднує впізнавання та зв'язування гормону з певною внутрішньоклітинною відповіддю. Цитоплазматична ділянка рецептора таких гормонів, як інсулін, фактор росту епідермісу та інсуліноподібний фактор росту-1 на внутрішній стороні мембрани має тирозинки-назну активність, а цитоплазматичні ділянки рецепторів гормону росту, пролактину і цитокінів самі не виявляють тирозинкіназ цитоплазматичними протеїнкіназами, які їх фосфорилують та активують.

Рецептори стероїдних та тиреоїдних гормонів містять 3 функціональні області. На С-кінцевій ділянці поліпептидного ланцюга рецептора знаходиться домен впізнавання та зв'язування гормону. Центральна частина рецептора містить домен зв'язування ДНК. На N-кінцевій ділянці поліпептидного ланцюга розташовується домен, званий варіабельною областю рецептора, який відповідає за зв'язування з іншими білками, разом з якими бере участь у регуляції транскрипції.

117. Механізми передачі гормональних сигналів у клітини.

За механізмом дії гормони можна поділити на 2 групи. До першої групи відносять гормони, що взаємодіють з мембранними рецепторами (пептидні гормони, адреналін, а також гормони місцевої дії – цитокіни, ейкозаноїди). Друга група включає гормони, що взаємодіють з внутрішньоклітинними рецепторами. Зв'язування гормону (первинного посередника) з рецептором призводить до зміни кон-формації рецептора. Ця зміна уловлюється іншими макромолекулами, тобто. зв'язування гормону з рецептором призводить до поєднання одних молекул з іншими (трансдукція сигналу). Таким чином, генерується сигнал, який регулює клітинну відповідь шляхом зміни активності чи кількості ферментів та інших білків. Залежно від способу передачі гормонального сигналу у клітинах змінюється швидкість реакцій метаболізму:

• внаслідок зміни активності ферментів;
• в результаті зміни кількості ферменто в

118. Класифікація гормонів з хімічної будови та біологічних функцій

Класифікація гормонів з хімічної будови

Пептидні гормони	Стероїди	Похідні амінокислот
Адренокортикотропний гормон (кортикотропін, АКТГ)	Альдостерон	Адреналін
Гормон росту (соматотропін, ГР, СТГ)	Кортизол	Норадреналін
Тиреотропний гормон (тиреотропін, ТТГ)	Кальцитріол	Трийодтиронін (Т 3)
Лактогенний гормон (пролактин, ЛТГ)	Тестостерон	Тироксин (Т 4)
Лютеїнізуючий гормон (лютропін, ЛГ)	Естрадіол
Фолікулостимулюючий гормон (ФСГ)	Прогестерон
Меланоцитстимулюючий гормон (МСГ)
Хоріонічний гонадотропін (ХГ)
Антидіуретичний гормон (вазопресин, АДГ)
Окситоцин
Паратиреоїдний гормон (паратгормон, ПТГ)
Кальцітонін
Інсулін
Глюкагон

Класифікація гормонів з біологічних функцій *

Регульовані процеси	Гормони
Обмін вуглеводів, ліпйдів, амінокислот	Інсулін, глюкагон, адреналін, кортизол, тироксин, соматотропін
Водно-сольовий обмін	Альдостерон, антидіуретичний гормон
Обмін кальцію та фосфатів	Паратгормон, кальцитонін, кальцитріол
Репродуктивна функція	Естрадіол, тестостерон, прогестерон, гонадотропні гормони
Синтез та секреція гормонів ендокринних залоз	Тропні гормони гіпофіза, ліберини та статини гіпоталамуса
Зміна метаболізму в клітинах, які синтезують гормон	Ейкозаноїди, гістамін, секретин, гастрин, соматостатин, вазоактивний інтестинальний пептид (ВІП), цитокіни

(*) Ця класифікація умовна, оскільки одні й самі гормони можуть виконувати різні функції

119. Будова, синтез та метаболізм йодтиронінів. Вплив обмін речовин. Зміна метаболізму при гіпо- та гіпертиреозі. Причини та прояв ендемічного зобу.

Біосинтез йодтиронінів. Йодтироніни синтезуються у складі білка тиреоглобуліну (Тг) у фолікулах, які являють собою морфологічну та функціональну одиницю щитовидної залози.

Тиреоглобулін - глікопротеїн з молекулярною масою 660 кД, що містить 115 залишків тирозину. 8-10% маси тиреоглобуліну представлено вуглеводами. Вміст йодиду в організмі становить 0,2-1%

.

Тиреоглобулін синтезується на рибосомах шорсткого ЕР у вигляді претиреоглобуліну, потім переноситься до цистерн ЕР, де відбувається формування вторинної та третинної структури, включаючи процеси глікозилювання. З цистерн ЕР Тиреоглобулін надходить до апарату Гольджі, включається до складу секреторних гранул і секретується у позаклітинний колоїд, де відбувається йодування залишків тирозину та утворення йодтиронінів. Йодування тиреоглобуліну та утворення йодтиронінів здійснюється у декілька етапів

Транспорт йоду до клітин щитовидної залози. Йод у вигляді органічних та неорганічних сполук надходить у ШКТ з їжею та питною водою. Добова потреба у йоді становить 150-200 мкг. 25-30% цієї кількості йодидів захоплюється щитовидною залозою. Транспорт йодиду в клітини щитовидної залози – енергозалежний процес і відбувається за участю спеціального транспортного білка проти електрохімічного градієнта (співвідношення концентрацій I – у залозі до концентрації I – у сироватці крові в нормі становить 25:1). Робота цього йодид-переносить білка пов'язана з Nа + ,К + -АТФ-азою.

Окислення йоду. Окислення I - I + відбувається за участю гемсодержащей тиреоперокси-дази і Н 2 Про 2 як окислювач. Йодування тирозину. Окислений йод взаємодіє із залишками тирозину в молекулі тиреоглобуліну. Ця реакція також каталізується тиреопероксидазою.

Освіта йодтиронінів. Під дією тиреопероксидази окислений йод реагує із залишками тирозину з утворенням монойод-тирозинів (МІТ) та дійодтирозинів (ДІТ). Дві молекули ДІТ конденсуються з утворенням йодтироніну Т 4 , а МІТ та ДІТ - з утворенням йодтироніну Т 3 . Йодтиреоглобулін транспортується з колоїду у фолікулярну клітину шляхом ендоцитозу та гідролізується ферментами лізосом зі звільненням Т 3 та Т 4 . У нормальних умовах щитовидна залоза секретує 80-100 мкг Т 4 і 5 мкг Т 3 на добу. Ще 22-25 мкг Т 3 утворюється в результаті дейодування Т 4 в периферичних тканинах по 5"-вуглецевому атому.

Транспорт та метаболізм йодтиронінів. Від половини до двох третин Т3 і Т4 знаходяться в організмі поза щитовидною залозою. Більша частина їх циркулює в крові у зв'язаній формі в комплексі з білками: тіроксинзв'язуючим глобуліном (ТСГ) і тіроксинзв'язуючим преальбуміном (ТСПА). ТСГ є основним транспортним білком йодтиронінів, і навіть формою їх депонування. Він має вищу спорідненість до Т 3 і Т 4 і в нормальних умовах пов'язує майже всю кількість цих гормонів. Тільки 0,03% Т4 і 0,3% Т3 знаходяться в крові у вільній формі. Т 1/2 Т 4 у плазмі у 4-5 разів більше, ніж Т 3 . Для Т4 цей період становить близько 7 днів, а для Т3 - 1-1,5 дня. Біологічна активність йодтиронінів обумовлена ​​незв'язаною фракцією. Т 3 – основна біологічно активна форма йодтиронінів; його спорідненість до рецептора клітин-мішеней у 10 разів вища, ніж у Т 4 . У периферичних тканинах в результаті дейодування частини Т 4 по п'ятому вуглецевому атому утворюється так звана "реверсивна" форма Т 3 яка майже повністю позбавлена ​​біологічної активності. Інші шляхи метаболізму йодтиронінів включають повне дейодування, дезамінування або декарбоксилювання. Йодовані продукти катаболізму йодтиронінів кон'югуються в печінці з глюкуроновою або сірчаною кислотами, секретуються з жовчю, в кишечнику знову всмоктуються, дейодуються в нирках і виділяються із сечею.

Механізм дії та біологічні функції йодтиронінів. Клітини-мішені йодтиронінів мають 2 типи рецепторів до цих гормонів. Основні ефекти йодтиронінів - результат їх взаємодії з високоспецифічними рецепторами, які в комплексі з гормонами постійно перебувають у ядрі та взаємодіють із певними послідовностями ДНК, беручи участь у регуляції експресії генів. Інші рецептори розташовані в плазматичній мембрані клітин, але це не ті ж білки, що в ядрі. Вони мають нижчу спорідненість до йодтиронінів і, ймовірно, забезпечують зв'язування гормонів для утримання їх у безпосередній близькості до клітини. При фізіологічній концентрації йодтиронінів їхня дія проявляється у прискоренні білкового синтезу, стимуляції процесів росту та клітинного диференціювання. Щодо цього йодтироніни - синергісти гормону росту. Крім того, Т3 прискорює транскрипцію гена гормону росту. У тварин при дефіциті Т3 клітини гіпофіза втрачають здатність до синтезу гормону росту. Дуже високі концентрації Т3 гальмують синтез білків і стимулюють катаболічні процеси, показником чого є негативний азотистий баланс. Метаболічні ефекти йодтиронінів відносять в основному до енергетичного метаболізму, що проявляється у підвищенні поглинання клітинами кисню. Цей ефект проявляється у всіх органах, крім мозку, РЕМ та гонад. У різних клітинах Т 3 стимулює роботу Nа + К + -АТФ-ази, на що витрачається значна частина енергії, що утилізується клітиною. У печінці йодтироніни прискорюють гліколіз, синтез холестеролу та синтез жовчних кислот. У печінці та жировій тканині Т 3 підвищує чутливість клітин до дії адреналіну та побічно стимулює ліполіз у жировій тканині та мобілізацію глікогену в печінці. У фізіологічних концентраціях Т 3 збільшує у м'язах споживання глюкози, стимулює синтез білків та збільшення м'язової маси, підвищує чутливість м'язових клітин до дії адреналіну. Йодтироніни також беруть участь у формуванні реакції у відповідь на охолодження збільшенням теплопродукції, підвищуючи чутливість симпатичної нервової системи до норадреналіну і стимулюючи секрецію норадреналіну.

Захворювання щитовидної залози Гормони щитовидної залози необхідні нормального розвитку людини.

Гіпотиреоз у новонароджених призводить до розвитку кретинізму, який проявляється множинними вродженими порушеннями та тяжкою незворотною затримкою розумового розвитку. Гіпотиреозрозвивається внаслідок недостатності йодтиронінів. Зазвичай гіпотиреоз пов'язаний із недостатністю функції щитовидної залози, але може виникати і при захворюваннях гіпофіза та гіпоталамуса.

Найбільш важкі форми гіпотиреозу, що супроводжуються слизовим набряком шкіри та підшкірної клітковини, позначають терміном "мікседема" (Від грец. туха- слиз, oedema -набряк). Набряклість обумовлена ​​надлишковим накопиченням глікозаміногліканів і води. У підшкірній клітковині накопичується глюкуронова і меншою мірою хондроїтинсерна кислота. Надлишок глікозаміногліканів викликає зміни колоїдної структури міжклітинного матриксу, посилює його гідрофільність і зв'язує іони натрію, що призводить до затримки води. Характерні прояви захворювання: зниження частоти серцевих скорочень, млявість, сонливість, непереносимість холоду, сухість шкіри. Ці симптоми розвиваються внаслідок зниження основного обміну, швидкості гліколізу, мобілізації глікогену та жирів, споживання глюкози м'язами, зменшення м'язової маси та зниження теплопродукції. У разі гіпотиреозу в дітей віком старшого віку спостерігають відставання у зростанні без затримки розумового розвитку. В даний час у дорослих людей частою причиною гіпотиреозу є хронічний аутоімунний тиреоїдит, що призводить до порушення синтезу йодтиронінів. зоб Хашімото).

Гіпотиреоз може бути також результатом недостатнього надходження йоду в організм. ендемічний зоб. Ендемічний зоб (нетоксичний зоб) часто зустрічається у людей, що живуть у районах, де вміст йоду у воді та ґрунті недостатньо. Якщо надходження йоду в організм знижується (нижче 100 мкг/добу), то зменшується продукція йодтиронінів, що призводить до посилення секреції ТТГ (через ослаблення дії йодтиронінів на гіпофіз механізмом негативного зворотного зв'язку), під впливом якого відбувається компенсаторне збільшення розмірів щитовидної залози. (Гіперплазія), але продукція йодтиронінів при цьому не збільшується.

Гіпертиреоз виникає внаслідок підвищеної продукції йодтиронінів. Дифузний токсичний зоб (Базедова хвороба, хвороба Грейвса) - найбільш поширене захворювання щитовидної залози. При цьому захворюванні відзначають збільшення розмірів щитовидної залози (зоб), підвищення концентрації йодтиронінів у 2-5 разів та розвиток тиреотоксикозу. Характерні ознаки тиреотоксикозу: збільшення основного обміну, почастішання серцебиття, м'язова слабкість, зниження маси тіла (незважаючи на підвищений апетит), пітливість, підвищення температури тіла, тремор та екзофтальм (витрішкуватість). Ці симптоми відображають одночасну стимуляцію йодтиронінами як анаболічних (зростання та диференціювання тканин), так і катаболічних (катаболізм вуглеводів, ліпідів та білків) процесів. Більшою мірою посилюються процеси катаболізму, що свідчить негативний азотистий баланс. Гіпертиреоз може виникати в результаті різних причин: розвиток пухлини, тиреоїдит, надлишкове надходження йоду та йодсотримаючих препаратів, аутоімунні реакції. Хвороба Грейвса виникає внаслідок утворення антитіл до тиреоїдних антигенів. Один із них, імуноглобулін (IgG), імітує дію тиреотропіну, взаємодіючи з рецепторами тиреотропіну на мембрані клітин щитовидної залози. Це призводить до дифузного розростання щитовидної залози та надмірної неконтрольованої продукції Т 3 і Т 4 оскільки освіта IgG не регулюється за механізмом зворотного зв'язку. Рівень ТТГ при цьому захворюванні знижений через пригнічення функції гіпофіза високими концентраціями йодтиронінів.

120. Регуляція енергетичного метаболізму, роль інсуліну та контрінсулярних гормонів у забезпеченні гомеостазу.

Основні харчові речовини (вуглеводи, жири, білки) окислюються в організмі зі звільненням вільної енергії, яка використовується в анаболічних процесах та при здійсненні фізіологічних функцій. Енергетична цінність основних харчових речовин виражається в кілокалоріях і становить: для вуглеводів – 4 ккал/г, для жирів – 9 ккал/г, для білків – 4 ккал/г. Дорослій здоровій людині на добу потрібно 2000-3000 ккал (8000-12 000 кДж) енергії. При звичайному ритмі харчування проміжки між прийомами їжі становлять 4-5 год з 8-12-годинною нічною перервою. Під час травлення та абсорбтивного періоду (2-4 години) основні енергоносії, що використовуються тканинами (глюкоза, жирні кислоти, амінокислоти), можуть надходити безпосередньо з травного тракту. У постабсорбтивному періоді та при голодуванні енергетичні субстрати утворюються в процесі катаболізму депонованих енергоносіїв. Зміни у споживанні енергоносіїв та енергетичних витратах координуються шляхом чіткого регулювання метаболічних процесів у різних органах та системах організму, що забезпечує енергетичний гомеостаз. Основну роль у підтримці енергетичного гомеостазу відіграють гормони інсулін та глюкагон, а також інші контрінсулярні гормони - адреналін, кортизол, йодтироніни та соматотропін. Інсулін і глюкагон відіграють головну роль у регуляції метаболізму при зміні абсорбтивного та постабсорбтивного періодів та при голодуванні. Абсорбтивний період характеризується тимчасовим підвищенням концентрації глюкози, амінокислот та жирів у плазмі крові. Клітини підшлункової залози відповідають це підвищення посиленням секреції інсуліну і зниженням секреції глюкагону. Збільшення відношення інсулін/глюкагон викликає прискорення використання метаболітів для запасання енергоносіїв: відбувається синтез глікогену, жирів та білків. Режим запасання включається після прийому їжі та змінюється режимом мобілізації запасів після завершення травлення. Тип метаболітів, які споживаються, депонуються та експортуються, залежить від типу тканини. Головні органи, пов'язані зі змінами потоку метаболітів при зміні режимів мобілізації та запасання енергоносіїв, - печінка, жирова тканина та м'язи.

Зміни метаболізму в печінці в абсорбтивному періоді

Після прийому їжі печінка стає головним споживачем глюкози, що надходить із травного тракту. Майже 60 з кожних 100 г глюкози, що транспортується портальною системою, затримується у печінці. Збільшення споживання печінкою глюкози - не результат прискорення її транспорту в клітини (транспорт глюкози в клітини печінки не стимулюється інсуліном), а наслідок прискорення метаболічних шляхів, в яких глюкоза перетворюється на форми енергоносіїв, що депонуються: глікоген і жири. При підвищенні концентрації глюкози в гепатоцитах відбувається активація глюкокінази, що перетворює глюкозу на глюкозо-6-фосфат. Глюкокіназа має високе значення m для глюкози, що забезпечує високу швидкість фосфорилювання при високих концентраціях глюкози. Крім того, глюкокіназа не пригнічується глюкозо-6-фосфатом (див. розділ 7). Інсулін індукує синтез мРНК глюкокінази. Підвищення концентрації глюкозо-6-фосфату в гепатоцитах зумовлює прискорення синтезу глікогену. Цьому сприяють одночасна інактивація глікогенфосфорилази та активація глікогенсинтази. Під впливом інсуліну в гепатоцитах прискорюється гліколіз у результаті підвищення активності та кількості ключових ферментів: глюкокінази, фосфофруктокінази та піруваткінази. У той же час відбувається гальмування глюконеогенезу внаслідок інактивації фруктозо-1,6-бісфосфатази та зниження кількості фосфоенолпіруваткарбоксикінази – ключових ферментів глюконеогенезу. Підвищення концентрації глюкозо-6-фосфату в гепатоцитах в абсорбтивному періоді поєднується з активним використанням NADPH для синтезу жирних кислот, що сприяє стимуляції пентозофосфатного шляху. Прискорення синтезу жирних кислот забезпечується доступністю субстратів (ацетил-КоА та NADPH), що утворюються при метаболізмі глюкози, а також активацією та індукцією ключових ферментів синтезу жирних кислот. В абсорбтивному періоді у печінці прискорюється синтез білків. Однак кількість амінокислот, що надходять у печінку з травного тракту, перевищує можливості їх використання для синтезу білків та інших азотовмісних сполук. Надлишок амінокислот або надходить у кров і транспортується в інші тканини, або дезамінується з подальшим включенням безазотистих залишків до загального шляху катаболізму.

Зміни метаболізму в адипоцитах. Основна функція жирової тканини – запасання енергоносіїв у формі триацилглі-церолів. Під впливом інсуліну прискорюється транспорт глюкози до адипоцитів. Підвищення внутрішньоклітинної концентрації глюкози та активація ключових ферментів гліколізу забезпечують утворення ацетил-КоА та гліцерол-3-фосфату, необхідних для синтезу ТАГ. Стимуляція пентозофосфатного шляху забезпечує утворення NADPH, необхідного для синтезу жирних кислот. Проте біосинтез жирних кислот de novoу жировій тканині людини протікає з високою швидкістю лише після попереднього голодування. При нормальному ритмі харчування для синтезу ТАГ використовуються переважно жирні кислоти, що надходять з ХМ і ЛПОНП під дією ЛП-ліпази. Разом з тим, при збільшенні відношення інсулін/глюкагон гормончутлива ТАГ-ліпаза знаходиться в дефосфорильованій неактивній формі, і процес ліполізу гальмується.

Зміна метаболізму в м'язах в абсорбтивному періоді. В абсорбтивному періоді під впливом інсуліну прискорюється транспорт глюкози до клітин м'язової тканини. Глюкоза фосфорилюється та окислюється для забезпечення клітини енергією, а також використовується для синтезу глікогену. Жирні кислоти, що надходять з ХМ та ЛПДНЩ, у цей період відіграють незначну роль в енергетичному обміні м'язів. Потік амінокислот у м'язи та біосинтез білків також збільшуються під впливом інсуліну, особливо після прийому білкової їжі.

Термін запропонований С. Кохеном у 1974р.

Цитокіни – група гормоноподібних білків і пептидів, з молекулярною масою від 8 до 90 кДа, часто глікозильованих, що синтезуються і секретуються клітинами імунної системи та іншими типами клітин.

Від гормонів цитокіни відрізняються лише частково: вони продукуються не залозами внутрішньої секреції, а різними типами клітин; крім того, вони контролюють набагато ширший спектр клітин-мішеней у порівнянні з гормонами.

Різноманітні біологічні функції цитокінів поділяються на групи [Перцева Т.А., Конопкіна Л.І. Інтерферони та їх індуктори // Український хіміотерапевтичний журнал. – 2001. _ №2. - С. 62-67.]:

· Вони керують розвитком та гомеостазом імунної систем;

· здійснюють контроль за зростанням та диференціюванням клітин крові (Системою гемопоезу);

· беруть участь у неспецифічних захисних реакціях організму, впливаючи на запальні процеси, зсідання крові, кров'яний тиск;

· цитокіни беруть участь у регуляції росту, диференціювання та тривалості життя клітин, а також в управлінні апоптозом.

За структурою виділяють кілька різновидів молекул цитокінів, кожен із яких кодується власними генами. Складаються цитокіни з одного - двох, рідше більше, поліпептидних (гомо-і гетерологічних) ланцюгів (мономери, димери, тримери) з молекулярною масою від 8 до 90 кДа, в основному 15-35 кДа. Переважна більшість з них як характерний структурний елемент містить 4 б-спіралі і лише для небагатьох (ІЛ-1, ФНП, що трансформує фактор росту) характерно переважання в-шарової структури.

Клітини-продуценти цитокінів

Можна виділити 3 відносно автономні групи клітин – продуцентів цитокінів (табл. 1). Це

· стромальні сполучнотканинні клітини, які виробляють цитокіни і відповідальні переважно за гемопоез;

· моноцити/макрофаги, які є продуцентами цитокінів – медіаторів запалення;

· Лімфоцити, що виробляють лімфокіни, які забезпечують розвиток антигенспецифічної складової імунної відповіді.

Таблиця 1.

Основні типи клітин – продуцентів цитокінів

Клітини-продуценти	Індуктори цитокінів	Кінетика виробітку	Продуковані цитокіни
Стромальні клітини (фібробласти, ендотеліальні клітини)	Контактні взаємодії, бактеріальні продукти	В межах години мРНК через 3-4год пік секреції цитокінів	ГМ, Р, М-КСФ; ІНФв, ІЛ-6,7,8,11
Моноцити/макрофаги	Бактерії та їх продукти, поліелекроліти, форблові ефіри	В межах години мРНК, через 6-14год. пік секреції цитокінів	ІЛ-1,6; ФНОб, ІЛ-10, 12, 15; ГМ, Р, М-КСФ, ТФРв, ІНФб, хемокіни.
	Зв'язування антигену/мітогену через TCR-CD3/CD28+ІЛ-12	Через 5-8 годин мРНК, через 10-48ч пік ​​секреції цитокіну	ІЛ-2, ІНФг, ФНОб та в, ІЛ-3, ГМ-КСФ, хемокіни
	Зв'язування антигену/мітогену+ІЛ-4	Через 5-8 годин мРНК, через 24-48ч пік ​​секреції цитокінів	ІЛ-4,5,6,9,10,13,3; ГМ-КСФ, хемокіни

Всі клітини-продуценти цитокінів характеризуються своїм власним типом відповіді на активуючі впливи і природою активаторів, а також власним набором, що хоч і значно перекривається, продукованих ними цитокінів (табл. 1) і тими процесами, реалізацію яких вони забезпечують.

У нормі рівень продукції цитокінів стромальними клітинаминевисокий. Стимулами для вироблення цих цитокінів без пошкоджень і патогенних факторів служать, мабуть, контакти з кровотворними клітинами. Бактеріальні продукти істотно посилюють вироблення зазначених цитокінів, причому це відбувається не тільки в кровотворних органах, але і в осередках агресії, що призводить до формування екстрамедулярних вогнищ кровотворення. В умовах активації аналогічну активність виявляють епітеліальні клітини шкіри та слизових оболонок.

Вироблення цитокінів (монокінів) клітинами мієлоїдно-моноцитарного походженняіндукується головним чином під впливом бактеріальних продуктів. Викликати її можуть також багато метаболітів, самі цитокіни, пептидні фактори, поліелектроліти, а також контакти з навколишніми клітинами, процеси адгезії та фагоцитозу. Активація цитокінових генів відбувається в моноцитах і макрофагах в межах 1год, і в найближчий час цитокін вже можна виявити в середовищі. Серед цитокінів, що виділяються цими клітинами, переважають фактори, що беруть участь у розвитку запалення. Їх називають монокінами.

Третю групу клітин - продуцентів цитокінів ( лімфокінів) складають лімфоцити. Практично всі різновиди лімфоцитів здатні виділяти цитокіни, проте «професійними» продуцентами є СD4 + -клітини-хелпери. Лімфоцити, що покоїться, не продукують гуморальних факторів. Активація клітин здійснюється внаслідок зв'язування антигенрозпізнаючих рецепторів та корецепторів. Найраніший з лімфокінів – ІЛ-2 – з'являється у цитоплазмі Т-клітин через 2 години після стимуляції; інші лімфокіни виробляються значно пізніше і у певній послідовності: ІЛ-4 через 4 години, ІЛ-10 через 6 годин, ІЛ-9 через 24 години. Пік вироблення різних лімфокінів варіює: 12 год для ІЛ-2, 48 год для ІЛ-4 та 5, 72 год для ІЛ-9 та ІФНг. Ця послідовність відбиває процеси диференціювання Т-хелперів.

Цитокіни починають синтезуватися клітинами лише за наявності чужорідного агента в організмі. Це сприяє розвитку імунної реакції, що охороняє сталість внутрішнього середовища організму від усього генетично чужорідного (рис. 1).

Мал. 1.

Після виділення клітинами-продуцентами цитокіни мають короткий період напіввиведення із кровотоку. До 50% циркулюючих цитокінів інтерналізується протягом 30 хвилин. Виведення катаболізованих цитокінів з організму здійснюється печінкою та нирками. Секреція цитокінів – короткостроковий процес. Кодуюча цитокіни мРНК нестабільна, що у поєднанні з короткостроковістю транскрипції генів цитокінів призводить до короткостроковості їхнього біосинтезу. [Кольман Я., Рем До.-Р., Наочна біохімія, видавництво "Світ", стор.378-379].

Говорячи про особливості цитокінів, слід враховувати таке:

1. Один цитокін може продукуватись більш ніж одним типом клітин;

2. Одна клітина може продукувати більше одного цитокін;

3. Один цитокін може діяти більш ніж один тип клітин;

4. Більш ніж один цитокін може індукувати однакову функцію конкретно взятого типу клітин. [ Драннік Г. Н. Клінічна імунологія та алергологія, МІА, Москва 2003р. С. 98-99.].

Маючи широкий спектр біологічної активності, вони визначають як адекватний рівень імунної відповіді, а й регулюють взаємодії головних біологічних інтегративних систем організму - нервової, імунної і эндокринной.

Цитокіни взаємопов'язані та утворюють цілісну систему взаємодіючих елементів – цитокінову мережу.

Ряд гормонів продукується сукупністю клітин чи окремими клітинами, не організованими анатомічно як залози. Ці клітини знаходяться у різних тканинах та органах (рис. 27–1). До них відносяться нейросекреторні клітини гіпоталамуса, ендокринні клітини острівців. Лангерхансапідшлункової залози (a-, b-, d-клітини), ендокринні клітини шлунково-кишкового тракту (що продукують гастрин, глюкагон, мотилін, секретин, соматостатин, холецистокінін, гастрин-рилізинг гормон), інтерстиціальні клітини нирок (що виробляють ПгE 2 та Лейдігаяєчка (продукуючі андрогени), фолікулярні клітини яєчника (утворюють естрадіол, естрон, естріол, Пг) та його жовте тіло (що продукує прогестерон та естрогени), кардіоміоцити правого передсердя (синтезують атріопептин Пг, лейцин-енкефалін), епітеліальні клітини вилочкової залози (тимусу), що виробляють пептидні гормони тимопоетин та тимозини.

Гормон

Термін «гормон» застосовують для позначення секретованого клітинами у внутрішнє середовище організму БАВ, що зв'язується з рецепторами клітин-мішеней і змінює режим їх функціонування. Таким чином, гормони виступають у ролі регуляторів активності клітин.

До гормонів відносяться продуковані ендокринними клітинами БАВ.

У широкому сенсі гормонами є і деякі інші БАВ: імунна система, що виробляється, фактори росту, цитокіни.

Хімічна структура БАВ різна. Основні їх класи: олігопептиди (наприклад, нейропептиди), поліпептиди (наприклад, інсулін), глікопротеїни (наприклад, ТТГ), стероїди (наприклад, альдостерон і кортизол), похідні тирозину (наприклад, йодовмісні гормони щитовидної залози: трийод - T 4), похідні ретиноєвої кислоти, ейкозаноїди (наприклад, Пг та простацикліни).

Рецептори гормонів та другі посередники

Рецептор гормону - білкова молекула, розташована на поверхні цітолеми, в цитоплазмі або в ядрі, яка специфічно взаємодіє з певним гормоном і передає сигнал другим посередникам. Докладніше про рецептори та гормони див. розділ «Міжклітинні інформаційні сигнали» у розділі 4 «Патологія клітини», а також у додатку «Довідник термінів».

Варіанти впливу гормонів на клітини-мішені

На відстані від клітини-продуцента гормону до клітини-мішені розрізняють ендокринний, паракринний та аутокринний варіанти регуляції.

Ендокринна, або дистантнарегуляція. Секреція гормону відбувається у внутрішнє середовище. Клітини – мішені можуть відстояти від ендокринної клітини як завгодно далеко. Приклад: секреторні клітини ендокринних залоз, гормони яких надходять у систему загального кровотоку.

Паракриннерегуляція. Продуцент біологічно активної речовини та клітина-мішень розташовані поруч. Молекули гормону досягають мішені шляхом дифузії у міжклітинній речовині. Наприклад, у парієтальних клітинах залоз шлунка секрецію H+ стимулюють гастрин і гістамін, а пригнічують соматостатин та Пг, секретовані поруч розташованими клітинами.

Автокрінарегуляція. При аутокринній регуляції клітина-продуцент гормону має рецептори до цього ж гормону (іншими словами, клітина-продуцент гормону водночас є його мішенню). Приклади: ендотеліни, що виробляються клітинами ендотелію та впливають на ці ж ендотеліальні клітини; Т-лімфоцити, що секретують інтерлейкіни, що мають мішенями різні клітини, у тому числі і Т-лімфоцити.

Гормони - біологічно активні сполуки, що виробляються в кров залозами внутрішньої секреції та впливають на обмін речовин. Відомо понад 50 гормонів. 10 – 10 ммоль/л – фізіологічна концентрація гормонів. -6 -

Секреція гормонів стимулюється зовнішніми та внутрішніми сигналами, що надходять до ЦНС. Сигнали надходять до гіпоталамусу, де стимулюють синтез рилізинг-гормонів: ліберинів (7), статинів (3). Рилізинг-гормони стимулюють або гальмують синтез тропних гормонів гіпофіза, які стимулюють синтез та секрецію гормонів ендокринних залоз. Зміна концентрації метаболітів у клітинах-мішенях пригнічує синтез гормонів, діючи на ендокринні залози чи гіпоталамус. Синтез тропних гормонів пригнічується гормонами периферичних заліз.

Особливості дії гормонів на органи та тканини дистантність, висока біологічна активність 10 М, специфічність, діють на органи – мішені, органи-мішені мають рецептори (глікопротеїни). -7 Рецептор для інсуліну

Кінцеві ефекти дії гормонів: зміна проникності клітинних мембран, зміна активності внутрішньоклітинних ферментів, зміна інтенсивності синтезу білків (через регуляцію їх синтезу).

Швидкість виділення гормонів змінюється протягом доби (добові ритми). Більше гормонів виділяється взимку, менше влітку. Є вікові особливості виділення гормонів. Виділення гормонів може змінитися у будь-якому віці, що веде до порушення обміну речовин та розвитку патології. Нестача тироксину призводить до кретинізму, надлишок – до токсичного зобу. Нестача інсуліну веде до розвитку цукрового діабету, надлишок – до гіперінсулінізму.

Порушення гормональної регуляції можуть виникати внаслідок розладу вищої нейрогормональної регуляції діяльності ендокринної залози (порушення управління), через пряме ураження залози (інфекція, пухлина, інтоксикація, травма), як прояв недостатності субстрату (порушується синтез гормону). як порушення секреції, транспорту гормону, через зміни умов дії гормонів (електролітне середовище тканини) порушення рецепторів: - поява антитіл проти рецепторів; ).

Гіпосекреція гормонів залежить від генетичних факторів (відсутність ферменту синтезу гормону), дієтичних факторів (гіпотиреоз через недостатність йоду в дієті), токсичних факторів (некроз кори надниркових залоз під дією похідних інсектицидів), імунологічних факторів (поява антитіл, руйнування) , туберкульозу, пухлини.

Гіперсекреція гормонів при гормонально активних пухлинах (акромегалія при пухлині гіпофіза), при аутоімунні процеси (при тиреотоксикозі).

Період напівжиття – час існування гормону у крові адреналін існує у крові секунди, стероїдні гормони – годинник, тиреоїдні гормони – дні. У периферичних тканинах деякі гормони перетворюються на активніші сполуки.

Класифікація гормонів за місцем виробітку, за хімічною природою, за впливом на обмін речовин, за типом гуморального впливу.

Класифікація гормонів щодо впливу на обмін речовин По відношенню до обміну білків виділяють катаболіки та анаболіки. По дії на вуглеводний обмін - гіперглікемічні та гіпоглікемічні. Стосовно обміну ліпідів – ліполітичні та ліпогенетичні.

Класифікація гормонів на кшталт гуморального впливу Гормональний вплив. З клітини-продуцента гормон надходить у кров і зі струмом крові підходить до органу-мішені, діючи дистантно. Паракрінний вплив. З клітини-продуцента гормон надходить у позаклітинний простір та діє на клітини-мішені, які розташовані поблизу. Ізокринний вплив. З клітини-продуцента гормон надходить у позаклітинний простір і тісно контактує з ним клітину-мішень. Нейрокринний вплив. Гормон секретується у синаптичну щілину. Аутокринний вплив. Клітина-продуцент є і клітиною-мішенню.

Класифікація гормонів за хімічною природою Білки: прості – інсулін, СТГ, складні – ТТГ, ФСГ, Пептиди: вазопресин, окситоцин, глюкагон, тиреокальцитонін, АКТГ, соматостатин. Похідні АМК: адреналін, тироксин. Гормони стероїдної природи. Похідні жирних кислот: простагландини.

Класифікація гормонів з локалізації рецепторів Гормони, що зв'язуються з внутрішньоклітинними рецепторами у клітинах-мішенях. До них відносяться стероїдні та тиреоїдні гормони. Усі вони ліпофільні. Після секреції зв'язуються з транспортними білками, проходять крізь плазматичну мембрану та зв'язуються з рецептором у цитоплазмі чи ядрі. Утворюється комплекс гормон-рецепторів. Він транспортується в ядро, взаємодіє з ДНК, активуючи або інгібуючи гени, що призводить до індукції або репресії синтезу білка, зміни кількості білків (ферментів). Основний ефект досягається лише на рівні транскрипції генів.

Механізм дії ліпофільних гормонів Секреція гормону Зв'язування з транспортними білками Транспорт крізь плазматичну мембрану Зв'язування з рецептором у цитоплазмі або ядрі Утворення комплексу гормон-рецептор Транспорт комплексу в ядро ​​Взаємодія з ДНК Індукція синтезу білка Зміна кількості білків (ферментів) А

Гормони, що з рецепторами лежить на поверхні клітини водорозчинні, білкової природи, Гормон діє рецептор, та був дія йде через вторинних посередників: ц. АМФ, ц. ГМФ, кальцій, інозитол-3-фосфат (І-3-Ф), діацилгліцерол (ДАГ). Так діють гормони: СТГ, пролактин, інсулін, окситоцин, фактор росту нервів.

Циклічні нуклеотиди - універсальні посередники дії різних факторів на клітини та організм. АТФ ц. АМФ + ФФн ГТФ ГМФ + ФФн гуанілатциклаза аденілатциклаза

Аденілатциклаза має дві субодиниці: рецепторну, каталітичну. Гормон взаємодіє з рецепторною субодиницею, що переводить каталітичну в активний стан.

Білок G вбудований у мембрану та в комплексі з іонами магнію та ГТФ активує аденілатциклазу. Перетворення сигналу G-білками

Рецептор гормону, білок G, аденілатциклаза – 3 незалежні білки, які пов'язані функціонально.

ц. АМФ вторинний посередник для АКТГ, ТТГ, ФСГ, ЛГ, МСГ, вазопресину, катехоламінів, глюкагону, паратгормону, кальцитоніну, секретину, тироліберину, ліпотропіну.

Гормони, що інгібують аденілатциклазу ацетилхолін, соматостатин, ангіотензин II, фосфодіестераза каталізує перетворення циклічних нуклеотидів на нециклічні 5-нуклеозидмонофосфати.

Гуанілатциклаза – гем-місткий фермент. NO при взаємодії з гемом гуанілатциклази сприяє швидкому утворенню ц. ГМФ, що знижує чинність серцевих скорочень. ц. ГМФ діє через протеїнкіназу.

Механізм дії Зміст кальцію всередині клітин мало. 1. Гормон діє на рецептор G-білок Са надходить у клітину Са діє активність ферментів, іонних насосів, каналів проникності.

2. Механізм дії: Са-кальмодулін Ініціація Фосфорилювання протеїнкінази білків

Комплекс Са-кальмодулін змінює активність ферментів двома способами: 1. шляхом прямої взаємодії з ферментом-мішенню, 2. через активовану цим комплексом протеїнкіназу. активує аденілатциклазу лише при низьких концентраціях кальцію, а при подальшому підвищенні концентрації кальцію відбувається пригнічення аденілатциклази. здатний активувати фосфодіестеразу ссавців.

Ферменти, регульовані Са-кальмодуліном аденілатциклаза, фосфодіестераза, глікогенсинтаза, гуанілатциклаза, піруваткіназа, піруватдегідрогеназа, піруваткарбоксилаза, фосфоліпаза А2, міозинкіназа. Са-кальмодулін – вторинний посередник для вазопресину та катехоламінів.

Фосфатидилінозитол-4,5-бісфосфат попередник двох вторинних посередників (діацилгліцерол, інозитол-3-фосфату), знаходиться з внутрішньої сторони плазматичної мембрани і піддається гідролізу у відповідь на сигнал від рецептора.

Діацилгліцерол та інозитол-3-фосфат - вторинні посередники для вазопресину, брадикініну, ангіотензину II, серотоніну.

Інозитол-3-фосфат підвищує концентрацію кальцію: 1. кальцій вивільняється з ендоплазматичного ретикулуму клітини, мітохондрій; 2. регулює вхід кальцію через канал.

Діацилгліцерол підвищує спорідненість протеїнкінази С та кальцію. Протеїнкіназа С фосфорилює багато білків. Діацилгліцерол – вторинний посередник для: АКТГ, серотоніну, ЛГ.

У структурі мембранних рецепторів виділяють 3 функціонально різних ділянки 1. Забезпечує впізнавання та зв'язування гормону. 2. Трансмембранний. 3. Цитоплазматична ділянка. У інсуліну це тирозинкіназа.

Простагландини – гідроксильовані продукти перетворення поліненасичених жирних кислот. являють собою тканинні гормони, що не є істинними гормонами, але служать вторинними посередниками, складаються з 20 атомів вуглецю і включають циклопентанове кільце. В організмі людини існує 14 простагландинів.

Залежно від структури п'ятичленного кільця простагландини ділять на 4 групи: А, Б, Е, Ф. Число подвійних зв'язків вказують як індексу: ПГА 1 Субстрат для освіти простагландинів – арахідонова кислота. Інгібітори біосинтезу простагландинів: група саліцилової кислоти, сульфаніламіди.

Біологічна роль простагландинів сприяють скороченню матки під час пологів, антиадгезивна дія, перешкоджають тромбозам, прозапальну дію, антиліполітичний ефект, інсуліноподібну дію на обмін глюкози в жировій тканині, регулюють нирковий кровотік, підвищують діурез, ПГЕ та ПГФ; здатність міокарда, антисекреторний ефект, антиульцерогенна дія, медіатори лихоманки

Застосування простагландинів при астмі, для лікування тромбів, зниження артеріального тиску, для стимуляції родової діяльності.

Тромбоксани синтезуються в тромбоцитах, тканинах мозку, легень, селезінці, нирках. викликають: - агрегацію тромбоцитів, - потужну судинозвужувальну дію

Простацикліни синтезуються в: ендотелії судин, міокарді, матці, слизової шлунка.

Лейкотрієни сприяють скороченню гладкої мускулатури дихальних шляхів, ШКТ, регулюють тонус судин, мають судинозвужувальну дію. Основні біологічні ефекти лейкотрієнів пов'язані із запаленням, алергією, анафілаксією, імунними реакціями.

Гормони білкової та пептидної структури гормони гіпофіза, гормони підшлункової залози, гормони гіпоталамуса. гормони щитовидної залози, гормони паращитовидних залоз.

Хімічна природа гормонів передньої частки гіпофіза СТГ – білок, ТТГ – глікопротеїн, АКТГ – пептид, ГТГ: пролактин – білок, ФСГ – глікопротеїн, ЛГ – глікопротеїн. β-ліпотропін – пептид.

Соматотропний гормон анаболік: стимулює синтез ДНК, РНК, білка, посилює проникність клітинних мембран для АМК, посилює включення АМК у білки протоплазми, зменшує активність внутрішньоклітинних протеолітичних ферментів, забезпечує енергією синтетичні процеси, посилює окислення жирів, спричиняє гіперглікемію, потім зі виснаженням інсулярного апарату, стимулює мобілізацію глікогену, підвищує глюконеогенез. під впливом СТГ період зростання кісток збільшується, стимулюються клітинні поділки, утворення хрящів.

Регуляція синтезу СТГ Регуляція секреції СТГ на кшталт зворотного зв'язку здійснюється у вентромедіальному ядрі гіпоталамуса. Соматоліберин – стимулюючий регулятор секреції. Соматостатин – гальмуючий регулятор, що інгібує мобілізацію кальцію. Ростостимулююча дія СТГ опосередковується ІФР-1 (інсуліноподібний фактор росту 1), який утворюється у печінці. ІФР-1 регулює секрецію СТГ, пригнічуючи вивільнення соматоліберину та стимулює вивільнення соматостатину. Особи з дефіцитом ІФР-1 позбавлені здатності до нормального зростання.

Стимули для секреції СТГ: гіпоглікемія, надходження надлишку білка в організм, естрогени, тироксин. Виділення СТГ сприяють: фізичні навантаження, сон (у перші 2 години після засинання).

Пригнічують секрецію СТГ надлишок вуглеводів та жирів у їжі, кортизол. При нестачі СТГ виникає гіпофізарний нанізм (карликовість).

Акромегалія виникає, якщо надлишок СТГ спостерігається після періоду статевого дозрівання (після заростання епіфізарних хрящів).

Тиреотропний гормон глікопротеїн, молекулярна маса близько 30 000, синтез і секреція ТТГ контролюються тіроліберином, зв'язується з рецепторами плазматичних мембран і активує аденілатциклазу, ТТГ стимулює всі стадії біосинтезу і секрецію триіодтироніну (Т 3) і синтез і нуклеїнових кислот у клітинах щитовидної залози

Адренокортикотропний гормон (АКТГ) пептид, синтез та секреція АКТГ контролюються кортиколіберином, регулює ендокринні функції надниркових залоз, АКТГ стимулює синтез та секрецію кортизолу.

АКТГ стимулює: 1. захоплення ЛПНГ, 2. гідроліз запасених ефірів холестерину в корі надниркових залоз і збільшення кількості вільного холестерину, 3. транспорт холестерину в мітохондрії, 4. зв'язування холестерину з ферментами, що перетворюють його на прегненолон.

Лютеїнізуючий гормон (ЛГ) глікопротеїн, продукція ЛГ регулюється гонадоліберином, регулює синтез та секрецію статевих гормонів та гаметогенез, зв'язується зі специфічними рецепторами плазматичних мембран та стимулює утворення прогестерону клітинами жовтих тіл та тестостерону клітинами Лейдіга, АМФ.

ФСГ глікопротеїн, продукція ФСГ регулюється гонадоліберином, регулює синтез та секрецію статевих гормонів та гаметогенез, стимулює секрецію естрогенів у яєчниках.

Пролактин білок, продукція пролактину регулюється пролактоліберином, бере участь в ініціації та підтримці лактації, підтримує активність жовтого тіла та продукцію прогестерону, діє на зростання та диференціювання тканин.

β-ліпотропін пептид діє через ц. АМФ, чинить жиромобілізуючу, кортикотропну, меланоцитостимулюючу дію, має гіпокальціємічну активність, чинить інсуліноподібний ефект.

Вазопресин і окситоцин синтезуються в нейронах гіпоталамуса, зв'язуються з білками нейрофізінами і транспортуються в нейросекреторні гранули гіпоталамуса, потім вздовж аксона в задню частку гіпофіза, де відбувається пострибосомальна добудова. Гормони задньої частки гіпофіза

Вазопресин стимулятор аденілатциклази: ц. АМФ утворюється в мембрані епітелію ниркових канальців, в результаті підвищується проникність для води, підвищує артеріальний тиск через стимуляцію скорочення гладкої мускулатури судин, сприяє зменшенню діурезу через вплив на канальцевий апарат нефрону, підвищення реабсорбції води.

Нецукровий діабет виникає через порушення: синтезу, транспорту, секреції вазопресину. При захворюванні на сечу втрачається до 40 л води на добу, виникає спрага. Нецукровий діабет буває при атрофії задньої частини гіпофіза. Синдром Пархана виникає через підвищену секрецію вазопресину. посилюється реабсорбція води у нирках, з'являються набряки.

Окситоцин стимулює скорочення гладкої мускулатури матки, гладких м'язів кишечника, уретри, стимулює скорочення м'язів навколо альвеол молочних залоз, сприяючи молоковіддачі. Окситоциназа руйнує гормон. При пологах її активність падає у 100 разів.

Гормони підшлункової залози Інсулін – перший гормон, для якого розшифровано білкову природу. Його вдалося отримати синтетичним шляхом. Інсуліноподібні речовини виробляються в печінці, нирках, ендотелії судин головного мозку, слинних залозах, гортані, сосочках язика.

Інсулін – простий білок. Складається з двох поліпептидних ланцюгів: а-і в-. а-ланцюг містить 21 амінокислотний залишок, в-ланцюг – 30. Інсулін синтезується у вигляді неактивного попередника проінсуліну, який шляхом обмеженого протеолізу перетворюється на інсулін. При цьому від проінсуліну відщеплюється С-пептид із 33 амінокислотних залишків.

Основний ефект інсуліну – підвищення проникності клітинних мембран глюкози. Інсулін активує: гексокіназну реакцію, синтез глюкокінази, гліколіз, усі фази аеробного розпаду, пентозний цикл, синтез глікогену, синтез жиру із глюкози. Інсулін пригнічує: розпад глікогену, глюконеогенез. Інсулін є анаболіком. сприяє синтезу глікогену, жиру, білка. має білоксберігаючий ефект, оскільки гальмує глюконеогенез з амінокислот.

Органи – мішені інсуліну та характер метаболічного впливу Антикатаболічний ефект Анаболічний ефект печінка гальмування глікогенолізу та глюконеогенезу активація синтезу глікогену та жирних кислот жирова тканина гальмування ліполізу активація синтезу гліцерину та жирних кислот м'язи гальмування розпаду білків активація синтезу Орган-мішень

Глюкагон виробляється а-клітинами острівців Лангерганса, складається з 29 АМК, молекулярна маса 3500. Органи-мішені: печінка, жирова тканина. Чинить глюкагон через ц. АМФ. Рецепторами є ліпопротеїни мембран.

Біологічна роль глюкагону стимулює фосфороліз глікогену печінки, стимулює глюконеогенез, посилює ліполіз у жировій тканині та печінці, збільшує клубочкову фільтрацію, прискорює струм крові, сприяє екскреції солі, сечової кислоти, стимулює протеоліз, збільшує кетогенез, печінки.

Соматостатин пептид, пригнічує секрецію СТГ, інгібує секрецію інсуліну та глюкагону, виділений з гіпоталамуса, секретується у підшлунковій залозі, шлунку.

Катехоламіни (адреналін, норадреналін, дофамін); гормони мозкового шару надниркових залоз, похідні тирозину. Органи-мішені: печінка, м'язи. Секреція гормонів порушується симпатичними нервами.

Механізм дії через ц. АМФ, у клітину не проникають, через зміну концентрації іонів кальцію. Обидва гормони викликають гіпертонію.

Відмінності адреналіну і норадреналіну Адреналін Норадреналін Вільна СН 3 група Вільна NH 2 група Збуджує в-рецептори зіниця Діє слабше

Біохімічна дія адреналіну посилює розпад глікогену в печінці, викликаючи гіперглікемію, посилює розпад глікогену у м'язах, при цьому збільшується концентрація молочної кислоти, стимулює фосфорилазу, інгібує глікогенсинтазу, пригнічує секрецію інсуліну (збереження глюкози для ЦНС).

Норадреналін у 4 -8 разів слабший за адреналін діє на а-адренергічні рецептори через зміну концентрації кальцію (впливає на скорочення гладких м'язів),

Катехоламіни не проникають через гематоенцефалічний бар'єр (ГЕБ). Їхня присутність у мозку пояснюється місцевим синтезом. При деяких захворюваннях ЦНС (хвороби Паркінсона) спостерігається порушення синтезу дофаміну у мозку. Дофа легко проходить через гематоенцефалічний бар'єр і служить ефективним засобом для лікування хвороби Паркінсона. α-метил-ДОФА конкурентно інгібує ДОФА-карбоксилазу та використовується для лікування гіпертонії.