Гормональная регуляция обмена веществ 1 Механизмы передачи гормональных

Гормональная регуляция обмена веществ 1. Механизмы передачи гормональных сигналов. Гормоны гипоталамуса, гипофиза Med-Edu. ru - Медицинское Видео e-meil: ebogatyrova@gmail. com

Гормоны – класс регуляторных молекул, синтезируемых специальными клетками Гормоны (греч. hormao – возбуждать), вырабатываемые специализированным и клетками и регулирующие обмен веществ в отдельных органах и во всем организме в целом.

Болезнь – это расстройство систем сигнализации

Принцип организации сигнальный путей Синтез сигнальной молекулы (лиганда) клетками. Транспорт сигнальной молекулы к клетке-мишени. Взаимодействие с R. Инициация внутриклеточного пути переноса сигнала. Изменение метаболизма, функции или развития клетки – мишени Выключение сигнала

Особенности биологического действия гормонов 1. Низкая концентрация в крови (10 -6 – 10 -12 М). 2. Обязательная связь с R, включающим каскадный механизм усиления гормонального сигнала 3. Изменение cкорости синтеза ферментов или их активности; изменение проницаемости мембран. 4. Регуляция секреции по принципу прямой и/или обратной связи. Гормоны могут действовать: • · на весь организм в целом (СТГ, тироксин); • · на ткани-мишени (инсулин регулирует поступление глю козы в мышечную и жировую ткани); • · на одну ткань-мишень (ТТГ, АКТГ).

Нарушения гормонального равновесия: Недостаток Г (генетический дефект, аутоиммунный процесс, деструктивные опухоли) Избыточная секреция Г Синтез аномального Г (генетические мутации) Резистентность к гормону - это нарушение чувствительности органа-мишени к Г в результате дефицита или аномалии R, расстройства механизмов клеточной сигнализации, нарушения метаболизма Г.

Классификация гормонов · По месту синтеза • По функции (гормон роста, лактогенный, ТТГ) По химическому строению: • 1. Белки (СТГ) и пептиды (АКТГ, гормоны гипоталамуса) • 2. Производные аминокислот (тир – Т 3, Т 4, катехол • амины; три – серотонин, мелатонин. • 3. Стероиды. Производные холестерола (кортикостероиды, половые гормоны, витамин Д) • 4. Производные жирных кислот (эйкозаноиды).

Синтез и транспорт гормонов Стероидные Г • синтезируются из холестерола, не депонируются, • транспортируются в комплексе со специальными глобулинами: Т 4 -связывающим, кортизол- связывающим, секс-гормонысвязывающим, а также с альбуминами. Г белково-пептидной природы • синтезируются как и все белки, запасаются клеткой. Синтезируются в виде предшественников (пре-про-гормона) • циркулируют в свободном виде, лишь частично связываясь с белками.

Гормоны связываются с R мембран клетки или внутриклеточными R Стероидные Г. Белково-пептидные Г Рецептор

Виды мембраносвязанных рецепторов 1. Каналообразующие R (ионны каналы): ацетилхолин, глицин, ГАМК, серотонин, гистамин, глутамат 2. R обладающие каталитической активностью: СТГ, инсулин, пролактин, интерлейкины, ростовые факторы, интерфероны α, β, γ 3. R, связанные с G-белками: . G-белок влияет на ферменты, образующие вторичные посредники (мессенджеры).

Гормон R с тирозинкиназной активностью R тирозин киназы Тирозинкиназа

~ G-белков. Известно 20 классов Gs – активируют аденилатциклазу (или канал), GI – ингибируют аденилатциклазу (или канал), G – активируют фосфолипазу С q Go – белок рецептора обоняния

Механизм наработки ц. АМФ связан с активацией фермента аденилатциклазы и называется аденилатциклазный механизм: .

Роль G –белков в передаче гормонального сигнала

Активация протеинкиназы А

Нарушение функции G-белков Холерный токсин активирует GS в энтероцитах→↑АЦ→↑ц. АМФ→ выделение воды (обезвоживание)

1994 г. Нобелевская премия по физиологии и ме-дицине за открытие G-белков и их роли в пере-носе сигналов в клетке Alfred G. Gilman Martin Rodbell

Фосфолипазный механизм : месенджеры ДАГ, И 3 Ф

Фосфолипаза Сb – мембранный белок, катализирует гидролиз ФИФФ (фосфатидил инозитол дифосфат) на ДАГ и ИТФ. ФИФФ ФЛ С ИТФ Депо Са++ RИТФ ДАГ

Гормоны гипоталамуса Соматолиберин пептид СТГ АКТГ Кортиколиберин пептид Гонадолиберин декапептид ЛТГ, ФСГ Соматостатин пептид СТГ, глю- кагона, инсулина, кальцитонина, пара тирина, ренина, ф-цию ЖКТ (Соматостатин - - синтезируется многими тканями) Пролактостатин пептид Меланостатин ЛГ

Гормоны гипоталамуса Тиролиберин трипептид ТТГ, ЛГ 1 мг тиролиберина 1 млн овец 500 т гипоталамусов

гипоталамус Гормоны аденогипофиза Тиротропин (ТТГ) Гормон роста (СТГ) Пролактин (ЛГ) Гонадотропные (ФСГ, ЛТГ) Кортикотропин (АКТГ) Меланоцитостимулирующий Г.

Химическая природа и рецепторы гормонов аденогипофиза СТГ простой белок 1 TMS- R ЛГ простой белок 1 TMS- R АКТГ пептид (39 АК) 7 TMS- R ТТГ гликопротеин 7 TMS- R ЛТГ, ФСГ гликопротеины 7 TMS- R

СТГ (гормон роста) – простой белок

СТГ видоспецифичен Содержание СТГ в гипофизе >, чем других Г. СТГ – простой белок (191 АК)

Рецепторный путь СТГ 1. СТГ вызывает димери- ризацию R 2. Димер фосфорилируется и связывается с JAK-белком, обладающим ТИР-киназной активностью 3. JAK-белок фосфорилирует ТИР в STATбелках. 4. STAT-белки димеризуются и активируют транскрипцию генов. СТГ JAK

Влияние СТГ на метаболизм клетки Срочный эффект (инсулиноподобный → IGF): липогенеза и гликолиза Продолжительное действие СТГ и IGF: липолиза и глюконеогенеза, транспорта глюкозы в клетку, транспорта аминокислот в клетку и активности ДНК-полимеразы, синтеза белков в кости, хряще, внутренних органах.

Активируют секрецию СТГ: Сон Т 3, Т 4, эстрогены Аминокислоты Угнетают секрецию СТГ: Глюкоза, жирные к-ты Глюкокортикоиды недостаток Т 4

Гигантизм: Избыток СТГ до закрытия эпифизарной пластинки Aкромегалия : Гиперсекреция СТГ после закрытия эпифизарной пластинки (у взрослых): ↑ рост конечностей, костей и мягких тканей лица (опухоль гипофиза, нарушение функции Gs в тканях) Эхнатон (1372 – 1354 г. до н. э. )

Карлики ЛАРОНА Дефект рецептора СТГ. Поддается лечению IGF Африканские пигмеи R нормально связывается с СТГ , но нарушена пострецепторная передача сигнала.

Препараты СТГ применяются как гормоны анаболического действия, НО !

Лактогенный гормон (ЛГ, пролактин) Секреция пульсаторная ЛГ связывается с 1 TMS–R. Передача гормонального сигнала аналогична СТГ. секрецию: Беременность Окситоцин Тиролиберин (галакторея при гипотиреозе) секрецию: ДОФамин соматостатин

Влияние ЛГ на метаболизм ЛГ+др. Г Пролактин- секретирущие опухоли вызывают аменорею и галакторею. Синтез лактальбумина, казеина, ТАГ, фосфолипидов экскрецию воды иммунозащитных реакций. Вызывает регрессию жёлтого тела. ↓ синтез и секрецию гонадолиберинов ↓ сперматогенез

Пролактин – основа материнского инстинкта

Задняя доля гипофиза Вазопрессин (АДГ) Окситоцин Строение: нанопептиды (9 АК) Синтез

Вазопрессин (АДГ) Ткани-мишени: Механизм действия: V 1 (ГМС) Gαq ФЛ С Ca+. V 2 (дист. канальцы почек, собират. трубочки) →Gαs АЦ ц. АМФ ПК А аквапорин 2 апикальной мембраны реабсорбция воды

Нарушение секреции АДГ – несахарный диабет Жажда, ↓ уд. вес мочи. Нефрогенный несахарный диабет: дефект R v 2 → резистентность к АДГ секреции – задержка воды в организме (отёк не виден): головная боль, тошнота, рвота, апатия, шок.

Окситоцин (быстрое рождение) 1. Сокращение гладкой мускулатуры матки. 2. Сокращение миоэпителиальных клеток молочной железы Продукцию окситоцина ↑ эстрогены, ↓ прогестерон.

Мелатонин – гормон эпифиза (и многих клеток организма) “Эпифиз” – Гален. “Вместилище души” – Декарт Мелатонин синтезируется только ночью. Регулятор сна. Регулятор циркадных и сезонных ритмов

Мелатонин: N-ацетил-5 -метокси триптамин Аарон Лернер (1920 -2007) дерматолог, 250000 эпифизов быка → несколько мг мелатонина (melas- черный tosos –труд)

световая фаза: Три 5`ОН-триптамин серотонин Темновая фаза

Механизм действия мелатонина секрецию гонадотропинов и ЛГ (опухоль эпифиза приводит к преждевременному половому созреванию) синтез андрогенов. секрецию меланолибеберина. Является антиоксидантом (защита ДНК от свободных радикалов кислорода, синтез Глутатионпероксидаазы) ↓ секреция стресс, возраст

Эффекты постоянного освещения ↓ синтеза и секреции мелатонина и пролактина ↑ порога чувствительности гипоталамуса к торможению эстроге-нами → стимуляция пролиферативных процессов в молочной железе (→ рак), ановуляция и кисты яичника Усиление образования активных форм кислорода, ускорение развития атеросклероза и «метаболического синдрома»