Гуморальная регуляция Лекция 9 апреля 2008 г

Гуморальная регуляция Лекция 9 апреля 2008 г.

Гуморальная регуляция n Покровский, n С. 199 -228 2003 –

n Не писать!!! n Рекомендуется записать!!!

Вопрос 1 Понятие «гуморальная регуляция»

Гуморальная регуляция n изменение физиологической активности органов и систем под влиянием химических веществ, доставляемых через жидкие среды организма (интерстициальная жидкость, лимфа, кровь, цереброспинальная жидкость и др. ).

Гуморальная регуляция n Синоним — гуморальный механизм управления

NB ! Не путайте понятия гуморальная и гормональная регуляция! n Гормональная регуляция один из видов гуморальной регуляции со своими особенностями. n

Вопрос 2 Формы гуморальной регуляции

Формы гуморальной регуляции n n n n Внутриклеточный контроль Аутокринная Юкстакринная Изокринная Паракринная Солинокринная Гормональная (эндокринная, гемокринная, телекринная) Нейрокринная (синаптическая и несинаптическая)

Формы гуморальной регуляции Внутриклеточный контроль Вещество оказывает влияние на ту же клетку, не выходя за пределы клетки

Формы гуморальной регуляции n Аутокринная Вещество оказывает влияние на ту же клетку, в которой оно образуется, изменяя ее функциональную активность

Формы гуморальной регуляции n Юкстакринная Вещество не попадает в межклеточную жидкость, а сигнал передается через плазматическую мембрану рядом расположенной другой клетке.

Формы гуморальной регуляции n Изокринная или местная. Вещество, синтезированное в клетке, высвобождается в межтканевую жидкость и оказывает свое действие на соседнюю клетку.

Формы гуморальной регуляции n Паракринная Вещество, синтезированное в одной клетке, поступает в межклеточную жидкость и влияет на ряд клеток, расположенных поблизости.

Формы гуморальной регуляции • Гормональная (эндокринная, гемокринная, телекринная) Вещество действуют на значительном удалении от места образования.

Формы гуморальной регуляции • Солинокринная Вещество из одной клетки поступает в просвет протока и достигает другой клетки, оказывая на нее специфическое воздействие.

Основные формы гуморальной регуляции n местная саморегуляция n система гормональной регуляции

Местная регуляция — передача химических сигналов в пределах одной ткани или органа. Местная регуляция осуществляется тремя способами с помощью: n креаторных связей (кейлонов простых белков или гликопротеидов) n простейших метаболитов (молочная, уксусная, адениловая кисло ты, O 2 и др. ) C n тканевых гормонов.

Местная регуляция с помощью креаторных связи n При помощи этих связей осуществляется обмен информацией между клетками, регуляция внутриклеточного синтеза белка, объединение клеток в ткань, дифференцировка, рост и развитие ткани. n К веществам, обеспечивающим креаторные связи, относят кейлоны простые белки или гликопротеиды, подавляющие деление клеток и синтез ДНК.

Местная регуляция с помощью простейших метаболитов n Влияние простейших метаболитов (молочная, уксусная, адениловая кислоты, CO 2 и др. ), образующихся во всех клетках и выступающих регуляторами обменных процессов и функций органов по принципу обратной связи. Накапливаясь в крови, метаболиты приспосабливают различные системы организма к определен ным житейским ситуациям. n Регуляторные эффекты метаболитов неспецифичны.

Гуморальный механизм управления под влиянием продуктов обмена веществ. Учебник, С. 100 Плохой пример: n «Под влиянием адреналина, выделяемого в кровь из надпочечников, изменяются частота и сила сердечных сокращений, тонус периферических сосудов, ряд функций центральной нервной системы, интенсивность обменных процессов в скелетных мышцах, увеличиваются коагуляционные свойства крови»

Местная регуляция с помощью тканевых гормонов n n Влияние метаболитов более сложного химического строения, называемых биологически активными веществами или тканевыми гормонами. Они образуются в неспециализированных клетках различных органов и тканей. Выработка этих веществ является не главной, а дополнительной функцией тех органов, которые их образуют. К таким веществам относятся биогенные амины (гистамин, серотонин), кинины, простагландины. Особенно много тканевых гормонов образуется в ЖКТ: гастрин, секретин, энтерокринин и др.

Местная регуляция с помощью тканевых гормонов n n Биологически активные вещества регулируют функции мембран клеток, изменяют величину мембранного заряда, оказывают влияние на клеточную рецепцию, ферментативные реакции, энергетический обмен. Кроме того, они изменяют чувствительность клеток к нервным и гормональным влияниям, поэтому биологически активные вещества называют модуляторами регуляторных сигналов.

Формы химической передачи сигнала

Типы местного контроля Внутриклеточный контроль Региональный контроль Аутокринный Юкстакринный Паракринный С Р С С Р Р Р С Э Э Э

Типы системного контроля

Типы системного контроля Нейрокринный Эндокринный Нейроэндокринный Г РРРР Э 3 Э 1 РРРР Э 2 НГ РРРР Э 2 Э 1 НТ Рн. Т

Вопрос 3 Структурно-функциональная организация эндокринной системы

Эндокринная система

Эндокринная система Включает: n n n эндокринные железы (органы) эндокринные ткани в органе клетки органов, обладающие наряду с основной и эндокринной функцией

Термин "железа внутренней секреции" ввел в 1855 г. Клод Бернар, полагая, что к таким железам относятся все органы, которые выделяют прямо в кровь продукты своего обмена. n

Эндокринные железы (органы) n гипофиз q q n n эпифиз щитовидная железа q q n n аденогипофиз нейрогипофиз фолликулярные клетки С клетки паращитовидные железы надпочечники q q кора мозговое вещество К эндокринным железам относят также гипоталамус.

Эндокринная ткань в органе q q островки Лангерганса в поджелудочной железе половые железы

Клетки органов, обладающие наряду с основной и эндокринной функцией q сердце (мышечные клетки предсердий наряду с сократительной функцией образуют и секретируют атриопептиды) q q q почки энтероциты ЖКТ плацента тимус эндокринные нейроны гипоталамуса

Степень специализации клеток, секретирующих гормоны 1. Эндокринные клетки специализируются на продукции и секреции гормонов, способных оказывать в пределах железы паракринные эффекты, они также могут секретировать некоторые паракринные факторы.

Степень специализации клеток, секретирующих гормоны (продолжение) 2. Клетки со смешанными функциями совмещают секрецию гормонов, паракринных факторов и собственные эффекторные функции (например, клетки Сертоли обеспечивают эндокринную и паракринную секрецию ингибина, активина, эстрадиола и выполняют эффекторные функции в плане поддержания прогрессирующей дифференцировки сперматозоидов).

Степень специализации клеток, секретирующих гормоны (продолжение) 3. Эффекторные клетки не специализированы на секреции сигнальных соединений, они выполняют физиологическую функцию в составе определенного органа или ткани, при этом они способны секретировать гормоны, чаще такие, которые регулируют связанный с данной тканью спектр физиологических эффектов.

Гормоны, секретируемые эффекторными типами клеток Клетки печени q ИФР 1 q Ангиотензиноген (прогормон) Клетки почек q Эритропоэтин Клетки жировой ткани q Лептин q Адипонектин Кардиомиоциты q Атриопептиды

эндокринные железы по локализации все делят на центральные и периферические. n Центральные расположены в ЦНС (гипоталамус, гипофиз, эпифиз). n Все остальные относятся к периферическим, они расположены в различных частях тела.

эндокринные железы В зависимости от числа выполняемых функций различают две группы : n Железы, выполняющие только эндокринную функцию. n Смешанные железы, выполняющие наряду с эндокринной и другие функции (половые железы, вилочковая железа, плацента, поджелудочная железа).

Эндокринная система Ш более 60 гормонов Ш более 20 специфических транспортных гормонсвязывающих белков Ш Более 200 гормональных рецепторов

Вопрос 4 ГОРМОНЫ: понятие, структура, классификация, жизненный цикл

Происхождение термина «гормон» n n В 1902 г. англичане У. Бейлисс (W. Bayliss) и Э. Старлинг (E. Starling) открыли секретин. В 1905 г. открыли гастрин. В этом же 1905 году Старлинг по предложению Харди открытые вещества назвал гормонами (от греч. hormao — привожу в движение, возбуждаю, побуждаю. В дальнейшем этот термин стали использовать для обозначения продуктов всех эндокринных желез.

Понятие «гормон» n n n n Гормо ны — это сигнальные химические вещества, выделяемые эндокринными. . . ru. wikipedia. org/wiki/Гормоны иначе инкреты, физиологически активные вещества, вырабатываемые и выделяемые в кровь железами внутренней секреции и участвующие в регуляции функций животного. . . www. mf. by/glossology/dic/ химические вещества, обладающие чрезвычайно высокой биологической активностью и образующиеся железами внутренней секреции. . hudeemtut. ru/htmldocs/slovar. shtml вещества, в очень малых количествах выделяемые в кровь железами внутренней секреции (в том числе половыми) и влияющие на обмен веществ, рост и жизнедеятельность. . . doctorsexolog. ru/slovar. htm Биологически активные соединения, вырабатываемые эндокринной системой для регуляции биохимических процессов, или иначе внутренней регуляторной связи. . . www. ferretclub. ru/docs/gloss_00. shtml (тиреостимулирующий гормон, тироксин, трииодтиронин, альдостерон, ангиотензинпревращающий фермент, хориогонический гонадотропин, кортизол, эстрадиол, гастрин. . . www. encyclopedia. sun clinic. co. il/I 22. html органические вещества, синтезируемые в клетках желез внутренней секреции (в эндокринной системе), а также клетками некоторых тканей, поступающие. . . www. stormed. ru/diseases/internaldiseases/dict. php

Понятие «гормон» Учебник, С. 342: Специфические регуляторы, которые секретируются эндокринными железами в кровь или лимфу, а затем попадают на клетки‑мишени, называют гормонами Это определение на наш взгляд далеко не полно.

Понятие «гормон» n Гормоны — биологически активные вещества, образующиеся и выделяющиеся специализированными тканями (эндокринными) во внутреннюю среду для регуляции обмена веществ и функций организма, гуморального обеспечения координации процессов жизнедеятельности.

Понятие «гормон» При определении понятия «гормон» следует учесть следующие их свойства: n биологически активные вещества, обеспечивающие регуляцию обмена веществ и функций организма, гуморального обеспечения координации процессов жизнедеятельности n образуются в специализированных клетках и органах n распространяются по организму через кровь и лимфу n дистантность действия n действуют на клетки, имеющие необходимые для взаимодействия с гормоном рецепторы (обладают целенаправленностью, высокой специфичностью) n действуют в небольших концентрациях (т. е. обладают чрезвычайно большой активностью) n действуют непродолжительное время

NB ! n Понятие «гормон» является сугубо функциональным, а не химическим.

«Прогормон» n n вещества продуцируемые железами внутренней секреции, которые в обычных условиях не обладают биологической активностью, а в определённых условиях превращаются в гормонально активные вещества. Примеры: андростендион, дегидроэпиандростерон

В молекуле гормонов можно выделить отдельные фрагменты, которые выполняют различные функции: n n n обеспечение поиска места действия гормона обеспечение специфического влияния на клетку регулирование степени активности гормона

«Жизненный цикл» гормонов n n n n Биосинтез в клетке Выделение Перенос кровью, лимфой Поступление к тканям Связывание с рецептором Ответная реакция органа мишени Последствие: q q механизм обратной связи инактивация

Классификация гормонов по химической природе Белковые n Стероидные n Непептидные производные аминокислот n

Белковые гормоны q q q пептидные: адренокортикотропный гормон (АКТГ), соматотропный (СТГ), меланоцитостимулирующий, инсулин, пролактин, глюкагон, паратгормон, кальцитонин; протеидные (гликопротеиды): тиреотропный (ТТГ), тироглобулин, фолликулостимулирующий (ФСГ), лютеинизирующий (ЛГ); олигопептиды: гормоны гипоталамуса и желудочно кишечного тракта.

Стероидные гормоны q q кортикостерон, кортизол, альдостерон, тестостерон, стеролы витамина D и др. , секретируются корой надпочечников и половыми железами. арахидоновая кислота и ее производные — простагландины, простациклины, тромбоксаны, лейкотриены.

Непептидные производные аминокислот — гормоны, которые образуются из тирозина или триптофана. К производным тирозина относятся адреналин и норадреналин, синтезируемые в мозговом слое надпочечников, и гормоны щитовидной железы. n К производным триптофана относится мелатонин — гормон эпифиза. n

Непептидные производные аминокислот — гормоны, которые образуются из тирозина или триптофана. К производным тирозина относятся адреналин и норадреналин и гормоны щитовидной железы. n К производным триптофана относится мелатонин — гормон эпифиза. n

Синтез, внутриклеточный транспорт и секреция белково-пептидных гормонов n Покровский, I т. , С. 264 265

Образование нескольких белковопептидныхгормонов из одного белкового предшественника под действием стресса n Покровский, I т. , С. 264 266

Физиологическая роль транспортных белков I. Функции при связывании с лигандом • Увеличение полупериода жизни и снижение метаболического клиренса (амплификация и пролонгирование гормонального эффекта) • Временное выключение из сферы биологического действия и метаболизма • Защитная роль при беременности • Регуляция эффективности взаимодействия с рецептором и модуляция эффектов гормона • Приобретение новых сигнальных свойств • Реализация мембранных эффектов низкомолекулярных гормонов • Трансмембранный транспорт гормонов • Обратный захват активных гормонов в почках II. Функции без связывания с лигандом • Собственные «гормоноподобные эффекты»

Классификация специфических транспортных белков по структуре Суперсемейство ингибиторов сериновых протеаз: КСГ (50 -60 к. Да) (для глюкокортикоидов и прогестинов) ТСГ (50 -60 к. Да) (для тироксина и трииодтиронина) Суперсемейство белков противосвертывающей системы: ССГ (45 к. Да х 2) (для половых стероидов) АСБ (36 к. Да х 2) (для половых стероидов) Производные внеклеточного домена рецепторов, ассоциированных с JAK-киназами (рецепторов цитокинов): СТГ-СБ (для СТГ) Прл-СБ (для пролактина) Лептин-СБ (для лептина) Эритропоэтин-СБ (для эритропоэтина) Семейство ИФР-СБ: ИФР-СБ 1 -6 (для ИФР-1) Семейство альбумина (альфа-фетопротеин для эстрадиола у

Вопрос 5 Основные механизмы действия гормонов

Механизм действия гормонов n n n Каждый гормон оказывает влияние только на чувствительные к нему органы (клетки). Органы, на которые направлено действие гормонов и которые имеют к нему сродство, называют органами-мишенями. Органы мишени имеют специфические рецепторы, представляющие собой информационные молекулы, трансформирующие гормональный сигнал в гормональное действие. Гормоны осуществляют свое биологическое действие, связываясь с этими рецепторами.

Механизм действия гормонов По месту расположения различают два основных типа рецепторов: n мембранные (интегральные компоненты плазменных мембран) n внутриклеточные (в цитоплазме, ядре, митохондриях, т. е. внутри клеток) Соответственно существует два основных механизма действия гормонов на уровне клетки: n с наружной поверхности клеточной мембраны; n после проникновения гормона внутрь клетки

Основные механизмы действия гормонов Гормон Локализация рецептора II посредник Скорость развития эффекта Тиреоидный Ядро Транскрипция медленно Стероидный Цитоплазма Транскрипция медленно Пептиды Клеточная мембрана ц. АМФ / ц. ГМФ быстро Катехоламины Клеточная мембрана ц. АМФ / ц. ГМФ быстро Пептиды Клеточная мембрана IP 2 / ДАГ быстро

Механизм проведения гормонального сигнала в клетке при участии вторых посредников n Покровский, I т. , С. 272 -275

Механизм действия стероидных гормонов n Ra и Rb — две субъединицы рецепторов; Н — гормон n Покровский, I т. , С. 272 275

Основные типы регуляторных влияний гормонов (способы управления) n n n Метаболическое Морфогенетическое Адаптивное Кинетическое (пусковое) Корригирующее Реактогенное

Метаболическое влияние гормонов — самое главное, которое составляет основу всех прочих воздействий. Это действие гормонов вызывает изменение обмена веществ в тканях. Происходит за счет трех основных гормональных влияний: n изменения проницаемости мембран клетки и органоидов n изменения активности ферментов в клетке n влияния на генетический аппарат ядра клетки

Морфогенетическое влияние гормонов воздействие на генетический аппарат клеток и обмен веществ. Примеры: влияние соматотропина на рост тела и внутренних органов влияние половых гормонов — на развитие вторичных половых признаков. n

Кинетическое (пусковое) влияние гормонов запускают регулируемую ими функцию. Пример: окситоцин вызывает сокращение мускулатуры матки, адреналин запускает распад гликогена в печени и выход глюкозы в кровь.

Корригирующее влияние гормонов изменяют интенсивность функций органов и тканей, которые могут регулироваться и без них. Пример: гемодинамика прекрасно регулируется нервными механизмами, но гормоны (адреналин, тироксин и др. ) усиливают и удлиняют нервные влияния.

Реактогенное влияние гормонов меняют реактивность ткани к действию того же гормона, других гормонов или медиаторов нервных системы. Пример: фолликулин усиливает действие прогестерона на слизистую оболочку матки кальцийрегулирующие гормоны снижают чувствительность дистальных отделов нефрона к действию вазопрессина

Пермиссивное влияние гормонов разновидностью реактогенного действия способность одного гормона обеспечивать проявление эффекта другого гормона. Например, для реализации эффектов адреналина необходимо присутствие малых количеств кортизола.

Адаптивное влияние гормонов — приспособление интенсивности обмена к потребностям организма в определенной ситуации. Особенно оно присуще гормонам надпочечников, гипофиза, щитовидной железы, которые приводят обмен в соответствие с запросами организма. Пример: Характер действия кортикостероидов определяется исходным уровнем метаболизма: если он низок, гормоны усиливают его и наоборот.

Основной принцип регуляции секреции гормонов n Отрицательной обратной связи

Вопрос 6 Методики изучения желез внутренней секреции

Методы изучения желез внутренней секреции Покровский , 2003 2007 С. 203 204

Методы изучения желез внутренней секреции 1. 2. In vivo In vitro

n Не следует путать in vitro- и in vivo исследования (методы) с понятием in vitro и in vivo-измерения

In vivo - методы изучения желез внутренней секреции n Удаление – имплантация n Введение гормонов n Визуализация (радионуклидная) эндокринных желёз

И

In vitro - методы изучения желез внутренней секреции n Определение концентрации гормонов

n Розалин Ялоу

Определение концентрации гормонов n n РИА, ИРМА, РРА Иммунофлюоресцентный (ИФА) Иммуноферментный (прямой, непрямой, конкурентный) РИФ иммунохемилюминесцентный анализ – ИХЛА

Вопрос 7 Гипоталамо-гипофизарная система Покровский С. 200, рис. 4. 1

Вопрос 8 Гормоны тиреоидной оси Покровский С. 218 219.

Гормоны тиреоидной оси в системном контроле процессов жизнедеятельности: q q q Программирующий и регуляторный контроль роста и развития организма Регуляторный контроль половой дифференцировки и полового развития Регуляция репродуктивных процессов Регуляция и координация углеводного, липидного и белкового обмена Регуляция неспецифической адаптации

Вопрос 9 Околощитовидные железы Покровский С. 219 220.

Вопрос 10 Надпочечники Покровский С. 220 224.

Вопрос 11 Эндокринная функция поджелудочной железы Покровский С. 224 226.