ЛЕКЦИЯ № 15 Гормоны и адаптация Екатеринбург, 2016

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

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.

Адаптация (от лат. а daptatio) — приспособление организма к условиям существования. Цель адаптации — устранение или ослабление вредного действия факторов окружающей c реды : 1. биологических, 2. физических, 3. химических, 4. социальных.

Адаптация СПЕЦИФИЧЕСК АЯНЕСПЕЦИФИЧЕСКАЯ вызывает изменения в организме, направ- ленные на ослаблениеили устранение действия конкретного неблагоприятн огофактора. обеспечивает активизацию защитных систем организма, для адаптации к любому фактору среды.

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)

Впервые представление о стрессе (от англ. stress — напряжение) как об общем адаптационном синдроме (ОАС) сформулировал видный канадский ученый Ганс Селье в 1936 г (1907 -1982 г. г. ). Стресс — особое состояние организма человека и млекопитающих, возникающее в ответ на сильный внешний раздражитель -стрессор Впервые физиологический стресс Г. Селье описал как общий адаптационный синдром. Термин «стресс» он начал использовать позднее.

Стрессор (синонимы: стресс-фактор, стресс-ситуация) — 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)

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

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.

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

Стадии изменения адаптационных возможностей организма при стрессе время. Уровень резистентности стрессор 1 2 3 1 – фаза тревоги А – шока Б — противошока 2 – фаза резистентности 3 — фаза истощения или адаптации А Б

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

Развитие идей Селье в современной спортивной медицине (по Гаркави, Квакиной, Уколовой) время. Уровень резистентности Реакция активации Реакция тренировки

ОАС 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

Регуляция секреции гормонов при стрессе Стресс ЦНС Гипоталамус Мозговое вещество надпочечников Адреналин Норадреналин Гипофиз АКТГ ТТГ СТГ Корковое вещество надпочечников Щитовидная железа Глюко- кортикоиды Вазопрессин Минерало- кортикоиды Тиреоидные гормоны Сомато- медины. СНС: параганглии Печень Ткани мишени

Участие гормонов в стадиях ОАС I II IIIIII время воздейств ияия. Уровень резистен — тности дистрессэустресс I стадия – тревоги шок противошок Гормоны: адреналин, вазопрессин, окситоцин, кортиколиберин , кортизол. II стадия – резистентности Гормоны: кортизол, СТГ. III стадия – адаптации или истощения При адаптации : — анаболические гормоны : ( C ТГ, инсулин, половые гормоны). При истощении : -снижение гормонов адаптации. Накопление повреждений.

Симпато-адреналовая ось

O H C H 2 Ò è ðH C C O O HN H 2Î 2 O H C H 2 Ä Î Ô ÀH C C O O HN H 2 O H C H 2 ä î ô à ì è íH 2 C N H 2 O HÑ Î 2 O H H C í î ð à ä ð å í à ë è íH 2 C N H 2 O HÎ 2 Î Í Ä Î Ô À — ä å ê à ð á î ê ñ è ë à ç àÒ è ð î ç è í — ì î í î î ê ñ è ã å í à ç à ä î ô à ì è í — ì î í î î ê ñ è ã å í à ç à O H H C à ä ð å í à ë è íH 2 C N Í C H 3 O H Î ÍS A M S A Ã ì å ò è ë — ò ð à í ñ ô å ð à ç àF e 2 + B 6 â è ò. Ñ C u 2 +í î ð à ä ð å í à ë è í Синтез адреналина

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

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

Схема синтеза кортикостероидов

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

Максимальная секреция АКТГ (а также либерина и глюкокортикоидов) наблюдается утром в 6 -8 часов, а минимальная — между 18 и 23 часами АКТГ MC 2 R (рецептор) кора надпочечников жировая ткань меланокортиновые рецепторы клеток кожи, меланоцитов, клеток иммунной системы и др глюкокортикоиды липолиз

Реакции синтеза кортикостероидов H O 1 HO ÑO CH 3 2 3 4 5 6 789 1 0 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 1 61 7 18 19 20 2122 23 24 25 26 27 Õ î ë å ñ ò å ð è í Ï ð å ã í å í î ë î íÝ ô è ð õ î ë å ñ ò å ð è í à Æ è ð í à ÿ ê è ñ ë î ò àÍ 2 Îë è ï è ä í à ÿ ê à ï ë ÿ õ î ë å ñ ò å ð î ë — ý ñ ò å ð à ç à ì è ò î õ î í ä ð è ÿ õ î ë å ñ ò å ð î ë — ä å ñ ì î ë à ç à Ð 4 5 0À Ê Ò Ã

Синтез кортизола и альдостерона. HO ÑO CH 3 ÏðåãíåíîëîíO ÑO CH 3 Ïðîãåñòåðîí O ÑO CH 3 Ãèäðîêñèïðîãåñòåðîí ÎÍ O ÑO CH 3 OH Äåçîêñèêîðòèçîë ÎÍ O ÑO CH 3 OH Êîðòèçîë ÎÍHO 1 2 3 ãèäðîêñèñòåðîèä-Äà öèòîïëàçìà 17 -ãèäðîêñèëàçà ÝÏÐ 21 -ãèäðîêñèëàçà (Ð 450)ÝÏÐ 11 -ãèäðîêñèëàçà (Ð 450) 4 ìèòîõîíäðèÿ O ÑO CH 3 OH Äåçîêñèêîðòèêîñòåðîí O ÑO CH 3 OH Êîðòèêîñòåðîí HO CHO O ÑO CH 3 OH Àëüäîñòåðîí HO 21 -ãèäðîêñèëàçà ÝÏÐ Ïó÷êîâàÿ è ñåò÷àòàÿ çîíà êëóáî÷êîâàÿ çîíà 11 -ãèäðîêñèëàçà 18 -ãèäðîêñèëàçà ìèòîõîíäðèÿ

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.

Действие минералокортикоидов (основной представитель альдостерон) Стимулируют : • реабсорбцию Na+ в почках ; • секрецию К + , NH 4+ , Н+ в почках, потовых, слюнных железах , слиз. обол-ке кишечника. Ингибируют : • синтез белков-транспортёров Na; • Na + , K + — АТФ-азы ; • синтез белков-транспортёров К + ; • синтез митохондрльных ферментов ЦТК.

Нарушение обмена кортикоидов Надпочечниковая недостаточность — под этим названием объединяют болезни, вызванные гипофункцией коры надпочечников. Клинические проявления надпочечниковой недостаточности обусловлены дефицитом глюкокортикоидов и (реже) дефицитом минералокортикоидов

Первичная недостаточность коры надпочечников (болезнь Аддисона ) гипокортицизм. Дефицит в первую очередь кортизола В 80% случаев причина заболевания — аутоиммунный процесс Клинические симптомы : — снижение массы тела ; — слабость ; Тревога, депрессия, раздражимость — снижение АД ; — ’’ бронзовая болезнь ’’ Потеря веса аппетита тошнота, рвота, диарея.

Вторичная недостаточность коры надпочечников : Причина : дефицит АКТГ возникающий, вследствие опухоли, инфаркта или инфекции. При этом наблюдаются те же метаболические синдромы, что и при первичной недостаточности надпочечников, но отсутствует гиперпигментация.

Врождённая гиперплазия надпочечников — Адреногенитальный синдром : Проявления : : -раннее половое созревание у мальчиков ; ; -мужские половые признаки у девочек. Моногенная мутация, врожденный генетический дефект ферментной системы С 21 -гидроксилазы (90%). При этом нарушается синтез кортизола. По принципу обратной связи возрастает образование АКТГ, и усиливается синтез предшественников кортизола, из которых образуются андрогены

Гиперпродукция глюкокортикоидов повышение АКТГ при опухолях гипофиза (болезнь Иценко-Кушин га) Избыточный синтез кортизола при гормонально-активн ых опухолях (синдром Иценко-Кушинга) — мышечной массы ; -истончение кожи ; -остеопороз ; — «лунообразное» лицо ; -выступающий живот

Половые гормоны

Синтез андрогенов и их предшественников в коре надпочечников. HO ÑO CH 3 ÏðåãíåíîëîíO ÑO CH 3 Ïðîãåñòåðîí HO ÑO CH 3 Ãèäðîêñèïðåãíåíîëîí ÎÍ Òåñòîñòåðîí èçîìåðàçà ÝÏÐ ãèäðîêñèëàçà ìèòîõîíäðèÿ ãèäðîêñèëàçàÝÏÐ HO Î O ÎÍ Äåãèäðîýïèàíäðîñòåðîí ÀíäðîñòåíäèîëHO ÎÍ O ÑO CH 3 Ãèäðîêñèïðîãåñòåðîí ÎÍ ÀíäðîñòåíäèîíO Î Ýñòðàäèîë HO ÎÍ ÍÀÄÏÎ×Å×ÍÈÊÀÕ ìàëî àêòèâíûé ïðåäøåñòâåííèê ìàëî

Регуляция синтеза и секреции мужских половых гормонов Гипоталам ус ПЕРЕДНЯЯ ДОЛЯ ГИПОФИЗА Клетки Сертол и Клетки Лейдиг а. ФСГ — —Гонадотропин-рилизинг гормон +ЛГ тестостерон сперматогенезингибин ++ + —

Регуляция синтеза и секреции женских половых гормонов Гипоталам ус ПЕРЕДНЯЯ ДОЛЯ ГИПОФИЗА Фоллику л Жёлтое тело. ФСГ —Гонадотропин-рилизинг гормон ЛГ прогестерон ++ + эстрадиол -+

Транспорт половых гормонов Осуществляется альбумином и β -глобулином (СГСГ-секс-гормон-связывающий глобулин).

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. .

• 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. .

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

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.

Гипоталам ус ПЕРЕДНЯЯ ДОЛЯ ГИПОФИЗА Печень + глюконеоге нез + синтез белка Кости + рост + синтез белка Адипоциты + липолиз — утилизация глюкозы Мышцы + синтез белка — утилизация глюкозы. СТГсоматолиберин соматостатин + — -соматостатинсоматолиберин — + ИФР-

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.

Спасибо за внимание!