Регуляция физиологических функций Эндокринная система Регуляция продукции гормонов

Регуляция физиологических функций. Эндокринная система. Регуляция продукции гормонов. к. м. н. , доцент Гладышева Н. А. каф. нормальной физиологии 2009 г.

План лекции 1. Гормоны: определение, значение, жизненный цикл. 2. Гипоталамус – гипофиз. 3. Женский организм: женские половые гормоны и регуляция их секреции, женский цикл, беременность, роды, климактерий и менопауза. 4. Мужской организм: мужские половые гормоны, регуляция их секреции. 5. Пролактин. 6. Соматотропин. 7. Окситоцин. 8. Гормоны, регулирующие уровень кальция.

Физиологическая регуляция – активное управление функциями (специфической деятельностью) органов, тканей и поведением организма. Цель – приспособление к меняющимся условиям среды. Механизмы регуляции: нервный и гуморальный. Это деление условно, т. к. существует единая нейро-гуморальная система регуляции физиологических функций.

Гуморальная регуляция. 1. Местная а) креаторные связи (клетки обмениваются макромолекулами); б) метаболиты; в) биологически активные вещества (гистамин, серотонин, кинины, простагландины). 2. Гормональная регуляция.

Гормон (от греч. hormao – привожу в движение, побуждаю). Термин «гормон» предложен в 1905 году Старлингом. Гормон –это химическое сигнальное вещество, передатчик сообщения. Особенности гормонов: 1. Специфичность действия 2. Высокая биологическая активность 3. Варианты действия (дистантное, паракриния, аутокриния) 4. Гормоны взаимодействуют между собой

Значение гормонов: 1. Связь между клетками в многоклеточном организме 2. Гомеостаз 3. Адаптация 4. Поведение 5. Обмен веществ 6. Размножение, рост Гормоны могут управлять долговременными процессами.

Жизненный цикл гормонов 1. Синтез гормона в клетке 2. Секреция может иметь а) импульсный ритм ( в течение суток может наблюдаться множество периодических выбросов гормона) б) суточный ритм (например, больше половины суточного количества гормона роста выделяется в первые часы сна) в) циклические ритмы (женский цикл, беременность)

3. Транспорт 4. Взаимодействие гормона с рецепторами клетки –мишени. Клетка-мишень регулирует количество рецепторов и/или функцию. Первая модель: гормон не проходит в клетку-мишень. Гормон (первичный посредник) взаимодействует с мембранным рецептором. В результате в клетке-мишени появляется вторичный посредник (мессенджер). Для этой модели характерно: а) амплификация (усиление) сигнала Гормон < вторичный посредник < изменение активности (+ или-) белковых молекул б) между количеством гормонов и рецепторов к ним имеются реципрокные отношения (на примере инсулина) в) феномен резервных рецепторов: максимальный биологический эффект может наблюдаться при взаимодействии гормона с 5 -10% от общего числа рецепторов.

Вторая модель: гормон проходит через клеточную мембрану, рецептор к гормону находится внутриклеточно (в цитоплазме или в ядре клетки). Вновь синтезированные типы РНК перемещаются из ядра в цитоплазму. В результате синтезируются многие белки ( компоненты плазматической мембраны или продукты секреции).

5. Биологический эффект. Гормоны не инициируют новые реакции в клетках- мишенях. Гормоны запускают последовательность реакций (может быть ускорение одних биохимических процессов с одновременным торможением других) 6. Метаболическая инактивация и (или) экскреция. Заболевание почек и печени могут косвенно влиять на эндокринный статус.

Эффект гормона не является ответом «все или ничего» . Клетка-мишень отвечает градуальными ответами пропорционально концентрации свободного гормона.

Все этапы существования гормонов регулируются. Основной принцип регуляции – отрицательная обратная связь.

Гипоталамус - гипофиз

Гормоны аденогипофиза: • • • соматотропин (СТГ) лактотропин (пролактин, ЛТГ) фоллитропин (ФСГ) лютропин (ЛГ) кортикотропин (АКТГ) тиротропин (ТТГ)

Женский организм Яичники выполняют функции: 1)Продукцию женских половых клеток 2)Выработку половых гормонов Женские половые гормоны делятся на эстрогены (эстрадиол, эстрон, эстриол) и гестагены (прогестерон).

Регуляторная ось Гипоталамус (синтез и секреция гонадолиберинов) Аденогипофиз (синтез и секреция ЛГ и ФСГ) Яичники (синтез и секреция половых гормонов)

Женский цикл Продолжительность в среднем 28 дней. Первым днем цикла считается первый день менструации. Фолликулярная или преовуляционная фаза (с 1 -го по 14 -ый день) Повышенная концентрация ФСГ индуцирует развитие нескольких фолликулов в яичнике. Через несколько дней один из них начинает быстро созревать, а другие подвергаются инволюции. Созревающий фолликул секретирует эстрогены (эстрадиол). Возрастание секреции эстрогенов является стимулом к резкому увеличению секреции (пику) ЛГ и ФСГ, возникающему перед овуляцией (пример положительной обратной связи).

На 14 -ый день цикла происходит овуляция Овуляция – разрыв фолликула и выход из него яйцеклетки.

Фаза желтого тела (лютеальная, постовуляционная фаза) (с 14 -го по 28 -ой день) Фолликул, из которого вышла яйцеклетка, начинает заполняться лютеальными клетками, которые имеют желтую окраску и богаты липидами; образуются новые кровеносные сосуды (желтое тело яичника). Под влиянием ЛГ желтое тело яичника секретирует гормоны прогестерон и эстрогены. В результате отрицательной обратной связи снижается выработка гонадолиберинов и, соответственно, гонадотропинов. Если оплодотворения не происходит, дегенерация желтого тела яичника приводит к резкому снижению эстрогенов и прогестерона в крови. В результате избирательно повышается содержание ФСГ и начинается новый цикл.

Колебания базальной температуры женщин репродуктивного возраста в течение 1 мес. Циклы: а – овуляторный; б – ановуляторный

Маточный цикл Менструальная фаза характеризуется отторжением эпителиального слоя эндометрия, что сопровождается менструальными выделениями. Пролиферативная фаза состоит в быстрой пролиферации клеток эндометрия, приводящей к его утолщению под контролем эстрогена, выделяемого развивающимся фолликулом. Секреторная фаза обеспечивается прогестероном, выделяемым желтым телом и стимулирующим секрецию слизи трубчатыми железами. Вместе с эстрогенами прогестерон подготавливает эндометрий для имплантации в него оплодотворенной яйцеклетки.

Беременность Продолжительность нормальной беременности 40 недель. Отсчет начинается с первого дня менструации последнего цикла. Циклический тип функционирования эндокринного аппарата женщины на время беременности заменяется тоническим.

Плацента (формируется к 4 – му месяцу беременности) – эндокринный орган (продуцирует хорионический гонадотропин, эстрогены, прогестерон, соматомаммотропин, плацентарный кортикотропин, плацентарный тиреотропин). Эстрогены (эстрадиол) рост гладкомышечных клеток матки. Прогестерон препятствует координированным сокращениям матки. Эстрогены и прогестерон стимулируют образование новых железистых долек молочных желез; препятствуют началу лактации во время беременности, блокируя действия пролактина на молочные железы.

Роды 1) прогестерона и эстрадиола 2) релаксин (ослабляет связи между костями малого таза). 3) окситоцина и простагландинов (способствуют сокращению гладкой мышцы матки).

Климактерий и менопауза Репродуктивная функция осуществляется у женщин только в течение определённого отрезка жизни, называемого детородным периодом. Он начинается периодом полового созревания и оканчивается прекращением менструаций – менопаузой. Менопауза - окончательное прекращение менструаций, возникшее вследствие утраты фолликулярной функции яичников (функцией созревания яйцеклеток ). Время менопаузы можно определить только ретроспективно, после отсутствия менструаций в течение одного года. Климактерический период (от греч. «климакс» «лестница» , «климактер» - «ступень лестницы» ) - период жизни женщины, охватывающий время, предшествующее прекращению менструаций (менопаузе) и, по крайней мере, год после менопаузы.

Менопауза наступает в среднем в 45 -50 лет. Размеры и вес яичников уменьшаются, они прорастают соединительной тканью, прекращается созревание фолликулов и образование желтого тела. Уменьшается, а затем прекращается образование эстрогенов, прекращается выделение прогестерона. Уменьшение образования эстрогенов приводит к увеличению выделения фолликулостимулирующего и лютеинизирующего гормонов гипофиза. Возрастает продукция половых гормонов в корковом слое надпочечника (дигидроэпиандростерон).

В постменопаузу у женщин основным местом образования эстрогенов является жировая ткань: в ней происходит трансформация андрогенов, продуцируемых надпочечниками и яичниками в эстрогены. При достаточном образовании эстрогенов постменопауза сравнительно легко переносится женщинами.

Разнообразные нарушения вегетативных функций при климактерии (например, тахикардия, гипертония, расширение капилляров кожи, сдвиги температуры тела, энурез, потоотделение) обусловлены расстройством функций подбугровой области и других центров вегетативной нервной системы. Возможны головокружения, обмороки, раздражительность, бессонница, ослабление памяти, рассеянность и др. Климактерический синдром. Его основными симптомами являются остеопороз, ишемическая болезнь сердца, депрессивное состояние.

Мужской организм Семенники: 1) обеспечивают сперматогенез 2) синтез и секрецию андрогенов (тестостерона)

Регуляторная ось Гипоталамус (синтез и секреция гонадолиберинов) Аденогипофиз (синтез и секреция ЛГ и ФСГ) Яички (синтез и секреция половых гормонов: тестостерон)

Половые гормоны определяют: 1)первичные половые признаки – гонады, связанные с ними железы и протоки 2)вторичные половые признаки 3)анаболические и общие метаболические эффекты 4)гаметогенез 5)поведенческие эффекты Половые гормоны определяют рост волос на теле, рост бороды и усов; стимулируют сальные железы; влияют на пигментацию, тембр голоса, рост скелета, увеличивают массу поперечно- полосатой мускулатуры (для мужчин характерна рельефность мышц); оказывают генерализованное анаболическое действие на белковый обмен; способствуют отложению жира в верхней половине туловища.

В семенниках: 1) Клетки Лейдига (синтезируют и секретируют в кровь тестостерон). Их активность контролируется ЛГ. 2) Клетки семенных канальцев (клетки Сертоли). Отвечают за гаметогенез (сперматогенез). Контролируются ФСГ и тестостероном.

Функции клеток Сертоли: 1. Трофическая 2. Фагоцитоз 3. Превращение тестостерона в эстрогены 4. Секреция андроген связывающего белка (АСБ) 5. Синтез ингибинов 6. Создание гематотестикулярного барьера

Метаболиты тестостерона: 1) дигидротестостерон (образуется из тестостерона в клетках–мишенях) 2) эстрогены

Пролактин

Содержание в плазме крови: у женщин 5 -10 нг/мл у мужчин 5 -8 нг/мл у новорожденных (до 3 -х месячного возраста) 100 -500 нг/мл у женщин в период лактации (в первые 34 месяца после родов)- 200 -400 нг/мл

Место синтеза: аденогипофиз Регуляция выработки пролактина 1. Секреция пролактина тонически ингибируется гипоталамусом. Нейроны гипоталамуса продуцируют дофамин, который тормозит синтез пролактина в аденогипофизе. 2. В период лактации работает нейроэндокринный рефлекс: рецепторы соска афферентный путь гипоталамус (лактолиберин) аденогипофиз (пролактин) молочные железы (синтез молока).

Механизм действия и биологический эффект пролактина 1. Развитие молочных желез 2. В период лактации способствует образованию молока 3. Стимулирует эритропоэз 4. Гормон материнской любви (влияет на поведение, материнский инстинкт) 5. Способствует послеродовому ожирению

6. В физиологических концентрациях необходим для нормального развития и функционирование овариальных фолликулов 7. При лактации оказывает ановуляторное действие (ингибирует гонадолиберин) 8. Участвует в водно-солевом обмене (задержка в организме воды и натрия)

Соматотропный гормон (гормон роста)

Содержание в плазме крови: около 3 нг/мл При стимуляции (дозированная физическая нагрузка, инсулиновая гипогликемия): 30 -100 нг/мл

Место синтеза: аденогипофиз Регуляции выработки: Гипоталамус (соматолиберин, соматостатин) Аденогипофиз (соматотропин) Печень, костная ткань (соматомедины)

Механизм действия и биологический эффект соматотропина 1. В жировой ткани – усиление липолиза 2. В печени – увеличение синтеза белка, увеличение глюконеогенеза 3. В мышцах – увеличение синтеза белка (увеличение мышечной массы).

Механизм действия и биологический эффект соматомединов (инсулиноподобные факторы роста) 1. Синтез белка в органах и тканях 2. Размер и количество клеток 3. Размер органов и, таким образом, функцию органов 4. В хондроцитах синтез белка, коллаген, хондроитин сульфат, размер и количество клеток линейный рост.

Место синтеза: окситоцинергические нейроны паравентрикулярного ядра гипоталамуса. Место секреции в крови: нейрогипофиз

Механизмы действия и биологический эффект 1. Во время родов: а) сокращение гладкой мышцы матки. б) окситоцин стимулирует продукцию простагландинов в эндометрии матки. Простагландины – сильные активаторы сокращения гладкой мышцы матки.

2. В период лактации: Нейроэндокринный рефлекс: раздражение рецепторов соска во время акта сосания афферентный путь гипоталамус секреция окситоцина в кровеносные капилляры нейрогипофиза сокращение миоэпителиальных клеток протоков молочных желез выброс молока в крупные протоки и собирательные цистерны молочных желёз.

Обмен кальция В плазме крови: общий кальций 2, 1 - 2, 55 нмоль/л ионизированный кальций 1, 12 - 1, 23 нмоль /л

Гормоны, регулирующие уровень кальция в крови: 1. Паратгормон 2. Метаболит витамина Д [1, 25 (ОН) Д ] 1, 25 дигидроксихолекальциферол Кальцитриол 3. Кальцитонин

Паратгормон Место синтеза: паращитовидные железы Механизм регуляции: кальция в крови секреции паратгормона

Механизм действия: 1. Стимуляция резорбции кальция из костей 2. Реабсорбция кальция в дистальном отделе нефронов в почках 3. Ускоряет образование кальцитриола в почках, а кальцитриол увеличивает всасывание кальция из Ж. К. Т. Таким образом, паратгормон увеличивает уровень кальция в крови. Работает обратная связь

Гиперпаратиреоз (при аденомах паращитовидных желез) приводит к: 1. Образованию кальциевых камней в почках 2. Пептическим язвам 3. Гипертонической болезни 4. Остеопорозу 5. Мышечной слабости, атрофии мышц 6. Нейропсихическим нарушениям (депрессия, нарушение памяти, нарушена концентрация внимания)

Гипопаратиреоз (результат оперативных вмешательств в области шеи) приводит к: 1. Повышение нейромышечной возбудимости тетания с мышечными спазмами, конвульсиями

Кальцитриол

Место синтеза: почки Механизмы секреции: паратгормона секреции кальцитриола

Механизм действия: 1. Увеличивает мобилизацию кальция и фосфатов из костей. 2. Увеличивает всасывание кальция и фосфатов из кишечника. 3. Увеличивает реабсорбцию кальция и фосфатов в дистальных отделах нефронов почек.

Кальцитонин

Место синтеза - парафолликулярные клетки щитовидной железы (С-клетки) Механизм регуляции: кальция в крови секреция кальцитонина

Механизм действия: 1. Действует в основном на кости. Ингибирует резорбцию костей, т. к. является ингибитором остеокластов (рецепторы к кальцитонину только на остеокластах). Таким образом, кальцитонин снижает содержание кальция в крови. Работает обратная связь