
603170554 гормон общ.ppt
- Количество слайдов: 86
Тема лекции 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
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 • Солинокринная Вещество из одной клетки поступает в просвет протока и достигает другой клетки, оказывая на нее специфическое воздействие.
Формы гуморальной регуляции • Гормональная (эндокринная, гемокринная, телекринная) Вещество действуют на значительном удалении от места образования.
Основные формы гуморальной регуляции n местная саморегуляция n система гормональной регуляции
Формы химической передачи сигнала
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.
Типы местного контроля Внутриклеточный контроль Региональный контроль Аутокринный Юкстакринный Паракринный С Р С С Р Р Р С Э Э Э
Система гормональной регуляции Вопрос
Типы системного контроля Нейрокринный Эндокринный Нейроэндокринный Г РРРР Э 3 Э 1 РРРР Э 2 НГ РРРР Э 2 Э 1 НТ Рн. Т
Типы системного контроля
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.
Структурнофункциональная организация эндокринной системы Вопрос
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
Эндокринная система Ш более 60 гормонов Ш более 20 специфических транспортных гормонсвязывающих белков Ш Более 200 гормональных рецепторов
Эндокринная система n В настоящее время считается, что гормональная регуляция осуществляется эндокринной системой, образованной специализированными клетками, образующими и выделяющими гормоны во внутреннюю среду (инкреция).
Эндокринная система Включает: n n n эндокринные железы (органы) эндокринные ткани в органе клетки органов, обладающие наряду с основной и эндокринной функцией
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
Особенности группирования разных типов эндокринных клеток • Эндокринные клетки неэндокринных органов (энтероциты ЖКТ, эндокринные нейроны гипоталамуса) • Эндокринные клетки желез смешанной секреции (семенников, яичников, поджелудочной железы) • Эндокринные клетки эндокринных желез (надпочечников, щитовидной железы, паращитовидных желез, аденогипофиза, эпифиза)
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).
Гормоны (средства связи, каналы ) Вопрос
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» 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
Синтез, внутриклеточный транспорт и секреция белково-пептидных гормонов n Покровский, I т. , С. 264 265
Образование нескольких белково-пептидных гормонов 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
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 вторичных 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 Отрицательной обратной связи (принцип работы термостата) n
n Не следует путать in vitro- и in vivo исследования (методы) с понятием in vitro и in vivo-измерения
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
Эндокринная система Ш Ш Ш n n n более 60 гормонов более 20 специфических транспортных гормонсвязывающих белков Более 200 гормональных рецепторов Морфогенные гормональные эффекты Гормональное управление процессами жизнедеятельности Интеграция потоков информации внутри и вне эндокринной системы
Дистантность действия гормона ГОРМОН Системное действие Дистантные эффекты Местное действие Паракринные эффекты Аутокринные и юкстакринные эффекты Внутриклеточные эффекты Местное действие Паракринные факторы, включая: негормональные регуляторные пептиды, катехоламины, простагландины, нейротрансмиттеры и котрансмиттеры, ростовые факторы, цитокины и другие
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
Структура рецептора, реализующего действие медиатора (гормона), посредством активации ГТФ-связывающего белка receptor desensitization
Структура и функция ГТФ - связывающего белка. Механизм восприятия сигнала Образование комплекса агониста с метаботропным рецептором приводит к диссоциации тримера Г белка, его субъединицы , и взаимодействуют с белками мишенями
Смена эстрального цикла на менструальный(по Дали, Вилсону, 1978). Вероятность или частота копуляций в разное время в течение полового цикла у крысы, саймири, макакарезуса и человека. Стрелкой отмечен день овуляции.
«Невозмутимый строй во всем, Созвучье полное В природе, Лишь в нашей Призрачной свободе Разлад мы с нею Признаем. » Ф. И. Тютчев