30.06.2020

Bendrosios hormonų savybės. Steroidiniai hormonai


Monoaminai: dopaminas, norepinefrinas, adrenalinas, melatoninas.

Jodtironinai: Tetrajodtironinas (tiroksinas, T 4), trijodtironinas (T 3).

Baltymų peptidas: atpalaiduojantys pagumburio hormonai, hipofizės hormonai, kasos ir virškinimo trakto hormonai, antigenai ir kt.

Steroidai: gliukokortikoidai, mineralokortikoidai, lytiniai hormonai, cholekalciferolio metabolitai (vitaminas D).

Hormono gyvavimo ciklas

1. Sintezė.

2. Sekrecija.

3. Transportas. Autokrininis, parakrininis ir nuotolinis veiksmas. Baltymų-nešėjų svarba steroidiniams ir skydliaukės hormonams.

4. Hormono sąveika su tikslinių ląstelių receptoriais.

A) vandenyje tirpus hormonai (peptidai, katecholaminai) jungiasi prie receptorių ant membranos tikslinės ląstelės. Membraniniai hormonų receptoriai: chemiškai jautrus jonų kanalas; G- baltymai. Dėl to atsiranda tikslinė ląstelė antriniai tarpininkai(pvz., cAMP). Fermentų aktyvumo pokytis → biologinis poveikis.

b) tirpus riebaluose hormonai (steroidai, jodo turintys skydliaukė) prasiskverbia pro ląstelės membraną ir prisijungia prie receptorių tikslinės ląstelės viduje. Hormonų-receptorių kompleksas reguliuoja ekspresiją → biologinio poveikio vystymąsi.

5. Biologinis poveikis (lygių raumenų susitraukimas arba atsipalaidavimas, medžiagų apykaitos greičio pokyčiai, ląstelių membranų pralaidumas, sekrecijos reakcijos ir kt.).

6. Hormonų inaktyvavimas ir/ar jų išsiskyrimas (kepenų ir inkstų vaidmuo).

Atsiliepimas

Hormonų sekrecijos greitį tiksliai kontroliuoja vidinė kontrolės sistema. Daugeliu atvejų sekreciją reguliuoja mechanizmas neigiamas atsiliepimas(nors taip nutinka labai retai teigiamas atvirkštinis ryšys). Taigi endokrininė ląstelė gali suvokti tam tikro hormono sekrecijos pasekmes. Tai leidžia jai reguliuoti hormonų sekrecijos lygį, kad būtų pasiektas norimas biologinio poveikio lygis.

A. Paprasti neigiami atsiliepimai.

Jei biologinis poveikis dideja , hormono kiekis, kurį išskiria endokrininė ląstelė, vėliau bus nuosmukis .

Kontroliuojamas parametras yra tikslinės ląstelės aktyvumo lygis. Jei tikslinė ląstelė blogai reaguoja į hormoną, endokrininė ląstelė išskirs daugiau hormono, kad pasiektų norimą aktyvumo lygį.

B. Sudėtingas (sudėtinis) neigiamas grįžtamasis ryšys vyksta įvairiais lygiais.

Taškinės linijos rodo įvairių tipų neigiamus atsiliepimus.

B. Teigiami atsiliepimai: moters reprodukcinio ciklo folikulinės fazės pabaigoje dideja estrogeno koncentracija, kuri veda prie aštrių padidinti LH ir FSH sekrecija (pikas), kuri atsiranda prieš ovuliaciją.

Savarankiškas darbas tema: „Fiziologija endokrininė sistema»

Moteriški lytiniai hormonai

_______________________

_______________________

_______________________

_______________________

Dienos nuo LH piko

Dienos nuo ciklo pradžios

Ryžiai. 1. Adenohipofizės gonadotropinų (LH, FSH), kiaušidžių hormonų (progesterono ir estradiolio) lygio pokyčiai ir bazinė temperatūra kūnai moterų reprodukcinio ciklo metu.

Prie grafikų nurodykite hormonų pavadinimus.

IN kiaušidės Moters reprodukcinio ciklo metu (trunka 28 dienas) yra:

1. Folikulinė fazė, kuri trunka nuo ______ iki ______ ciklo dienos. Šios fazės metu kiaušidėse ___________________________________________________________________________

2. Ovuliacija ( APIE) įvyksta _____ ciklo dieną. Ovuliacija yra __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Prieš ovuliaciją yra ______________________________ hormono pikas.

3. Fazė Geltonkūnis kuris trunka nuo ______ dienos iki ________ dienos. Šios fazės metu kiaušidėse ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

IN gimda Moterų reprodukcinio ciklo metu yra:

1. Menstruacijos ( M) – ____________________________________________________________ ______________________________________________________________________________

2. Dauginimosi fazė – __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

3. Sekrecijos fazė – ___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Pasinaudodamas ryžių. 1, užbaikite sakinius:

1. Didžiausia estradiolio koncentracija plazmoje yra _______ ciklo dieną, t.y. ____________________________ fazėje.

2. Didžiausia progesterono koncentracija plazmoje yra ________ ciklo dieną, t.y. ____________________________ fazėje.

3. Iš karto prieš ovuliaciją yra hormonų pikas __________________.

4. Bazinės kūno temperatūros kilimas ovuliacijos metu ir geltonkūnio fazėje yra susijęs su hormono _____________________________________ išsiskyrimu.

Menopauzė

Menopauzė yra _______________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Menopauzės metu sekrecija:

a) progesteronas, estradiolis ___________________________

b) FSH, LH ____________________________

c) lytiniai hormonai (androgenai) antinksčių žievėje _________________

Menopauzės metu pakinta organizmo sistemų veikla: __________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Epifizė (kankorėžinė liauka)

Kankorėžinės liaukos hormonas: __________________________________________________

(aminorūgštis triptofanas → serotoninas → ____________________)

Sekrecijos reguliavimas:

Tamsa (stimuliuojantis poveikis) → tinklainė → tinklainės-pagumburio traktas → šoninis pagumburis → nugaros smegenys → simpatiniai nervai(preganglioninis neuronas) → viršutinis gimdos kaklelio ganglijas → postganglioninis neuronas → kankorėžinės liaukos pinealocitai → padidėjusi melatonino sintezė ir sekrecija.

Pastaba: 1) postganglioninis neuronų mediatorius, kuris sąveikauja su kankorėžinės liaukos pinealocitų β-adrenerginiais receptoriais, __________________________________________

2) šviesa turi _________________________ poveikį melatonino sintezei ir sekrecijai

3) nakties valandos sudaro 70% paros hormonų gamybos

4) stresas _______________________________ melatonino sekrecija

Veikimo mechanizmas ir poveikis

1. Melatoninas _____________ pagumburio gonadoliberinų sekrecija ir ________________ adenohipofizė → sumažėjusios lytinės funkcijos.

2. Melatonino vartojimas sukelia lengvą euforiją ir miegą.

3. Iki brendimo pradžios melatonino lygis ________________________________.

4. Moters reprodukcinio ciklo metu kinta melatonino kiekis: menstruacijų metu - ________________________________, o ovuliacijos metu - __________________________.

5. Kankorėžinė liauka yra biologinis laikrodis, nes jos dėka įvyksta laikina adaptacija.

Klinikinės apraiškos hormono trūkumas ir perteklius:

1. Navikai, ardantys kankorėžinę liauką, _______________________ lytinę funkciją.

2. Iš pinealocitų atsiradusius navikus lydi______________________

seksualinė funkcija.

Ca 2+ kiekio kraujyje reguliavimas

4169 0

Vienas iš būtinų posistemių organizuojant endokrinines funkcijas yra periferinė hormonų apykaita. Svarbiausias vaidmuo periferinėse hormonų transformacijose tenka kataboliniams procesams. Hormonų katabolizmas – tai išskiriamų hormoninių junginių pirminės cheminės struktūros fermentinio skilimo procesų visuma.

Pagal pagrindinę fiziologinę esmę, kataboliniai procesai, kaip jau minėta, pirmiausia yra negrįžtamo hormonų inaktyvavimo ir hormonų pusiausvyros užtikrinimo būdas, subalansuoti hormonų gamybą ir paruošti ląsteles gauti naują hormoninės informacijos dalį. Cheminis hormonų skaidymas, atliekamas naudojant specialias fermentų sistemas, vyksta įvairiuose audiniuose, bet pirmiausia splanchninėje sistemoje ir inkstuose. Šie organai lemia hormonų inaktyvavimą ir paruošia juos pasišalinimui iš organizmo.

Tuo pačiu metu medžiagų apykaitos procesų reikšmė periferijoje neapsiriboja negrįžtama hormonų inaktyvacija. Katabolizuojančiuose organuose ir, svarbiausia, reaguojančiuose organuose, gali vykti medžiagų apykaitos procesai, dėl kurių suaktyvėja, suaktyvėja, virsta tarpusavyje ir atsiranda nauja hormoninė veikla (44 pav.).


Aktyvinimo procesai apima, pavyzdžiui, išskiriamo androstenediono pavertimą testosteronu, testosteroną 5a-dihidrotestosteronu arba androstandioliais, išskiriamą estroną į estradiolį, tiroksiną į trijodtironiną, angiotenziną I į angiotenzinus II ir III. Reaktyvacijos pavyzdžiai yra kortizono perėjimas prie kortizolio, testosterono ir estradiolio struktūros atkūrimas iš jų metabolitų - atitinkamai androstendiono ir estrono.

Hormonų tarpusavio konversijų pavyzdžiai skirtingi tipai yra androgenų pavertimas estrogenais hipotalamyje ir kitose smegenų dalyse, taip pat riebaliniame audinyje ir 17-hidroksikortikosteroidų pavertimas androgenais. Galiausiai, fermentinio hormono virsmo periferijoje į junginius su naujo tipo hormoniniu aktyvumu procesai apima enkefalino, endorfinų ir atminties peptidų susidarymą iš β-lipotropino. Visos šios metabolinės reakcijos reaguojančiuose audiniuose akivaizdžiai vaidina svarbų vaidmenį vietiniame hormonų efektyvumo reguliavime ir savireguliacijoje.

Fiziologinio poilsio sąlygomis medžiagų apykaitos procesai periferijoje yra pusiausvyros su hormonų gamybos procesais. Hormonų transformacijų keliai ir greičiai tiriami biocheminiais metodais in vivo ir in vitro, visuotinai priimtais bet kokiems bioorganiniams junginiams.

Šiuo atveju naudojami 3H žymėti hormonai. 14C ir 125I. Radioaktyviosios medžiagos fiziologinėmis koncentracijomis įvedamas į organizmą in vivo eksperimentuose arba į terpę su inkubuotais gabaliukais, pjūviais, audinių homogenatais ir tarpląstelinėmis frakcijomis in vitro eksperimentuose. Tam tikrais laiko intervalais po hormono injekcijos ar tiriamų audinių inkubacijos su juo pradžios žymėti hormoniniai metabolitai nuo biologinė medžiaga ekstrahuojami, išgryninami naudojant įvairias chromatografines procedūras, po to identifikuojami ir kiekybiškai įvertinami. In vivo eksperimentuose hormonų transformacijos produktai dažniausiai nustatomi išmatose.

Hormonų pusinės eliminacijos laikas (T1/2) ir metabolinio klirenso greitis (MCR) dažnai naudojami kaip neatsiejami medžiagų apykaitos procesų intensyvumo in vivo rodikliai.

Hormonų pusinės eliminacijos laikas – tai laikas, per kurį į kraują patenkančios radioaktyvaus hormono dalies koncentracija negrįžtamai sumažėja perpus. Lentelėje 12 rodo įvairių hormonų reikšmes.

12 lentelė. Kai kurių hormonų pusinės eliminacijos laikas sveikas žmogus(apibendrinti vidutiniai duomenys)



Hormonų metabolinio klirenso greitis apibūdina kraujo tūrį, kuris per tam tikrą laiką visiškai ir negrįžtamai pašalinamas iš hormono.

Steroidinių hormonų apykaita daugiausia vyksta neskilstant steroidiniam skeletui ir daugiausia redukuojama į dvigubos jungties A žiede redukcijos reakcijas (pagrindinėse hormonų šeimose, išskyrus estrogenus); oksidacija – kai kurių deguonies funkcijų atkūrimas; anglies atomų hidroksilinimas. Jis gana intensyviai vykdomas ne tik katabolizuojančių organų (kepenyse, žarnyne, inkstuose) sistemoje, bet ir smegenyse, raumenyse, odoje ir kituose audiniuose, išskyrus užkrūčio liauką-limfoidinį audinį.

Visi steroidiniai hormonai, turintys D4-3-keto grupę A žiede (kortikosteroidai, progestinai, išskiriami androgenai), turi bendrą transformacijos kelią, susidedantį iš dviejų nuoseklių etapų (Dorfman, 1960):



Pirmasis etapas yra redukuojamas iki dvigubos D4 jungties redukavimo, susidarant steroidų dihidrodariniams ir yra vykdomas veikiant nuo NADPH priklausomiems fermentams, vadinamiems 5a- ir 5b-reduktazėmis; 5a-reduktazės daugiausia lokalizuotos mikrosomuose. ir ląstelės branduolinės frakcijos. Savo ruožtu β-reduktazės, kaip taisyklė, yra lokalizuotos tirpioje ląstelės frakcijoje (citozolyje) ir sudaro steroidų 5β darinius.

Taip susidaro 5a- ir 5b-dihidroformos kortikosteroidų (dihidrokortizoliai, dihidrokortikosteronai, dihidroaldosteronai), progestinai (dihidroprogesteronai) ir testosteronas (dihidrotestosteronai). Šiuo atveju tiek 5a, tiek 5b kortikosteroidų mažinimas, matyt, veda prie beveik visiško hormonų inaktyvavimo. Progestinų atveju pradinio hormoninio junginio inaktyvavimas dažniausiai sukelia tik 5/5 sumažėjimą, 5a-dihidroprogesteronas (5a-DPr) gali turėti ryškų progestino aktyvumą. Androgenų atveju 5a-reduktazės reakcija, dėl kurios iš T susidaro 5a-DT, žymiai padidina androgeninį aktyvumą.

Tuo pačiu metu T sumažinimas 5B sukelia beveik visišką androgeninio ir anabolinio hormono aktyvumo išnykimą žinduoliams. Tačiau 5b-T dariniai tikriausiai nėra . su biologiškai inertiniais junginiais. Praradę androgeninį ir anabolinį aktyvumą, jie gali įgyti naujų savybių. Taigi 5b-DT ir kai kurie jo metabolitai viščiukų embrionuose gali sukelti hemoglobino sintezę ir sustiprinti eritropoezę (Irving ir kt., 1975).

Antra bendra stadija D4-3-ketosteroidinių hormonų transformacijos po 5-reduktazės reakcijų yra 3-keto grupės hidrinimas, susidarant steroidinių hormonų 3- ir 3β-hidroksi dariniams.

Šios reakcijos vykdomos dalyvaujant fermentams 3- ir 3β-hidroksisteroidų dehidrogenazėms (oksidoreduktazėms), kurios, dalyvaujant NADPH arba NADH, redukuoja 3-keto grupes į 3-hidroksi grupes. Abu fermentai gali egzistuoti ląstelėse tiek tirpios formos, tiek su endoplazminio tinklo membranomis susietais pavidalais. Dėl β-hidroksisteroidų dehidrogenazės reakcijų susidaro steroidinių hormonų tetrahidroformos. Matyt, steroidų tetrahidrometabolitai daugeliu atvejų nebeturi tiesioginio biologinio aktyvumo ir gali būti galutiniai produktai atitinkamų hormonų katabolizmas.



Yra žinomas kitas įprastas steroidų metabolizmo būdas. Tačiau ji turi siauresnę reikšmę, nes ji būdinga tik steroidiniams hormonams C21. Tai susiję su keto grupės redukcija 20-ajame anglies atome ir yra gaunama iš mikrosominių ir citozolinių fermentų 20a- ir 20b-hidroksisteroidų dehidrogenazės arba oksidoreduktazės (žr. aukščiau, B).

Vykstant 20 oksido dehidrogenazės reakcijai susidaro C21 steroidų 20-dihidrodariniai, kuriuose hidroksilo grupė yra orientuota arba 20a, arba 20b padėtyje. Šios reakcijos substratai gali būti tiek originalūs išskiriami steroidai, tiek jų tetrahidrometabolitai. Be to, pačių hormonų 20a-hidroksi dariniai, priešingai nei 20b-dariniai, gali turėti ryškų hormoninė veikla. Tuo pačiu metu steroidų 20a-, 20b-dihidroformos su redukuotu A žiedu yra biologiškai neaktyvios. C21 steroidų metabolitai su sumažinta šonine grandine ir sumažintu A žiedu sudaro reikšmingą galutinių pašalintų kortikosteroidų ir progestinų metabolitų dalį.



Galiausiai, periferiniam visų steroidinių hormonų metabolizmui vienu ar kitu laipsniu būdingi hidroksilinimo procesai skirtingose ​​steroidų molekulės padėtyse. Hidrokenliacijos procesai daugiausia vyksta kepenyse, veikiant mikrosominėms monooksigenazėms (hidroksilazėms) – nuo ​​citochromo P450 priklausomiems fermentams. Ši hepatocitų fermentų sistema yra panaši į steroidogeninių endokrininių ląstelių hidroksilazes, tačiau joje nėra adrenodoksino – fermentinio komponento, būdingo steroidinių hormonų biosintezei. Įdomu tai, kad daugelis monooksigenazių izoformų vienu metu aktyviai konvertuoja ksenobiotikus – mikromolekulinius vaistus, toksinus ir kancerogenus.

Visi išvardyti steroidinių hormonų metabolitai blogai tirpsta vandenyje ir prieš išskyrimą kepenyse paverčiami poriniais junginiais (konjugatais) – esteriais su sieros, gliukurono ir kai kuriomis kitomis rūgštimis. Eterių su gliukurono rūgštimi (gliukuronidai) ir esterių su sieros rūgštimi (sulfatų) sintezė yra įprastas paskutinis daugumos steroidinių hormonų katabolizmo etapas, prieš pat išskyrimo procesus.

Steroidų esterifikacija padidina jų tirpumą vandenyje ir padidina reabsorbcijos slenkstį vingiuotuose inkstų ir žarnyno gleivinės kanalėliuose. Be to, kai kuriais atvejais jis papildomai slopina junginių biologinį aktyvumą. Suporuotų junginių susidarymo stadija yra nespecifinė steroidiniams hormonams.

Esterinės jungties susidarymas su steroidinių hormonų metabolitais yra sudėtingas fermentinis procesas, kuris daugiausia vyksta C3 steroido hidroksile (žr. aukščiau).

Daugumoje tirtų rūšių, išskyrus retas išimtis (pvz. jūrų kiaulytė), maždaug 90 % steroidinių hormonų metabolitų išsiskiria gliukuronidų ir sulfatų pavidalu. Be gliukuronidų ir sulfatų, išmatose randama fosfatų ir konjugatų su glutationu, N-acetilgliukozaminu ir baltymais (Yudaevidr., 1976).

Poliariniai C21 ir C19 karboksimetabolitai arba atitinkamos jų karboformos taip pat buvo rasta šlapime (Taylor, 1970; Monder ir Bradlow, 1977). Šių junginių karboksi formos vadinamos etieno rūgštimis.

    Reguliavimo sistemų organizavimo lygiai.

    Hormonų vaidmuo reguliuojant medžiagų apykaitą.

    Antinksčių šerdies, skydliaukės, prieskydinės liaukos ir kasos hormonai.

Normaliam daugialąsčio organizmo funkcionavimui būtina atskirų ląstelių, audinių ir organų sąveika. Šį ryšį vykdo 4 pagrindinės reguliavimo sistemos.

    Per centrinę ir periferinę nervų sistemas nerviniai impulsai ir neurotransmiteriai;

    Endokrininė sistema per endokrininės liaukos ir hormonai, kurie išskiriami į kraują ir veikia įvairių tikslinių ląstelių metabolizmą;

    Parakrininės ir autokrininės sistemos per įvairius junginius, kurie išskiriami į tarpląstelinę erdvę ir sąveikauja su netoliese esančių ląstelių arba tos pačios ląstelės receptoriais (prostaglandinai, virškinimo trakto hormonai, histaminas ir kt.);

    Imuninė sistema per specifinius baltymus (citokinus, antikūnus).

Metabolizmo reguliavimo sistemos. A – endokrininiai – hormonai liaukų išskiriami į kraują, pernešami per kraują ir jungiasi prie tikslinių ląstelių receptorių;

B – parakrininiai – hormonai išskiriami į tarpląstelinę erdvę ir jungiasi prie kaimyninių ląstelių membraninių receptorių;

B - autokrininiai - hormonai išskiriami į tarpląstelinę erdvę ir jungiasi prie ląstelės, išskiriančios hormoną, membraninių receptorių:

Reguliavimo sistemų organizavimo lygiai

3 hierarchiniai lygiai.

Pirmas lygis- CNS. Nervų ląstelės priima signalus, ateinančius iš išorinės ir vidinės aplinkos, paverčia juos nervinio impulso forma ir perduoda juos sinapsėmis naudodamos cheminius signalus – mediatorius. Mediatoriai sukelia metabolinius pokyčius efektorinėse ląstelėse.

Antrasis lygis yra endokrininė sistema. Apima pagumburį, hipofizę, periferines endokrinines liaukas (taip pat ir atskiras ląsteles), kurios sintetina hormonus ir, veikiant atitinkamam dirgikliui, išskiria juos į kraują.

Trečiasis lygis yra tarpląstelinis. Jį sudaro metabolizmo pokyčiai ląstelėje arba atskirame metabolizmo kelyje, atsirandantys dėl:

- fermentų aktyvumo pokyčiai aktyvinimas arba slopinimas;

- fermentų kiekio pokyčiai dėl baltymų sintezės indukcijos ar slopinimo mechanizmo arba jų naikinimo greičio pokyčių;

- transporto greičio pokyčiai medžiagos per ląstelių membranas.

Hormonų vaidmuo reguliuojant medžiagų apykaitą ir funkcijas

Hormonai yra integruojantys reguliatoriai, jungiantys įvairius reguliavimo mechanizmus ir medžiagų apykaitą skirtinguose organuose. Jie veikia kaip cheminiai pasiuntiniai, pernešantys signalus iš įvairių organų ir centrinės nervų sistemos. Ląstelės reakcija į hormono veikimą yra labai įvairi ir ją lemia tiek cheminė hormono struktūra, tiek ląstelės, į kurią nukreiptas hormono veikimas, tipas.

Hormonai(graikų hormao- paleidžiamos) yra skirtingos cheminės prigimties biologiškai aktyvios medžiagos, kurias gamina specializuoti organai ir audiniai (endokrininės liaukos), kurie patenka tiesiai į kraują ir atlieka humoralinį metabolizmo ir kūno funkcijų reguliavimą. Visi hormonai pasižymi dideliu veikimo specifiškumu.

Hormonoidai- medžiagos, gaminamos daugelyje audinių ir ląstelių (ne specializuotuose organuose), pavyzdžiui, hormonai, turinčios įtakos medžiagų apykaitos procesams ir organizmo funkcijoms. Hormonoidai dažnai veikia ląstelėse, kuriose jie susidaro, arba plinta difuzijos būdu ir veikia netoli jų susidarymo vietos, o kai kurie hormonai taip pat patenka į kraują. Nėra ryškių skirtumų tarp hormonų ir hormonoidų.

Endokrininė sistema yra funkcinė ląstelių, audinių ir organų asociacija, kurios specializacija yra vidinė sekrecija. Pagrindinė jų funkcija – hormonų molekulių sintezė ir išskyrimas į vidinę organizmo aplinką (inkrecija). Taigi endokrininė sistema atlieka hormoninį gyvybinių procesų reguliavimą. Endokrininę funkciją atlieka: 1) vidinės sekrecijos organai arba liaukos, 2) endokrininis audinys organe, kurio funkcija neapsiriboja vidine sekrecija, 3) ląstelės, kurios kartu su endokrininėmis ir ne endokrininėmis funkcijomis.

Organai, audiniai ir ląstelės, turintys endokrininę funkciją

Audiniai, ląstelės

Endokrininės liaukos

Hipofizė a) Adenohipofizė

Kortikotrofai Gonadotrofai Tirotrofai Somatotrofai Laktotrofai

Kortikotropinas Melanotropinas Folitropinas Lutropinas Tirotropinas Somatotropinas Prolaktinas

b) neurohipofizė

Pituicitas

Vazopresinas Oksitocinas Endorfinai

Antinksčiai a) žievė b) medulla

Zona glomerulosa Zona fasciculata Zona reticularis Chromafininės ląstelės

Mineralokortikoidai Gliukokortikoidai Sekso steroidai Adrenalinas (Norepinefrinas) Adrenomedulinas

Skydliaukė

Folikuliniai tirocitai K ląstelės

Trijodtironinas Tetrajodtironinas Kalcitoninas

Prieskydinės liaukos

Pagrindinės ląstelės K ląstelės

Paratirinas Kalcitoninas

Pineocitai

Melatoninas

Organai su endokrininiu audiniu

Kasa

Langerhanso alfa ląstelių salelės beta ląstelių delta ląstelės

Gliukagonas insulinas somatostatinas

Lytinės liaukos a) sėklidės b) kiaušidės

Leydig ląstelės Sertoli ląstelės Granulosa ląstelės Geltonkūnis

Testosteronas Esterogenai Inhibinas Estradiolis Estronas Progesteronas Progesteronas

Organai, turintys endokrininių ląstelių funkciją

Virškinimo trakto

Endokrininės ir enterochromafininės skrandžio ląstelės ir plonoji žarna

Reguliuojantys peptidai

Placenta

Sincitiotrofoblastas Citotrofoblastas

Žmogaus chorioninis gonadotropinas Prolaktinas Estriolis Progesteronas

Timocitai

Timozinas, timopoetinas, timulinas

JUGA Peritubulinės ląstelės Vamzdeliai

Reninas Eritropoetinas Kalcitriolis

Prieširdžių miocitai

Atriopeptidas somatostatinas angiotenzinas-II

Kraujagyslės

Endoteliocitai

Endotelinai NĖRA Hiperpoliarizuojantis faktorius Prostaglandinai Adhezijos reguliatoriai

Ląstelių sistema, galinti aminorūgštis paversti įvairiais hormonais ir turinti bendrą embrioninę kilmę, sudaro APUD sistemą (apie 40 ląstelių tipų centrinėje nervų sistemoje (pagumburyje, smegenyse), endokrininėse liaukose (hipofizėje, kankorėžinėje liaukoje, Skydliaukė, kasos salelės, antinksčiai, kiaušidės), virškinamajame trakte, plaučiuose, inkstuose ir šlapimo takuose, paraganglijos ir placenta) APUD yra santrumpa, sudaryta iš pirmųjų anglų kalbos raidžių. žodžiai aminai aminai, pirmtakas pirmtakas, įsisavinimas asimiliacija, absorbcija, dekarboksilinimas dekarboksilinimas; Sinonimas difuzinė neuroendokrininė sistema. APUD sistemos ląstelės – apudocitai – geba sintetinti biogeninius aminus (katecholaminus, serotoniną, histaminą) ir fiziologiškai aktyvius peptidus, išsidėstę difuziškai arba grupėmis tarp kitų organų ląstelių. Sukurti APUD sistemos koncepciją padėjo tuo pat metu peptidus gaminančiose endokrininėse ląstelėse ir neuronuose atrasta daugybė peptidų, kurie atlieka neuromediatorių vaidmenį arba išskiriami į kraują kaip neurohormonai. Nustatyta, kad APUD sistemos ląstelių gaminami biologiškai aktyvūs junginiai atlieka endokrinines, neurokrinines ir neuroendokrinines funkcijas.

Hormonų savybės:

- hormonų kraujyje yra labai maža koncentracija

(iki 10 -12 meldžiantis);

- jų poveikis realizuojamas per tarpininkus – pasiuntinius;

- hormonai keičia esamų fermentų veiklą arba sustiprina fermentų sintezę;

- fermentų veikimą kontroliuoja centrinė nervų sistema;

- hormonai ir endokrininės liaukos yra sujungti tiesioginiu ir grįžtamojo ryšio mechanizmu.

Daug hormonųyra perkeliami krauju ne savarankiškai, o subaltymai kraujo plazma – nešiotojai.Sunaikinta hormonai kepenyse irrodomi jų sunaikinimo inkstais produktai.

Tiksliniuose organuose (kurį pasiekia hormonai) ląstelių paviršiuje yraspecifiniai receptoriai , kurie „atpažįsta“ savo hormoną, kartais šie receptoriai yra ne ląstelės membranoje, o ląstelės viduje esančiame branduolyje.

Sintetinti hormonai nusėda į atitinkamas liaukas skirtingais kiekiais:

Atsargos steroidiniai hormonai– pakankamai aprūpinti organizmą tam tikrą laiką kelios valandos,

Atsargos baltyminiai-peptidiniai hormonai(prohormonų pavidalu) pakanka

1 diena,

Atsargos katecholaminų- įjungta kelios dienos,

Atsargos skydliaukės hormonai- įjungta kelios savaitės.

Hormonų išskyrimas į kraują (egzocitozės ar difuzijos būdu) vyksta netolygiai – pulsuojančio pobūdžio, arba stebimas cirkadinis ritmas. Kraujyje baltyminiai peptidiniai hormonai ir katecholaminai paprastai yra laisvi, steroidiniai ir skydliaukės hormonai jungiasi su specifiniais nešikliais. Hormonų pusinės eliminacijos laikas plazmoje yra: katecholaminų - sekundės, baltymų-peptidinių hormonų - minutės, steroidinių hormonų - valandos, skydliaukės hormonų - kelios dienos. Hormonai veikia tikslines ląsteles sąveikaudami su receptoriais; jų atskyrimas nuo receptorių įvyksta po dešimčių sekundžių ar minučių. Visi hormonai galiausiai sunaikinami, iš dalies tikslinėse ląstelėse, ypač intensyviai kepenyse. Iš organizmo labai mažais kiekiais išsiskiria daugiausia hormonų metabolitai ir nepakitę hormonai. Pagrindinis jų šalinimo būdas yra per inkstus su šlapimu.

Fiziologinis hormono poveikis lemia įvairūs veiksniai, pavyzdžiui:

    hormonų koncentracija(kurią lemia inaktyvacijos greitis dėl hormonų skilimo, kuris daugiausia vyksta kepenyse, ir hormonų bei jų metabolitų išskyrimo iš organizmo greitis),

    afinitetas baltymų nešikliui(steroidiniai ir skydliaukės hormonai kartu su baltymais transportuojami per kraują),

    receptorių skaičius ir tipas tikslinių ląstelių paviršiuje.

Hormonų sintezę ir sekreciją skatina išoriniai ir vidiniai signalai, patenkantys į centrinę nervų sistemą.

Šie signalai keliauja neuronais į pagumburio, kur jie stimuliuoja peptidų sintezėišskiriantys hormonus(iš anglų kalbos, paleisti - paleidimas) - liberinai ir statinai.

Liberinai stimuliuoja, o statinai slopinapriekinės hipofizės hormonų sintezė ir sekrecija.

Priekinės hipofizės hormonai, vadinamitropiniai hormonai, skatina hormonų susidarymą ir sekreciją iš periferinių endokrininių liaukų, kurie patenka į bendrą kraujotaką ir sąveikauja su tikslinėmis ląstelėmis.

Organizmo reguliavimo sistemų ryšio diagrama. 1 - hormonų sintezę ir sekreciją skatina išoriniai ir vidiniai signalai; 2 - signalai per neuronus patenka į pagumburį, kur skatina atpalaiduojančių hormonų sintezę ir sekreciją; 3 - atpalaiduojantys hormonai stimuliuoja (liberinai) arba slopina (statinai) trigubų hipofizės hormonų sintezę ir sekreciją; 4 - trigubai hormonai skatina hormonų sintezę ir sekreciją iš periferinių endokrininių liaukų; 5 - endokrininių liaukų hormonai patenka į kraują ir sąveikauja su tikslinėmis ląstelėmis; 6 - metabolitų koncentracijos pokyčiai tikslinėse ląstelėse dėl neigiamo grįžtamojo ryšio mechanizmo slopina endokrininių liaukų ir pagumburio hormonų sintezę; 7 - trigubų hormonų sintezę ir sekreciją slopina endokrininių liaukų hormonai; ⊕ - hormonų sintezės ir sekrecijos stimuliavimas; ⊝ - hormonų sintezės ir sekrecijos slopinimas (neigiamas grįžtamasis ryšys).

Hormonų lygio palaikymas organizme užtikrina neigiamo grįžtamojo ryšio mechanizmas komunikacijos. Metabolitų koncentracijos pokyčiai tikslinėse ląstelėse dėl neigiamo grįžtamojo ryšio mechanizmo slopina hormonų sintezę, veikiančią endokrinines liaukas arba pagumburį. Sintezė ir sekrecijatropiniai hormonaislopina endokrininių periferinių liaukų hormonai. Tokios grįžtamojo ryšio kilpos veikia hormonų reguliavimo sistemose antinksčiai, skydliaukė, lytinės liaukos.

Ne visos endokrininės liaukos yra reguliuojamos tokiu būdu:

G užpakalinės hipofizės skilties hormonai - vazopresinas ir oksitocinas, sintetinamas pagumburyje kaip pirmtakai ir yra saugomi neurohipofizės galinėse aksono granulėse;

Kasos hormonų (insulino ir gliukagono) sekrecija tiesiogiai priklauso nuo gliukozės koncentracijos kraujyje.

Mažos molekulinės masės baltymų junginiai taip pat dalyvauja reguliuojant tarpląstelinę sąveiką – citokinų. Citokinų įtaka įvairios funkcijos ląstelės yra dėl jų sąveikos su membranos receptoriais. Formuojantis tarpląsteliniams pasiuntiniams signalai siunčiami į branduolį kur jie vyksta tam tikrų genų aktyvavimas ir baltymų sintezės indukcija. Visi citokinai turi šias bendras savybes:

    sintetinami organizmo imuninio atsako metu, yra imuninių ir uždegiminių reakcijų tarpininkai ir daugiausia turi autokrininį, kai kuriais atvejais parakrininį ir endokrininį aktyvumą;

    veikia kaip augimo faktoriai ir ląstelių diferenciacijos faktoriai (jie sukelia daugiausia lėtas ląstelių reakcijas, kurioms reikalinga naujų baltymų sintezė);

    turi pleiotropinį (daugiafunkcinį) aktyvumą.

1. „Hormonų“ sąvokos apibrėžimas, klasifikacija ir bendroji dalis biologines savybes hormonai.

2. Hormonų klasifikacija pagal cheminę prigimtį, pavyzdžiai.

3. Tolimųjų ir į ląsteles prasiskverbiančių hormonų veikimo mechanizmai.

4. Hormonų poveikio metabolizmui mediatoriai yra cikliniai nukleotidai (cAMP, cGMP), Ca2+ jonai, inozitolio trifosfatas, citozolinių receptorių baltymai. CAMP sintezės ir skilimo reakcijos.

5. Kaskadiniai fermentų aktyvavimo mechanizmai kaip būdas sustiprinti hormoninį signalą. Baltymų kinazių vaidmuo.

6. Hormoninės sistemos hierarchija. Grįžtamojo ryšio principas reguliuojant hormonų sekreciją.

7. Pagumburio ir priekinės hipofizės hormonai: cheminė prigimtis, veikimo mechanizmas, audiniai ir tikslinės ląstelės, biologinis poveikis.

23.1. „Hormonų“ sąvokos apibrėžimas ir jų klasifikacija pagal cheminę prigimtį.

23.1.1. Sužinokite sąvokos apibrėžimą: hormonai- biologiškai aktyvūs junginiai, kuriuos endokrininės liaukos išskiria į kraują ar limfą ir turi įtakos ląstelių metabolizmui.

23.1.2. Prisiminkite pagrindines hormonų veikimo organams ir audiniams ypatybes:

  • hormonus sintetina ir į kraują išskiria specializuotos endokrininės ląstelės;
  • hormonai pasižymi dideliu biologiniu aktyvumu – jų fiziologinis poveikis pasireiškia, kai jų koncentracija kraujyje yra apie 10-6 - 10-12 mol/l;
  • kiekvienas hormonas pasižymi savo unikalia struktūra, sintezės vieta ir funkcija; vieno hormono trūkumas negali būti kompensuojamas kitomis medžiagomis;
  • Hormonai, kaip taisyklė, veikia organus ir audinius, esančius toli nuo jų sintezės vietos.

23.1.3. Hormonai atlieka savo biologinį poveikį sudarydami kompleksą su specifinėmis molekulėmis - receptoriai . Ląstelės, kuriose yra tam tikro hormono receptorių, vadinamos tikslinės ląstelės dėl šio hormono. Dauguma hormonų sąveikauja su receptoriais, esančiais tikslinių ląstelių plazminėje membranoje; kiti hormonai sąveikauja su receptoriais, lokalizuotais tikslinių ląstelių citoplazmoje ir branduolyje. Nepamirškite, kad tiek hormonų, tiek jų receptorių trūkumas gali sukelti ligų vystymąsi.

23.1.4. Kai kuriuos hormonus gali sintetinti endokrininės ląstelės neaktyvių pirmtakų pavidalu - prohormonai . Prohormonai gali būti saugomi dideli kiekiai specialiose sekrecijos granulėse ir greitai aktyvuojamos reaguojant į atitinkamą signalą.

23.1.5. Hormonų klasifikacija remiantis jų chemine struktūra. Įvairios cheminės hormonų grupės pateiktos 23.1 lentelėje.

23.1 lentelė. Cheminė hormonų prigimtis
Cheminė klasė Hormonas arba hormonų grupė Pagrindinė sintezės vieta
Baltymai ir peptidai Liberiečiai
Statinai
Pagumburis
Vazopresinas
Oksitocinas
Pagumburis*

Tropiniai hormonai

Priekinė hipofizė (adenohipofizė)

insulino
gliukagonas
Kasa (Langerhanso salelės)
Parathormonas Prieskydinės liaukos
Kalcitoninas Skydliaukė
Aminorūgščių dariniai Jodtironinai
(tiroksino,
trijodtironinas)
Skydliaukė
Katecholaminai
(adrenalinas,
norepinefrinas)
Antinksčių šerdis, simpatinė nervų sistema
Steroidai Gliukokortikoidai
(kortizolis)
Antinksčių žievė
Mineralokortikoidai
(aldosteronas)
Antinksčių žievė
Androgenai
(testosteronas)
Sėklidės
Estrogenai
(estradiolis)
Kiaušidės
Progestinai
(progesteronas)
Kiaušidės

* Šių hormonų sekrecijos vieta yra užpakalinė hipofizės skiltis (neurohipofizė).

Reikėtų nepamiršti, kad be tikrųjų hormonų taip pat yra vietiniai hormonai. Šias medžiagas, kaip taisyklė, sintetina nespecializuotos ląstelės ir jos veikia visai šalia gamybos vietos (kraujo srove jos nepernešamos į kitus organus). Vietiškai veikiančių hormonų pavyzdžiai yra prostaglandinai, kininai, histaminas ir serotoninas.

23.2. Reguliavimo sistemų hierarchija organizme.

23.2.1. Atminkite, kad organizme yra keli homeostazės reguliavimo lygiai, kurie yra glaudžiai tarpusavyje susiję ir veikia kaip viena sistema(žr. 23.1 pav.).

23.1 pav. Organizmo reguliavimo sistemų hierarchija (paaiškinimai tekste).

23.2.2. 1. Išorinės ir vidinės aplinkos signalai patenka į centrinę nervų sistemą ( aukščiausio lygio reguliuoti, vykdo viso organizmo kontrolę). Šie signalai paverčiami nerviniais impulsais, kurie patenka į pagumburio neurosekrecines ląsteles. Pagumburis gamina:

  1. liberinai (arba atpalaiduojančius veiksnius), kurie skatina hipofizės hormonų sekreciją;
  2. statinai - medžiagų, kurios slopina šių hormonų sekreciją.

Liberinai ir statinai per portalinę kapiliarinę sistemą patenka į hipofizę, kur gaminasi tropiniai hormonai . Tropiniai hormonai veikia periferinius tikslinius audinius ir skatina (+ ženklo) formavimąsi bei sekreciją periferinių endokrininių liaukų hormonai. Periferinių liaukų hormonai slopina (ženklas „-“) tropinių hormonų, veikiančių hipofizės ląsteles arba pagumburio neurosekrecines ląsteles, susidarymą. Be to, hormonai, veikdami medžiagų apykaitą audiniuose, sukelia turinio pokyčius metabolitai kraujyje o jie savo ruožtu įtakoja (per grįžtamojo ryšio mechanizmą) hormonų sekreciją periferinėse liaukose (tiesiogiai arba per hipofizę ir pagumburį).

2. Susidaro pagumburis, hipofizė ir periferinės liaukos vidutinis lygis homeostazės reguliavimas, užtikrinantis kelių medžiagų apykaitos takų kontrolę viename organe, audinyje ar skirtinguose organuose.

Endokrininių liaukų hormonai gali paveikti medžiagų apykaitą:

  • keičiant fermento baltymo kiekį;
  • chemiškai modifikuojant fermento baltymą, pasikeitus jo veiklai, taip pat
  • keičiant medžiagų pernešimo per biologines membranas greitį.

3. Tarpląsteliniai reguliavimo mechanizmai yra žemiausias lygis reglamentas. Ląstelės būsenos keitimo signalai yra medžiagos, susidarančios pačiose ląstelėse arba patenkančios į ją.

23.3. Hormonų veikimo mechanizmai.

29.3.1. Atkreipkite dėmesį, kad hormonų veikimo mechanizmas priklauso nuo jų cheminės prigimties ir savybių – tirpumo vandenyje ar riebaluose. Pagal veikimo mechanizmą hormonus galima suskirstyti į dvi grupes: tiesioginį ir tolimą veikimą.

29.3.2. Tiesioginio veikimo hormonai.Šiai grupei priklauso lipofiliniai (riebaluose tirpūs) hormonai - steroidai ir jodtironinai . Šios medžiagos mažai tirpsta vandenyje, todėl kraujyje sudaro sudėtingus junginius su plazmos baltymais. Šie baltymai apima ir specifinius transportinius baltymus (pavyzdžiui, transkortiną, kuris jungiasi su antinksčių žievės hormonais), ir nespecifinius (albuminus).

Tiesioginio veikimo hormonai dėl savo lipofiliškumo gali difunduoti per tikslinių ląstelių membranų lipidų dvisluoksnį sluoksnį. Šių hormonų receptoriai yra citozolyje. Atsiranda hormonų receptorių kompleksas persikelia į ląstelės branduolį, kur jungiasi su chromatinu ir paveikia DNR. Dėl to kinta RNR sintezės greitis DNR matricoje (transkripcija) ir specifinių fermentinių baltymų susidarymo ant RNR matricos (transliacijos) greitis. Tai lemia fermentinių baltymų kiekio pasikeitimą tikslinėse ląstelėse ir jų krypties pasikeitimą cheminės reakcijos(žr. 2 pav.).


23.2 pav. Tiesiogiai veikiančių hormonų įtakos ląstelei mechanizmas.

Kaip jau žinote, baltymų sintezės reguliavimas gali būti atliekamas naudojant indukcijos ir represijos mechanizmus.

Baltymų sintezės indukcija atsiranda stimuliuojant atitinkamos pasiuntinio RNR sintezę. Tuo pačiu metu ląstelėje didėja tam tikro fermento baltymo koncentracija ir didėja jo katalizuojamų cheminių reakcijų greitis.

Baltymų sintezės slopinimas atsiranda slopinant atitinkamos pasiuntinio RNR sintezę. Dėl represijų selektyviai mažinama tam tikro fermento baltymo koncentracija ląstelėje ir sumažėja jo katalizuojamų cheminių reakcijų greitis. Nepamirškite, kad tas pats hormonas gali sukelti kai kurių baltymų sintezę ir slopinti kitų baltymų sintezę. Tiesioginio veikimo hormonų poveikis paprastai pasireiškia tik po 2–3 valandų po prasiskverbimo į ląstelę.

23.3.3. Tolimojo veikimo hormonai. Toli veikiantys hormonai apima hidrofilinis (tirpsta vandenyje) hormonai – katecholaminai ir baltyminio-peptidinio pobūdžio hormonai. Kadangi šios medžiagos yra netirpios lipiduose, jos negali prasiskverbti pro ląstelių membranas. Šių hormonų receptoriai yra tikslinių ląstelių plazminės membranos išoriniame paviršiuje. Toli veikiantys hormonai veikia ląstelę naudodami antrinis tarpininkas, kuris dažniausiai yra ciklinis AMP (cAMP).

Ciklinis AMP sintetinamas iš ATP, veikiant adenilato ciklazei:


Hormonų distancinio veikimo mechanizmas parodytas 23.3 pav.


23.3 pav. Tolimų hormonų įtakos ląstelei mechanizmas.

Hormono sąveika su jo specifine receptorius veda prie aktyvinimasG- voverė ląstelės membrana. G baltymas jungiasi su GTP ir aktyvuoja adenilato ciklazę.

Aktyvi adenilato ciklazė paverčia ATP į cAMP, cAMP aktyvuojasi baltymų kinazė.

Neaktyvi baltymų kinazė yra tetrameras, susidedantis iš dviejų reguliavimo (R) ir dviejų katalizinių (C) subvienetų. Dėl sąveikos su cAMP tetrameras disocijuoja ir išsiskiria aktyvusis fermento centras.

Baltymų kinazė fosforilina fermentinius baltymus naudodama ATP, juos aktyvuodama arba inaktyvuodama. Dėl to cheminių reakcijų greitis tikslinėse ląstelėse kinta (vienais atvejais padidėja, kitais – mažėja).

cAMP inaktyvacija vyksta dalyvaujant fermentui fosfodiesterazei:

23.4. Pagumburio ir hipofizės hormonai.

Kaip jau minėta, tiesioginės sąveikos tarp aukštesnių centrinės nervų sistemos dalių ir endokrininės sistemos vieta yra pagumburis. Tai nedidelis plotas priekinės smegenys, kuris yra tiesiai virš hipofizės ir yra prijungtas prie jos per sistemą kraujagyslės, formuojant portalo sistemą.

23.4.1. Pagumburio hormonai. Dabar žinoma, kad pagumburio neurosekrecinės ląstelės gamina 7 Liberinai(somatoliberinas, kortikoliberinas, tiroliberinas, luliberinas, folliberinas, prolaktoliberinas, melanoliberinas) ir 3 statinai(somatostatinas, prolaktostatinas, melanostatinas). Visi šie ryšiai yra peptidai.

Hormonai iš pagumburio per specialią vartų kraujagyslių sistemą patenka į priekinę hipofizę (adenohipofizę). Liberinai stimuliuoja, o statinai slopina hipofizės tropinių hormonų sintezę ir sekreciją. Liberinų ir statinų poveikį hipofizės ląstelėms sąlygoja nuo cAMP ir Ca2+ priklausomi mechanizmai.

Labiausiai tirtų liberinų ir statinų charakteristikos pateiktos 23.2 lentelėje.

23.2 lentelė. Pagumburio liberinai ir statinai
veiksnysScena Sekrecijos reguliavimas
Kortikoliberinas Adenohipofizė Stimuliuoja adrenokortikotropinio hormono (AKTH) sekreciją Sekreciją skatina stresas ir slopina AKTH
Skydliaukės hormonas - “ - “ - Stimuliuoja sekreciją skydliaukę stimuliuojantis hormonas(TSH) ir prolaktinas Sekreciją slopina skydliaukės hormonai
Somatoliberinas - “ - “ - Stimuliuoja somatotropinio hormono (GH) sekreciją Sekreciją skatina hipoglikemija
Luliberinas - “ - “ - Stimuliuoja folikulus stimuliuojančio hormono (FSH) ir liuteinizuojančio hormono (LH) sekreciją Vyrams sekreciją sukelia sumažėjęs testosterono kiekis kraujyje, moterims – dėl estrogenų koncentracijos sumažėjimo. Didelės LH ir FSH koncentracijos kraujyje slopina sekreciją
Somatostatinas - “ - “ - Slopina augimo hormono ir TSH sekreciją Sekreciją sukelia fizinis aktyvumas. Šis faktorius greitai inaktyvuojamas kūno audiniuose.
Prolaktostatinas - “ - “ - Slopina prolaktino sekreciją Sekreciją skatina didelė prolaktino koncentracija, o čiulpimo metu slopina estrogenai, testosteronas ir nerviniai signalai.
Melanostatinas - “ - “ - Slopina MSH (melanocitus stimuliuojančio hormono) sekreciją Sekreciją skatina melanotoninas

23.4.2. Adenohipofizės hormonai. Adenohipofizė (priekinė hipofizė) gamina ir išskiria į kraują daugybę tropinių hormonų, reguliuojančių tiek endokrininių, tiek ne endokrininių organų veiklą. Visi hipofizės hormonai yra baltymai arba peptidai. Visų hipofizės hormonų (išskyrus somatotropiną ir prolaktiną) tarpląstelinis pasiuntinys yra ciklinis AMP (cAMP). Priekinės hipofizės hormonų charakteristikos pateiktos 3 lentelėje.

3 lentelė. Adenohipofizės hormonai
HormonasTikslinis audinysPagrindinis biologinis poveikis Sekrecijos reguliavimas
Adrenokortikotropinis hormonas (AKTH) Antinksčių žievė Stimuliuoja steroidų sintezę ir sekreciją antinksčių žievėje Stimuliuoja kortikoliberinas
Skydliaukę stimuliuojantis hormonas (TSH) Skydliaukė Pagerina skydliaukės hormonų sintezę ir sekreciją Stimuliuoja skydliaukės hormonai ir slopina skydliaukės hormonai
Somatotropinis hormonas (augimo hormonas, STH) Visi audiniai Stimuliuoja RNR ir baltymų sintezę, audinių augimą, gliukozės ir aminorūgščių transportavimą į ląsteles, lipolizę Stimuliuoja somatoliberinas, slopina somatostatinas
Folikulus stimuliuojantis hormonas (FSH) Sėkliniai kanalėliai vyrams, kiaušidžių folikulai moterims Vyrams padidina spermos gamybą, moterims – folikulų susidarymą Stimuliuoja luliberinas
Liuteinizuojantis hormonas (LH) Sėklidžių (vyrų) ir kiaušidžių (moterų) intersticinės ląstelės Moterims skatina estrogenų ir progesterono sekreciją, vyrams didina androgenų sintezę ir sekreciją Stimuliuoja luliberinas
Prolaktinas Pieno liaukos (alveolių ląstelės) Stimuliuoja pieno baltymų sintezę ir pieno liaukų vystymąsi Slopina prolaktostatinas
Melanocitus stimuliuojantis hormonas (MSH) Pigmentinės ląstelės Padidina melanino sintezę melanocituose (sukelia odos patamsėjimą) Slopina melanostatinas

23.4.3. Neurohipofizės hormonai. Hormonai, kuriuos į kraują išskiria užpakalinė hipofizė, yra oksitocinas ir vazopresinas. Abu hormonai yra sintetinami pagumburyje kaip pirmtakai baltymai ir keliauja visur nervinių skaidulųį užpakalinę hipofizės skiltį.

Oksitocinas - nonapeptidas, sukeliantis lygiųjų gimdos raumenų susitraukimus. Jis naudojamas akušerijoje gimdymui ir laktacijai skatinti.

Vazopresinas - nonapeptidas, išsiskiriantis reaguojant į padidėjusį osmoso slėgis kraujo. Vazopresino tikslinės ląstelės yra inkstų kanalėlių ląstelės ir kraujagyslių lygiųjų raumenų ląstelės. Hormono veikimą skatina cAMP. Vazopresinas sukelia vazokonstrikciją ir padidina kraujo spaudimas, taip pat pagerina vandens reabsorbciją inkstų kanalėliuose, dėl ko sumažėja diurezė.

23.4.4. Pagrindinės pažeidimų rūšys hormoninė funkcija hipofizė ir pagumburis. Su somatotropinio hormono trūkumu, kuris atsiranda vaikystė, vystosi nykštukiškumas (mažo ūgio). Su somatotropinio hormono pertekliumi, kuris atsiranda vaikystėje, jis vystosi gigantizmas (nenormaliai didelis augimas).

Su somatotropinio hormono pertekliumi, kuris atsiranda suaugusiesiems (dėl hipofizės naviko), akromegalija - padidėjęs rankų, pėdų augimas, apatinis žandikaulis, nosis.

Trūkstant vazopresino, atsirandančio dėl neurotropinių infekcijų, trauminių smegenų sužalojimų, pagumburio navikų, jis vystosi. cukrinis diabetas insipidus. Pagrindinis šios ligos simptomas yra poliurija- staigus diurezės padidėjimas su sumažėjusiu (1,001–1,005) santykiniu šlapimo tankiu.

28.4. Kasos hormonai.

Prisimink tai endokrininė dalis Kasa gamina ir išskiria į kraują hormonus insuliną ir gliukagoną.

1. Insulinas. Insulinas yra baltyminis peptidinis hormonas, kurį gamina Langerhanso salelių β ląstelės. Insulino molekulė susideda iš dviejų polipeptidinių grandinių (A ir B), turinčių atitinkamai 21 ir 30 aminorūgščių liekanų; Insulino grandinės yra sujungtos dviem disulfidiniais tilteliais. Insulinas susidaro iš pirmtako baltymo (preproinsulino) dalinės proteolizės būdu (žr. 4 pav.). Po signalinės sekos suskaidymo susidaro proinsulinas. Dėl fermentinės transformacijos polipeptidinės grandinės fragmentas, kuriame yra apie 30 aminorūgščių liekanų (C-peptidas), pašalinamas ir susidaro insulinas.

Insulino sekrecijos stimulas yra hiperglikemija – gliukozės kiekio kraujyje padidėjimas (pavyzdžiui, pavalgius). Pagrindiniai insulino taikiniai yra kepenų, raumenų ir riebalinio audinio ląstelės. Veikimo mechanizmas yra tolimas.


4 pav. Preproinsulino pavertimo insulinu schema.

Insulino receptorius yra sudėtingas baltymas – glikoproteinas, esantis tikslinės ląstelės paviršiuje. Šis baltymas susideda iš dviejų α-subvienetų ir dviejų β-subvienetų, sujungtų disulfidiniais tilteliais. β-subvienetuose yra keletas tirozino aminorūgščių liekanų. Insulino receptorius turi tirozino kinazės aktyvumą, t.y. gali katalizuoti fosforo rūgšties likučių perkėlimą iš ATP į tirozino OH grupę (5 pav.).

5 pav. Insulino receptorius.

Jei insulino nėra, receptorius nerodomas fermentinis aktyvumas. Prisijungdamas prie insulino, receptorius patiria autofosforilinimą, t.y. β subvienetai vienas kitą fosforilina. Dėl to pasikeičia receptoriaus konformacija ir jis įgyja gebėjimą fosforilinti kitus viduląstelinius baltymus. Vėliau insulino-receptorių kompleksas panardinamas į citoplazmą, o jo komponentai suskaidomi lizosomose.

Hormonų-receptorių komplekso susidarymas padidina pralaidumą ląstelių membranos gliukozei ir amino rūgštims. Insulino įtaka tikslinėse ląstelėse:

a) sumažėja adenilato ciklazės aktyvumas ir padidėja fosfodiesterazės aktyvumas, dėl to sumažėja cAMP koncentracija;

b) didėja gliukozės oksidacijos greitis ir mažėja gliukoneogenezės greitis;

c) padidėja glikogeno ir riebalų sintezė ir slopinama jų mobilizacija;

d) pagreitėja baltymų sintezė ir slopinamas jų skilimas.

Visais šiais pokyčiais siekiama pagreitinti gliukozės vartojimą, dėl kurio sumažėja gliukozės kiekis kraujyje. Insulino inaktyvacija pirmiausia vyksta kepenyse ir apima disulfidinių jungčių tarp A ir B grandinių nutraukimą.

2. Gliukagonas. Gliukagonas yra polipeptidas, turintis 29 aminorūgščių liekanas. Jį gamina Langerhanso salelių α ląstelės kaip baltymo pirmtakas (progliukagonas). Nevalgius sukeltos hipoglikemijos metu vyksta dalinė prohormono proteolizė ir gliukagono sekrecija į kraują.

Gliukagono tikslinės ląstelės yra kepenys, riebalinis audinys, miokardas. Veikimo mechanizmas yra tolimas (tarpininkas yra cAMP).

Gliukagono įtakoje tikslinėse ląstelėse:

a) pagreitėja glikogeno mobilizacija kepenyse (žr. 6 pav.) ir slopinama jo sintezė;

b) pagreitėja riebalų mobilizacija (lipolizė) riebaliniame audinyje ir slopinama jų sintezė;

c) slopinama baltymų sintezė ir sustiprėja jų katabolizmas;

d) pagreitėja gliukoneogenezė ir ketogenezė kepenyse.

Galutinis gliukagono poveikis yra priežiūra aukštas lygis Kraujo gliukozė.

6 pav. Glikogeno fosforilazės aktyvacijos kaskadinis mechanizmas veikiant gliukagonui.

3. Kasos hormoninės veiklos sutrikimai. Dažniausias cukrinis diabetas yra liga, kurią sukelia sutrikusi β-ląstelių insulino sintezė ir sekrecija (I tipo cukrinis diabetas) arba insulinui jautrių receptorių trūkumas tikslinėse ląstelėse (II tipo cukrinis diabetas). Dėl cukrinis diabetas Būdingi šie medžiagų apykaitos sutrikimai:

a) sumažėjęs ląstelių gliukozės suvartojimas, padidėjusi glikogeno mobilizacija ir gliukoneogenezės suaktyvėjimas kepenyse padidina gliukozės kiekį kraujyje (hiperglikemija) ir įveikia inkstų slenkstį (gliukozurija);

b) lipolizės (riebalų skilimo) pagreitėjimas, per didelis acetil-CoA susidarymas, naudojamas sintezei, vėliau cholesterolio (hipercholesterolemija) ir ketoninių kūnų (hiperketonemija) patekimas į kraują; ketoniniai kūnai lengvai prasiskverbia į šlapimą (ketonurija);

c) sumažėjęs baltymų sintezės greitis ir padidėjęs aminorūgščių katabolizmas audiniuose padidina karbamido ir kitų azotinių medžiagų koncentraciją kraujyje (azotemija) ir padidina jų išsiskyrimą su šlapimu (azoturija);

d) per inkstus išsiskiria didelis kiekis gliukozės, ketoninių kūnų ir šlapalo, kartu sustiprėja diurezė (poliurija).

28.5. Antinksčių šerdies hormonai.

Antinksčių šerdies hormonai yra adrenalinas ir norepinefrinas (katecholaminai). Jie sintetinami chromafino ląstelėse iš tirozino (7 pav.).


7 pav. Katecholaminų sintezės schema.

Streso metu padidėja adrenalino sekrecija, fizinė veikla. Katecholaminų taikiniai yra kepenų ląstelės, raumenys ir riebalinis audinys, širdies ir kraujagyslių sistema. Veikimo mechanizmas yra tolimas. Poveikis realizuojamas per adenilato ciklazės sistemą ir pasireiškia pokyčiais angliavandenių apykaitą. Kaip ir gliukagonas, adrenalinas sukelia glikogeno mobilizaciją (žr. 6 pav.) raumenyse ir kepenyse ir lipolizę riebaliniame audinyje. Dėl to padidėja gliukozės, laktato ir riebalų rūgštys kraujyje. Adrenalinas taip pat padidina širdies veiklą ir sukelia vazokonstrikciją.

Adrenalino neutralizavimas vyksta kepenyse. Pagrindiniai neutralizavimo būdai yra: metilinimas (fermentas – katechol-orto-metiltransferazė, COMT), oksidacinis deamininimas (fermentas – monoaminooksidazė, MAO) ir konjugacija su gliukurono rūgštimi. Neutralizavimo produktai išsiskiria su šlapimu.

reglamentas fiziologiniai procesai, ūkinių gyvūnų augimas ir produktyvumas vyksta kompleksiškai, refleksinių reakcijų ir hormoninio poveikio ląstelėms, audiniams ir organams forma.

Dalyvaujant nervų sistemai, hormonai daro koreliacinį poveikį audinių ir organų vystymuisi, diferenciacijai ir augimui, skatina reprodukcines funkcijas, medžiagų apykaitos procesus ir produktyvumą. Paprastai tas pats hormonas gali turėti atitinkamą poveikį keliems fiziologiniams procesams. Tuo pačiu metu įvairūs hormonai, kuriuos išskiria viena ar daugiau endokrininių liaukų, gali veikti kaip sinergistai arba antagonistai.

Metabolizmo reguliavimas hormonų pagalba labai priklauso nuo jų susidarymo ir patekimo į kraują intensyvumo, nuo veikimo trukmės ir skilimo greičio, taip pat nuo jų įtakos medžiagų apykaitos procesams krypties. Hormonų veikimo rezultatai priklauso nuo jų koncentracijos, taip pat nuo efektorinių organų ir ląstelių jautrumo. fiziologinė būklė organų, nervų sistemos ir viso organizmo funkcinis labilumas. Kai kuriems hormonams poveikis medžiagų apykaitos procesams pasireiškia daugiausia kaip anabolinis (somatotropinas, insulinas, lytiniai hormonai), o kitiems – katabolinis (tiroksinas, gliukokortikoidai).

Ūkinių gyvūnų tyrimo institute buvo vykdoma plati hormonų ir jų analogų įtakos gyvūnų medžiagų apykaitai ir produktyvumui tyrimų programa. Šiais tyrimais įrodyta, kad su maistu gaunamo azoto anabolinis panaudojimas priklauso ne tik nuo jo kiekio maiste, bet ir nuo atitinkamų endokrininių liaukų (hipofizės, kasos, lytinių liaukų, antinksčių ir kt.) funkcinės veiklos. kurių hormonai daugiausia lemia azoto ir kitų medžiagų apykaitos intensyvumą. Visų pirma, buvo nustatyta somatotropino, insulino, tiroksino, testosterono propionato ir daugelio sintetinių narkotikų įtaka gyvūnų organizmui ir nustatyta, kad visi šie vaistai turi aiškiai apibrėžtą anabolinį poveikį, susijusį su padidėjusia baltymų biosinteze ir susilaikymu. audiniuose.

Gyvūnų augimui, jų svarbiausiai produktyviajai funkcijai, susijusiai su gyvojo svorio didėjimu, svarbus reguliavimo hormonas yra augimo hormonas, kuris tiesiogiai veikia medžiagų apykaitos procesus ląstelėse. Tai pagerina azoto panaudojimą, sustiprina baltymų ir kitų medžiagų sintezę, ląstelių mitozę, aktyvina kolageno susidarymą ir kaulų augimą, pagreitina riebalų ir glikogeno skaidymą, o tai savo ruožtu gerina medžiagų apykaitą ir energijos procesus ląstelėse.

GH turi poveikį gyvūnų augimui sinergijoje su insulinu. Jie kartu suaktyvina ribosomų funkcijas, DNR sintezę ir kitus anabolinius procesus. Somatotropino padidėjimui įtakos turi tirotropinas, gliukagonas, vazopresinas ir lytiniai hormonai.

Gyvūnų augimui reguliuojant medžiagų apykaitą, ypač angliavandenių ir riebalų metabolizmas, turi prolaktino poveikį, kuris veikia panašiai kaip somatotropinas.

Šiuo metu tiriamos gyvūnų produktyvumo stimuliavimo galimybės, veikiant pagumburį, kuriame susidaro somatoliberinas – GH padidėjimo stimuliatorius. Yra duomenų, kad pagumburio stimuliavimas prostaglandinais, gliukagonu ir kai kuriomis aminorūgštimis (argininu, lizinu) skatina apetitą ir pašarų suvartojimą, o tai teigiamai veikia gyvūnų medžiagų apykaitą ir produktyvumą.

Vienas iš svarbiausių anabolinių hormonų yra insulinas. Jis turi didžiausią poveikį angliavandenių apykaitai. Insulinas reguliuoja glikogeno sintezę kepenyse ir raumenyse. Riebaliniame audinyje ir kepenyse jis skatina angliavandenių pavertimą riebalais.

Skydliaukės hormonai turi anabolinį poveikį, ypač aktyvaus augimo laikotarpiu. Skydliaukės hormonai – tiroksinas ir trijodtironinas veikia medžiagų apykaitą, audinių diferenciaciją ir augimą. Šių hormonų trūkumas neigiamai veikia bazinę medžiagų apykaitą. Esant pertekliui, jie turi katabolinį poveikį, sustiprina baltymų, glikogeno irimą bei oksidacinį fosforilinimą ląstelių mitochondrijose. Su amžiumi skydliaukės hormonų padidėjimas gyvūnų organizme mažėja, o tai atitinka medžiagų apykaitos ir procesų intensyvumo sulėtėjimą organizmui senstant. Sumažėjus skydliaukės veiklai, gyvūnai racionaliau naudoja maistines medžiagas ir yra geriau maitinami.

Androgenai turi tą patį poveikį. Jie pagerina naudojimą maistinių medžiagų pašarų, DNR ir baltymų sintezę raumenyse ir kituose audiniuose, skatina medžiagų apykaitos procesus ir gyvūnų augimą.

Kastracija turi didelę įtaką gyvūnų augimui ir produktyvumui. Nekastruotų bulių augimo greitis, kaip taisyklė, yra žymiai didesnis nei kastruotų bulių. Vidutinis kastruotų gyvūnų svorio padidėjimas per dieną yra 15-18% mažesnis nei sveikų gyvūnų. Bulių veršelių kastracija taip pat neigiamai veikia pašarų naudojimą. Kai kurių autorių teigimu, kastruoti buliai sunaudoja 13 % daugiau pašarų ir virškinamų baltymų 1 kg svorio prieaugiui nei sveiki buliai. Šiuo atžvilgiu daugelis mano, kad jaučių kastracija yra netinkama.

Estrogenai taip pat užtikrina geresnį pašarų panaudojimą ir padidina gyvūnų augimą. Jie aktyvina ląstelių genų aparatą, skatina RNR, ląstelių baltymų ir fermentų susidarymą. Estrogenai veikia baltymų, riebalų, angliavandenių ir mineralų apykaitą. Mažos estrogeno dozės suaktyvina skydliaukės veiklą ir labai padidina insulino koncentraciją kraujyje (iki 33%). Esant estrogenams šlapime, padidėja neutralių 17-ketosteroidų koncentracija (iki 20%), o tai patvirtina padidėjusį androgenų, kurie turi anabolinį poveikį, ir todėl papildo augantį GH poveikį, kiekį. Estrogenai suteikia vyraujantį anabolinių hormonų poveikį. Dėl to sulaikomas azotas, skatinamas augimo procesas, padidėja aminorūgščių ir baltymų kiekis mėsoje. Progesteronas taip pat turi tam tikrą anabolinį poveikį, kuris padidina pašarų panaudojimo efektyvumą, ypač vaikingoms patelėms.

Iš gyvūnų kortikosteroidų grupės ypač svarbūs gliukokortikoidai – hidrokortizonas (kortizolis), kortizonas ir kortikosteronas, dalyvaujantys visų rūšių medžiagų apykaitos reguliavime, veikiantys audinių ir organų augimą ir diferenciaciją, nervų sistemą ir daugelį endokrininių. liaukos. Jie priima Aktyvus dalyvavimas organizmo apsauginėse reakcijose, veikiant streso faktoriams. Nemažai autorių mano, kad gyvūnai, kurių antinksčių žievės funkcinis aktyvumas yra padidėjęs, auga ir vystosi intensyviau. Tokių gyvūnų pieno produktyvumas yra didesnis. Šiuo atveju svarbų vaidmenį vaidina ne tik gliukokortikoidų kiekis kraujyje, bet ir jų santykis, ypač hidrokortizonas (aktyvesnis hormonas) ir kortikosteronas.

Skirtinguose ontogenezės etapuose įvairūs anaboliniai hormonai skirtingai veikia gyvūnų augimą. Visų pirma, buvo nustatyta, kad somatotropino ir skydliaukės hormonų koncentracija kraujyje yra didelė galvijai mažėja su amžiumi. Taip pat mažėja insulino koncentracija, o tai rodo glaudų funkcinį šių hormonų ryšį ir anabolinių procesų intensyvumo susilpnėjimą dėl gyvūnų amžiaus.

IN pradinis laikotarpis Penėjimo metu gyvūnams sustiprėja augimas ir anaboliniai procesai, padidėjus augimo hormono, insulino ir skydliaukės hormonų kiekiui, vėliau šių hormonų kiekis palaipsniui mažėja, susilpnėja asimiliacijos ir augimo procesai, didėja riebalų nusėdimas. Pasibaigus penėjimui, insulino inkrecija žymiai sumažėja, nes Langerhanso salelių funkcija, jai suaktyvėjus intensyvaus penėjimo laikotarpiu, yra slopinama. Todėl paskutiniame penėjimo etape labai patartina naudoti insuliną gyvulių mėsos produktyvumui skatinti. Gyvūnų medžiagų apykaitai ir mėsos produktyvumui skatinti, kartu su hormonais ir jų analogais, kaip nustatė Yu. N. Shamberev ir bendradarbiai, svarbūs mitybos veiksniai – angliavandenių ir baltymų pašarai, taip pat atskiri komponentai (sviesto rūgštis, argininas). , lizinas, kompleksuoja aminorūgštis ir paprastus polipeptidus ir kt.), kurie stimuliuoja funkcinę liaukų veiklą ir medžiagų apykaitos procesus.

Gyvūnų laktacija yra reguliuojama nervų sistema ir daugelio endokrininių liaukų hormonai. Visų pirma, estrogenai skatina pieno liaukų latakų vystymąsi, o progesteronas – jų parenchimą. Estrogenai, taip pat gonadoliberinas ir tirotropiną atpalaiduojantis hormonas padidina prolaktino ir somatotropino, kurie skatina laktaciją, padidėjimą. Prolaktinas aktyvina ląstelių dauginimąsi ir pieno pirmtakų sintezę liaukose. Somatotropinas skatina pieno liaukų vystymąsi ir jų sekreciją, didina riebalų ir laktozės kiekį piene. Insulinas taip pat skatina laktaciją, nes veikia baltymų, riebalų ir angliavandenių apykaitą. Kortikotropinas ir gliukokortikoidai kartu su somatotropinu ir prolaktinu užtikrina reikiamą aminorūgščių tiekimą pieno baltymų sintezei. Skydliaukės hormonai tiroksinas ir trijodtironinas padidina pieno sekreciją aktyvindami fermentus ir padidindami nukleorūgščių, VFA ir pieno riebalų kiekį liaukos ląstelėse. Žindymo laikotarpis sustiprinamas atitinkamu išvardintų hormonų santykiu ir sinergetiniu poveikiu. Per didelis ir mažas jų kiekis, taip pat atpalaiduojantis hormonas prolaktostatinas slopina laktaciją.

Daugelis hormonų reguliuoja plaukų augimą. Visų pirma, tiroksinas ir insulinas skatina plaukų augimą. Somatotropinas, turėdamas anabolinį poveikį, skatina folikulų vystymąsi ir vilnos pluoštų susidarymą. Prolaktinas slopina plaukų augimą, ypač vaikingoms ir žindančioms gyvūnams. Kai kurie antinksčių žievės ir smegenų hormonai, ypač kortizolis ir adrenalinas, slopina plaukų augimą.

Norint nustatyti ryšį tarp hormonų ir įvairių tipų medžiagų apykaitą ir produktyvumą, atsižvelgiant į gyvūnų amžių, lytį, veislę, šėrimo ir laikymo sąlygas, taip pat teisingas pasirinkimas ir naudojant hormoninius vaistus gyvūnų produktyvumui skatinti, būtina atsižvelgti į jų hormoninės būklės būklę, nes hormonų poveikis gyvūnų medžiagų apykaitos procesams ir augimui yra glaudžiai susijęs su endokrininės sistemos funkcine veikla. liaukos ir hormonų kiekis. Labai svarbus rodiklis yra nustatyti įvairių hormonų koncentraciją kraujyje ir kituose biologiniuose skysčiuose.

Kaip jau minėta, viena pagrindinių hormoninio gyvūnų augimo ir produktyvumo stimuliavimo grandžių yra įtaka ląstelių mitozių dažniui, skaičiui ir dydžiui; Branduoliuose suaktyvėja nukleino rūgščių susidarymas, o tai skatina baltymų sintezę. Veikiant hormonams, didėja atitinkamų fermentų ir jų inhibitorių aktyvumas, apsaugantis ląsteles ir jų branduolius nuo per didelio sintezės procesų stimuliavimo. Todėl naudojant hormoninius vaistus galima pasiekti tik tam tikrą vidutinį augimo ir produktyvumo stimuliavimą, atsižvelgiant į galimus metabolinių ir plastinių procesų lygio pokyčius kiekvienoje gyvūnų rūšyje, nulemtą filogenezės ir aktyvios gyvūnų adaptacijos. šie procesai į aplinkos veiksnius.

Endokrinologija jau turi daug duomenų apie hormonus ir jų analogus, turinčius stimuliuojančių savybių gyvūnų metabolizmą, augimą ir produktyvumą (somatotropiną, insuliną, tiroksiną ir kt.). Tobulėjant mūsų žinioms šioje srityje ir ieškant naujų labai veiksmingų ir praktiškai nekenksmingų endokrininių vaistų kartu su kitomis biologiškai aktyviomis medžiagomis, jie vis dažniau bus naudojami pramoninėje gyvulininkystėje augimui skatinti, penėjimo periodams mažinti, pieno kiekiui didinti, vilnos ir kitų rūšių gyvūnų produktyvumas.

Jei radote klaidą, pažymėkite teksto dalį ir spustelėkite Ctrl + Enter.