Monoaminy: dopamina, noradrenalina, adrenalina, melatonina.

Jodotyroniny: tetrajodotyronina (tyroksyna, T 4), trójjodotyronina (T 3).

Białko-peptyd: uwalniające hormony podwzgórza, hormony przysadki mózgowej, hormony trzustki i przewodu pokarmowego, antygeny itp.

Steroidy: glukokortykoidy, mineralokortykoidy, hormony płciowe, metabolity cholekalcyferolu (witaminy D).

Cykl życiowy hormonu

1. Synteza.

2. Wydzielanie.

3. Transport. Działanie autokrynne, parakrynne i odległe. Znaczenie białek nośnikowych dla hormonów steroidowych i tarczycy.

4. Oddziaływanie hormonu z receptorami komórek docelowych.

A) rozpuszczalne w wodzie hormony (peptydy, katecholaminy) wiążą się z receptorami na membranie komórki docelowe. Receptory błonowe dla hormonów: chemoczuły kanał jonowy; G-białka. W rezultacie pojawia się komórka docelowa pośrednicy wtórni(np. cAMP). Zmiana aktywności enzymu → efekt biologiczny.

B) rozpuszczalny w tłuszczach hormony (steroidy, tarczyca zawierająca jod) przenikają przez błonę komórkową i łączą się z receptorami wewnątrz komórki docelowej. Kompleks hormon-receptor reguluje ekspresję → rozwój efektu biologicznego.

5. Efekt biologiczny (skurcz lub rozluźnienie mięśni gładkich, zmiany tempa metabolizmu, przepuszczalność błon komórkowych, reakcje wydzielnicze itp.).

6. Inaktywacja hormonów i/lub ich wydalanie (rola wątroby i nerek).

Informacja zwrotna

Szybkość wydzielania hormonów jest precyzyjnie kontrolowana przez wewnętrzny system kontroli. W większości przypadków wydzielanie jest regulowane przez mechanizm negatywna informacja zwrotna(chociaż zdarza się to niezwykle rzadko dodatnia odwrotność połączenie). Tak więc komórka hormonalna jest w stanie dostrzec konsekwencje wydzielania określonego hormonu. Dzięki temu może dostosować poziom wydzielania hormonów tak, aby zapewnić pożądany poziom efektu biologicznego.

A. Proste negatywne sprzężenie zwrotne.

Jeśli efekt biologiczny wzrasta , ilość hormonu wydzielanego przez komórkę endokrynną będzie później spadek .

Kontrolowanym parametrem jest poziom aktywności komórki docelowej. Jeśli komórka docelowa słabo reaguje na hormon, komórka endokrynna uwolni więcej hormonu, aby osiągnąć pożądany poziom aktywności.

B. Złożone (złożone) negatywne sprzężenie zwrotne występuje na różnych poziomach.

Linie przerywane pokazują różne rodzaje negatywnego sprzężenia zwrotnego.

B. Pozytywne opinie: pod koniec fazy folikularnej kobiecego cyklu rozrodczego wzrasta stężenie estrogenów, co prowadzi do ostrego zwiększyć wydzielanie (szczyt) LH i FSH, które występuje przed owulacją.

Niezależna praca na temat: „Fizjologia układ hormonalny»

Żeńskie hormony płciowe

_______________________

_______________________

_______________________

_______________________

Dni od szczytu LH

Dni od początku cyklu

Ryż. 1. Zmiany w poziomie gonadotropin gruczolakowatych (LH, FSH), hormonów jajnikowych (progesteronu i estradiolu) oraz temperatura podstawowa ciała podczas kobiecego cyklu rozrodczego.

Wskaż nazwy hormonów obok wykresów.

W jajnik w cyklu rozrodczym kobiety (trwającym 28 dni) występują:

1. Faza pęcherzykowa, która trwa od ______ do ______ dnia cyklu. Podczas tej fazy w jajniku ____________________________________________________________________________

2. Owulacja ( O) następuje w _____ dniu cyklu. Owulacja to ________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Owulację poprzedza szczyt hormonu ______________________________.

3-fazowy ciałko żółte który trwa od ______ dnia do ________ dnia. Podczas tej fazy w jajniku ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

W macica W cyklu rozrodczym kobiety występują:

1. Miesiączka ( M) – ____________________________________________________________ ______________________________________________________________________________

2. Faza proliferacyjna – ________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

3. Faza wydzielnicza – __________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Wykorzystując Ryż. 1, Uzupełnij zdania:

1. Największe stężenie estradiolu w osoczu występuje w _______ dniu cyklu, tj. w fazie ________________________.

2. Najwyższe stężenie progesteronu w osoczu występuje w ________ dniu cyklu, tj. w fazie ________________________.

3. Bezpośrednio przed owulacją następuje szczyt hormonów __________________.

4. Wzrost podstawowej temperatury ciała podczas owulacji oraz w fazie ciałka żółtego jest związany z wydzielaniem hormonu ________________________________.

Klimakterium

Menopauza to ________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

W okresie menopauzy wydzielanie:

a) progesteron, estradiol ________________________

b) FSH, LH ________________________

c) hormony płciowe (androgeny) w korze nadnerczy _________________

W okresie menopauzy zmienia się aktywność układów organizmu: ______________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Epifiza (szyszynka)

Hormon szyszynki: __________________________________________

(aminokwas tryptofan → serotonina → ____________________)

Regulacja wydzielania:

Ciemność (działanie stymulujące) → siatkówka → droga siatkówkowo-podwzgórzowa → podwzgórze boczne → rdzeń kręgowy → nerwy współczulne(neuron przedzwojowy) → zwój szyjny górny → neuron pozazwojowy → pinealocyty szyszynki → zwiększona synteza i wydzielanie melatoniny.

Uwaga: 1) mediator neuronów pozazwojowych oddziałujący z receptorami β-adrenergicznymi pinealocytów szyszynki, _____________________________________

2) światło ma __________________________ wpływ na syntezę i wydzielanie melatoniny

3) godziny nocne odpowiadają za 70% dziennej produkcji hormonów

4) stres ___________________________ wydzielanie melatoniny

Mechanizm działania i efekt

1. Melatonina _____________ wydzielanie gonadoliberyn podwzgórza i ________________ gruczołu przysadkowego → zmniejszenie funkcji seksualnych.

2. Podanie melatoniny powoduje łagodną euforię i sen.

3. Na początku okresu dojrzewania poziom melatoniny ______________________________.

4. Podczas cyklu rozrodczego kobiety poziom melatoniny zmienia się: podczas menstruacji - _____________ i podczas owulacji - _________________________.

5. Szyszynka jest zegarem biologicznym, ponieważ dzięki niemu następuje chwilowa adaptacja.

Objawy kliniczne niedobór i nadmiar hormonu:

1. Guzy niszczące szyszynkę, _______________________ funkcje seksualne.

2. Guzom wywodzącym się z pinealocytów towarzyszy______________________

funkcje seksualne.

Regulacja poziomu Ca 2+ we krwi

4169 0

Jednym z niezbędnych podukładów w organizacji funkcji endokrynologicznych jest obwodowy metabolizm hormonów. Najważniejszą rolę w obwodowych przemianach hormonów odgrywają procesy kataboliczne. Katabolizm hormonalny to zespół procesów enzymatycznej degradacji pierwotnej struktury chemicznej wydzielanych związków hormonalnych.

Zgodnie z podstawową istotą fizjologiczną, procesy kataboliczne, jak już wspomniano, są przede wszystkim sposobem na nieodwracalną inaktywację hormonów i zapewnienie równowagi hormonalnej, zrównoważenie produkcji hormonów i przygotowanie komórek na przyjęcie nowej porcji informacji hormonalnej. Chemiczna degradacja hormonów, prowadzona przy użyciu specjalnych układów enzymatycznych, zachodzi w różnych tkankach, ale przede wszystkim w układzie trzewnym i nerkach. Narządy te warunkują inaktywację hormonów i przygotowują je do wydalenia z organizmu.

Jednocześnie znaczenie procesów metabolicznych na obwodzie nie ogranicza się do nieodwracalnej inaktywacji hormonów. W narządach katabolizujących i, co najważniejsze, narządach reagujących, mogą zachodzić procesy metaboliczne prowadzące do aktywacji, reaktywacji, wzajemnej konwersji hormonów i pojawienia się nowej aktywności hormonalnej (ryc. 44).

Procesy aktywacji obejmują np. konwersję wydzielanego androstendionu do testosteronu, testosteronu do 5a-dihydrotestosteronu lub androstanodioli, wydzielanego estronu do estradiolu, tyroksyny do trójjodotyroniny, angiotensyny I do angiotensyny II i III. Przykładami reaktywacji są: przejście kortyzonu do kortyzolu, przywrócenie struktury testosteronu i estradiolu z ich metabolitów – odpowiednio androstendionu i estronu.

Przykłady wzajemnych konwersji hormonów różne rodzaje to przemiana androgenów w estrogeny w podwzgórzu i innych częściach mózgu, a także w tkance tłuszczowej oraz przemiana 17-hydroksykortykosteroidów w androgeny. Wreszcie, procesy enzymatycznej transformacji hormonu na obwodzie w związki o nowym typie aktywności hormonalnej obejmują tworzenie enkefaliny, endorfin i peptydów pamięci z β-lipotropiny. Wszystkie te reakcje metaboliczne w odpowiadających tkankach odgrywają oczywiście znaczącą rolę w lokalnej regulacji i samoregulacji skuteczności hormonów.

W warunkach odpoczynku fizjologicznego procesy metaboliczne na obwodzie znajdują się w stanie równowagi z procesami produkcji hormonalnej. Ścieżki i tempo przemian hormonalnych bada się metodami biochemicznymi in vivo i in vitro, ogólnie przyjętymi dla wszelkich związków bioorganicznych.

W tym przypadku stosuje się hormony znakowane 3H. 14C i 125I. Substancje radioaktywne wprowadzane w stężeniach fizjologicznych do organizmu w doświadczeniach in vivo lub do podłoża z inkubowanymi kawałkami, skrawkami, homogenatami tkankowymi i frakcjami subkomórkowymi w doświadczeniach in vitro. W określonych odstępach czasu po wstrzyknięciu hormonu lub rozpoczęciu inkubacji z nim badanych tkanek, znakowane metabolity hormonalne z materiał biologiczny ekstrahowano, oczyszczano przy użyciu różnych procedur chromatograficznych, a następnie identyfikowano i oznaczano ilościowo. W doświadczeniach in vivo produkty przemian hormonalnych są zwykle oznaczane w wydalinach.

Okres półtrwania hormonów (T1/2) i współczynnik klirensu metabolicznego (MCR) są często wykorzystywane jako integralne wskaźniki intensywności procesów metabolicznych in vivo.

Okres półtrwania hormonów to czas, w którym stężenie części radioaktywnego hormonu wprowadzonego do krwi zmniejsza się nieodwracalnie o połowę. W tabeli 12 pokazuje wartości różnych hormonów.

Tabela 12. Okres półtrwania niektórych hormonów w zdrowa osoba(uogólnione dane średnie)

Szybkość metabolicznego klirensu hormonów charakteryzuje objętość krwi, która jest całkowicie i nieodwracalnie oczyszczona z hormonu w określonym czasie.

Metabolizm hormonów steroidowych zachodzi głównie bez rozszczepienia szkieletu steroidowego i ogranicza się głównie do reakcji redukcji podwójnego wiązania w pierścieniu A (w głównych rodzinach hormonów, z wyjątkiem estrogenów); utlenianie - przywrócenie niektórych funkcji tlenu; hydroksylacja atomów węgla. Dokonuje się dość intensywnie nie tylko w układzie narządów katabolizujących (wątroba, jelita, nerki), ale także w mózgu, mięśniach, skórze i innych tkankach, z wyjątkiem tkanki grasicowo-limfoidalnej.

Wszystkie hormony steroidowe zawierające grupę D4-3-keto w pierścieniu A (kortykosteroidy, progestyny, wydzielane androgeny) mają wspólną ścieżkę transformacji, składającą się z dwóch kolejnych etapów (Dorfman, 1960):

Pierwszy etap sprowadza się do redukcji podwójnego wiązania D4 z utworzeniem dihydropochodnych steroidów i przebiega pod wpływem enzymów zależnych od NADPH, zwanych 5a- i 5b-reduktazami, które zlokalizowane są głównie w mikrosomach i frakcje jądrowe komórki. Z kolei β-reduktazy z reguły zlokalizowane są w rozpuszczalnej frakcji komórki (cytozolu) i tworzą 5β-pochodne steroidów.

W ten sposób powstają 5a- i 5b-dihydroformy kortykosteroidów (dihydrokortyzole, dihydrokortykosterony, dihydroaldosterony), progestyny ​​(dihydroprogesterony) i testosteron (dihydrotestosterony). W tym przypadku redukcja zarówno 5a, jak i 5b w kortykosteroidach najwyraźniej prowadzi do prawie całkowitej inaktywacji hormonów. W przypadku progestyn inaktywacja pierwotnego związku hormonalnego skutkuje najczęściej jedynie redukcją o 5/5; 5a-dihydroprogesteron (5a-DPr) może wykazywać wyraźne działanie progestagenowe. W przypadku androgenów reakcja 5a-reduktazy prowadząca do powstania 5a-DT z T powoduje znaczny wzrost aktywności androgennej.

Jednocześnie redukcja 5B T powoduje prawie całkowity zanik androgennej i anabolicznej aktywności tego hormonu u ssaków. Jednak pochodne 5b T prawdopodobnie nie są . z biologicznie obojętnymi związkami. Tracąc swoje działanie androgenne i anaboliczne, mogą zyskać nowe właściwości. Zatem 5b-DT i niektóre jego metabolity w zarodkach kurzych mają zdolność indukowania syntezy hemoglobiny i wzmacniania erytropoezy (Irving i in., 1975).

Drugi etap ogólny przemiany hormonów D4-3-ketosteroidowych, w następstwie reakcji 5-reduktazy, polegają na uwodornieniu grupy 3-keto z utworzeniem 3- i 3β-hydroksypochodnych hormonów steroidowych.

Reakcje te zachodzą przy udziale enzymów dehydrogenaz 3- i 3β-hydroksysteroidowych (oksydoreduktaz), które w obecności NADPH lub NADH redukują grupy 3-keto do grup 3-hydroksy. Obydwa enzymy mogą występować w komórkach zarówno w postaci rozpuszczalnej, jak i związanej z błonami retikulum endoplazmatycznego. W wyniku reakcji dehydrogenazy β-hydroksysteroidowej powstają tetrahydroformy hormonów steroidowych. Najwyraźniej tetrahydrometabolity steroidów w większości przypadków nie mają już bezpośredniej aktywności biologicznej, a mogą nią być produkty końcowe katabolizm odpowiednich hormonów.

Znany jest inny powszechny szlak metabolizmu steroidów. Ma jednak węższe znaczenie, ponieważ jest nieodłącznym elementem tylko hormonów steroidowych C21. Sprowadza się to do redukcji grupy ketonowej przy 20. atomie węgla i jest zapewniane przez enzymy mikrosomalne i cytozolowe, dehydrogenazy 20a i 20b-hydroksysteroidowe, czyli oksydoreduktazy (patrz wyżej, B).

W wyniku reakcji dehydrogenazy 20-tlenkowej powstają 20-dihydropochodne steroidów C21, w których grupa hydroksylowa jest zorientowana w pozycji 20a lub 20b. Substratami tej reakcji mogą być zarówno pierwotnie wydzielane steroidy, jak i ich tetrahydrometabolity. Co więcej, pochodne 20a-hydroksy samych hormonów, w przeciwieństwie do pochodnych 20b, mogą wykazywać wyraźne działanie aktywność hormonalna. Jednocześnie 20a-, 20b-dihydroformy steroidów o zredukowanym pierścieniu A są biologicznie nieaktywne. Metabolity steroidów C21 o zredukowanym łańcuchu bocznym i zredukowanym pierścieniu A stanowią znaczną część końcowych, wydalanych metabolitów kortykosteroidów i progestyn.

Wreszcie, obwodowy metabolizm wszystkich hormonów steroidowych charakteryzuje się w takim czy innym stopniu procesami hydroksylacji w różnych pozycjach cząsteczki steroidów. Procesy hydrokenlacji zachodzą głównie w wątrobie pod wpływem monooksygenaz mikrosomalnych (hydroksylaz) – enzymów zależnych od cytochromu P450. Ten układ enzymatyczny hepatocytów jest podobny do hydroksylaz steroidogennych komórek endokrynnych, ale nie zawiera adrenodoksyny, składnika enzymatycznego specyficznego dla biosyntezy hormonów steroidowych. Co ciekawe, wiele izoform monooksygenaz aktywnie i jednocześnie przekształca ksenobiotyki – leki mikromolekularne, toksyny i substancje rakotwórcze.

Wszystkie wymienione metabolity hormonów steroidowych są słabo rozpuszczalne w wodzie i przed wydaleniem w wątrobie przekształcają się w sparowane związki (koniugaty) - estry z kwasami siarkowym, glukuronowym i niektórymi innymi kwasami. Synteza eterów z kwasem glukuronowym (glukuronidy) i estrów z kwasem siarkowym (siarczany) jest powszechnym ostatnim etapem katabolizmu większości hormonów steroidowych, bezpośrednio poprzedzającym procesy wydalania.

Estryfikacja steroidów zwiększa ich rozpuszczalność w wodzie i zwiększa próg wchłaniania zwrotnego w krętych kanalikach nerek i błonie śluzowej jelit. Ponadto w niektórych przypadkach dodatkowo hamuje aktywność biologiczną związków. Etap tworzenia sparowanych związków jest niespecyficzny dla hormonów steroidowych.

Tworzenie wiązania estrowego z metabolitami hormonów steroidowych jest złożonym procesem enzymatycznym, który zachodzi głównie przy grupie hydroksylowej steroidu C3 (patrz wyżej).

U większości badanych gatunków, z nielicznymi wyjątkami (np. świnka morska) około 90% metabolitów hormonów steroidowych jest wydalane w postaci glukuronidów i siarczanów. Oprócz glukuronidów i siarczanów w wydalinach znajdują się fosforany i koniugaty z glutationem, N-acetyloglukozaminą i białkami (Yudaevidr., 1976).

W moczu znaleziono także polarne karboksymetabolity C21 i C19 lub odpowiadające im karboformy (Taylor, 1970; Monder i Bradlow, 1977). Formy karboksylowe tych związków nazywane są kwasami etenowymi.

Poziomy organizacji systemów regulacyjnych.

Rola hormonów w regulacji metabolizmu.

Hormony rdzenia nadnerczy, tarczycy, przytarczyc i trzustki.

Do prawidłowego funkcjonowania organizmu wielokomórkowego niezbędna jest interakcja pomiędzy poszczególnymi komórkami, tkankami i narządami. Zależność tę realizują 4 główne systemy regulacyjne.

Centralny i obwodowy układ nerwowy poprzez Impulsy nerwowe i neuroprzekaźniki;

Układ hormonalny przez gruczoły wydzielania wewnętrznego oraz hormony wydzielane do krwi i wpływające na metabolizm różnych komórek docelowych;

Układy parakrynne i autokrynne poprzez różne związki wydzielane do przestrzeni międzykomórkowej i oddziałujące z receptorami pobliskich komórek lub tej samej komórki (prostaglandyny, hormony żołądkowo-jelitowe, histamina itp.);

Układ odpornościowy poprzez specyficzne białka (cytokiny, przeciwciała).

Układy regulacji metabolizmu. A - hormonalne - hormony wydzielane przez gruczoły do ​​krwi, transportowane przez krwioobieg i wiążą się z receptorami komórek docelowych;

B - parakrynne - hormony wydzielane są do przestrzeni zewnątrzkomórkowej i wiążą się z receptorami błonowymi sąsiadujących komórek;

B – autokrynne – hormony wydzielane są do przestrzeni zewnątrzkomórkowej i wiążą się z receptorami błonowymi komórki wydzielającej hormon:

Poziomy organizacji systemów regulacyjnych

3 poziomy hierarchiczne.

Pierwszy poziom- OUN. Komórki nerwowe odbierają sygnały pochodzące ze środowiska zewnętrznego i wewnętrznego, przekształcają je w postać impulsu nerwowego i przekazują poprzez synapsy za pomocą sygnałów chemicznych – mediatorów. Mediatory powodują zmiany metaboliczne w komórkach efektorowych.

Drugi poziom to układ hormonalny. Obejmuje podwzgórze, przysadkę mózgową, obwodowe gruczoły dokrewne (a także pojedyncze komórki), które syntetyzują hormony i uwalniają je do krwi pod wpływem odpowiedniego bodźca.

Trzeci poziom jest wewnątrzkomórkowy. Polega na zmianach metabolizmu wewnątrz komórki lub na odrębnym szlaku metabolicznym, które zachodzą w wyniku:

- zmiany aktywności enzymów przez aktywacja lub hamowanie;

- zmiany w ilości enzymów poprzez mechanizm indukcji lub tłumienia syntezy białek lub zmiany szybkości ich niszczenia;

- zmiany prędkości transportu substancji przez błony komórkowe.

Rola hormonów w regulacji metabolizmu i funkcji

Hormony integrują regulatory, które łączą różne mechanizmy regulacyjne i metabolizm w różnych narządach. Działają jako przekaźniki chemiczne przenoszące sygnały pochodzące z różnych narządów i centralnego układu nerwowego. Odpowiedź komórki na działanie hormonu jest bardzo zróżnicowana i zależy zarówno od budowy chemicznej hormonu, jak i od rodzaju komórki, na którą skierowane jest działanie hormonu.

Hormony(Grecki Hormao- wprawione w ruch) to substancje biologicznie czynne, różniące się charakterem chemicznym, wytwarzane przez wyspecjalizowane narządy i tkanki (gruczoły wydzielania wewnętrznego), które dostają się bezpośrednio do krwi i dokonują humoralnej regulacji metabolizmu i funkcji organizmu. Wszystkie hormony charakteryzują się dużą swoistością działania.

Hormonoidy- substancje wytwarzane w wielu tkankach i komórkach (nie w wyspecjalizowanych narządach), takie jak hormony, wpływające na procesy metaboliczne i funkcje organizmu. Hormonoidy często wywierają swoje działanie w komórkach, w których powstają, lub rozprzestrzeniają się poprzez dyfuzję i działają w pobliżu miejsca ich powstania, a niektóre hormony przedostają się również do krwioobiegu. Nie ma wyraźnych różnic między hormonami i hormonoidami.

Układ hormonalny jest funkcjonalnym połączeniem komórek, tkanek i narządów wyspecjalizowanych w wydzielaniu wewnętrznym. Ich główną funkcją jest synteza i wydzielanie do środowiska wewnętrznego organizmu (inkrecja) cząsteczek hormonów. W ten sposób układ hormonalny reguluje hormonalną regulację procesów życiowych. Funkcję endokrynną pełnią: 1) narządy lub gruczoły wydzielania wewnętrznego, 2) tkanka wydzielania wewnętrznego w narządzie, którego funkcja nie ogranicza się do wydzielania wewnętrznego, 3) komórki pełniące wraz z funkcjami hormonalnymi i nieendokrynnymi.

Narządy, tkanki i komórki o funkcji endokrynnej

		Tkanka, komórki
	Gruczoły dokrewne
	Przysadka mózgowa a) Przysadka mózgowa	Kortykotrofy Gonadotrofy Tyreotrofy Somatotrofy Laktotrofy	Kortykotropina Melanotropina Folitropina Lutropina Tyreotropina Somatotropina Prolaktyna
	b) neuroprzysadka	Zapalenie przysadki	Endorfiny wazopresyny i oksytocyny
	Nadnercza a) kora b) rdzeń	Zona kłębuszkowa Zona fasciculata Zona retcularis Komórki chromafinowe	Mineralokortykoidy Glukokortykoidy Sterydy płciowe Adrenalina (noradrenalina) Adrenomedullina
	Tarczyca	Komórki K pęcherzykowe tyreocytów	Trójjodotyronina Tetrajodotyronina Kalcytonina
	Przytarczyce	Komórki główne, komórki K	Paratyryna Kalcytonina
		Pineocyty	Melatonina
	Narządy z tkanką wydzielania wewnętrznego
	Trzustka	Wysepki komórek alfa Langerhansa, komórki beta, komórki delta	Glukagon Insulina Somatostatyna
	Gonady a) jądra b) jajniki	Komórki Leydiga, komórki Sertoliego, komórki ziarniste, ciałko żółte	Testosteron Esterogeny Inhibina Estradiol Estron Progesteron Progesteron
	Narządy pełniące funkcję komórek endokrynnych
	Przewód pokarmowy	Komórki endokrynologiczne i enterochromafinowe żołądka i jelito cienkie	Peptydy regulatorowe
	Łożysko	Syncytiotrofoblast Cytotrofoblast	Ludzka gonadotropina kosmówkowa Prolaktyna Estriol Progesteron
		Tymocyty	Tymozyna, tymopoetyna, tymulina
		JUGA Komórki okołocewkowe Cewki	Renina Erytropoetyna Kalcytriol
		Miocyty przedsionkowe	Atriopeptyd Somatostatyna Angiotensyna II
	Naczynia krwionośne	Endoteliocyty	Endoteliny NIE Czynnik hiperpolaryzujący Prostaglandyny regulatory adhezji

Układ komórek zdolnych do przekształcania aminokwasów w różne hormony i mających wspólne pochodzenie embrionalne tworzy układ APUD (około 40 typów komórek występujących w ośrodkowym układzie nerwowym (podwzgórze, móżdżek), gruczołach wydzielania wewnętrznego (przysadka mózgowa, szyszynka, Tarczyca, wyspy trzustkowe, nadnercza, jajniki), w przewodzie pokarmowym, płucach, nerkach i drogach moczowych, przyzwojach i łożysku) APUD to skrót utworzony od pierwszych liter języka angielskiego. słowa aminy aminy, poprzednik prekursora, asymilacja wychwytu, absorpcja, dekarboksylacja, dekarboksylacja; synonim rozproszony układ neuroendokrynny. Komórki układu APUD – apudocyty – są zdolne do syntezy amin biogennych (katecholamin, serotoniny, histaminy) i fizjologicznie aktywnych peptydów, rozmieszczone są rozproszonie lub grupowo pomiędzy komórkami innych narządów. Stworzenie koncepcji systemu APUD ułatwiło jednoczesne odkrycie w wytwarzających peptydy komórkach endokrynnych i neuronach dużej liczby peptydów, które pełnią rolę neuroprzekaźników lub są wydzielane do krwiobiegu w postaci neurohormonów. Stwierdzono, że związki biologicznie czynne wytwarzane przez komórki układu APUD pełnią funkcje endokrynologiczne, neurokrynne i neuroendokrynne.

Cechy hormonów:

- hormony występują we krwi w bardzo małych stężeniach

(do 10 -12 modlitwa);

- ich działanie realizowane jest poprzez pośredników - posłańców;

- hormony zmieniają aktywność istniejących enzymów lub wzmagają syntezę enzymów;

- działanie enzymów jest kontrolowane przez centralny układ nerwowy;

- hormony i gruczoły dokrewne są połączone mechanizmem bezpośrednim i sprzężeniem zwrotnym.

Wiele hormonówsą przenoszone przez krew nie samodzielnie, ale zbiałka osocze krwi - nośniki.Zniszczony hormony w wątrobie isą wyświetlane produkty ich zniszczenia przez nerki.

W narządach docelowych (do których docierają hormony) znajdują się na powierzchni komórekspecyficzne receptory , które „rozpoznają” swój hormon, czasami receptory te nie znajdują się na błonie komórkowej, ale w jądrze wewnątrz komórki.

Syntetyzowane hormony odkładają się w odpowiednich gruczołach w różnych ilościach:

Magazyn hormony steroidowe– wystarczająca do zaopatrzenia organizmu na określony czas kilka godzin,

Magazyn hormony białkowo-peptydowe(w postaci prohormonów) wystarczy

1 dzień,

Magazyn katecholaminy- NA kilka dni,

Magazyn hormony tarczycy- NA Kilka tygodni.

Wydzielanie hormonów do krwi (poprzez egzocytozę lub dyfuzję) zachodzi nierównomiernie - ma charakter pulsacyjny lub obserwuje się rytm dobowy. We krwi hormony białkowo-peptydowe i katecholaminy występują zwykle w stanie wolnym, hormony steroidowe i tarczycy wiążą się ze specyficznymi białkami nośnikowymi. Okres półtrwania hormonów w osoczu wynosi: katecholaminy – sekundy, hormony białkowo-peptydowe – minuty, hormony steroidowe – godziny, hormony tarczycy – kilka dni. Hormony oddziałują na komórki docelowe poprzez interakcję z receptorami, ich oddzielenie od receptorów następuje po kilkudziesięciu sekundach lub minutach. Wszystkie hormony ulegają ostatecznie zniszczeniu, częściowo w komórkach docelowych, szczególnie intensywnie w wątrobie. Z organizmu wydalane są głównie metabolity hormonów i hormony w postaci niezmienionej w bardzo małych ilościach. Główną drogą ich eliminacji są nerki z moczem.

Fizjologiczne działanie hormonu zdeterminowane różnymi czynnikami, np.:

stężenie hormonów(określa się na podstawie szybkości inaktywacji w wyniku rozkładu hormonów, który zachodzi głównie w wątrobie oraz szybkości wydalania hormonów i ich metabolitów z organizmu),

powinowactwo do białek nośnikowych(hormony steroidowe i tarczycowe transportowane są przez krwioobieg w połączeniu z białkami),

liczba i rodzaj receptorów na powierzchni komórek docelowych.

Synteza i wydzielanie hormonów są stymulowane przez sygnały zewnętrzne i wewnętrzne docierające do ośrodkowego układu nerwowego.

Sygnały te przemieszczają się przez neurony do podwzgórze, gdzie stymulują synteza peptydówuwalniając hormony(z angielskiego, uwolnienie - uwolnienie) - liberyny i statyny.

Liberyny stymulują, a statyny hamująsynteza i wydzielanie hormonów przedniego płata przysadki mózgowej.

Hormony przedniego płata przysadki mózgowej, tzwhormony tropikalne, stymulują powstawanie i wydzielanie hormonów z obwodowych gruczołów dokrewnych, które dostają się do ogólnego krwioobiegu i oddziałują z komórkami docelowymi.

Schemat powiązań pomiędzy systemami regulacyjnymi organizmu. 1 - synteza i wydzielanie hormonów jest stymulowana przez sygnały zewnętrzne i wewnętrzne; 2 - sygnały przez neurony dostają się do podwzgórza, gdzie stymulują syntezę i wydzielanie hormonów uwalniających; 3 - hormony uwalniające stymulują (liberyny) lub hamują (statyny) syntezę i wydzielanie potrójnych hormonów przysadki mózgowej; 4 - potrójne hormony stymulują syntezę i wydzielanie hormonów z obwodowych gruczołów dokrewnych; 5 - hormony gruczołów dokrewnych dostają się do krwiobiegu i oddziałują z komórkami docelowymi; 6 - zmiany stężenia metabolitów w komórkach docelowych poprzez mechanizm ujemnego sprzężenia zwrotnego hamują syntezę hormonów gruczołów dokrewnych i podwzgórza; 7 - synteza i wydzielanie potrójnych hormonów jest tłumione przez hormony gruczołów dokrewnych; ⊕ - stymulacja syntezy i wydzielania hormonów; ⊝ - tłumienie syntezy i wydzielania hormonów (ujemne sprzężenie zwrotne).

Utrzymanie poziomu hormonów w organizmie zapewnia mechanizm negatywnego sprzężenia zwrotnego komunikacja. Zmiany stężenia metabolitów w komórkach docelowych poprzez mechanizm ujemnego sprzężenia zwrotnego hamuje syntezę hormonów, działając na gruczoły dokrewne lub podwzgórze. Synteza i wydzielaniehormony tropikalnetłumione przez hormony gruczołów dokrewnych obwodowych. Takie pętle sprzężenia zwrotnego działają w układach regulacji hormonalnej nadnercza, tarczyca, gonady.

Nie wszystkie gruczoły dokrewne są regulowane w ten sposób:

G hormony tylnego płata przysadki mózgowej – wazopresyna i oksytocyna – syntetyzowane w podwzgórzu jako prekursory i są przechowywane w końcowych ziarnistościach aksonów neuroprzysadki mózgowej;

Wydzielanie hormonów trzustki (insuliny i glukagonu) zależy bezpośrednio od stężenia glukozy we krwi.

Niskocząsteczkowe związki białkowe biorą także udział w regulacji oddziaływań międzykomórkowych - cytokiny. Wpływ cytokin na różne funkcje komórki wynikają z ich interakcji z receptorami błonowymi. Poprzez tworzenie przekaźników wewnątrzkomórkowych sygnały przesyłane są do rdzenia gdzie one mają miejsce aktywacja niektórych genów i indukcję syntezy białek. Wszystkie cytokiny mają następujące wspólne właściwości:

syntetyzowane podczas odpowiedzi immunologicznej organizmu, służą jako mediatory reakcji immunologicznych i zapalnych i mają głównie działanie autokrynne, w niektórych przypadkach parakrynne i hormonalne;

działają jako czynniki wzrostu i czynniki różnicowania komórek (powodują głównie powolne reakcje komórkowe wymagające syntezy nowych białek);

mają działanie plejotropowe (wielofunkcyjne).

1. Definicja pojęcia „hormony”, klasyfikacja i ogólna cechy biologiczne hormony.

2. Klasyfikacja hormonów ze względu na charakter chemiczny, przykłady.

3. Mechanizmy działania hormonów odległych i przenikających do komórek.

4. Mediatorami działania hormonów na metabolizm są cykliczne nukleotydy (cAMP, cGMP), jony Ca2+, trifosforan inozytolu, cytozolowe białka receptorowe. Reakcje syntezy i rozkładu cAMP.

5. Kaskadowe mechanizmy aktywacji enzymów jako sposób na wzmocnienie sygnału hormonalnego. Rola kinaz białkowych.

6. Hierarchia układu hormonalnego. Zasada sprzężenia zwrotnego w regulacji wydzielania hormonów.

7. Hormony podwzgórza i przedniego płata przysadki mózgowej: natura chemiczna, mechanizm działania, tkanki i komórki docelowe, działanie biologiczne.

23.1. Definicja pojęcia „hormony” i ich klasyfikacja ze względu na charakter chemiczny.

23.1.1. Poznaj definicję pojęcia: hormony- związki biologicznie czynne wydzielane przez gruczoły wydzielania wewnętrznego do krwi lub limfy i wpływające na metabolizm komórkowy.

23.1.2. Pamiętaj o głównych cechach działania hormonów na narządy i tkanki:

• hormony są syntetyzowane i uwalniane do krwi przez wyspecjalizowane komórki endokrynne;
• hormony mają wysoką aktywność biologiczną – ich działanie fizjologiczne objawia się, gdy ich stężenie we krwi wynosi około 10-6 - 10-12 mol/l;
• każdy hormon charakteryzuje się swoją unikalną strukturą, miejscem syntezy i funkcją; niedoboru jednego hormonu nie można zrekompensować innymi substancjami;
• Hormony z reguły wpływają na narządy i tkanki odległe od miejsca ich syntezy.

23.1.3. Hormony realizują swoje działanie biologiczne tworząc kompleks z określonymi cząsteczkami - receptory . Nazywa się komórki zawierające receptory dla określonego hormonu komórki docelowe dla tego hormonu. Większość hormonów oddziałuje z receptorami znajdującymi się na błonie komórkowej komórek docelowych; inne hormony oddziałują z receptorami zlokalizowanymi w cytoplazmie i jądrze komórek docelowych. Należy pamiętać, że niedobór zarówno hormonów, jak i ich receptorów może prowadzić do rozwoju chorób.

23.1.4. Niektóre hormony mogą być syntetyzowane przez komórki endokrynne w postaci nieaktywnych prekursorów - prohormony . Prohormony można przechowywać w duże ilości w specjalnych granulkach wydzielniczych i są szybko aktywowane w odpowiedzi na odpowiedni sygnał.

23.1.5. Klasyfikacja hormonów na podstawie ich budowy chemicznej. Różne grupy chemiczne hormonów podano w tabeli 23.1.

Tabela 23.1. Charakter chemiczny hormonów

Klasa chemiczna	Hormon lub grupa hormonów	Główne miejsce syntezy
Białka i peptydy	Liberyjczycy Statyny	Podwzgórze
	Wazopresyna Oksytocyna	Podwzgórze*
	Hormony tropikalne	Przedni płat przysadki mózgowej (adenohypofiza)
	Insulina Glukagon	Trzustka (wysepki Langerhansa)
	Hormon przytarczyc	Przytarczyce
	Kalcytonina	Tarczyca
Pochodne aminokwasów	Jodotyroniny (tyroksyna, trójjodotyronina)	Tarczyca
	Katecholaminy (adrenalina, noradrenalina)	Rdzeń nadnerczy, współczulny układ nerwowy
Steroidy	Glukokortykoidy (kortyzol)	Kora nadnerczy
	Mineralokortykoidy (aldosteron)	Kora nadnerczy
	Androgeny (testosteron)	Testy
	Estrogeny (estradiol)	Jajników
	Progestyny (progesteron)	Jajników

* Miejscem wydzielania tych hormonów jest tylny płat przysadki mózgowej (neurohypofiza).

Należy pamiętać, że oprócz prawdziwych hormonów istnieją również miejscowe hormony. Substancje te są z reguły syntetyzowane przez niewyspecjalizowane komórki i działają w bezpośrednim sąsiedztwie miejsca produkcji (nie są transportowane wraz z krwią do innych narządów). Przykładami hormonów działających lokalnie są prostaglandyny, kininy, histamina i serotonina.

23.2. Hierarchia układów regulacyjnych w organizmie.

23.2.1. Pamiętajmy, że w organizmie istnieje kilka poziomów regulacji homeostazy, które są ze sobą ściśle powiązane i pełnią funkcję jeden system(Patrz rysunek 23.1).

Rysunek 23.1. Hierarchia systemów regulacyjnych organizmu (objaśnienia w tekście).

23.2.2. 1. Sygnały ze środowiska zewnętrznego i wewnętrznego docierają do ośrodkowego układu nerwowego ( najwyższy poziom regulacja, sprawuje kontrolę w całym organizmie). Sygnały te przekształcane są w impulsy nerwowe, które dostają się do komórek neurowydzielniczych podwzgórza. Podwzgórze produkuje:

1. liberyni (lub czynniki uwalniające), które stymulują wydzielanie hormonów przysadki mózgowej;
2. statyny - substancje hamujące wydzielanie tych hormonów.

Liberyny i statyny docierają do przysadki mózgowej poprzez układ naczyń włosowatych wrotnych, gdzie są produkowane hormony tropikalne . Hormony tropowe działają na obwodowe tkanki docelowe i stymulują (znak +) tworzenie i wydzielanie hormony obwodowych gruczołów dokrewnych. Hormony gruczołów obwodowych hamują (znak „-”) powstawanie hormonów tropowych, działając na komórki przysadki mózgowej lub komórki neurosekrecyjne podwzgórza. Ponadto hormony, działając na metabolizm w tkankach, powodują zmiany w ich zawartości metabolity we krwi a one z kolei wpływają (poprzez mechanizm sprzężenia zwrotnego) na wydzielanie hormonów w gruczołach obwodowych (bezpośrednio lub poprzez przysadkę mózgową i podwzgórze).

2. Powstaje podwzgórze, przysadka mózgowa i gruczoły obwodowe średni poziom regulacja homeostazy, zapewniająca kontrolę kilku szlaków metabolicznych w obrębie jednego narządu, tkanki lub różnych narządów.

Hormony gruczołów dokrewnych mogą wpływać na metabolizm:

• poprzez zmianę ilości białka enzymatycznego;
• poprzez chemiczną modyfikację białka enzymatycznego ze zmianą jego aktywności, a także
• poprzez zmianę szybkości transportu substancji przez błony biologiczne.

3. Wewnątrzkomórkowe mechanizmy regulacyjne są najniższy poziom rozporządzenie. Sygnałami zmiany stanu komórki są substancje powstające w samych komórkach lub dostające się do niej.

23.3. Mechanizmy działania hormonów.

29.3.1. Należy pamiętać, że mechanizm działania hormonów zależy od ich charakteru chemicznego i właściwości – rozpuszczalności w wodzie lub tłuszczu. Ze względu na mechanizm działania hormony można podzielić na dwie grupy: działanie bezpośrednie i działanie odległe.

29.3.2. Hormony działające bezpośrednio. Do tej grupy należą hormony lipofilowe (rozpuszczalne w tłuszczach) - sterydy i jodotyroniny . Substancje te są słabo rozpuszczalne w wodzie i dlatego tworzą we krwi złożone związki z białkami osocza. Do białek tych należą zarówno specyficzne białka transportowe (np. transkortyna, która wiąże hormony kory nadnerczy), jak i niespecyficzne (albumina).

Hormony działające bezpośrednio, ze względu na swoją lipofilowość, są w stanie dyfundować przez dwuwarstwę lipidową błon komórek docelowych. Receptory tych hormonów znajdują się w cytozolu. Powstające kompleks receptorów hormonalnych przemieszcza się do jądra komórkowego, gdzie wiąże się z chromatyną i oddziałuje na DNA. W rezultacie zmienia się szybkość syntezy RNA na macierzy DNA (transkrypcja) i szybkość tworzenia specyficznych białek enzymatycznych na macierzy RNA (translacja). Prowadzi to do zmiany ilości białek enzymatycznych w komórkach docelowych i zmiany ich kierunku reakcje chemiczne(patrz rysunek 2).

Rysunek 23.2. Mechanizm działania hormonów działających bezpośrednio na komórkę.

Jak już wiesz, regulacja syntezy białek może odbywać się za pomocą mechanizmów indukcji i represji.

Indukcja syntezy białek zachodzi w wyniku stymulacji syntezy odpowiedniego informacyjnego RNA. Jednocześnie wzrasta stężenie określonego białka enzymatycznego w komórce i zwiększa się szybkość katalizowanych przez nie reakcji chemicznych.

Represja syntezy białek zachodzi poprzez hamowanie syntezy odpowiedniego informacyjnego RNA. W wyniku represji następuje selektywne zmniejszenie stężenia określonego białka enzymatycznego w komórce i zmniejszenie szybkości katalizowanych przez nie reakcji chemicznych. Należy pamiętać, że ten sam hormon może indukować syntezę niektórych białek i tłumić syntezę innych białek. Działanie bezpośrednio działających hormonów pojawia się zwykle dopiero po 2–3 godzinach od wniknięcia do komórki.

23.3.3. Hormony odległego działania. Hormony działające na odległość obejmują hydrofilowy (rozpuszczalny w wodzie) hormony - katecholaminy i hormony o charakterze białkowo-peptydowym. Ponieważ substancje te są nierozpuszczalne w tłuszczach, nie mogą przenikać przez błony komórkowe. Receptory tych hormonów znajdują się na zewnętrznej powierzchni błony komórkowej komórek docelowych. Hormony działające na odległość wywierają wpływ na komórkę za pomocą pośrednik wtórny, czyli najczęściej cykliczny AMP (cAMP).

Cykliczny AMP jest syntetyzowany z ATP pod wpływem cyklazy adenylanowej:

Mechanizm odległego działania hormonów przedstawiono na rycinie 23.3.

Rysunek 23.3. Mechanizm działania odległych hormonów na komórkę.

Interakcja hormonu z jego specyfiką chwytnik prowadzi do aktywacjaG-wiewiórka Błona komórkowa. Białko G wiąże GTP i aktywuje cyklazę adenylanową.

Aktywna cyklaza adenylanowa przekształca ATP w cAMP, cAMP aktywuje się kinaza białkowa.

Nieaktywna kinaza białkowa to tetramer składający się z dwóch podjednostek regulatorowych (R) i dwóch katalitycznych (C). W wyniku oddziaływania z cAMP dochodzi do dysocjacji tetrameru i uwolnienia centrum aktywnego enzymu.

Kinaza białkowa fosforyluje białka enzymatyczne przy użyciu ATP, aktywując je lub inaktywując. W rezultacie zmienia się szybkość reakcji chemicznych w komórkach docelowych (w niektórych przypadkach wzrasta, w innych maleje).

Inaktywacja cAMP następuje przy udziale enzymu fosfodiesterazy:

23.4. Hormony podwzgórza i przysadki mózgowej.

Jak już wspomniano, miejscem bezpośredniego współdziałania wyższych partii ośrodkowego układu nerwowego z układem hormonalnym jest podwzgórze. To jest mały obszar przodomózgowie, który znajduje się bezpośrednio nad przysadką mózgową i jest z nią połączony poprzez system naczynia krwionośne tworząc system portalowy.

23.4.1. Hormony podwzgórza. Obecnie wiadomo, że produkują komórki neurosekrecyjne podwzgórza 7 Liberynów(somatoliberyna, kortykoliberyna, tyreoliberyna, luliberyna, foliberyna, prolaktoliberyna, melanoliberyna) i 3 statyny(somatostatyna, prolaktostatyna, melanostatyna). Wszystkie te połączenia są peptydy.

Hormony z podwzgórza dostają się do przedniego płata przysadki mózgowej (gruczolakoprzysadki) poprzez specjalny wrotny układ naczyniowy. Liberyny stymulują, a statyny hamują syntezę i wydzielanie hormonów tropowych przysadki mózgowej. Wpływ liberyn i statyn na komórki przysadki mózgowej odbywa się za pośrednictwem mechanizmów zależnych od cAMP i Ca2+.

Charakterystykę najczęściej badanych liberin i statyn przedstawiono w tabeli 23.2.

Tabela 23.2. Liberiny i statyny podwzgórzowe

Czynnik	Scena		Regulacja wydzielania
Kortykoliberyna	Adenofiza	Stymuluje wydzielanie hormonu adrenokortykotropowego (ACTH)	Wydzielanie jest stymulowane przez stres i tłumione przez ACTH
Hormon tarczycy	- “ - “ -	Stymuluje wydzielanie hormon tyreotropowy(TSH) i prolaktyna	Wydzielanie jest hamowane przez hormony tarczycy
Somatoliberyna	- “ - “ -	Stymuluje wydzielanie hormonu somatotropowego (GH)	Wydzielanie jest stymulowane przez hipoglikemię
Luliberin	- “ - “ -	Stymuluje wydzielanie hormonu folikulotropowego (FSH) i hormonu luteinizującego (LH)	U mężczyzn wydzielanie spowodowane jest spadkiem zawartości testosteronu we krwi, u kobiet - spadkiem stężenia estrogenu. Wysokie stężenia LH i FSH we krwi hamują wydzielanie
Somatostatyna	- “ - “ -	Hamuje wydzielanie hormonu wzrostu i TSH	Wydzielanie jest spowodowane aktywnością fizyczną. Czynnik ulega szybkiej inaktywacji w tkankach organizmu.
Prolaktostatyna	- “ - “ -	Hamuje wydzielanie prolaktyny	Wydzielanie jest stymulowane przez wysokie stężenie prolaktyny i tłumione przez estrogeny, testosteron i sygnały nerwowe podczas ssania.
Melanostatyna	- “ - “ -	Hamuje wydzielanie MSH (hormonu stymulującego melanocyty)	Wydzielanie jest stymulowane przez melanotoninę

23.4.2. Hormony gruczolakowatości przysadki. Gruczolako przysadka mózgowa (przedni płat przysadki mózgowej) wytwarza i uwalnia do krwi szereg hormonów tropowych, które regulują czynność zarówno narządów wydzielania wewnętrznego, jak i nieendokrynnego. Wszystkie hormony przysadki mózgowej są białkami lub peptydami. Wewnątrzkomórkowym przekaźnikiem wszystkich hormonów przysadki mózgowej (z wyjątkiem somatotropiny i prolaktyny) jest cykliczny AMP (cAMP). Charakterystykę hormonów przedniego płata przysadki mózgowej podano w tabeli 3.

Tabela 3. Hormony gruczolakowatości przysadki

Hormon	Tkanka docelowa	Główne skutki biologiczne	Regulacja wydzielania
Hormon adrenokortykotropowy (ACTH)	Kora nadnerczy	Stymuluje syntezę i wydzielanie steroidów przez korę nadnerczy	Stymulowany przez kortykoliberynę
Hormon tyreotropowy (TSH)	Tarczyca	Zwiększa syntezę i wydzielanie hormonów tarczycy	Stymulowany przez hormony tarczycy i tłumiony przez hormony tarczycy
Hormon somatotropowy (hormon wzrostu, STH)	Wszystkie tkaniny	Stymuluje syntezę RNA i białek, wzrost tkanek, transport glukozy i aminokwasów do komórek, lipolizę	Stymulowany przez somatoliberynę, hamowany przez somatostatynę
Hormon folikulotropowy (FSH)	Cewki nasienne u mężczyzn, pęcherzyki jajnikowe u kobiet	U mężczyzn zwiększa produkcję nasienia, u kobiet zwiększa tworzenie pęcherzyków	Stymulowany przez luliberynę
Hormon luteinizujący (LH)	Komórki śródmiąższowe jąder (u mężczyzn) i jajników (u kobiet)	Powoduje wydzielanie estrogenów i progesteronu u kobiet, wzmaga syntezę i wydzielanie androgenów u mężczyzn	Stymulowany przez luliberynę
Prolaktyna	Gruczoły sutkowe (komórki pęcherzykowe)	Stymuluje syntezę białek mleka i rozwój gruczołów sutkowych	Stłumiony przez prolaktostatynę
Hormon stymulujący melanocyty (MSH)	Komórki pigmentowe	Zwiększa syntezę melaniny w melanocytach (powoduje ciemnienie skóry)	Stłumiony przez melanostatynę

23.4.3. Hormony neuroprzysadki. Hormony wydzielane do krwioobiegu przez tylny płat przysadki mózgowej obejmują oksytocynę i wazopresynę. Obydwa hormony są syntetyzowane w podwzgórzu jako białka prekursorowe i przemieszczają się po nim włókna nerwowe do tylnego płata przysadki mózgowej.

Oksytocyna - nonapeptyd powodujący skurcze mięśni gładkich macicy. Stosowany jest w położnictwie w celu stymulacji porodu i laktacji.

Wazopresyna - nonapeptyd uwalniany w odpowiedzi na zwiększone ciśnienie osmotyczne krew. Komórkami docelowymi dla wazopresyny są komórki kanalików nerkowych i komórki mięśni gładkich naczyń. W działaniu hormonu pośredniczy cAMP. Wazopresyna powoduje zwężenie naczyń i zwiększenie ich ciśnienie krwi, a także zwiększa wchłanianie zwrotne wody w kanalikach nerkowych, co prowadzi do zmniejszenia diurezy.

23.4.4. Główne rodzaje naruszeń funkcja hormonalna przysadka mózgowa i podwzgórze. Z niedoborem hormonu somatotropowego, który występuje w dzieciństwo, rozwija się karłowatość (niski wzrost). Rozwija się z nadmiarem hormonu somatotropowego, który występuje w dzieciństwie gigantyzm (nienormalnie wysoki wzrost).

Z nadmiarem hormonu somatotropowego występującym u dorosłych (w wyniku guza przysadki mózgowej), akromegalia - wzmożony wzrost dłoni, stóp, żuchwa, nos.

Przy braku wazopresyny wynikającym z infekcji neurotropowych, urazowych uszkodzeń mózgu, guzów podwzgórza, moczówka prosta cukrzycowa. Głównym objawem tej choroby jest wielomocz- gwałtowny wzrost diurezy przy zmniejszonej (1,001 - 1,005) względnej gęstości moczu.

28.4. Hormony trzustkowe.

zauważ to część endokrynologiczna Trzustka wytwarza i uwalnia do krwi hormony insulinę i glukagon.

1. Insulina. Insulina jest hormonem białkowo-peptydowym wytwarzanym przez komórki β wysp Langerhansa. Cząsteczka insuliny składa się z dwóch łańcuchów polipeptydowych (A i B), zawierających odpowiednio 21 i 30 reszt aminokwasowych; Łańcuchy insuliny są połączone dwoma mostkami dwusiarczkowymi. Insulina powstaje z białka prekursorowego (preproinsuliny) w wyniku częściowej proteolizy (patrz ryc. 4). Po rozszczepieniu sekwencji sygnałowej powstaje proinsulina. W wyniku transformacji enzymatycznej usuwany jest fragment łańcucha polipeptydowego zawierający około 30 reszt aminokwasowych (peptyd C) i powstaje insulina.

Bodźcem do wydzielania insuliny jest hiperglikemia - wzrost poziomu glukozy we krwi (na przykład po jedzeniu). Głównymi celami działania insuliny są komórki wątroby, mięśni i tkanki tłuszczowej. Mechanizm działania jest odległy.

Rysunek 4. Schemat konwersji preproinsuliny do insuliny.

Receptor insuliny jest białkiem złożonym – glikoproteiną zlokalizowaną na powierzchni komórki docelowej. Białko to składa się z dwóch podjednostek α ​​i dwóch podjednostek β, połączonych mostkami dwusiarczkowymi. Podjednostki β zawierają kilka reszt aminokwasowych tyrozyny. Receptor insuliny wykazuje aktywność kinazy tyrozynowej, tj. jest w stanie katalizować przeniesienie reszt kwasu fosforowego z ATP do grupy OH tyrozyny (Rysunek 5).

Rysunek 5. Receptor insuliny.

W przypadku braku insuliny receptor nie wykazuje aktywność enzymatyczna. Wiążąc się z insuliną, receptor ulega autofosforylacji, czyli tzw. Podjednostki β fosforylują się nawzajem. W efekcie zmienia się konformacja receptora i nabywa on zdolność do fosforylacji innych białek wewnątrzkomórkowych. Następnie kompleks insulina-receptor zanurza się w cytoplazmie, a jego składniki ulegają rozkładowi w lizosomach.

Tworzenie kompleksu hormon-receptor zwiększa przepuszczalność błony komórkowe dla glukozy i aminokwasów. Pod wpływem insuliny w komórkach docelowych:

a) zmniejsza się aktywność cyklazy adenylanowej i wzrasta aktywność fosfodiesterazy, co prowadzi do spadku stężenia cAMP;

b) wzrasta tempo utleniania glukozy i maleje tempo glukoneogenezy;

c) wzrasta synteza glikogenu i tłuszczów, a ich mobilizacja zostaje zahamowana;

d) następuje przyspieszenie syntezy białek i zahamowanie ich rozkładu.

Wszystkie te zmiany mają na celu przyspieszenie wykorzystania glukozy, co prowadzi do obniżenia poziomu glukozy we krwi. Inaktywacja insuliny zachodzi głównie w wątrobie i polega na rozerwaniu wiązań dwusiarczkowych pomiędzy łańcuchami A i B.

2. Glukagon. Glukagon jest polipeptydem zawierającym 29 reszt aminokwasowych. Jest wytwarzany przez komórki α wysp Langerhansa jako białko prekursorowe (proglukagon). Podczas hipoglikemii wywołanej postem następuje częściowa proteoliza prohormonu i wydzielanie glukagonu do krwi.

Komórkami docelowymi dla glukagonu są wątroba, tkanka tłuszczowa, mięsień sercowy. Mechanizm działania jest odległy (mediatorem jest cAMP).

Pod wpływem glukagonu w komórkach docelowych:

a) przyspiesza mobilizacja glikogenu w wątrobie (patrz ryc. 6) i hamowana jest jego synteza;

b) następuje przyspieszenie mobilizacji tłuszczów (lipoliza) w tkance tłuszczowej i zahamowanie ich syntezy;

c) zahamowana zostaje synteza białek i nasilony jest ich katabolizm;

d) następuje przyspieszenie glukoneogenezy i ketogenezy w wątrobie.

Ostatecznym efektem glukagonu jest utrzymanie wysoki poziom glukoza we krwi.

Rysunek 6. Kaskadowy mechanizm aktywacji fosforylazy glikogenu pod wpływem glukagonu.

3. Zaburzenia funkcji hormonalnej trzustki. Najczęstszą cukrzycą jest choroba spowodowana upośledzoną syntezą i wydzielaniem insuliny przez komórki β (cukrzyca typu I) lub niedoborem receptorów wrażliwych na insulinę w komórkach docelowych (cukrzyca typu II). Dla cukrzyca Typowe są następujące zaburzenia metaboliczne:

a) zmniejszenie wykorzystania glukozy przez komórki, zwiększona mobilizacja glikogenu i aktywacja glukoneogenezy w wątrobie prowadzą do wzrostu poziomu glukozy we krwi (hiperglikemia) i jej przekroczenia progu nerkowego (glukozuria);

b) przyspieszenie lipolizy (rozkładu tłuszczu), nadmierne tworzenie acetylo-CoA, wykorzystywanego do syntezy, a następnie przedostawania się do krwi cholesterolu (hipercholesterolemia) i ciał ketonowych (hiperketonemia); ciała ketonowe łatwo przenikają do moczu (ketonuria);

c) zmniejszenie szybkości syntezy białek i wzmożony katabolizm aminokwasów w tkankach prowadzi do wzrostu stężenia mocznika i innych substancji azotowych we krwi (azotemia) i zwiększenia ich wydalania z moczem (azoturia);

d) wydalaniu przez nerki dużych ilości glukozy, ciał ketonowych i mocznika towarzyszy wzmożenie diurezy (wielomocz).

28,5. Hormony rdzenia nadnerczy.

Hormony rdzenia nadnerczy obejmują adrenalinę i norepinefrynę (katecholaminy). Są syntetyzowane w komórkach chromafinowych z tyrozyny (ryc. 7).

Rysunek 7. Schemat syntezy katecholamin.

Wydzielanie adrenaliny wzrasta pod wpływem stresu, aktywność fizyczna. Celem katecholamin są komórki wątroby, mięśnie i tkanka tłuszczowa, układ sercowo-naczyniowy. Mechanizm działania jest odległy. Efekty realizowane są poprzez układ cyklazy adenylanowej i objawiają się zmianami metabolizm węglowodanów. Podobnie jak glukagon, adrenalina powoduje aktywację mobilizacji glikogenu (patrz ryc. 6) w mięśniach i wątrobie oraz lipolizę w tkance tłuszczowej. Prowadzi to do wzrostu stężenia glukozy, mleczanu i Kwasy tłuszczowe we krwi. Adrenalina zwiększa także czynność serca i powoduje zwężenie naczyń.

Neutralizacja adrenaliny zachodzi w wątrobie. Głównymi drogami neutralizacji są: metylacja (enzym – katecholo-orto-metylotransferaza, COMT), deaminacja oksydacyjna (enzym – monoaminooksydaza, MAO) oraz sprzęganie z kwasem glukuronowym. Produkty neutralizacji są wydalane z moczem.

Rozporządzenie procesy fizjologiczne wzrost i produktywność zwierząt gospodarskich odbywa się w sposób złożony, w postaci reakcji odruchowych i oddziaływania hormonalnego na komórki, tkanki i narządy.

Hormony przy udziale układu nerwowego korelują z rozwojem, różnicowaniem i wzrostem tkanek i narządów, stymulują funkcje rozrodcze, procesy metaboliczne i produktywność. Z reguły ten sam hormon może mieć odpowiedni wpływ na kilka procesów fizjologicznych. Jednocześnie różne hormony wydzielane przez jeden lub więcej gruczołów dokrewnych mogą działać jako synergetycy lub antagoniści.

Regulacja metabolizmu za pomocą hormonów w dużej mierze zależy od intensywności ich powstawania i przedostawania się do krwi, czasu działania i szybkości rozpadu, a także kierunku ich wpływu na procesy metaboliczne. Wyniki działania hormonów zależą od ich stężenia, a także od wrażliwości narządów efektorowych i komórek, na stan fizjologiczny i labilność funkcjonalna narządów, układu nerwowego i całego organizmu. W przypadku niektórych hormonów wpływ na procesy metaboliczne objawia się głównie jako anaboliczny (somatotropina, insulina, hormony płciowe), podczas gdy w przypadku innych hormonów ma charakter kataboliczny (tyroksyna, glukokortykoidy).

W Instytucie Badawczym Zwierząt Gospodarskich prowadzono szeroki program badań nad wpływem hormonów i ich analogów na metabolizm i produkcyjność zwierząt. Badania te wykazały, że anaboliczne wykorzystanie azotu przyjmowanego z pożywieniem zależy nie tylko od jego ilości w diecie, ale także od czynności funkcjonalnej odpowiednich gruczołów dokrewnych (przysadki mózgowej, trzustki, gonad, nadnerczy itp.), układu moczowo-płciowego. hormony, które w dużej mierze determinują intensywność azotu i inne rodzaje metabolizmu. W szczególności określono wpływ somatotropiny, insuliny, tyroksyny, propionianu testosteronu i wielu leków syntetycznych na organizm zwierzęcia i stwierdzono, że wszystkie te leki wykazują wyraźnie określone działanie anaboliczne związane ze wzrostem biosyntezy i zatrzymywania białka w tkankach.

Dla wzrostu zwierząt, ich najważniejszej funkcji produkcyjnej związanej ze zwiększaniem żywej masy ciała, ważnym hormonem regulacyjnym jest hormon wzrostu, który działa bezpośrednio na procesy metaboliczne w komórkach. Poprawia wykorzystanie azotu, wzmaga syntezę białek i innych substancji, mitozę komórek, aktywuje tworzenie kolagenu i wzrost kości, przyspiesza rozkład tłuszczów i glikogenu, co w efekcie poprawia metabolizm i procesy energetyczne w komórkach.

GH działa na wzrost zwierząt w synergii z insuliną. Wspólnie aktywują funkcje rybosomów, syntezę DNA i inne procesy anaboliczne. Na przyrost somatotropiny wpływają tyreotropina, glukagon, wazopresyna i hormony płciowe.

Na wzrost zwierząt poprzez regulację metabolizmu, w szczególności węglowodanów i metabolizm tłuszczów, ma działanie prolaktyny, która działa podobnie do somatotropiny.

Obecnie badane są możliwości stymulowania produktywności zwierząt poprzez oddziaływanie na podwzgórze, w którym powstaje somatoliberyna, stymulator wzrostu GH. Istnieją dowody, że pobudzenie podwzgórza przez prostaglandyny, glukagon i niektóre aminokwasy (arginina, lizyna) pobudza apetyt i pobieranie paszy, co pozytywnie wpływa na metabolizm i produkcyjność zwierząt.

Jednym z najważniejszych hormonów anabolicznych jest insulina. Największy wpływ ma na metabolizm węglowodanów. Insulina reguluje syntezę glikogenu w wątrobie i mięśniach. W tkance tłuszczowej i wątrobie stymuluje przemianę węglowodanów w tłuszcze.

Hormony tarczycy wykazują działanie anaboliczne, zwłaszcza w okresie aktywnego wzrostu. Hormony tarczycy – tyroksyna i trójjodotyronina wpływają na tempo przemiany materii, różnicowanie i wzrost tkanek. Brak tych hormonów negatywnie wpływa na podstawową przemianę materii. W nadmiarze działają katabolicznie, wzmagają rozkład białek, glikogenu i fosforylację oksydacyjną w mitochondriach komórkowych. Wraz z wiekiem przyrost hormonów tarczycy u zwierząt maleje, co jest zgodne ze spowolnieniem intensywności metabolizmu i procesów w miarę starzenia się organizmu. Wraz ze spadkiem aktywności tarczycy zwierzęta racjonalniej wykorzystują składniki odżywcze i są lepiej odżywione.

Androgeny mają ten sam efekt. Poprawiają użytkowanie składniki odżywcze paszę, syntezę DNA i białek w mięśniach i innych tkankach, stymulują procesy metaboliczne i wzrost zwierząt.

Kastracja ma znaczący wpływ na wzrost i produktywność zwierząt. U buhajów niekastrowanych tempo wzrostu jest z reguły znacznie wyższe niż u buhajów kastrowanych. Średni dzienny przyrost masy ciała zwierząt kastrowanych jest o 15-18% niższy niż zwierząt nienaruszonych. Kastracja cieląt byków również negatywnie wpływa na wykorzystanie paszy. Według niektórych autorów wykastrowane buhaje spożywają o 13% więcej paszy i strawnego białka na 1 kg przyrostu masy ciała niż buhaje nienaruszone. W związku z tym obecnie wielu uważa kastrację byków za niewłaściwą.

Estrogen zapewnia również lepsze wykorzystanie paszy i zwiększony wzrost zwierząt. Aktywują aparat genowy komórek, stymulują tworzenie RNA, białek komórkowych i enzymów. Estrogeny wpływają na metabolizm białek, tłuszczów, węglowodanów i minerałów. Małe dawki estrogenów aktywują pracę tarczycy i znacznie zwiększają stężenie insuliny we krwi (nawet o 33%). Pod wpływem estrogenów w moczu wzrasta stężenie obojętnych 17-ketosteroidów (do 20%), co potwierdza zwiększony przyrost androgenów, które działają anabolicznie, a zatem uzupełniają efekt wzrostowy GH. Estrogeny zapewniają dominujące działanie hormonów anabolicznych. W wyniku tego dochodzi do retencji azotu, pobudzenia procesu wzrostu oraz wzrostu zawartości aminokwasów i białek w mięsie. Progesteron wykazuje także działanie anaboliczne, co zwiększa efektywność wykorzystania paszy, szczególnie u zwierząt ciężarnych.

Z grupy kortykosteroidów u zwierząt szczególnie ważne są glukokortykoidy - hydrokortyzon (kortyzol), kortyzon i kortykosteron, które biorą udział w regulacji wszystkich typów metabolizmu, wpływają na wzrost i różnicowanie tkanek i narządów, układu nerwowego i wielu endokrynologicznych żołądź. Oni akceptują Aktywny udział w reakcjach obronnych organizmu pod wpływem czynników stresowych. Wielu autorów uważa, że ​​zwierzęta o zwiększonej aktywności funkcjonalnej kory nadnerczy rosną i rozwijają się intensywniej. Wydajność mleka u takich zwierząt jest wyższa. W tym przypadku ważną rolę odgrywa nie tylko ilość glukokortykoidów we krwi, ale także ich stosunek, zwłaszcza hydrokortyzonu (bardziej aktywny hormon) do kortykosteronu.

Na różnych etapach ontogenezy różne hormony anaboliczne w różny sposób wpływają na wzrost zwierząt. W szczególności stwierdzono, że stężenie somatotropiny i hormonów tarczycy we krwi jest duże bydło maleje wraz z wiekiem. Zmniejsza się także stężenie insuliny, co świadczy o ścisłym powiązaniu funkcjonalnym tych hormonów i osłabieniu intensywności procesów anabolicznych ze względu na wiek zwierząt.

W okres początkowy Podczas tuczu zwierzęta doświadczają wzmożonego wzrostu i procesów anabolicznych na tle wzmożonego przyrostu hormonu wzrostu, insuliny i hormonów tarczycy, następnie przyrost tych hormonów stopniowo maleje, procesy asymilacji i wzrostu słabną, a odkładanie tłuszczu wzrasta. Pod koniec tuczu przyrost insuliny znacznie maleje, gdyż funkcja wysepek Langerhansa po jej aktywacji w okresie intensywnego tuczu zostaje zahamowana. Dlatego w końcowej fazie tuczu bardzo wskazane jest stosowanie insuliny w celu pobudzenia produkcyjności mięsnej zwierząt. Aby pobudzić metabolizm i produktywność mięsa zwierząt, a także hormonów i ich analogów, jak ustalił Yu. N. Shamberev i współpracowników, ważne są czynniki żywieniowe - pasze węglowodanowe i białkowe, a także poszczególne składniki (kwas masłowy, arginina , lizyna, kompleksy aminokwasów i prostych polipeptydów itp.), które mają stymulujący wpływ na czynność funkcjonalną gruczołów i procesy metaboliczne.

Laktacja u zwierząt jest regulowana system nerwowy i hormony wielu gruczołów dokrewnych. W szczególności estrogeny stymulują rozwój przewodów gruczołu sutkowego, a progesteron stymuluje ich miąższ. Estrogeny, podobnie jak gonadoliberyna i hormon uwalniający tyreotropinę, zwiększają wzrost prolaktyny i somatotropiny, które stymulują laktację. Prolaktyna aktywuje proliferację komórek i syntezę prekursorów mleka w gruczołach. Somatotropina pobudza rozwój gruczołów sutkowych i ich wydzielanie, zwiększa zawartość tłuszczu i laktozy w mleku. Insulina stymuluje także laktację poprzez wpływ na metabolizm białek, tłuszczów i węglowodanów. Kortykotropina i glukokortykoidy wraz z somatotropiną i prolaktyną zapewniają niezbędną podaż aminokwasów do syntezy białek mleka. Hormony tarczycy, tyroksyna i trójjodotyronina, zwiększają wydzielanie mleka poprzez aktywację enzymów i zwiększenie zawartości kwasów nukleinowych, LKT i tłuszczu mlecznego w komórkach gruczołów. Laktację wspomaga odpowiedni stosunek i synergiczne działanie wymienionych hormonów. Ich nadmierne i małe ilości, a także hormon uwalniający prolaktostatynę, hamują laktację.

Wiele hormonów ma regulujący wpływ na wzrost włosów. W szczególności tyroksyna i insulina wspomagają wzrost włosów. Somatotropina, dzięki działaniu anabolicznemu, stymuluje rozwój mieszków włosowych i powstawanie włókien wełny. Prolaktyna hamuje porost włosów, szczególnie u zwierząt w ciąży i karmiących piersią. Niektóre hormony kory i rdzenia nadnerczy, w szczególności kortyzol i adrenalina, działają hamująco na wzrost włosów.

Aby określić związek między hormonami a różne rodzaje metabolizm i produktywność, z uwzględnieniem wieku, płci, rasy, warunków żywienia i trzymania zwierząt, a także dla właściwy wybór i stosowanie leków hormonalnych w celu stymulacji produktywności zwierząt, należy wziąć pod uwagę stan ich statusu hormonalnego, ponieważ wpływ hormonów na procesy metaboliczne i wzrost zwierząt jest ściśle związany z funkcjonalną aktywnością układu hormonalnego gruczoły i zawartość hormonów. Bardzo ważny wskaźnik polega na określeniu stężenia różnych hormonów we krwi i innych płynach biologicznych.

Jak już wspomniano, jednym z głównych ogniw hormonalnej stymulacji wzrostu i produktywności zwierząt jest wpływ na częstotliwość mitoz komórkowych, ich liczbę i wielkość; W jądrach aktywowane jest tworzenie kwasów nukleinowych, co sprzyja syntezie białek. Pod wpływem hormonów wzrasta aktywność odpowiednich enzymów i ich inhibitorów, chroniąc komórki i ich jądra przed nadmierną stymulacją procesów syntezy. Dlatego za pomocą leków hormonalnych można osiągnąć jedynie pewną umiarkowaną stymulację wzrostu i produktywności w granicach możliwych zmian w poziomie procesów metabolicznych i plastycznych u każdego gatunku zwierząt, zdeterminowanych filogenezą i aktywną adaptacją te procesy na czynniki środowiskowe.

Endokrynologia dysponuje już obszernymi danymi na temat hormonów i ich analogów, które mają właściwości stymulujące metabolizm, wzrost i produktywność zwierząt (somatotropina, insulina, tyroksyna itp.). Wraz z dalszym postępem naszej wiedzy w tym zakresie oraz poszukiwaniem nowych, wysoce skutecznych i praktycznie nieszkodliwych leków endokrynologicznych wraz z innymi substancjami biologicznie czynnymi, znajdą one coraz większe zastosowanie w przemysłowej hodowli zwierząt w celu stymulacji wzrostu, skrócenia okresów tuczu, zwiększenia mleka, wełna i produktywność zwierząt innych gatunków.

Jeśli znajdziesz błąd, zaznacz fragment tekstu i kliknij Ctrl+Enter.