Monoamíny: dopamín, norepinefrín, epinefrín, melatonín.

Jódtyroníny: tetrajódtyronín (tyroxín, T 4), trijódtyronín (T 3).

Proteín-peptid: uvoľňujúce hormóny hypotalamu, hormóny hypofýzy, hormóny pankreasu a gastrointestinálneho traktu, angitenzíny atď.

Steroidy: glukokortikoidy, mineralokortikoidy, pohlavné hormóny, metabolity cholekalciferolu (vitamín D).

Životný cyklus hormónov

1. Syntéza.

2. Sekrécia.

3. Doprava. Autokrinné, parakrinné a vzdialené pôsobenie. Význam nosných proteínov pre steroidné hormóny a hormóny štítnej žľazy.

4. Interakcia hormónu s receptormi cieľových buniek.

A) rozpustné vo vode hormóny (peptidy, katecholamíny) sa viažu na receptory na membráne cieľové bunky. Membránové receptory pre hormóny: chemosenzitívny iónový kanál; G- bielkoviny. V dôsledku toho sa v cieľovej bunke objaví sekundárnych sprostredkovateľov(napr. cAMP). Zmena aktivity enzýmov → biologický účinok.

b) rozpustný v tukoch hormóny (steroid, štítna žľaza obsahujúca jód) prenikajú cez bunkovú membránu a viažu sa na receptory vnútri cieľovej bunky. Komplex „hormón-receptor“ reguluje expresiu → rozvoj biologického účinku.

5. Biologický účinok (kontrakcia alebo relaxácia hladkého svalstva, zmeny rýchlosti metabolizmu, priepustnosti bunkovej membrány, sekrečných reakcií atď.).

6. Inaktivácia hormónov a/alebo ich vylučovanie (úloha pečene a obličiek).

Spätná väzba

Rýchlosť sekrécie hormónov je presne kontrolovaná vnútorným kontrolným systémom. Vo väčšine prípadov je sekrécia regulovaná mechanizmom negatívna odozva(aj keď je to veľmi zriedkavé kladná inverzná pripojenie). Endokrinná bunka je teda schopná vnímať dôsledky sekrécie určitého hormónu. To jej umožňuje upraviť hladinu sekrécie hormónov, aby poskytla požadovanú úroveň biologického účinku.

A. Jednoduchá negatívna spätná väzba.

Ak biologický účinok zvyšuje , množstvo hormónu vylučovaného endokrinnou bunkou bude následne pokles .

Kontrolovaným parametrom je úroveň aktivity cieľovej bunky. Ak cieľová bunka reaguje na hormón zle, endokrinná bunka uvoľní viac hormónu, aby dosiahla požadovanú úroveň aktivity.

B. Komplexná (zložená) negatívna spätná väzba sa uskutočňuje na rôznych úrovniach.

Prerušované čiary zobrazujú rôzne možnosti negatívnej spätnej väzby.

B. Pozitívna spätná väzba: na konci folikulárnej fázy ženského reprodukčného cyklu zvyšuje koncentrácia estrogénu, čo vedie k ostrému zvýšiť sekrécia (vrchol) LH a FSH, ku ktorej dochádza pred ovuláciou.

Samostatná práca na tému: „Fyziológia endokrinný systém»

ženské pohlavné hormóny

_______________________

_______________________

_______________________

_______________________

Dni od vrcholu LH

Dni od začiatku cyklu

Ryža. 1. Zmena hladiny gonadotropínov adenohypofýzy (LH, FSH), ovariálnych hormónov (progesterón a estradiol) resp. bazálnej telesnej teploty tela počas ženského reprodukčného cyklu.

Vedľa grafov napíšte názvy hormónov.

IN vaječník počas ženského sexuálneho cyklu (trvá 28 dní) sú:

1. Folikulárna fáza, ktorá trvá od ______ do ______ dňa cyklu. V tejto fáze vo vaječníku _____________________________________________________________________________

2. Ovulácia ( O) sa vyskytuje v _____ deň cyklu. Ovulácia je ___________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________

Ovulácii predchádza vrchol _________ hormónu.

3. Fáza corpus luteum, ktorá trvá od ______ dňa do _______ dňa. V tejto fáze vo vaječníku ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

IN maternica počas ženského sexuálneho cyklu sa rozlišujú:

1. Menštruácia ( M) – ____________________________________________________________ ______________________________________________________________________________

2. Proliferatívna fáza - _____________________________________________________________ ___________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________________

3. Sekrečná fáza - ___________________________________________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________

Využiť ryža. 1 dokonči vety:

1. Najvyššia plazmatická koncentrácia estradiolu v _______ deň cyklu, t.j. vo fáze _________________________.

2. Najvyššia plazmatická koncentrácia progesterónu v _______ deň cyklu, t.j. vo fáze _________________________.

3. Bezprostredne pred ovuláciou je vrchol hormónov ___________________.

4. Vzostup bazálnej teploty počas ovulácie a vo fáze žltého telieska je spojený s vylučovaním hormónu ________________________________.

Menopauza

Menopauza je __________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Pri sekrécii menopauzy:

a) progesterón, estradiol _________________________

b) FSH, LH _________________________

c) pohlavné hormóny (androgény) v kôre nadobličiek _________________

Počas menopauzy sa mení činnosť telesných systémov: _______________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Epifýza (šišinka)

Hormón epifýzy: ___________________________________________

(aminokyselina tryptofán → serotonín → _____________________)

regulácia sekrécie:

Tma (stimulačný účinok) → sietnica → retino-hypotalamický trakt → laterálny hypotalamus → miecha → sympatické nervy(pregangliový neurón) → horný krčný ganglion → postgangliový neurón → pinealocyty epifýzy → zvýšená syntéza a sekrécia melatonínu.

Poznámka: 1) mediátor postgangliového neurónu, ktorý interaguje s β-adrenergnými receptormi pinealocytov epifýzy, _____________________________________

2) svetlo má __________________________ vplyv na syntézu a sekréciu melatonínu

3) 70 % dennej produkcie hormónu pripadá na nočné hodiny

4) stres ______________________ vylučovanie melatonínu

Mechanizmus pôsobenia a účinku

1. Melatonín _____________ sekrécia gonadoliberínov hypotalamu a ________________ adenohypofýza → pokles sexuálnych funkcií.

2. Zavedenie melatonínu spôsobuje miernu eufóriu, spánok.

3. Na začiatku puberty je hladina melatonínu _______________________________.

4. Počas ženského sexuálneho cyklu sa hladina melatonínu mení: počas menštruácie - ___________________________ a počas ovulácie - __________________________.

5. Epifýza sú biologické hodiny, pretože vďaka nemu dochádza k dočasnej adaptácii.

Klinické prejavy nedostatok a nadbytok hormónu:

1. Nádory, ktoré ničia epifýzu, ________________________ sexuálna funkcia.

2. Nádory pochádzajúce z pinealocytov sú sprevádzané _________

sexuálne funkcie.

Regulácia hladiny Ca 2+ v krvi

4169 0

Jedným z nevyhnutných subsystémov v organizácii endokrinných funkcií je periférny metabolizmus hormónov. Najdôležitejšiu úlohu v periférnych premenách hormónov zohrávajú procesy katabolizmu. Hormonálny katabolizmus je súbor procesov enzymatickej degradácie počiatočnej chemickej štruktúry vylučovaných hormonálnych zlúčenín.

Podľa základnej fyziologickej podstaty sú katabolické procesy, ako už bolo poznamenané, predovšetkým metódou nezvratnej inaktivácie hormónov a zabezpečenia hormonálnej rovnováhy, vyrovnávania produkcie hormónov a prípravy buniek na príjem novej porcie hormonálnej informácie. Chemická degradácia hormónov, uskutočňovaná pomocou špeciálnych enzýmových systémov, prebieha v rôznych tkanivách, predovšetkým však v splanchnickom systéme a obličkách. Tieto orgány spôsobujú inaktiváciu hormónov, pripravujú ich na vylučovanie z tela.

Zároveň význam metabolických procesov na periférii nie je obmedzený len na nevratnú inaktiváciu hormónov. V katabolizujúcich orgánoch a čo je obzvlášť dôležité v reagujúcich orgánoch môžu prebiehať metabolické procesy vedúce k aktivácii, reaktivácii, vzájomným premenám hormónov a vzniku novej hormonálnej aktivity (obr. 44).

Medzi aktivačné procesy patrí napríklad premena secernovaného androstendiónu na testosterón, testosterónu na 5a-dihydrotestosterón alebo androstandioly, secernovaného estrónu na estradiol, tyroxínu na trijódtyronín a angiotenzínu I na angiotenzíny II a III. Príklady reaktivácie zahŕňajú prechod kortizónu na kortizol, obnovenie štruktúry testosterónu a estradiolu z ich metabolitov – androstendiónu a estrónu, resp.

Príklady vzájomných premien hormónov iný typ sú premena androgénov na estrogény v hypotalame a iných častiach mozgu, ako aj v tukovom tkanive a prechod 17-hydroxykortikosteroidov na androgény. Napokon procesy enzymatickej transformácie hormónu na periférii na zlúčeniny s novým typom hormonálnej aktivity zahŕňajú tvorbu enkefalínu, endorfínov a pamäťových peptidov z β-lipotropínu. Všetky tieto metabolické reakcie v responzívnych tkanivách zjavne hrajú zásadnú úlohu v lokálnej regulácii a samoregulácii hormonálnej účinnosti.

V podmienkach fyziologického pokoja sú metabolické procesy na periférii v stave rovnováhy s procesmi hormonálnej produkcie. Dráhy a rýchlosti hormonálnych transformácií sa študujú biochemickými metódami in vivo a in vitro, ktoré sú všeobecne akceptované pre akékoľvek bioorganické zlúčeniny.

V tomto prípade sa používajú hormóny označené 3H. 14C a 125I. rádioaktívne látky podávané vo fyziologických koncentráciách do tela v in vivo experimentoch alebo do média s inkubovanými kúskami, rezmi, tkanivovými homogenátmi a subcelulárnymi frakciami v in vitro experimentoch. V určitých časových intervaloch po injekcii hormónu alebo začiatku inkubácie skúmaných tkanív s ním, označené hormonálne metabolity z biologický materiál extrahované, purifikované rôznymi chromatografickými postupmi, potom identifikované a kvantifikované. V in vivo experimentoch sa produkty hormonálnej konverzie zvyčajne stanovujú v exkrétoch.

Ako integrálne indikátory intenzity metabolických procesov in vivo sa často používajú polčas hormónov (T1/2) a rýchlosť metabolického klírensu (MCR).

Polčas rozpadu hormónov je čas, počas ktorého sa koncentrácia časti rádioaktívneho hormónu zavedeného do krvi nezvratne zníži na polovicu. V tabuľke. 12 ukazuje hodnoty rôznych hormónov.

Tabuľka 12. Hodnota polčasu rozpadu niektorých hormónov v zdravý človek(všeobecné priemery)

Rýchlosť metabolického klírensu hormónov charakterizuje objem krvi, ktorý je úplne a nezvratne zbavený hormónu počas určitého časového obdobia.

Metabolizmus steroidných hormónov prebieha prevažne bez štiepenia steroidného skeletu a redukuje sa hlavne na reakcie redukcie dvojitej väzby v kruhu A (v hlavných rodinách hormónov, okrem estrogénov); oxidácia - obnovenie niektorých funkcií kyslíka; hydroxylácia atómov uhlíka. Pomerne intenzívne sa uskutočňuje nielen v systéme katabolizujúcich orgánov (pečeň, črevá, obličky), ale aj v mozgu, svaloch, koži a iných tkanivách, s výnimkou týmusu-lymfoidu.

Všetky steroidné hormóny obsahujúce D4-3-ketoskupinu v kruhu A (kortikosteroidy, progestíny, secernované androgény) majú spoločnú cestu transformácie, ktorá pozostáva z dvoch po sebe nasledujúcich štádií (Dorfman, 1960):

Prvý stupeň sa redukuje na redukciu D4-dvojitej väzby za vzniku dihydroderivátov steroidov a uskutočňuje sa pôsobením NADPH-dependentných enzýmov nazývaných 5a- a 5b-reduktázy, 5a-reduktázy sú lokalizované najmä v mikrozomálne a jadrové frakcie bunky. β-reduktázy sú zasa spravidla lokalizované v rozpustnej frakcii bunky (cytosol) a tvoria 5β-deriváty steroidov.

Takto vznikajú 5a- a 5b-dihydroformy kortikosteroidov (dihydrokortizoly, dihydrokortikosteróny, dihydroaldosteróny), progestínov (dihydroprogesteróny) a testosterónu (dihydrotestosteróny). Súčasne 5a- aj 5b-redukcia kortikosteroidov zjavne vedie k takmer úplnej inaktivácii hormónov. V prípade progestínov iba 5/5-redukcia vedie k inaktivácii počiatočnej hormonálnej zlúčeniny, 5a-dihydroprogesterón (5a-DPr) môže mať výraznú progestínovú aktivitu. V prípade androgénov spôsobuje 5a-reduktázová reakcia, ktorá vedie k tvorbe 5a-DT z T, významné zvýšenie androgénnej aktivity.

Súčasne 5β-redukcia T u cicavcov spôsobuje takmer úplné vymiznutie androgénnej a anabolickej aktivity hormónu. Avšak 5c-deriváty T pravdepodobne nie sú. Xia biologicky inertné zlúčeniny. Stratou androgénnej a anabolickej aktivity môžu získať niektoré nové vlastnosti. 5b-DT a niektoré jeho metabolity v kuracích embryách majú teda schopnosť indukovať syntézu hemoglobínu a zvyšovať erytropoézu (Irving et al., 1975).

Po druhé všeobecné štádium transformácie D4-3-ketosteroidných hormónov po 5-reduktázových reakciách je hydrogenácia 3-ketoskupiny s tvorbou Za- a 3v-hydroxyderivátov steroidných hormónov.

Tieto reakcie sa uskutočňujú za účasti enzýmov Za- a 3b-hydroxysteroid dehydrogenáz (oxidoreduktáz), ktoré v prítomnosti NADPH alebo NADH redukujú 3-ketoskupiny na 3-hydroxyskupinu. Oba enzýmy môžu existovať v bunkách ako v rozpustnej forme, tak aj vo forme spojenej s membránami endoplazmatického retikula. V dôsledku reakcií β-hydroxysteroid dehydrogenázy vznikajú tetrahydroformy steroidných hormónov. Zdá sa, že tetrahydrometabolity steroidov už vo väčšine prípadov nemajú priamu biologickú aktivitu a môžu byť finálne produkty katabolizmus zodpovedajúcich hormónov.

Známa je aj iná bežná cesta metabolizmu steroidov. Má však užší význam, pretože je vlastný iba C21-steroidným hormónom. Ide o redukciu ketoskupiny na 20. atóme uhlíka a zabezpečujú ju mikrozomálne a cytosolové enzýmy 20a- a 20c-oxysteroid dehydrogenázy alebo oxidoreduktázy (pozri vyššie, B).

V dôsledku reakcie 20-oxidhydrogenázy vznikajú 20-dihydroderiváty C21 steroidov, v ktorých je hydroxylová skupina orientovaná buď v polohe 20a alebo 20b. Substrátmi pre túto reakciu môžu byť pôvodné vylučované steroidy aj ich tetrahydrometabolity. Súčasne 20a-hydroxyderiváty samotných hormónov, na rozdiel od 20c derivátov, môžu mať výrazný hormonálna aktivita. Súčasne sú 20a-, 20c-dihydroformy steroidov so zníženým A kruhom tiež biologicky neaktívne. Metabolity C21-steroidov s redukovaným bočným reťazcom a redukovaným A kruhom tvoria významnú časť konečných, vylučovaných metabolitov kortikosteroidov a progestínov.

Nakoniec, periférny metabolizmus všetkých steroidných hormónov je do určitej miery charakterizovaný hydroxylačnými procesmi v rôznych polohách molekuly steroidu. Hydrogenačné procesy prebiehajú hlavne v pečeni pôsobením mikrozomálnych monooxygenáz (hydroxyláz) – enzýmov závislých od cytochrómu P450. Tento enzymatický systém hepatocytov je podobný hydroxylázam steroidogénnych endokrinných buniek, ale nezahŕňa adrenodoxín, enzymatickú zložku špecifickú pre biosyntézu steroidných hormónov. Je zaujímavé, že mnohé izoformy monooxygenáz aktívne súčasne premieňajú xenobiotiká – mikromolekulárne liečivá, toxíny a karcinogény.

Všetky uvedené metabolity steroidných hormónov sú slabo rozpustné vo vode a pred vylúčením sa v pečeni premieňajú na párové zlúčeniny (konjugáty) – estery s kyselinami sírovou, glukurónovou a niektorými ďalšími kyselinami. Syntéza éterov s kyselinou glukurónovou (glukuronidy) a esterov s kyselinou sírovou (sulfáty) je spoločným posledným krokom v katabolizme väčšiny steroidných hormónov, bezprostredne predchádza vylučovacím procesom.

Esterifikácia steroidov zvyšuje ich rozpustnosť vo vode a zvyšuje prah reabsorpcie v stočených tubuloch obličiek a črevnej sliznice. Okrem toho v niektorých prípadoch dodatočne inhibuje biologickú aktivitu zlúčenín. Krok párovania nie je špecifický pre steroidné hormóny.

Tvorba esterovej väzby s metabolitmi steroidných hormónov je zložitý enzymatický proces, ktorý sa vyskytuje prevažne na hydroxyle C3-steroidu (pozri vyššie).

U väčšiny skúmaných druhov, až na zriedkavé výnimky (napr. morské prasa), približne 90 % metabolitov steroidných hormónov sa vylučuje vo forme glukuronidov a sulfátov. Okrem glukuronidov a sulfátov sa v exkrétoch nachádzajú fosfáty a konjugáty s glutatiónom, N-acetylglukózamínom a proteínmi (Yudaevidr., 1976).

Polárne C21 a C19 karboxymetabolity alebo ich zodpovedajúce karboformy boli tiež nájdené v moči (Taylor, 1970; Monder a Bradlow, 1977). Karboxy formy týchto zlúčenín sa nazývajú etínové kyseliny.

Úrovne organizácie regulačných systémov.

Úloha hormónov v regulácii metabolizmu.

Hormóny drene nadobličiek, štítnej žľazy, prištítnych teliesok a pankreasu.

Pre normálne fungovanie mnohobunkového organizmu je nevyhnutný vzťah medzi jednotlivými bunkami, tkanivami a orgánmi. Tento vzťah je realizovaný 4 hlavnými systémami regulácie.

Prostredníctvom centrálneho a periférneho nervového systému nervové impulzy a neurotransmitery;

cez endokrinný systém Endokrinné žľazy a hormóny, ktoré sa vylučujú do krvi a ovplyvňujú metabolizmus rôznych cieľových buniek;

Parakrinné a autokrinné systémy prostredníctvom rôznych zlúčenín, ktoré sa vylučujú do medzibunkového priestoru a interagujú s receptormi buď blízkych buniek alebo tej istej bunky (prostaglandíny, gastrointestinálne hormóny, histamín atď.);

Imunitný systém prostredníctvom špecifických proteínov (cytokíny, protilátky).

Metabolické regulačné systémy. A - endokrinné - hormóny sú vylučované žľazami do krvi, transportované krvným obehom a viažu sa na receptory cieľových buniek;

B - parakrinné - hormóny sa vylučujú do extracelulárneho priestoru a viažu sa na membránové receptory susedných buniek;

B - autokrinné - hormóny sa vylučujú do extracelulárneho priestoru a viažu sa na membránové receptory bunky vylučujúcej hormóny:

Úrovne organizácie regulačných systémov

3 hierarchické úrovne.

Prvá úroveň- CNS. Nervové bunky prijímajú signály z vonkajšieho a vnútorného prostredia, premieňajú ich na formu nervového vzruchu a prenášajú ich cez synapsie pomocou chemických signálov – mediátorov. Mediátory spôsobujú metabolické zmeny v efektorových bunkách.

Druhou úrovňou je endokrinný systém. Zahŕňa hypotalamus, hypofýzu, periférne endokrinné žľazy (ako aj jednotlivé bunky), ktoré syntetizujú hormóny a pôsobením vhodného stimulu ich uvoľňujú do krvi.

Tretia úroveň je intracelulárna. Pozostáva z metabolických zmien v bunke alebo určitej metabolickej dráhy, ktorá je výsledkom:

- zmeny aktivity enzýmov tým aktivácia alebo inhibícia;

- zmeny v počte enzýmov mechanizmom indukcie alebo represie syntézy proteínov alebo zmenami v rýchlosti ich deštrukcie;

- zmeny rýchlosti vozidla látok cez bunkové membrány.

Úloha hormónov v regulácii metabolizmu a funkcií

Hormóny sú integrujúce regulátory spájajúce rôzne regulačné mechanizmy a metabolizmus v rôznych orgánoch. Fungujú ako chemickí poslovia, ktorí prenášajú signály, ktoré sa vyskytujú v rôznych orgánoch a centrálnom nervovom systéme. Reakcia bunky na pôsobenie hormónu je veľmi rôznorodá a je určená tak chemickou štruktúrou hormónu, ako aj typom bunky, na ktorú je pôsobenie hormónu zamerané.

Hormóny(gr. hormao- Uvádzam do pohybu) - sú to biologicky aktívne látky rôznej chemickej povahy, produkované špecializovanými orgánmi a tkanivami (žľazami s vnútornou sekréciou), ktoré vstupujú priamo do krvi a vykonávajú humorálnu reguláciu metabolizmu a telesných funkcií. Všetky hormóny sa vyznačujú vysokou špecifickosťou účinku.

Hormonoidy- látky produkované v mnohých tkanivách a bunkách (nie v špecializovaných orgánoch), ako sú hormóny, ktoré ovplyvňujú metabolické procesy a funkcie tela. Hormonoidy často pôsobia v bunkách, v ktorých vznikajú, alebo sa šíria difúziou a pôsobia v blízkosti miesta svojho vzniku, pričom niektoré hormóny sa dostávajú aj do krvného obehu. Medzi hormónmi a hormonoidmi nie sú žiadne ostré rozdiely.

Endokrinný systém je funkčné združenie buniek, tkanív a orgánov špecializovaných na vnútornú sekréciu. Ich hlavnou funkciou je syntéza a sekrécia do vnútorného prostredia tela (inkrécia) molekúl hormónov. Endokrinný systém teda vykonáva hormonálnu reguláciu životne dôležitých procesov. Endokrinnú funkciu majú: 1) orgány alebo žľazy s vnútornou sekréciou, 2) endokrinné tkanivo v orgáne, ktorého funkcia nie je obmedzená na vnútornú sekréciu, 3) bunky, ktoré spolu s endokrinnými a neendokrinnými funkciami.

Orgány, tkanivá a bunky s endokrinnou funkciou

		tkanivo, bunky
	Endokrinné žľazy
	Hypofýza a) Adenohypofýza	Kortikotrofy Gonadotropy Tyreotrofy Somatotrofy Laktotrofy	Kortikotropín Melanotropín Folitropín Lutropín Tyreotropín Somatotropín Prolaktín
	b) neurohypofýza	Pituicites	Vasopresín Oxytocín Endorfíny
	Nadobličky a) kôra b) dreň	zona zona fasciculata zona reticularis chromafinné bunky	Mineralokortikoidy Glukokortikoidy Sexuálne steroidy Adrenalín (Norepinefrín) Adrenomedulín
	Štítna žľaza	Folikulárne tyrocyty K-bunky	Trijódtyronín Tetrajódtyronín Kalcitonín
	Prištítne telieska	Hlavné bunky K bunky	Paratyrín kalcitonín
		Pineocyty	melatonín
	Orgány s endokrinným tkanivom
	pankreasu	Delta bunky beta buniek Langerhansových alfa buniek	Glukagón Inzulín Somatostatín
	Pohlavné žľazy a) semenníky b) vaječníky	Leydigove bunky Sertolliho bunky Bunky granulózy Corpus luteum	Testosterónové esterogény inhibín estradiol estrón progesterón progesterón
	Orgány s endokrinnou funkciou buniek
	Gastrointestinálny trakt	Endokrinné a enterochromafínové bunky žalúdka a tenké črevo	Regulačné peptidy
	Placenta	Syncytiotrofoblast Cytotrofoblast	Chorionický gonadotropín Prolaktín Estriol Progesterón
		tymocyty	Tymozín, Timopoetín, Timulin
		JUGA Peritubulárne bunky Tubuly	Renín erytropoetín kalcitriol
		Predsieňové myocyty	Atriopeptid Somatostatín Angiotenzín-II
	Cievy	Endoteliocyty	Endotelíny NIE Hyperpolarizačný faktor Prostaglandíny Regulátory adhézie

Systém buniek schopných transformovať aminokyseliny na rôzne hormóny a majúci spoločný embryonálny pôvod tvorí systém APUD (asi 40 typov buniek nachádzajúcich sa v centrálnom nervovom systéme (hypotalamus, mozoček), endokrinné žľazy (hypofýza, epifýza, štítna žľaza, ostrovčeky pankreasu, nadobličky, vaječníky), v gastrointestinálnom trakte, pľúcach, obličkách a močových cestách, paraganglii a placente) APUD je skratka vytvorená z prvých písmen angličtiny. slová amíny amíny, prekurzor prekurzor, príjem asimilácia, absorpcia, dekarboxylácia dekarboxylácia; synonymom difúzneho neuroendokrinného systému. Bunky systému APUD - apudocyty - sú schopné syntetizovať biogénne amíny (katecholamíny, serotonín, histamín) a fyziologicky aktívne peptidy, sú umiestnené difúzne alebo v skupinách medzi bunkami iných orgánov. Vytvorenie konceptu systému APUD uľahčila súčasná detekcia v endokrinných bunkách a neurónoch produkujúcich peptidy veľkého množstva peptidov, ktoré zohrávajú úlohu neurotransmiterov alebo sú vylučované do krvného obehu ako neurohormóny. Zistilo sa, že biologicky aktívne zlúčeniny produkované bunkami systému APUD vykonávajú endokrinné, neurokrinné a neuroendokrinné funkcie.

Vlastnosti hormónov:

- hormóny sú v krvi prítomné vo veľmi nízkych koncentráciách

(do 10 -12 modliť sa);

- ich účinok sa realizuje prostredníctvom sprostredkovateľov - instant messengerov;

- hormóny menia aktivitu už existujúcich enzýmov alebo zvyšujú syntézu enzýmov;

- pôsobenie enzýmov je riadené centrálnym nervovým systémom;

- hormóny a endokrinné žľazy sú spojené priamym a spätnoväzbovým mechanizmom.

Veľa hormónovprenesené krvou, nie nezávisle, ale sbielkoviny nosiče krvnej plazmy.Sú zničené hormónov v pečenistiahnutý produkty ich zničenia obličkami.

V cieľových orgánoch (ktoré hormóny dosahujú) na povrchu buniek súšpecifické receptory , ktoré „rozpoznávajú“ svoj hormón, niekedy tieto receptory nie sú na bunkovej membráne, ale na jadre vo vnútri bunky.

Syntetizované hormóny sa ukladajú v zodpovedajúcich žľazách v rôznych množstvách:

zásob steroidné hormóny- dostatok na zabezpečenie tela niekoľko hodín,

zásob proteín-peptidové hormóny(vo forme prohormónov) stačí na

1 deň

zásob katecholamíny- zapnuté niekoľko dní,

zásob hormóny štítnej žľazy- zapnuté pár týždňov.

Vylučovanie hormónov do krvi (exocytózou alebo difúziou) prebieha nerovnomerne – má pulzujúci charakter, prípadne je pozorovaný cirkadiánny rytmus. V krvi sú proteín-peptidové hormóny a katecholamíny zvyčajne vo voľnom stave, steroidné hormóny a hormóny štítnej žľazy sa viažu na špecifické nosné proteíny. Polčas rozpadu hormónov v plazme je: katecholamíny - sekundy, proteín-peptidové hormóny - minúty, steroidné hormóny - hodiny, hormóny štítnej žľazy - niekoľko dní. Hormóny pôsobia na cieľové bunky interakciou s receptormi, k ich oddeleniu od receptorov dochádza po desiatkach sekúnd alebo minút. Všetky hormóny sú nakoniec zničené, čiastočne v cieľových bunkách, obzvlášť intenzívne v pečeni. Z tela sa vylučujú hlavne metabolity hormónov, nezmenené hormóny - vo veľmi malých množstvách. Hlavná cesta ich vylučovania je cez obličky s močom.

Fyziologický účinok hormónu závisí od rôznych faktorov, napr.

koncentrácia hormónov(ktorá je určená rýchlosťou inaktivácie v dôsledku rozpadu hormónov, ku ktorému dochádza najmä v pečeni, a rýchlosťou vylučovania hormónov a ich metabolitov z tela),

afinitu k nosným proteínom(steroidné hormóny a hormóny štítnej žľazy sú transportované krvným obehom v kombinácii s proteínmi),

počet a typ receptorov na povrchu cieľových buniek.

Syntéza a sekrécia hormónov sú stimulované vonkajšími a vnútornými signálmi vstupujúcimi do CNS.

Tieto signály sú odosielané neurónmi do hypotalamus, kde stimulujú syntéza peptidovuvoľňujúce hormóny(z angličtiny, uvoľniť- uvoľniť) - liberíny a statíny.

Liberíny stimulujú a statíny inhibujúsyntéza a sekrécia hormónov prednej hypofýzy.

Hormóny prednej hypofýzy tzvtropické hormónystimulujú tvorbu a sekréciu hormónov periférnych žliaz s vnútornou sekréciou, ktoré vstupujú do celkového obehu a interagujú s cieľovými bunkami.

Schéma vzťahu regulačných systémov tela. 1 - syntéza a sekrécia hormónov je stimulovaná vonkajšími a vnútornými signálmi; 2 - signály cez neuróny vstupujú do hypotalamu, kde stimulujú syntézu a sekréciu uvoľňujúcich hormónov; 3 - uvoľňujúce hormóny stimulujú (liberíny) alebo inhibujú (statíny) syntézu a sekréciu trojitých hormónov hypofýzy; 4 - trojité hormóny stimulujú syntézu a sekréciu hormónov periférnych endokrinných žliaz; 5 - hormóny endokrinných žliaz vstupujú do krvného obehu a interagujú s cieľovými bunkami; 6 - zmena koncentrácie metabolitov v cieľových bunkách mechanizmom negatívnej spätnej väzby inhibuje syntézu hormónov endokrinných žliaz a hypotalamu; 7 - syntéza a sekrécia trojitých hormónov je potlačená hormónmi žliaz s vnútornou sekréciou; ⊕ - stimulácia syntézy a sekrécie hormónov; ⊝ - potlačenie syntézy a sekrécie hormónov (negatívna spätná väzba).

Udržiavanie hladín hormónov v tele mechanizmus negatívnej spätnej väzby spojenia. Zmeny koncentrácie metabolitov v cieľových bunkách mechanizmom negatívnej spätnej väzby inhibuje syntézu hormónov, pôsobí buď na endokrinné žľazy alebo na hypotalamus. Syntéza a sekréciatropické hormónypotláčané hormónmi periférnych žliaz s vnútornou sekréciou. Takéto slučky spätnej väzby fungujú v systémoch hormonálnej regulácie. nadobličky, štítna žľaza, pohlavné žľazy.

Nie všetky endokrinné žľazy sú regulované týmto spôsobom:

G hormóny zadnej hypofýzy - vazopresín a oxytocín - syntetizované v hypotalame ako prekurzory a sú uložené v granulách terminálnych axónov neurohypofýzy;

Sekrécia pankreatických hormónov (inzulín a glukagón) priamo závisí od koncentrácie glukózy v krvi.

Nízkomolekulárne proteínové zlúčeniny sa tiež podieľajú na regulácii medzibunkových interakcií - cytokíny. Účinok cytokínov na rôzne funkcie bunky v dôsledku ich interakcie s membránovými receptormi. Prostredníctvom tvorby intracelulárnych poslov signály sa posielajú do jadra kde sa vyskytujú aktivácia určitých génov a indukcia syntézy proteínov. Všetky cytokíny majú tieto spoločné vlastnosti:

sú syntetizované počas imunitnej odpovede organizmu, slúžia ako mediátory imunitných a zápalových reakcií a majú hlavne autokrinnú, v niektorých prípadoch parakrinnú a endokrinnú aktivitu;

pôsobia ako rastové faktory a faktory bunkovej diferenciácie (zároveň spôsobujú prevažne pomalé bunkové reakcie vyžadujúce syntézu nových proteínov);

majú pleiotropnú (polyfunkčnú) aktivitu.

1. Vymedzenie pojmu "hormóny", klasifikácia a všeobecné biologické znaky hormóny.

2. Klasifikácia hormónov podľa chemickej povahy, príklady.

3. Mechanizmy účinku vzdialených a do bunky prenikajúcich hormónov.

4. Sprostredkovatelia účinku hormónov na metabolizmus - cyklické nukleotidy (cAMP, cGMP), ióny Ca2 +, inozitoltrifosfát, proteíny cytozolového receptora. Reakcie syntézy a rozpadu cAMP.

5. Kaskádové mechanizmy aktivácie enzýmov ako spôsob zosilnenia hormonálneho signálu. Úloha proteínkináz.

6. Hierarchia hormonálneho systému. Princíp spätnej väzby v regulácii sekrécie hormónov.

7. Hormóny hypotalamu a prednej hypofýzy: chemická podstata, mechanizmus účinku, cieľové tkanivá a bunky, biologický účinok.

23.1. Definícia pojmu „hormóny“ a ich klasifikácia podľa chemickej povahy.

23.1.1. Prečítajte si definíciu pojmu: hormóny- biologicky aktívne zlúčeniny vylučované žľazami s vnútornou sekréciou do krvi alebo lymfy a ovplyvňujúce metabolizmus buniek.

23.1.2. Pamätajte na hlavné črty pôsobenia hormónov na orgány a tkanivá:

• hormóny sú syntetizované a uvoľňované do krvi špecializovanými endokrinnými bunkami;
• hormóny majú vysokú biologickú aktivitu - fyziologický účinok sa prejavuje, keď je ich koncentrácia v krvi asi 10-6 - 10-12 mol / l;
• každý hormón je charakterizovaný svojou vlastnou jedinečnou štruktúrou, miestom syntézy a funkciou; nedostatok jedného hormónu nemožno doplniť inými látkami;
• hormóny spravidla ovplyvňujú orgány a tkanivá vzdialené od miesta ich syntézy.

23.1.3. Hormóny vykonávajú svoj biologický účinok vytváraním komplexu so špecifickými molekulami - receptory . Bunky, ktoré obsahujú receptory pre určitý hormón, sa nazývajú cieľové bunky pre tento hormón. Väčšina hormónov interaguje s receptormi umiestnenými na plazmatickej membráne cieľových buniek; iné hormóny interagujú s receptormi umiestnenými v cytoplazme a jadre cieľových buniek. Majte na pamäti, že nedostatok oboch hormónov a ich receptorov môže viesť k rozvoju chorôb.

23.1.4. Niektoré hormóny môžu byť syntetizované endokrinnými bunkami ako neaktívne prekurzory - prohormóny . Prohormóny môžu byť uložené v vo veľkom počte v špeciálnych sekrečných granulách a rýchlo sa aktivujú v reakcii na zodpovedajúci signál.

23.1.5. Klasifikácia hormónov na základe ich chemickej štruktúry. Rôzne chemické skupiny hormónov sú uvedené v tabuľke 23.1.

Tabuľka 23.1. Chemická povaha hormónov

Chemická trieda	Hormón alebo skupina hormónov	Hlavné miesto syntézy
Proteíny a peptidy	Libérijčanov statíny	Hypotalamus
	vazopresín Oxytocín	hypotalamus*
	Tropické hormóny	Predná hypofýza (adenohypofýza)
	inzulín Glukagón	Pankreas (Langerhansove ostrovčeky)
	Parathormón	prištítnych teliesok
	kalcitonín	Štítna žľaza
Deriváty aminokyselín	Jódtyroníny (tyroxín, trijódtyronín)	Štítna žľaza
	Katecholamíny (adrenalín, norepinefrín)	Dreň nadobličiek, sympatický nervový systém
Steroidy	Glukokortikoidy (kortizol)	Kôry nadobličiek
	Mineralokortikoidy (aldosterón)	Kôry nadobličiek
	androgény (testosterón)	semenníky
	Estrogény (estradiol)	vaječníkov
	Progestíny (progesterón)	vaječníkov

* Miestom sekrécie týchto hormónov je zadný lalok hypofýzy (neurohypofýza).

Treba si uvedomiť, že okrem pravých hormónov vylučujú aj tie lokálne hormóny. Tieto látky sú syntetizované spravidla nešpecializovanými bunkami a pôsobia v bezprostrednej blízkosti miesta výroby (nie sú prenášané krvným obehom do iných orgánov). Príkladmi lokálnych hormónov sú prostaglandíny, kiníny, histamín, serotonín.

23.2. Hierarchia regulačných systémov v tele.

23.2.1. Pamätajte, že v organizme existuje niekoľko úrovní regulácie homeostázy, ktoré sú úzko prepojené a fungujú ako jeden systém(pozri obrázok 23.1).

Obrázok 23.1. Hierarchia regulačných systémov tela (vysvetlivky v texte).

23.2.2. 1. Signály z vonkajšieho a vnútorného prostredia vstupujú do centrálneho nervového systému ( najvyššej úrovni regulácia, kontrola cvičenia v rámci celého organizmu). Tieto signály sa transformujú na nervové impulzy, ktoré dopadajú na neurosekrečné bunky hypotalamu. Hypotalamus produkuje:

1. liberáli (alebo uvoľňujúce faktory), ktoré stimulujú sekréciu hormónov hypofýzy;
2. statíny - látky, ktoré inhibujú sekréciu týchto hormónov.

Liberíny a statíny sa systémom portálnych kapilár dostávajú do hypofýzy, kde vznikajú tropické hormóny . Tropické hormóny pôsobia na periférne cieľové tkanivá a stimulujú (znamienko „+“) tvorbu a sekréciu hormóny periférnych endokrinných žliaz. Hormóny periférnych žliaz inhibujú (znak „-“) tvorbu trópnych hormónov, pôsobiacich na bunky hypofýzy alebo neurosekrečné bunky hypotalamu. Okrem toho hormóny, pôsobiace na metabolizmus v tkanivách, spôsobujú zmeny v obsahu metabolitov v krvi a tie zasa ovplyvňujú (mechanizmom spätnej väzby) sekréciu hormónov v periférnych žľazách (buď priamo alebo cez hypofýzu a hypotalamus).

2. Vytvára sa hypotalamus, hypofýza a periférne žľazy priemerná úroveň regulácia homeostázy, ktorá poskytuje kontrolu niekoľkých metabolických dráh v rámci toho istého orgánu, tkaniva alebo rôznych orgánov.

Hormóny endokrinných žliaz môžu ovplyvniť metabolizmus:

• zmenou množstva enzýmového proteínu;
• chemickou modifikáciou proteínu enzýmu so zmenou jeho aktivity, ako aj
• zmenou rýchlosti transportu látok biologickými membránami.

3. Vnútrobunkové regulačné mechanizmy sú najnižšia úroveň regulácia. Signály pre zmenu stavu bunky sú látky, ktoré sa tvoria v samotných bunkách alebo do nej vstupujú.

23.3. Mechanizmy účinku hormónov.

29.3.1. Upozorňujeme, že mechanizmus účinku hormónov závisí od jeho chemickej povahy a vlastností – rozpustnosti vo vode alebo tukoch. Podľa mechanizmu účinku možno hormóny rozdeliť do dvoch skupín: priame a vzdialené pôsobenie.

29.3.2. Hormóny priamej akcie. Do tejto skupiny patria lipofilné (v tukoch rozpustné) hormóny - steroidy a jódtyroníny . Tieto látky sú zle rozpustné vo vode, a preto tvoria komplexné zlúčeniny s plazmatickými proteínmi v krvi. Tieto proteíny zahŕňajú špecifické transportné proteíny (napríklad transkortín, ktorý viaže hormóny kôry nadobličiek), ako aj nešpecifické (albumíny).

Hormóny priameho účinku sú vďaka svojej lipofilnosti schopné difundovať cez dvojitú lipidovú vrstvu membrán cieľových buniek. Receptory pre tieto hormóny sa nachádzajú v cytosóle. Vznikajúci komplex hormón-receptor sa presúva do bunkového jadra, kde sa viaže na chromatín a pôsobí na DNA. V dôsledku toho sa mení rýchlosť syntézy RNA na templáte DNA (transkripcia) a rýchlosť tvorby špecifických enzymatických proteínov na templáte RNA (translácia). To vedie k zmene množstva enzymatických proteínov v cieľových bunkách a zmene ich smeru chemické reakcie(Pozri obrázok 2).

Obrázok 23.2. Mechanizmus vplyvu hormónov priameho pôsobenia na bunku.

Ako už viete, regulácia syntézy proteínov sa môže uskutočniť pomocou mechanizmov indukcie a represie.

Indukcia syntézy bielkovín sa vyskytuje v dôsledku stimulácie syntézy zodpovedajúcej messengerovej RNA. Súčasne sa zvyšuje koncentrácia určitého proteínu-enzýmu v bunke a zvyšuje sa rýchlosť ním katalyzovaných chemických reakcií.

Represia syntézy proteínov nastáva potlačením syntézy zodpovedajúcej mediátorovej RNA. V dôsledku represie sa selektívne znižuje koncentrácia určitého proteínu-enzýmu v bunke a znižuje sa rýchlosť ním katalyzovaných chemických reakcií. Majte na pamäti, že ten istý hormón môže vyvolať syntézu niektorých proteínov a potlačiť syntézu iných proteínov. Účinok priamo pôsobiacich hormónov sa zvyčajne dostaví až po 2 - 3 hodinách po prieniku do bunky.

23.3.3. Hormóny vzdialeného pôsobenia. Medzi dlhodobo pôsobiace hormóny patria hydrofilný (rozpustný vo vode) hormóny – katecholamíny a hormóny bielkovinovo-peptidovej povahy. Keďže tieto látky sú nerozpustné v lipidoch, nemôžu preniknúť cez bunkové membrány. Receptory pre tieto hormóny sú umiestnené na vonkajšom povrchu plazmatickej membrány cieľových buniek. Vzdialené hormóny realizujú svoje pôsobenie na bunku pomocou sekundárny sprostredkovateľ, čo je najčastejšie cyklický AMP (cAMP).

Cyklický AMP je syntetizovaný z ATP adenylátcyklázou:

Mechanizmus vzdialeného pôsobenia hormónov je znázornený na obrázku 23.3.

Obrázok 23.3. Mechanizmus vplyvu na bunkové hormóny vzdialeného pôsobenia.

Interakcia hormónu s jeho špecifickými receptor vedie k aktiváciaG-veverička bunková membrána. G-proteín viaže GTP a aktivuje adenylátcyklázu.

Aktívna adenylátcykláza premieňa ATP na cAMP, cAMP sa aktivuje proteínkináza.

Neaktívna proteínkináza je tetramér, ktorý pozostáva z dvoch regulačných (R) a dvoch katalytických (C) podjednotiek. V dôsledku interakcie s cAMP dochádza k disociácii tetraméru a uvoľneniu aktívneho centra enzýmu.

Proteínkináza fosforyluje enzýmové proteíny na úkor ATP, buď ich aktivuje alebo inaktivuje. V dôsledku toho sa rýchlosť chemických reakcií v cieľových bunkách mení (v niektorých prípadoch sa zvyšuje, v iných klesá).

K inaktivácii cAMP dochádza za účasti enzýmu fosfodiesterázy:

23.4. Hormóny hypotalamu a hypofýzy.

Ako už bolo spomenuté, miestom priamej interakcie medzi vyššími časťami centrálneho nervového systému a endokrinným systémom je hypotalamus. Toto je malá oblasť predný mozog, ktorá sa nachádza priamo nad hypofýzou a je s ňou spojená pomocou systému cievy ktoré tvoria portálový systém.

23.4.1. Hormóny hypotalamu. Teraz je známe, že neurosekrečné bunky hypotalamu produkujú 7 liberínov(somatoliberín, kortikoliberín, tyreoliberín, luliberín, foliberín, prolaktoliberín, melanoliberín) a 3 statíny(somatostatín, prolaktostatín, melanostatín). Všetky tieto spojenia sú peptidy.

Hormóny hypotalamu cez špeciálny portálny cievny systém vstupujú do predného laloku hypofýzy (adenohypofýzy). Liberíny stimulujú a statíny potláčajú syntézu a sekréciu hormónov tropickej hypofýzy. Účinok liberínov a statínov na bunky hypofýzy je sprostredkovaný mechanizmami závislými od cAMP a Ca2+.

Charakteristiky najviac študovaných liberínov a statínov sú uvedené v tabuľke 23.2.

Tabuľka 23.2. Hypotalamické liberíny a statíny

Faktor	Scéna		Regulácia sekrécie
kortikoliberín	Adenohypofýza	Stimuluje sekréciu adrenokortikotropného hormónu (ACTH)	Sekrécia je stimulovaná stresom a potláčaná ACTH
tyreoliberín	- “ - “ -	Stimuluje sekréciu hormón stimulujúci štítnu žľazu(TSH) a prolaktínu	Sekrécia inhibovaná hormónmi štítnej žľazy
somatoliberín	- “ - “ -	Stimuluje sekréciu rastového hormónu (STH)	Sekrécia stimulovaná hypoglykémiou
Luliberin	- “ - “ -	Stimuluje sekréciu folikuly stimulujúceho hormónu (FSH) a luteinizačného hormónu (LH)	U mužov je sekrécia spôsobená znížením obsahu testosterónu v krvi, u žien - znížením koncentrácie estrogénov. Vysoká koncentrácia LH a FSH v krvi inhibuje sekréciu
somatostatín	- “ - “ -	Inhibuje sekréciu STH a TSH	Sekrécia je vyvolaná cvičením. Faktor sa rýchlo inaktivuje v telesných tkanivách.
Prolaktostatín	- “ - “ -	Inhibuje sekréciu prolaktínu	Sekrécia je stimulovaná vysokou koncentráciou prolaktínu a potláčaná estrogénmi, testosterónom a nervovými signálmi počas cicania.
melanostatín	- “ - “ -	Inhibuje sekréciu MSH (hormón stimulujúci melanocyty)	Sekrécia je stimulovaná melanotonínom

23.4.2. Hormóny adenohypofýzy. Adenohypofýza (predná hypofýza) produkuje a uvoľňuje do krvi množstvo tropických hormónov, ktoré regulujú funkciu endokrinných aj neendokrinných orgánov. Všetky hormóny hypofýzy sú proteíny alebo peptidy. Intracelulárnym mediátorom všetkých hormónov hypofýzy (okrem somatotropínu a prolaktínu) je cyklický AMP (cAMP). Charakteristika hormónov prednej hypofýzy je uvedená v tabuľke 3.

Tabuľka 3. Hormóny adenohypofýzy

Hormón	cieľové tkanivo	Hlavné biologické účinky	Regulácia sekrécie
Adrenokortikotropný hormón (ACTH)	Kôry nadobličiek	Stimuluje syntézu a sekréciu steroidov kôrou nadobličiek	Stimulovaný kortikoliberínom
Hormón stimulujúci štítnu žľazu (TSH)	Štítna žľaza	Zvyšuje syntézu a sekréciu hormónov štítnej žľazy	Stimulovaný tyreoliberínom a inhibovaný hormónmi štítnej žľazy
Somatotropný hormón (rastový hormón, STH)	Všetky látky	Stimuluje syntézu RNA a proteínov, rast tkanív, transport glukózy a aminokyselín do buniek, lipolýzu	Stimulované somatoliberínom, inhibované somatostatínom
Folikuly stimulujúci hormón (FSH)	Semiferózne tubuly u mužov, ovariálne folikuly u žien	Zvyšuje produkciu spermií u mužov a tvorbu folikulov u žien	Stimulované luliberínom
luteinizačný hormón (LH)	Intersticiálne bunky semenníkov (u mužov) a vaječníkov (u žien)	Spôsobuje sekréciu estrogénov, progesterónu u žien, zvyšuje syntézu a sekréciu androgénov u mužov	Stimulované luliberínom
Prolaktín	Prsné žľazy (alveolárne bunky)	Stimuluje syntézu mliečnych bielkovín a vývoj mliečnych žliaz	Potlačený prolaktostatínom
Melanocyty stimulujúci hormón (MSH)	pigmentové bunky	Zvyšuje syntézu melanínu v melanocytoch (spôsobuje stmavnutie kože)	Potlačený melanostatínom

23.4.3. Hormóny neurohypofýzy. Hormóny vylučované do krvného obehu zadnou hypofýzou zahŕňajú oxytocín a vazopresín. Oba hormóny sa syntetizujú v hypotalame vo forme prekurzorových proteínov a prechádzajú nervové vlákna do zadnej hypofýzy.

Oxytocín - nonapeptid, ktorý spôsobuje kontrakcie hladkého svalstva maternice. Používa sa v pôrodníctve na stimuláciu pôrodu a laktácie.

vazopresín - nonapeptid vylučovaný ako odpoveď na zvýšenú osmotický tlak krvi. Cieľovými bunkami pre vazopresín sú renálne tubulárne bunky a bunky hladkého svalstva ciev. Účinok hormónu je sprostredkovaný cAMP. Vasopresín spôsobuje vazokonstrikciu a zvýšené krvný tlak a tiež zvyšuje reabsorpciu vody v obličkových tubuloch, čo vedie k zníženiu diurézy.

23.4.4. Hlavné typy porušení hormonálna funkcia hypofýzy a hypotalamu. Pri nedostatku somatotropného hormónu, ktorý sa vyskytuje v detstva, rozvíja nanizmus (nízky rast). S nadbytkom somatotropného hormónu, ktorý sa vyskytuje v detstve, sa vyvíja gigantizmus (nenormálne vysoký).

S nadbytkom somatotropného hormónu, ktorý sa vyskytuje u dospelých (v dôsledku nádoru hypofýzy), sa vyvíja akromegália - zvýšený rast rúk, nôh, mandibula, nos.

Pri nedostatku vazopresínu v dôsledku neurotropných infekcií sa vyvíjajú traumatické poranenia mozgu, nádory hypotalamu diabetes insipidus. Hlavným príznakom tohto ochorenia je polyúria- prudké zvýšenie diurézy so zníženou (1,001 - 1,005) relatívnou hustotou moču.

28.4. Hormóny pankreasu.

poznač si to endokrinná časť Pankreas produkuje a uvoľňuje hormóny inzulín a glukagón do krvi.

1. Inzulín. Inzulín je proteín-peptidový hormón produkovaný β-bunkami Langerhansových ostrovčekov. Molekula inzulínu pozostáva z dvoch polypeptidových reťazcov (A a B) obsahujúcich 21 a 30 aminokyselinových zvyškov; inzulínové reťazce sú spojené dvoma disulfidovými mostíkmi. Inzulín sa tvorí z prekurzorového proteínu (preproinzulínu) čiastočnou proteolýzou (pozri obrázok 4). Po odštiepení signálnej sekvencie sa vytvorí proinzulín. V dôsledku enzymatickej transformácie sa odstráni fragment polypeptidového reťazca obsahujúci asi 30 aminokyselinových zvyškov (C-peptid) a vytvorí sa inzulín.

Podnetom na sekréciu inzulínu je hyperglykémia – zvýšenie hladiny glukózy v krvi (napríklad po jedle). Hlavným cieľom inzulínu sú bunky pečene, svalov a tukového tkaniva. Mechanizmus účinku je vzdialený.

Obrázok 4 Schéma premeny preproinzulínu na inzulín.

inzulínový receptor je komplexný proteín – glykoproteín nachádzajúci sa na povrchu cieľovej bunky. Tento proteín pozostáva z dvoch α-podjednotiek a dvoch β-podjednotiek spojených disulfidovými mostíkmi. β-podjednotky obsahujú niekoľko tyrozínových aminokyselinových zvyškov. Inzulínový receptor má tyrozínkinázovú aktivitu, t.j. je schopný katalyzovať prenos zvyškov kyseliny fosforečnej z ATP na OH skupinu tyrozínu (obrázok 5).

Obrázok 5 inzulínový receptor.

V neprítomnosti inzulínu sa receptor neukazuje enzymatickú aktivitu. Keď sa naviaže na inzulín, receptor podlieha autofosforylácii, t.j. β-podjednotky sa navzájom fosforylujú. V dôsledku toho sa mení konformácia receptora a získava schopnosť fosforylovať ďalšie intracelulárne proteíny. Následne sa komplex inzulín-receptor ponorí do cytoplazmy a jeho zložky sa štiepia v lyzozómoch.

Tvorba komplexu hormón-receptor zvyšuje priepustnosť bunkové membrány pre glukózu a aminokyseliny. Pôsobením inzulínu v cieľových bunkách:

a) znižuje sa aktivita adenylátcyklázy a zvyšuje sa aktivita fosfodiesterázy, čo vedie k zníženiu koncentrácie cAMP;

b) rýchlosť oxidácie glukózy sa zvyšuje a rýchlosť glukoneogenézy klesá;

c) syntéza glykogénu a tukov sa zvyšuje a ich mobilizácia je potlačená;

d) zrýchľuje sa syntéza bielkovín a inhibuje sa ich rozpad.

Všetky tieto zmeny sú zamerané na zrýchlené využitie glukózy, čo vedie k zníženiu hladiny glukózy v krvi. K inaktivácii inzulínu dochádza hlavne v pečeni a spočíva v prerušení disulfidových väzieb medzi reťazcami A a B.

2. Glukagón. Glukagón je polypeptid obsahujúci 29 aminokyselinových zvyškov. Je produkovaný α-bunkami Langerhansových ostrovčekov ako prekurzorový proteín (proglukagón). Čiastočná proteolýza prohormónu a sekrécia glukagónu do krvi nastáva počas hypoglykémie vyvolanej nalačno.

Cieľovými bunkami pre glukagón sú pečeň, tukové tkanivo, myokard. Mechanizmus účinku je vzdialený (mediátorom je cAMP).

Pôsobením glukagónu v cieľových bunkách:

a) mobilizácia glykogénu v pečeni sa urýchli (pozri obrázok 6) a inhibuje sa jeho syntéza;

b) urýchľuje sa mobilizácia tukov (lipolýza) v tukovom tkanive a inhibuje sa ich syntéza;

c) syntéza proteínu je inhibovaná a jeho katabolizmus je posilnený;

d) zrýchlená glukoneogenéza a ketogenéza v pečeni.

Konečným účinkom glukagónu je udržiavanie vysoký stupeň krvná glukóza.

Obrázok 6 Kaskádový mechanizmus aktivácie glykogénfosforylázy pod vplyvom glukagónu.

3. Porušenie hormonálnej funkcie pankreasu. Najčastejším diabetes mellitus je ochorenie spôsobené porušením syntézy a sekrécie inzulínu β-bunkami (diabetes I. typu) alebo nedostatkom receptorov citlivých na inzulín v cieľových bunkách (diabetes II. typu). Pre cukrovka Charakteristické sú tieto metabolické poruchy:

a) zníženie využitia glukózy bunkami, zvýšenie mobilizácie glykogénu a aktivácia glukoneogenézy v pečeni vedú k zvýšeniu hladiny glukózy v krvi (hyperglykémia) a jej prekonaniu obličkového prahu (glukozúria);

b) zrýchlenie lipolýzy (odbúravanie tukov), nadmerná tvorba acetyl-CoA využívaného na syntézu s následným vstupom cholesterolu (hypercholesterolémia) a ketolátok (hyperketonémia) do krvi; ketolátky ľahko prechádzajú do moču (ketonúria);

c) zníženie rýchlosti syntézy bielkovín a zvýšenie katabolizmu aminokyselín v tkanivách vedie k zvýšeniu koncentrácie močoviny a iných dusíkatých látok v krvi (azotémia) a zvýšeniu ich vylučovania močom ( azotúria);

d) vylučovanie veľkého množstva glukózy, ketolátok a močoviny obličkami je sprevádzané zvýšením diurézy (polyúria).

28.5. Hormóny drene nadobličiek.

Hormóny drene nadobličiek zahŕňajú epinefrín a norepinefrín (katecholamíny). Sú syntetizované v chromafinných bunkách z tyrozínu (obrázok 7).

Obrázok 7 Schéma syntézy katecholamínov.

Sekrécia adrenalínu sa zvyšuje so stresom, fyzická aktivita. Ciele pre katecholamíny - bunky pečene, svalov a tukového tkaniva, kardiovaskulárneho systému. Mechanizmus účinku je vzdialený. Účinky sa realizujú cez systém adenylátcyklázy a prejavujú sa zmenami metabolizmus sacharidov. Podobne ako glukagón, aj epinefrín spôsobuje aktiváciu mobilizácie glykogénu (pozri obrázok 6) vo svaloch a pečeni, lipolýzu v tukovom tkanive. To vedie k zvýšeniu glukózy, laktátu a mastné kyseliny v krvi. Adrenalín tiež zvyšuje srdcovú aktivitu, spôsobuje vazokonstrikciu.

Neutralizácia adrenalínu sa vyskytuje v pečeni. Hlavné spôsoby neutralizácie sú: metylácia (enzým - katechol-orto-metyltransferáza, COMT), oxidačná deaminácia (enzým - monoaminooxidáza, MAO) a konjugácia s kyselinou glukurónovou. Produkty neutralizácie sa vylučujú močom.

nariadenia fyziologické procesy, rast a úžitkovosť hospodárskych zvierat prebieha komplexným spôsobom, formou reflexných reakcií a hormonálnych účinkov na bunky, tkanivá a orgány.

Za účasti nervového systému majú hormóny korelačný účinok na vývoj, diferenciáciu a rast tkanív a orgánov, stimulujú reprodukčné funkcie, metabolické procesy a produktivitu. Ten istý hormón môže spravidla zodpovedajúcim spôsobom pôsobiť na viaceré fyziologické procesy. Súčasne môžu rôzne hormóny vylučované jednou alebo viacerými endokrinnými žľazami pôsobiť ako synergisti alebo antagonisti.

Regulácia metabolizmu pomocou hormónov do značnej miery závisí od intenzity ich tvorby a vstupu do krvi, od dĺžky pôsobenia a rýchlosti rozpadu, ako aj od smeru ich vplyvu na metabolické procesy. Výsledky pôsobenia hormónov závisia od ich koncentrácie, ako aj od citlivosti efektorových orgánov a buniek fyziologický stav a funkčná labilita orgánov, nervového systému a celého organizmu. V niektorých hormónoch sa účinok na metabolické procesy prejavuje hlavne ako anabolický (somatotropín, inzulín, pohlavné hormóny), zatiaľ čo u iných hormónov - ako katabolický (tyroxín, glukokortikoidy).

Široký program štúdií vplyvu hormónov a ich analógov na metabolizmus a produktivitu zvierat sa uskutočnil vo Výskumnom ústave biofarmák a domácich zvierat pre hospodárske zvieratá. Tieto štúdie ukázali, že anabolické využitie dusíka prijatého s jedlom závisí nielen od jeho množstva v strave, ale aj od funkčnej aktivity príslušných žliaz s vnútornou sekréciou (hypofýza, pankreas, pohlavné žľazy, nadobličky atď.), ktorých hormóny do značnej miery určujú intenzitu dusíka a iných typov metabolizmu. Zisťoval sa najmä vplyv somatotropínu, inzulínu, tyroxínu, testosterón-propionátu a mnohých syntetických liečiv na telo zvierat a zistilo sa, že všetky tieto liečivá vykazujú výrazný anabolický účinok spojený so zvýšením biosyntézy bielkovín a ich retenciou v tkanivách. .

Pre rast zvierat, ich najdôležitejšiu produkčnú funkciu spojenú so zvyšovaním živej hmotnosti, je dôležitým regulačným hormónom rastový hormón, ktorý priamo pôsobí na metabolické procesy v bunkách. Zlepšuje využitie dusíka, zvyšuje syntézu bielkovín a iných látok, bunkovú mitózu, aktivuje tvorbu kolagénu a rast kostí, urýchľuje odbúravanie tukov a glykogénu, čo následne zlepšuje metabolizmus a energetické procesy v bunkách.

STG má vplyv na rast zvierat v synergii s inzulínom. Spoločne aktivujú funkciu ribozómov, syntézu DNA a ďalšie anabolické procesy. Inkréciu somatotropínu ovplyvňujú tyreotropín, glukagón, vazopresín, pohlavné hormóny.

Na rast zvierat reguláciou metabolizmu, najmä sacharidov a metabolizmus tukov, je ovplyvnená prolaktínom, ktorý pôsobí podobne ako somatotropín.

V súčasnosti sa skúmajú možnosti stimulácie produktivity zvierat pôsobením na hypotalamus, kde sa tvorí somatoliberín – stimulátor inkrécie rastového hormónu. Existujú dôkazy, že excitácia hypotalamu prostaglandínmi, glukagónom a niektorými aminokyselinami (arginín, lyzín) stimuluje chuť do jedla a príjem krmiva, čo priaznivo ovplyvňuje metabolizmus a produktivitu zvierat.

Jedným z najdôležitejších anabolických hormónov je inzulín. Najväčší vplyv má na metabolizmus sacharidov. Inzulín reguluje syntézu glykogénu v pečeni a svaloch. V tukovom tkanive a pečeni stimuluje premenu sacharidov na tuky.

Hormóny štítnej žľazy majú anabolický účinok, najmä v období aktívneho rastu. Hormóny štítnej žľazy – tyroxín a trijódtyronín ovplyvňujú intenzitu metabolizmu, diferenciáciu a rast tkanív. Nedostatok týchto hormónov negatívne ovplyvňuje základný metabolizmus. V nadbytku majú katabolický účinok, podporujú rozklad bielkovín, glykogénu a oxidačnú fosforyláciu v mitochondriách buniek. S vekom sa prírastok hormónov štítnej žľazy u zvierat znižuje, čo je v súlade so spomalením intenzity metabolizmu a procesov, ako telo starne. S poklesom činnosti štítnej žľazy zvieratá využívajú živiny racionálnejšie a lepšie sa kŕmia.

Androgény majú rovnaký účinok. Zlepšujú využitie živiny krmivo, syntéza DNA a bielkovín vo svaloch a iných tkanivách, stimulujú metabolické procesy a rast zvierat.

Kastrácia má významný vplyv na rast a úžitkovosť zvierat. U nekastrovaných býkov je tempo rastu spravidla oveľa vyššie ako u kastrovaných. Priemerný denný prírastok u kastrátov je o 15 – 18 % nižší ako u intaktných zvierat. Negatívny vplyv na využitie krmiva má aj kastrácia býkov. Podľa niektorých autorov kastrované býky spotrebujú o 13% viac krmiva a stráviteľných bielkovín na 1 kg prírastku hmotnosti ako býky intaktné. V tomto smere v súčasnosti mnohí považujú kastráciu býkov za nevhodnú.

Estrogény tiež poskytujú lepšie využitie krmiva a zvýšený rast zvierat. Aktivujú génový aparát buniek, stimulujú tvorbu RNA, bunkových proteínov a enzýmov. Estrogény ovplyvňujú metabolizmus bielkovín, tukov, sacharidov a minerálov. Malé dávky estrogénov aktivujú funkciu štítnej žľazy a výrazne zvyšujú koncentráciu inzulínu v krvi (až o 33 %). Vplyvom estrogénu v moči sa zvyšuje koncentrácia neutrálnych 17-ketosteroidov (až o 20 %), čo potvrdzuje zvýšené vylučovanie androgénov, ktoré majú anabolické účinky a teda dopĺňajú rastový účinok rastového hormónu. Estrogény zabezpečujú prevládajúci účinok anabolických hormónov. V dôsledku toho dochádza k zadržiavaniu dusíka, stimuluje sa proces rastu, zvyšuje sa obsah aminokyselín a bielkovín v mäse. Progesterón má tiež určitý anabolický účinok, ktorý zvyšuje účinnosť krmiva, najmä u gravidných zvierat.

Zo skupiny kortikosteroidov u zvierat majú mimoriadny význam glukokortikoidy - hydrokortizón (kortizol), kortizón a kortikosterón, ktoré sa podieľajú na regulácii všetkých druhov metabolizmu, ovplyvňujú rast a diferenciáciu tkanív a orgánov, nervový systém a mnohé Endokrinné žľazy. Prijímajú Aktívna účasť pri ochranných reakciách organizmu pri pôsobení stresových faktorov. Množstvo autorov sa domnieva, že zvieratá so zvýšenou funkčnou aktivitou kôry nadobličiek rastú a vyvíjajú sa intenzívnejšie. Produkcia mlieka u takýchto zvierat je vyššia. V tomto prípade hrá dôležitú úlohu nielen množstvo glukokortikoidov v krvi, ale aj ich pomer, najmä hydrokortizón (aktívnejší hormón) a kortikosterón.

V rôznych štádiách ontogenézy rôzne anabolické hormóny ovplyvňujú rast zvierat rôzne. Najmä sa zistilo, že koncentrácia somatotropínu a hormónov štítnej žľazy v krvi je veľká dobytka s vekom klesá. Znižuje sa aj koncentrácia inzulínu, čo poukazuje na úzky funkčný vzťah medzi týmito hormónmi a oslabenie intenzity anabolických procesov v dôsledku veku zvierat.

IN počiatočné obdobie výkrmom u zvierat dochádza k zvýšeniu rastu a anabolických procesov na pozadí zvýšeného prírastku rastového hormónu, inzulínu a hormónov štítnej žľazy, potom sa prírastok týchto hormónov postupne znižuje, asimilačné a rastové procesy sa oslabujú a zvyšuje sa ukladanie tuku. Na konci výkrmu je inkrécia inzulínu výrazne znížená, pretože funkcia Langerhansových ostrovčekov po jeho aktivácii v období intenzívneho výkrmu je inhibovaná. Preto sa v konečnom štádiu výkrmu veľmi odporúča použitie inzulínu na stimuláciu mäsovej úžitkovosti zvierat. Stimulovať metabolizmus a mäsovú produktivitu zvierat spolu s hormónmi a ich analógmi, ako je stanovené Yu. aminokyselinami a najjednoduchšími polypeptidmi atď.), Ktoré majú stimulačný účinok na funkčnú aktivitu žliaz a metabolické procesy.

Laktácia u zvierat je regulovaná nervový systém a hormóny mnohých endokrinných žliaz. Najmä estrogény stimulujú vývoj kanálikov mliečnych žliaz a progesterón - ich parenchým. Estrogény, ako aj gonadoliberín a tyroliberín, zvyšujú inkréciu prolaktínu a somatotropínu, ktoré stimulujú laktáciu. Prolaktín aktivuje bunkovú proliferáciu a syntézu mliečnych prekurzorov v žľazách. Somatotropín stimuluje vývoj mliečnych žliaz a ich sekréciu, zvyšuje obsah tuku a laktózy v mlieku. Inzulín tiež stimuluje laktáciu svojím vplyvom na metabolizmus bielkovín, tukov a sacharidov. Kortikotropín a glukokortikoidy spolu so somatotropínom a prolaktínom zabezpečujú potrebný prísun aminokyselín pre syntézu mliečnych bielkovín. Hormóny štítnej žľazy tyroxín a trijódtyronín zvyšujú sekréciu mlieka aktiváciou enzýmov a zvýšením obsahu nukleových kyselín, VFA a mliečneho tuku v bunkách žľazy. Laktácia je posilnená vhodným pomerom a synergickým pôsobením týchto hormónov. Ich nadmerné a malé množstvo, ako aj uvoľňujúci hormón prolaktostatín, brzdia laktáciu.

Mnoho hormónov má regulačný účinok na rast vlasov. Najmä tyroxín a inzulín podporujú rast vlasov. Somatotropín svojim anabolickým pôsobením stimuluje vývoj folikulov a tvorbu vlnených vlákien. Prolaktín inhibuje rast vlasov, najmä u gravidných a laktujúcich zvierat. Niektoré hormóny kôry a drene nadobličiek, najmä kortizol a adrenalín, majú inhibičný účinok na rast vlasov.

Na zistenie vzťahu medzi hormónmi a rôzne druhy metabolizmus a produktivita, berúc do úvahy vek, pohlavie, plemeno, podmienky kŕmenia a chovu zvierat, ako aj pre správna voľba a používanie hormonálnych liekov na stimuláciu produktivity zvierat, je potrebné vziať do úvahy stav ich hormonálneho stavu, pretože účinok hormónov na metabolické procesy a rast zvierat úzko súvisí s funkčnou aktivitou endokrinného systému. žľazy a obsah hormónov. Veľmi dôležitý ukazovateľ je určiť koncentráciu rôznych hormónov v krvi a iných biologických tekutinách.

Ako už bolo uvedené, jedným z hlavných spojení hormonálnej stimulácie rastu a produktivity zvierat je vplyv na frekvenciu bunkových mitóz, ich počet a veľkosť; V jadrách sa aktivuje tvorba nukleových kyselín, čo prispieva k syntéze bielkovín. Pod vplyvom hormónov sa zvyšuje aktivita zodpovedajúcich enzýmov a ich inhibítorov, ktoré chránia bunky a ich jadrá pred nadmernou stimuláciou procesov syntézy. Preto možno pomocou hormonálnych prípravkov dosiahnuť len určitú miernu stimuláciu rastu a produktivity v medziach možných zmien úrovne metabolických a plastických procesov u každého živočíšneho druhu, a to v dôsledku fylogenézy a aktívneho prispôsobovania týchto procesov enviromentálne faktory.

Endokrinológia už má rozsiahle údaje o hormónoch a ich analógoch, ktoré majú vlastnosti stimulujúceho účinku na metabolizmus, rast a produktivitu zvierat (somatotropín, inzulín, tyroxín atď.). S ďalším pokrokom nášho poznania v tejto oblasti a hľadaním nových vysoko účinných a prakticky neškodných endokrinných prípravkov spolu s ďalšími biologicky aktívnymi látkami nájdu čoraz širšie uplatnenie v priemyselnom chove zvierat na stimuláciu rastu, redukciu výkrmových období, zvýšiť mlieko, vlnu a iné druhy.produktívnosť zvierat.

Ak nájdete chybu, zvýraznite časť textu a kliknite Ctrl+Enter.