Содержание
Понятие «гормоны» 2
Свойства гормонов 2
Классификация гормонов 3
Механизм действия гормонов 4
Тканевые гормоны 5
Связь «гормон-клетка-мишень» 6
Адаптационный синдром 6
Обратная связь в регуляции
деятельности эндокринных желез 7
Гипофиз 9
Надпочечники 11
Адреналиновые эффекты 13
Щитовидная железа 13
Паращитовидные железы 14
Вилочковая железа 15
Эпифиз 15
Эндокринная функция поджелудочной железы 15
Половые железы 16
Интраспинальный орган 18
Плацентарные гормоны 18
Вопросы к зачету 19
Тестовый контроль 20
Глоссарий 25
Гормоны вырабатываются секреторными клетками, которые могут образовывать скопления (железы) или быть разбросанными по органу. Хранятся гормоны во внутриклеточных органеллах и при воздействии специфического стимула они выбрасываются в межклеточное пространство из клетки. Особенностью гормонов является их влияние в очень низких концентрациях. Гормоны контролируют все важнейшие процессы в организме, изменяя активность генов, процессы онтогенетического развития, дифференцировку тканей, формирование пола, размножение. Влияя на подкорковые образования ствола мозга- среднего, промежуточного мозга- через ретикулярную формацию, лимбическую систему, а благодаря этим влияниям и на кору, они изменяют тонус коры.
Существует также ряд веществ, которые занимают промежуточное место между «классическими» гормонами и активными веществами. Это могут быть вещества местного или тканевого действия. Гормоны, действующие таким образом, называются паракринными. В этом случае выделяемый гормон диффундирует через межклеточные пространства, и информация, которую он несёт, считывается клетками, находящимися в непосредственной близости. Паракринное действие гормона является расширением классических представлений о гормонах как веществах, выделяемых в кровь и переносимых к органам.
Свойства гормонов
Гормоны выделяются сразу в кровь, лимфу, тканевую жидкость, т.к. железы внутренней секреции не имеют выводных протоков.
Высокая биологическая активность
Специфичность действия на определенные ткани и клетки-мишени
Дистантность действия, т.е. действуют не там, где продуцируются
Высокая скорость проникновения через мембраны
Быстрое разрушение, не способны кумулироваться (накапливаться)
Гормоны не оказывают влияние на ход химических процессов в бесклеточной среде
Не обладают видовой специфичностью, т.е. человеку можно вводить гормоны животных.
Классификации гормонов
Гормоны млекопитающих по химическому составу делят на 3 группы.
I.Пептидные и белковые гормоны. К простым белкам относят инсулин, соматотропин, пролактин; к сложным - лютеинизирующий, фолликулостимулирующий.
II.Производные аминокислот - адреналин, норадреналин, тироксин.
III.Стероидные - андрогены и эстрогены, кортикостероиды.
В зависимости от происхождения из различных видов эпителия гормоны бывают:
Железы энтодермы глоточной кишки (щитовидная ж., паращитовидные железы)
Железы энтодермы кишечной трубки(поджелудочная железа)
Железы мезодермального происхождения( надпочечники и половые ж.)
Железы эктодермы из нервной трубки (гипофиз, эпифиз)
Железы эктодермы из симпатического отдела нервной системы (надпочечники и параганглии)
Следующая классификация гормонов по принципу их функциональной зависимости:
I.Группа аденогипофиза (щитовидная железа, кора надпочечников, яички и яичники)
Центральное место принадлежит клеткам, которые продуцируют гормоны, регулирующие деятельность этих желез: АКТГ, ГТГ. ТТГ, СТГ.
II. Группа эндокринных органов «нервного происхождения»
(гипоталамус, хромаффинные клетки мозговой части надпочечников, К-клетки щитовидной железы, клетки в стенках желудка и кишечника).
Рецепторы органов-мишеней
Гормоны выполняют функцию передачи информации в форме химического вещества, действующего на строго определённые органы- мишени. Восприятие этой информации возможно в связи с тем, что в этих органах есть клетки, которые как бы узнают гормон благодаря рецепторным белкам, находящимся на мембранах и связывающим гормон. В результате взаимодействия гормона с рецепторным белком, который может относиться, как к гликопротеидам (соединение белка с углеводом) так и к липопротеидам (соединение белка с жирами), развивается последующий цикл химических реакций. Рецепторы могут быть встроены в наружную мембрану клеток (рецепторы катехоламинов), во внутренние органоиды (рецепторы стероидных и тиреоидных гормонов).
Рецепторы, например, инсулина, встроены и в наружную мембрану, и во внутренние органоиды клетки. Количество рецепторов в клетке может меняться в зависимости от внешних и внутренних факторов. В результате связывания гормона с рецептором возникают изменения в клетках (мембране, ферментах, генетическом аппарате), что и обусловливает влияние гормонов. Например, стероидные гормоны проникнув в клетку, связываются с цитоплазматическими рецепторами. Образовавшийся комплекс транспортируется в ядро, где он вступает во взаимодействие с хроматином и регулирует процесс транскрипции.
Механизм действия гормонов
Механизм действия гормонов, взаимодействующих с рецепторами, находящимися на поверхности мембраны, в цитоплазме или в ядре, несколько отличаются друг от друга. Однако в целом они имеют общие черты. Например, взаимодействие гормонов с внутриклеточным рецептором осуществляется следующим образом. Гормон диффундирует через плазматическую мембрану и взаимодействует с рецептором.
Этот комплекс рецептора и гормона переносится в ядро и изменяет скорость транскрипции и-РНК с ДНК. Благодаря этому увеличивается число и-РНК. Увеличение или уменьшение и-РНК влияет на процесс трансляции, что ведёт к увеличению или уменьшению количества образующегося белка. Если гормон не вступает во взаимодействие с рецептором, он расщепляется ферментными системами печени, почек, лёгких. Те же гормоны, которые вступили во взаимодействие с рецепторами, могут разрушаться внутри самой клетки- мишени лизосомами.
Отличия нейромедиаторов, нейрогормонов и паракринных гормонов
В связи с введением представлений о паракринных гормонах необходимо подчеркнуть отличия между нейромедиаторами нейрогормонами и паракринными гормонами. Вещество называется нейромедиатором, если оно выделяется в синаптическое окончание. Если же аксон нейрона имеет ответвление (коллатераль), которое оканчивается на кровеносном сосуде и выделяет биологически активное вещество в кровоток, то оно называется нейрогормоном. В том случае, если из другого отростка нейрона выделяется вещество, диффундирующее к соседней группе клеток, то его называют паракринным.
Тканевые гормоны
Помимо «классических» гормонов было обнаружено большое их количество в пищеварительном тракте. Наиболее известные: гастрин, который образуется в желудке и стимулирует работу его желёз; секретин-гормон, образующийся в двенадцатиперстной кишке и стимулирующий секрецию поджелудочной железы; холецистокинин-гормон, который стимулирует сокращение желчного пузыря.
В тканях были обнаружены гистамин, простагландины, брадикинин и т.д. Эти гормоны действуют локально, там, где они образуются. Кинины – пептиды, стимулирующие сокращения гладкой мускулатуры. Они способны регулировать кровоток в тканях и принимают участие в воспалительных реакциях. К группе кининов относится брадикинин, который выделяется при потоотделении, вызывает сужение сосудов отдельных областей, принимая участие в механизме терморегуляции.
Простагландины – производные ненасыщенных жирных кислот. Первоначально были открыты в простате и семенных пузырьках (отсюда получили свое название) и в дальнейшем были обнаружены во всех органах, включая головной мозг. Действуют как посредники между железами и на клеточном уровне могут влиять на метаболизм, реализуя конечные эффекты гормонов.
В последние годы открыт – атриальный натрийуретический фактор (аурекулин), синтезируемый миоцитами предсердий. Его основное назначение – понижение уровня артериального давления за счет уменьшения обратного всасывания натрия и воды и понижения тонуса гладкой мускулатуры артериальных сосудов. Гормон и его рецепторы обнаружены в структурах мозга, связанных с регуляцией АД. Это дает основание предполагать центральный механизм его действия в регуляции сосудистого тонуса. Есть данные о влиянии аурекулина на количество спинномозговой жидкости. Особенно велико значение этого гормона при гипертонической болезни, сердечной недостаточности, отеке мозга, периферических отеках.
Как же образовалась связь гормон - клетки органа- мишени?
Наиболее вероятно, что в процессе эволюции рецепторы возникли независимо от гормонов. Вещества, по химическому составу соответствующие гормонам, в процессе эволюции возникли значительно раньше появления эндокринной системы, и встречаются уже у растений и многих низших беспозвоночных. Рецептивные белки могли сначала выполнять другие функции. Например, они могли ускорять или тормозить физико - химические процессы в клетке. Возможно, что в ходе эволюции и мутаций происходили изменения, как рецепторов, так и гормонов. Рецепторы менялись в меньшей степени, чем гормоны. Благодаря изменениям структур рецептора и гормонов между ними возникло взаимодействие. В случае биологической полезности такой связи она закрепилась естественным отбором. Гормоны, таким образом, смогли стать стимулом для выполнения рецепторами их регуляторной функции. Можно предположить, что постепенно рецепторы без такого взаимодействия перестали выполнять свою функцию
Адаптационный синдром
Гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковая система - важнейшее звено адаптационного синдрома. Под адаптационным синдромом понимается совокупность реакций организма при воздействии неблагоприятных для организма раздражителей, ведущих к внутреннему напряжению организма. Это могут быть различные экстремальные факторы как физические (высокая или низкая температура, травмы), так и психические (сильный звук, имеющий характер угрозы, опасности, а также другие факторы, ведущие к психическому стрессу.) Было выявлено, что вне зависимости от качества внешнего раздражителя наступают общие нейрогуморальные изменения. У человека и высших животных выделяют 3 фазы адаптационного синдрома. Сначала возникает фаза тревоги, она продолжается от нескольких часов до нескольких суток. В этой фазе осуществляется мобилизация защитных функций организма. Повышается активность коры надпочечников, что увеличивает секрецию адреналина и повышение сахара в крови. Таким образом, происходит активация системы гипоталамус - гипофиз-надпочечник, что обеспечивает мобилизацию защитных сил организма. Следующая фаза- стадия сопротивляемости. В это время повышается устойчивость организма к внешним воздействиям,
усиливается секреция кортикостероидов, и у организма обнаруживается повышенная устойчивость к действиям неблагоприятных факторов среды. При продолжающемся влиянии отрицательных воздействий наступает либо стабилизация состояния, либо стадия истощения, которая может закончиться гибелью организма. При истощении резко снижается сопротивляемость организма, и появляется ряд патологических изменений, например, в желудочно - кишечном тракте - язвы, в ЦНС- подъём давления и очаги кровоизлияний и т.д.
Регуляция деятельности желёз внутренней секреции. Обратная связь.
Физиологические процессы в организме характеризуются ритмичностью, т.е. их закономерной повторяемостью через определённые промежутки времени.
У млекопитающих и человека наблюдаются половые циклы, сезонные колебания физиологической активности щитовидной железы, надпочечников, половых желёз , суточные изменения двигательной активности, температуры тела, частоты сердечных сокращений, обмена веществ и т.д. В осуществлении сложной инстинктивноё деятельности животных большую роль играет нервно-гуморальная регуляция. От нее зависит добыча пищи, размножение, запасание корма, миграции и т.д.
Выделение гормонов железами внутренней секреции регулируется сложными нервно- рефлекторными и гуморальными механизмами. Высший подкорковый центр регуляции - гипоталамо- гипофизарная система. Гипоталамус регулирует деятельность гипофиза как благодаря рилизинг- гормонам, контролирующим выделение всех тропных гормонов гипофиза, так и благодаря влиянию симпатической и парасимпатической систем, волокна которых подходят к эндокринным железам. С другой стороны, сам гипоталамус находится под влиянием подкорковых структур мозга- ретикулярной формации, лимбической системы и коры головного мозга.
Гипофиз - центральная железа внутренней секреции- находится также, с одной стороны, под слиянием периферических гормонов. Это проявляется в том, что количество выделяемого тиреотропного гормона гипофиза зависит от количества выделяемого щитовидной железой тироксина. С другой стороны гипофиз сам воздействует на гипоталамус, так тиреотропный гормон регулирует образование рилизинг- гормона гипоталамуса. Следовательно, происходит сложное взаимодействие на основе обратных связей на всех этапах регуляции.
Принцип обратной связи можно показать на взаимодействии гипофиза со щитовидной железой. Так, усиленное образование гормона тироксина щитовидной железой тормозит выработку тиреотропного гормона гипофиза (ТТГ), который регулирует секрецию тироксина. Вследствие этого количество тироксина в крови ведёт к прямо противоположному эффекту. Подобным же образом адренокортикотропный гормон гипофиза регулирует выработку гормонов корой надпочечников. Помимо этого важнейшим фактором, определяющими интенсивность образования гормона является состояние контролируемых им процессов. Например, количество глюкозы в крови регулируется гормоном инсулином. При увеличении количества глюкозы в крови количество инсулина увеличивается, что определяется наличием обратной связи.
В ряде случаев два или несколько гормонов оказывают на функцию клетки или органа совокупное действие. Выше упоминалось, что в эндокринной части поджелудочной железы помимо инсулина образуется гормон, активирующий распад гликогена,- глюкагон. Таким же действием обладает адреналин. С другой стороны, гормоны могут влиять на какой-либо физиологический процесс прямо противоположно друг другу. Так, если инсулин снижает уровень сахара в крови, то адреналин повышает этот уровень. Биологические эффекты некоторых гормонов заключаются в том, что они создают условия для проявления действия другого гормона. Помимо приведенных примеров влияния на обменные процессы и жизнедеятельность организма гормоны обладают многими другими свойствами. Следует помнить, что одна и та же клетка подвергается действию многих гормонов. Поэтому конечный биологический результат будет зависеть не от одного, а от многих гормональных влияний. Таким образом, эндокринная регуляция жизнедеятельности организма является комплексной и строго сбалансированной.