Регуляторные системы организма. Биохимия стероидных гормонов

Занятие. СИСТЕМЫ РЕГУЛЯЦИИ. СТЕРОИДНЫЕ ГОРМОНЫ

План «Регуляторные системы организма. Биохимия стероидных гормонов»

1.Понятие о регуляторных системах в организме человека. Иерархия регуляторных систем в организме человека.

2.Гормоны: определение, свойства, классификация по химическому строению и функциям, биологическая роль.

3.Связь гормонов с ЦНС (схема). Положительная и отрицательная обратная связь в регуляции образования и действия гормонов.

4.Рецепторы гормонов: функции, виды, структура.

5.Общая схема механизмов передачи гормональных сигналов в клетки-мишени

(мембранно-внутриклеточный и цитозольный).

6.Системы передачи гормонального сигнала в клетки-мишени:

аденилатциклазная, инозитолфосфатная, гуанилатциклазная.

7.Стероидные гормоны: классификация, общая схема биосинтеза,

катаболизм.

8.Гормоны коры надпочечников – глюкокортикоиды: химическая природа,

структура, регуляция биосинтеза (гипоталамо-гипофизарно-

надпочечниковая ось), механизм действия, транспорт, клетки-мишени,

влияние на обмен веществ.

9.Биохимические изменения при гипер- и гипофункции коры надпочечников.

10.Мужские половые гормоны: локализация и этапы биосинтеза, химическая природа, регуляция синтеза и секреции, механизм действия, биологические эффекты.

11.Женские половые гормоны: локализация и этапы биосинтеза, химическая природа, регуляция синтеза и секреции, механизм действия, биологические эффекты.

1

1.Понятие о регуляторных системах в организме регуляторных систем в организме человека.

Для нормального функционирования организма необходима связь между клетками и тканями, органами через системы регуляции.

1.ЦНС и ПНС через нервные импульсы и нейромедиаторы

2.Эндокринная система через железы и гормоны, влияющие на метаболизм

3.Паракринная и аутокринная системы посредством секретов в межклеточное

пространство близлежащих клеток

(простагландины, гормоны ЖКТ, гистамин)

4.Иммунная система через спец.белки

(цитокины, антитела)

Система регуляции обмена веществ и функций

организма образует три иерархических уровня:

1.ЦНС – нервные клетки получают сигналы,

поступающие из внешней м внутренней среды, преобразуют их в форму нервного импульса и передают через синапсы,

используя химические сигналы – медиаторы изменения метаболизма в эффекторных клетках

2.Эндокринная система – включает гипоталамус эндокринные железы, синтезирующие гормоны кровь при действии стимула.

3.Внутриклеточный – изменения метаболизма в клетке путем:

2

изменения активности ферментов (активация или ингибирование)

изменение количества ферментов по механизму индукции или репрессии синтеза белков или изменения скорости их разрушения

изменение скорости транспорта веществ через мембраны клеток

Рис. Системы регуляции метаболизма. А – эндокринная (гормоны секретируются железами в кровь, транспортируются по кровеносному руслу и связываются с рецепторами клеток-мишеней), Б – паракринная (гормоны секретируются во внеклеточное пространство и связываются с мембранными рецепторами соседних клеток), В – аутокринная (гормоны секретируются во внеклеточное пространство и связываются с мембранными рецепторами клетки,

секретирующей гормон).

2.Гормоны: определение, свойства, классификация по химическому строению и функциям, биологическая роль.

Гормоны (греч. hormao – привожу в движение) – это вещества,

вырабатываемые специализированными клетками и регулирующие обмен веществ в отдельных органах и во всем организме в целом. Для всех гормонов характерна большая специфичность действия и высокая биологическая активность.

КЛАССИФИКАЦИЯ ГОРМОНОВ

Гормоны можно классифицировать по химическому строению, растворимости,

локализации их рецепторов и влиянию на обмен веществ

КЛАССИФИКАЦИЯ ПО СТРОЕНИЮ

3

КЛАССИФИКАЦИЯ ПО ВЛИЯНИЮ НА ОБМЕН ВЕЩЕСТВ

4

КЛАССИФИКАЦИЯ ПО МЕСТУ СИНТЕЗА

3.Связь гормонов с ЦНС (схема). Положительная и отрицательная обратная связь в регуляции образования и действия гормонов.

Большинство гормональных систем взаимосвязаны между собой и образуют иерархическую лестницу. Верхнюю часть лестницы занимает система гормонов гипоталамуса, контролируемая центральной нервной системой.

На стимулирующие или тормозящие стимулы из ЦНС клетки гипоталамуса отвечают выбросом веществ, которые носят название либерины и статины соответственно.

Эти нейрогормоны с кровотоком достигают аденогипофиза, где стимулируют (либерины) или ингибируют (статины) биосинтез и секрецию тропных гормонов. Тропные гормоны воздействуют на периферические железы,

стимулируя выделение соответствующих гормонов. К подобным системам относятся группы гормонов тиреоидной функции, глюкокортикоидной функции и профиль половых гормонов.

Регуляция таких систем осуществляется по принципу обратной отрицательной связи: накопление гормонов периферических желез тормозит секрецию рилизинг-факторов гипоталамуса и тропных гормонов гипофиза.

5

Наиболее значительно это проявляется в отношении регуляции синтеза и секреции стероидных гормонов.

Подавляющее действие на активность эндокринных желез может оказывать и конечный ответ клеток-мишеней, как в случае с регуляцией секреции инсулина и глюкагона, гормонов обмена кальция.

Рис. Система взаимосвязи регуляторных

систем организма

1 – синтез и секреция гормонов стимулируется внешними и внутренними сигналами

2 – сигналы по нейронам поступают в гипоталамус, где стимулируют синтез и секрецию рилизинг-гормонов

3– рилизинг-гормоны стимулируют (либерины) и

ингибируют (статины) синтез и секрецию тропных гормонов гипофиза

4– тропные гормоны стимулируют синтез и секрецию гормонов периферических эндокринных желез

5– гормоны эндокринных желез поступают в кровоток и взаимодействуют с клетками-

мишенями

6 – изменение концентрации метаболитов в клетках-мишенях по механизму отрицательной обратной связи подавляет синтез гормонов эндокринных желез и гипоталамуса

7 – синтез и секреция тропных гормонов подавляется гормонами эндокринных желез

6

«+» - стимуляция синтеза и секреции гормонов

«-» - подавление синтеза и секреции гормонов (отрицательная обратная связь)

4.Общая схема механизмов передачи гормональных сигналов в клетки-

мишени (мембранно-внутриклеточный и цитозольный).

7

МЕХАНИЗМЫ ДЕЙСТВИЯ ГОРМОНОВ

Для регуляции деятельности клетки с помощью гормонов, находящихся в плазме крови, необходимо обеспечить возможность клетки воспринимать и обрабатывать этот сигнал. Эта задача усложняется тем, что сигнальные молекулы (нейромедиаторы, гормоны, эйкозаноиды) имеют разную химическую природу, реакция клеток на сигналы должна быть различной по направленности

иадекватной по величине.

Всвязи с этим, эволюционно сформировались два основных механизма действия сигнальных молекул по локализации рецептора: 1. Мембранный –

рецептор расположен на мембране. 2. Цитозольный – рецептор расположен в

цитозоле.

МЕМБРАННЫЕ РЕЦЕПТОРЫ В зависимости от способа передачи

гормонального сигнала в клетку выделяют три класса мембраносвязанных

рецепторов:

1.Каналообразующие (ионотропные) рецепторы – присоединение лиганда к рецептору вызывает открытие ионного канала на мембране. Таким

способом действуют нейромедиаторы (ацетилхолин, глицин, ГАМК,

8

инозитолтрифосфат (ИФ3).

2.Рецепторы, обладающие каталитической активностью – при взаимодействии лиганда с рецептором активируется внутриклеточный домен рецептора, имеющий ферментативную активность (тиронинкиназа,

тирозинфосфатаза, гуанилатциклаза). Таким образом работают рецепторы

к цитокинам (интерфероны, интерлейкины, факторы роста), к инсулину,

пролактину и СТГ.

3.Рецепторы, связанные с G-белками – передача сигнала от гормона происходит при посредстве G-белка. G-белок влияет на ферменты,

образующие вторичные посредники (мессенджеры). Последние передают сигнал на внутриклеточные белки. К этому виду относится аденилатциклазный и кальций-фосфолипидный механизмы. Через такие рецепторы действуют часть медиаторов и пептидные гормоны.

9

10