2 курс / Нормальная физиология / fiza_ekz_1_semestr_otvety

53. Синтез гормонов.

Гормоны вырабатываются секреторными клетками. Такие клетки образуют компактные органы (железы), либо разбросаны по одной или в виде скоплений внутри органов, предназначенных для синтеза гормонов. Образовавшиеся гормоны хранятся в гранулах. Там они погружены в белковый матрикс.

В ответ на специфический стимул гормон высвобождается, мембрана гранулы сливается с плазматической мембраной и в месте слияния образуется отверстие, через которое молекулы гормона выбрасываются в межклеточное пространство. Этот процесс называется экзоцитоз. Процесс экзоцитоза секреторных клеток подобен высвобождению нейромедиаторов из нервных окончаний.

Биосинтез гормонов – цепь биохимический реакций, которые формируют структуру гормональной молекулы. Эти реакции протекают спонтанно и генетически закреплены в соответствующих эндокринных клетках. Генетический контроль осуществляется либо на уровне образования мРНК (матричной РНК) самого гормона или его предшественников либо на уровне образования мРНК белков ферментов, которые контролируют различные этапы образования гормона.

В зависимости от природы синтезируемого гормона существуют два типа генетического контроля гормонального биогенеза:

1)прямой, схема биосинтеза: «гены – мРНК – про-гормоны – гормоны»;

2)опосредованный, схема: «гены – (мРНК) – ферменты – гормон».

1) Белково-пептидные: тропные гормоны, либерины, статины, инсулин, глюкогон, кальцитонин, гастрин, секретин, холецистокинин, ангиотензин II, вазопрессин, паратгормон.

Образование: белковые предшественники — прогормоны. Препрогормон —> прогормон —> гормон.

а) Синтез прогормонов осуществляется на мембранах гранулярной ЭПС эндокринной клетки.

б) Везикулы переносятся в пластинчатый комплекс Гольджи.

в) От молекулы прогормона отщепляется определенная часть АК цепи (под действием мембранного протеиназы).

г) В результате образуется гормон, который поступает в везикулы, содержащиеся в комплексе Гольджи.

д) Везикулы сливаются с плазматической мембраной и высвобождаются во внеклеточное пространство.

2) Стероидные: тестостерон, эстрадиол, прогестерон, кортизол, альдостерон. Образование: из холестерина. Кортикостероиды — корковое вещество надпочечников, половые стероиды — семенники и яичники.

а) Свободный холестерин поступает в митохондрии —> превращается в прегненолон —> в ЭПС —> в цитоплазму.

3)Половые стероиды: андрогены. Образование: интерстициальные клетки яичек, яиниками и корковым веществом надпочечников.

4)Тиреоидные: тироксин и трийодтиронин. Образование: щитовидная железа.

а) ионы йода окисляются при участии пероксидазы до йодинум-иона —> он йодирует тиреоглобулин (тетрамерный белок, содержит около 120 тирозинов).

б) йодирование тирозиновых остатков (участвует перекись водорода) и образуется моно - и - дийодтирозины.

в) их «сшивка» с участием пероксидазы и завершается образовается в составе тиреоглобулина трийодтиронина и тироксина.

г) для освобождения гормонов из связи с белком должен произойти протеолиз тиреоглобулина.

5)Катехоламины: адреналин, норадреналин, дофамин. Образование: источник — тирозин. Образуется в мозговом веществе надпочечников.

6)Эйкозаноиды: простагландины, тромбоксаны и лейкотриены. Образование: все органы и ткани, всеми типами клеток.

а) отщепление арахидоновой кислоты от мембранного фосфолипида в плазматической мембране.

б) синтазный комплекс — полиферментная система, формирующаяся на мембране ЭПС.

в) эйкозаноиды проникают через плазматическую мембрану —> через межклеточное пространство на соседние клетки —> входят в кровь и лимфу.

54. Выведение гормонов из клеток-продуцентов.

1)Стероидные гормоны: из-за липофильности не накапливаются в эндокринных клетках, а легко проходят через мембрану и поступают в кровь и лимфу. Регуляция в крови осуществляется путем изменения скорости синтеза.

2)Тиреоидные гормоны: липофильны и легко проходят через мембрану, но ковалентно связаны в эндокринной железе с тиреоглобулином, поэтому могут выводится только после нарушения этой связи. Чем больше йодированных тирозидов в составе тиреоглобулина и чем выше скорость протеолиза йодированного остатка, тем больше тиреоидных гормонов в крови. Регуляция осуществляется 2-мя путями: ускорением как процессов йодирования, так и разрушения тиреоглобулины.

3) Гормоны белковой природы, а также катехоламины, гистамин, серотонин и другие — гидрофильные вещества, не диффундируют через клеточную мембрану, для выведения молекул созданы специальные механизмы, часто пространственно и функционально разобщенные с процессами биосинтеза. Необходимы ионы Са2+.

55. Транспорт гормонов кровью.

Транспорт гормонов определяется их растворимостью. Гормоны, имеющие гидрофильную природу (например, белково-пептидные гормоны) обычно транспортируются кровью в свободном виде. Стероидные гормоны, йодсодержащие гормоны щитовидной железы транспортируются в виде комплексов с белками плазмы крови. Это могут быть специфические транспортные белки (транспортные низкомолекулярные глобулины, тироксинсвязывающий белок; транспортирующий кортикостероиды белок транскортин) и неспецифический транспорт (альбумины).

Уже говорилось о том, что концентрация гормонов в кровяном русле очень низка. И может меняться в соответствии с физиологическим состоянием организма. При снижении содержания отдельных гормонов развивается состояние, характеризуемое как гипофункция соответствующей железы. И, наоборот, повышение содержания гормона — это гиперфункция. Постоянство концентрации гормонов в крови обеспечивается также процессами катаболизма гормонов.

56. Виды действия гормонов на клетки-мишени.

1. Метаболическое действие гормонов

Метаболическое действие гормонов — вызывает изменение обмена веществ в тканях. Оно происходит за счет трех основных гормональных влияний. Во-первых, гормоны меняют проницаемость мембран клетки и органоидов, что изменяет условия мембранного транспорта субстратов, ферментов, ионов и метаболитов и, соответственно, все виды метаболизма.

Во-вторых, гормоны меняют активность ферментов в клетке, приводя к изменению их структуры и конфигурации, облегчая связи с кофакторами, уменьшая или увеличивая интенсивность распада ферментных молекул, стимулируя или подавляя активацию проферментов.

В-третьих, гормоны изменяют синтез ферментов, индуцируя или подавляя их образование за счет влияния на генетический аппарат ядра клетки, как прямо вмешиваясь в процессы синтеза нуклеиновых кислот и белка, так и опосредованно через энергетическое и субстратноферментное обеспечение этих процессов. Сдвиги метаболизма, вызываемые гормонами, лежат в основе изменения функции клеток, ткани или органа.

2. Морфогенетическое действие гормонов

Морфогенетическое действие — влияние гормонов на процессы формообразования, дифференцировки и роста структурных элементов. Осуществляются эти процессы за счет изменений генетического аппарата клетки и обмена веществ. Примерами может служить влияние соматотропина на рост тела и внутренних органов, половых гормонов — на развитие вторичных половых признаков.

3. Кинетическое действие гормонов

Кинетическое действие — способность гормонов запускать деятельность эффектора, включать реализацию определенной функции. Например, окситоцин вызывает сокращение мускулатуры матки, адреналин запускает распад гликогена в печени и выход глюкозы в кровь, вазопрессин включает обратное всасывание воды в собирательных трубочках нефрона, без него не происходящее.

4. Корригирующее действие гормонов

Корригирующее действие — изменение деятельности органов или процессов, которые происходят и в отсутствие гормона. Примером корригирующего действия гормонов является влияние адреналина на частоту сердечных сокращений, активация окислительных процессов тироксином, уменьшение обратного всасывания ионов калия в почках под влиянием альдостерона. Разновидностью корригирующего действия является нормализующий эффект гормонов, когда их влияние направлено на восстановление измененного или даже нарушенного процесса. Например, при исходном превалировании анаболических процессов белкового обмена глюкокортикоиды вызывают катаболический эффект, но если исходно преобладает распад белков, глюкокортикоиды стимулируют их синтез. В более широком плане зависимость величины и направленности эффекта гормона от имеющихся перед его действием особенностей метаболизма или функции определяется правилом исходного состояния, описанном в начале главы. Правило исходного состояния показывает, что

гормональный эффект зависит не только от количества и свойств молекул гормона, но и от реактивности эффектора, определяемой числом и свойствами мембранных рецепторов к гормону. Реактивностью в рассматриваемом контексте называют способность эффектора реагировать определенной величиной и направленностью ответа на действие конкретного химического регулятора.

5. Реактогенное действие гормонов

Реактогенное действие гормонов — способность гормона менять реактивность ткани к действию того же гормона, других гормонов или медиаторов нервных импульсов. Так, например, кальцийрегулирующие гормоны снижают чувствительность дистальных отделов нефрона к действию вазопрессина, фолликулин усиливает действие прогестерона на слизистую оболочку матки, тиреоидные гормоны усиливают эффекты катехоламинов. Разновидностью реактогенного действия гормонов является пермиссивное действие, означающее способность одного гормона давать возможность реализоваться эффекту другого гормона. Так, например, глюкокортикоиды обладают пермиссивным действием по отношению к катехоламинам, т.е. для реализации эффектов адреналина необходимо присутствие малых количеств кортизола, инсулин обладает пермиссивным действием для соматотропина (гормона роста) и др. Особенностью гормональной регуляции является то, что реактогенное действие гормоны могут реализовать не только в тканях — мишенях, где концентрация рецепторов к ним высока, но и в других тканях и органах, имеющих единичные рецепторы к гормону.

57. Механизм действия гормонов на клетки-мишени.

Рассматриваются в виде двух альтернативных возможностей.

1)Действие гормона с поверхностью клеточной мембраны после связывания со специфическими мембранным рецептором и запуска цепочки биохимического превращения в мембранной цитоплазме.

2)Действие гормона путем проникновения через мембрану и связывания с рецептором цитоплазмы, затем гормон-рецепторный комплекс проникает в ядро и органоиды клетки —> реализует регуляторный эффект.

Роль гормон-рецепторного комплекса для пептидных и стероидных гормронов различна. У пептидных, белковых, катехоламинов — приводит к активации мембранных ферментов и образованию вторичных посредников, реализующих свое действие в цитоплазме, органоидах и ядре клетки.

58. Нейросекреторная функция гипоталамуса. Гипоталамо-гипофизарные связи.

Гипоталамус — участок промежуточного мозга, содержащий особые нейросекреторные ядра, клетки которых вырабатывают и секретируют в кровь нейрогормоны. Эти клетки получают афферентные импульсы из других частей нервной системы, а их аксоны оканчиваются на кровеносных сосудах (аксо-вазальные синапсы).

Нейросекреторные ядра.

-крупноклеточные ядра — супраоптическое и паравентикулярное. Аксоны клеток этих ядер покидают гипоталамус и, в составе гипоталамогипофизарного тракта, проникают в заднюю долю гипофиза, где образуют терминали на капиллярх. Секретируют вазопрессин (АДГ) и окситоцин.

-мелкоклеточные ядра — вырабатывают ряд гипофизотропных факторов: либерины и статины.

Гипоталамо-гипофизарная система — объединение структур гипофиза и гипоталамуса, выполняющее функции как нервной системы, так и эндокринной.

Строение.

Гипоталамо-гипофизарная система состоит из ножки гипофиза, начинающейся в вентромедиальной области гипоталамуса, и трёх долей гипофиза: аденогипофиз (передняя доля), нейрогипофиз (задняя доля) и вставочная доля гипофиза. Работа всех трёх долей управляется гипоталамусом с помощью особых нейросекреторных клеток. Эти клетки выделяют специальные гормоны — рилизинг-гормоны.

59. Гормоны нейрогипофиза, функции.

Образуются в гипоталамусе, в нейрогипофизе происходит их накопление. В клетках супраоптического и паравентрикулярного ядер гипоталамуса — синтезируются окситоцина и вазопрессина (антидиуретического гормона). Они транспортируются в заднюю долю гипофиза по гипоталамогипофизарному тракту путем аксонального транспорта с помощью нейрофизина (белок-переносчик).

Вазопрессин.

Осуществляет 2 основные функции:

-антидиуретическое действие — выражается в стимуляции реабсорбции воды в дистальном отделе нефрона. Осуществляется благодаря взаимодействию гормона с вазопрессиновыми рецепторами V-2 —> возникает повышение проницаемости стенки канальцев и собирательных трубочек для воды, ее реабсорбции и концентрированию мочи. Также в клетках канальцев активируется гиалуронидаза —> усиливается деполимеризация гиалурновой кислоты => повышается реабсорбция воды и увеличивается объем циркулирующей жидкости;

-в больших дозах (фармакологических) суживает артериолы => повышается АД. В условиях нормы при его физиологической концентрации это действие несущественно, но увеличение выброса происходит при кровопотере, болевом шоке — сужение сосудов имеет адаптивное значение.

Образование АДГ усиливается при повышении осмотического давления крови, уменьшении объема внеклеточной/внутриклеточной жидкости, снижении АД, при активации ренин-ангиотензиновой системы и симпатической нервной системы.

Недостаточность АДГ: несахарный диабет.

Избыточность АДГ: задержка воды в организме.

Окситоцин.

Функции.

1)Избирательно действует на гладкую мускулатуру матки, вызывая ее сокращение при родах: на поверхностной мембране клеток существуют окситоциновые рецепторы, во время беременности окситоцин не повышает сократительную активность, но перед родами возрастает чувствительность матки к окситоцину под влиянием высоких концентраций эстрогенов.

2)Участвует в процессе лактации: усиливает сокращение миоэпителиальных клеток в молочных железах —> способствует выделению молока. Увеличение секреции происходит под влиянием импульсов от рецепторов шейки матки; механорецепторов сосков грудной железы при кормлении грудью; под влиянием эстрогенов.

Недостаточность: слабость родовой деятельности.

60. Гормоны аденогипофиза, функции.

Образуются следующие гормоны:

-адренокортикотропный (АКТГ) или кортикотропин;

-тиреотропный (ТТГ) или тиреотропин;

-фолликулостимулирующийтропин (ФСГ) или фоллитропин;

-лютеинизирующий (ЛГ) или лютропин;

-соматотропный (СТГ) или гормон роста или соматотропин;

-пролактин.

АКТГ — стимулирующее действие на кору надпочечников, в большей степени на пучковую зону => приводит к увеличению образования глюкокортикоидов; в меньшей степени — клубочковую и сетчатую => не оказывает значительного воздействия на продукцию минералкортикоидов и половых гормонов. Усиливает синтез холестерина и скорость образования прегненолона из холестерина. Вненадпочечниковые эффекты: стимуляция липолиза, увеличение секреции инсулина и соматотропина, накопление гликогена в клетках мышечной ткани, гипогликемии, что связано с повышенной секрецией инсулина, усилении пигментации за счет действия на пигментные клетки меланофоры.

ТТГ — активирует функцию щитовидной железы, вызывает гиперплазию ее железистой ткани, стимулирует выработку тироксина и трийодтиронина. Образование стимулируется тиреолиберином гипоталамуса, а угнетается соматостатином.

ФСГ — вызывает рост и созревание фолликулов яичников и их подготовку к овуляции. У мужчин — образование сперматозоидов.

ЛГ — способствует разрыву оболочки созревшего фолликула, т.е. овуляции и образованию желтого тела. Стимулирует образованию эстрогенов и андрогенов.

СТГ — участие в регуляции процессов роста и физического развития, влияет на углеводный обмен, оказывая инсулиноподобное действие, усиливает мобилизацию жира из депо и использование его в энергетическом обмене.

Пролактин — рост молочных желез и образование молока, влияет на водносолевой обмен организма, задерживая воду и натрий в организме, усиливает эффекты альдостерона и вазопрессина, повышает образование жира из углеводов.

61. Гормоны клубочковой зоны коры надпочечников, функции.

Клубочковая зона образует минералкортикоиды (альдостерон, дезоксикортикостерон, 18оксикортикостерон, 18-дезоксикортикостерон). Альдостерон — единственный минералкортикоид, поступающий в кровь. Регуляция секреции осуществляется ангиотензином II, исходя из чего альдостерон считается частью ренин-ангиотензин-альдостероновой системы, которая обеспечивает регуляцию водно-солевого обмена и гемодинамики. Альдостерон регулирует содержание в крови ионов Na+ и К+ — обратная связь реализуется прямым эффектом ионов, особенно К+, на клубочковую зону.

Функции: поддержание водно-солевого обмена между внутренней и внешней средой организма, усиление воспаления и реакции иммунной системы, увеличение объема циркулирующей крови, повышение уровня АД, уменьшение диуреза. Почки — один из главных органов мишеней (вызывается усиление реабсорбции натрия, повышение экскреции калия с мочой).

62. Гормоны пучковой зоны коры надпочечников, функции.

Глюкокортикоиды (кортизол, кортизон, кортикостерон, 11-дезоксикортизол). Регуляция почти всех видов обмена веществ. Физиологические функции и эффекты на углеводный обмен противоположны инсулину => глюкокортикоиды называют «контринсулиновыми гормонами»; оказывают катаболическое влияние на белковый обмен; активируют липолиз —> увеличивают концентрацию жирных кислот в крови; повышают чувствительность адренорецептор к катехоламинам; вызывают снижение количества лимфоцитов, эозинофилов; повышают сенсорную чувствительность и возбудимость НС; поддерживают оптимальную возбудимость ССС; подавляют компоненты воспалительной реакции: уменьшают проницаемость капилляров, тормозят экссудацию, снижают отечность тканей, уменьшают лихорадку; оказывают противоаллергическое действие; угнетают как клеточный, так и гуморальный иммунитет; стимулируют секрецию соляной кислоты.

63. Гормоны сетчатой зоны коры надпочечников, функции.

Секретирует гормоны, относящиеся к половым (андрогенам):

-андростендион;

-дегидроэпиандростерон;

-11-бета-гидрокиандростендион.

Максимум секреции — 6 утра, минимум — 19 часов. Регулируется кортикотропином гипофиза. Являются предшественниками тестостерона, могут превращаться при метаболизме в тканях.

Стимулируют окостенения эпифизарных хрящей, повышают синтез белка в коже, мышечной и костной ткани, формируют половое поведение у женщин, способствуют оволосению по мужскому типу у женщин.

64. Гормоны мозгового вещества надпочечников, функции.

Вырабатывает катехоламины: адреналин и норадреналин. Адреналина синтезируется больше, чем норадреналина (6:1).

Функции различны из-за адренорецепторов (α и в) мембран. Адреналин — сродство к в- адренорецепторам, а норадреналин — к α-адреноцерепторам.

α1: сужение артериальных сосудов, сокращение матки, расширение зрачка, расслабление мышц желудка и кишечника.

α2: агрегация тромбоцитов, подавление пресинаптического освобождения медиатора, антилиполиз.

в1: стимуляция возбудимости, проводимости и сократимости миокарда; липолиз в адипоцитах; расслабление мышц желудка и кишечника, стимуляция секреции ренина.

в2: расширение бронхов, расширение артериальных сосудов, расслабление матки.

Физиологические эффекты: учащение/усиление сердечных сокращений, сужение сосудов кожи и органов брюшной полости; повышение теплообразования в тканях; ослабление сокращений желудка и кишечника; расслабление бронхиальной мускулатуры; стимуляция секреции ренина; повышение возбудимости НС и эффективности приспособительных функций.

65. Гормоны щитовидной железы, их функции.

Тироксин (тетрайодтиронин), трийодтиронин, тиреокальцитонин.

Выполняют следующие функции: усиление всех видов обмена, повышение основного обмена и усиление энергообразования в организме; влияние на процессы роста, физическое и умственное развитие; увеличение частоты сердечных сокрашений; стимуляция деятельности пищеварительного тракта: повышение аппетита, усиление перистальтики кишечника, увеличение секреции пищеварительных соков; повышение температуры тела за счет усиления теплопродукции; повышение возбудимости симпатической нервной системы, повышение размеров и числа митохондрий, окислительных ферментов в клетках; повышение активности Na+ К+-насосов и возбудимости, активация синтеза белка в миокарде и склетных мышцах; активная утилизация глюкозы в мышцах и жировой ткани.

Кальцитонин — вместе с паратгормоном паращитовидных желез участвует в регуляции кальциевого обмена; под его влиянием снижается уровень кальция в крови —> в результате активациюю остеобластов и усиления процесс минерализации, угнетения остеокластов; в почках угнетает реабсорбцию кальция и усиливает обратное всасывание фосфатов.

66. Гормоны паращитовидных желез, функции.

Паратгормон или паратирин или паратиреоидный гормон (ПТГ).

Регулирует обмен кальция в организме и поддерживает его уровень в крови, усиливает функцию остеокластов —> что приводит к деминерализации кости и повышению содержания кальция в плазме крови (гиперкальциемия); в почках — усиливает реабсорбцию кальция; в кишечнике — усиливает реабсорбцию кальция (из-за стимулирующего действия паратгормона на синтез кальцитриола — метаболит витамина D3); активация витамина D3 в печени и почках; влияет на обмен фосфора в организме — угнетает обратное всасывание фосфатов и усиливает их выведение с мочой (фосфатурия).

67. Гормональная регуляция кальциевого гемостаза.

Паратгормон (паратиреоидный гормон) – гормон экстренной регуляции уровня Са. Синтезируется паращитовидными железами. Представляет собой белок, усиливающий резорбцию костной ткани. Мобилизуя Са из депо, повышает его концентрацию в крови. Кроме того, он усиливает всасывание Са в ЖКТ. В почечных канальцах ПТГ усиливает обратное всасывание ионов кальция и тормозит реабсорбцию фосфора. Всё это приводит к повышению уровня Са и снижению концентрации фосфора (Р) в крови.

Выработка паратгормона зависит от концентрации кальция в крови. При снижении концентрации Са она усиливается, а при его повышении – снижается. Недостаток паратгормона вызывает снижение концентрации ионизированного кальция в крови. При падении Са ниже 7 мг% возникают судороги,

которые купируются введением препаратов кальция. Избыток паратгормона приводит к деминерализации и рассасыванию костной ткани, отложению кальция в стенках кровеносных сосудов и выведению почками большого количества кальция, что служит причиной мочекаменной болезни.

Паратгормон осуществляет в организме следующие эффекты:

•стимуляция второго гидроксилирования витамина D в почках, превращающего этот прогормон в активный гормон 1,25– дигидроксивитамин D. Кальцитриол – не полный синергист действия паратгормона. Он, подобно паратгормону, стимулирует нарастание содержания кальция и магния в плазме, но, в отличие от паратиреокринина, задерживает и фосфаты;

•активация остеокластов, остеолиза и освобождения кальция из костей. В целом паратгормон способствует отрицательному костному балансу, то есть соотношению темпов остеогенеза и остеолиза;

•повышает эффективность реабсорбции кальция (и магния) в дистальных канальцах нефронов; кальцитриол действует синергично;

•усиление экскреции фосфата с мочой c понижением реабсорбции сульфата, бикарбоната, натрия, хлоридов и аминокислот;

•увеличение всасывания кальция (магния) в ЖКТ;

•стимулирует сердечные сокращения, повышает кровяное давление и в связи с этим – клубочковую фильтрацию.

Кальцитонин и катакальцин для снижения уровня ионизированного кальция в крови.

Кальцитонин и катакальцин относят к кальцийпонижающим гормонам. Оба гормона имеют белковую природу и синтезируются С-клетками щитовидной железы. Главным биологическим эффектом является снижение уровня ионизированного кальция в крови.

Физиологические эффекты КТ:

•подавляет резорбцию костного вещества остеокластами;

•подавляет реабсорбцию кальция и фосфата в почках;

•снижает секрецию гастрина и соляной кислоты в желудке, трипсина и амилазы в экзокринной части поджелудочной железы, повышает секрецию натрия, калия, хлорида и воды в кишечнике;

•обладает выраженным прямым анальгетическим действием на уровне гипоталамуса и лимбической системы;

•угнетение резорбционного действия 1.25-(OH)2D3 на костную ткань;

•содействие процессам минерализации костной ткани.

Увеличение секреции кальцитонина и катакальцина происходит в ответ на повышение концентрации кальция, а также гастрина и холецистокинина в крови. Данные гормоны тормозят активность остеокластов, резорбирующих костную ткань, что приводит к быстрому снижению уровня кальция и фосфора в крови. Общее направление этих эффектов делает кальцитонин главным антигиперкальциемическим и гипофосфатемическим гормоном.

Половые железы, или гонады – семенники (яички) у мужчин и яичники у женщин.

Внутрисекреторная функция заключается в секреции мужских и женских половых гормонов и их выделении в кровь. Как семенники, так и яичники синтезируют и мужские, и женские половые гормоны, но у мужчин значительно преобладают андрогены, а у женщин – эстрогены. К эстрогенам