1. Аутокринна регуляція – дія вільних розчинних форм регуляторних молекул на мембранні рецептори тої ж клітини, яка їх продукує (фактор росту тромбоцитів).
2. Паракринна регуляція – дія розчинних форм регуляторних молекул, що синтезуються ефекторними клітинами, на мембранні рецептори кількох поряд розташованих клітин-мішеней (цитокіни, ацетилхолін).
3. Юкстакринна – взаємодія мембранозв’язаних форм регулятора на ефекторній клітині з мембранзв’язаним рецептором сусідньої клітини-мішені (регуляція гемопоезу).
4. Ретрокринна – дія вільних форм рецепторів цитокінів, що відірвались від ефекторнои клітини, на мембранозв’язані форми цитокінів дистантно розташованих клітин-мішеней.
Приклади гормоноподібних речовин
1.Шлунково-кишкові (гастроінтестинальні) гормони : гастрин –стимулює секрецію пепсину і соляної кислоти, секретин – бікарбонатів підшлунковою залозою.
2.Біогенні аміни: адреналін, норадреналін, гістамін, серотонін.
3.Ейкозаноїди: простагландини, лейкотрієни, тромбоксани, простацикліни, ізопростани. 4.Гормони та медіатори імунної системи: тимозин, тимопоетин – стимулятори лімфопоезу. 5.Опіоїдні пептиди мозку: ендорфіни та енкефаліни – продукти розщеплення проопіомеланокортину (ПОМК), володіють морфіноподібною дією.
6.Натрійуретичні пептиди стимулюють діурез підвищуючи виділення з сечею Na+ і Cl- та води.
7.Пептиди кінінової-ангіотензинової систем крові: калідин, брадикінін, ангіотензини. 8.Кальцітриол – активна форма вітаміну D3 – регулятор фосфорно-кальцієвого обміну. 9.Цитомедіни (інтермедіни):
а) пептидні фактори росту, що регулюють проліферацію та діференціацію клітин; б) цитокіни (інтерлейкіни) – родина факторів росту, що секретуються переважно лейкоцитами і формують імунну відповідь (лімфокіни, монокіни).
Регуляція секреції гормонів 1.Нервова (нейрогуморальна) –через симпатичну та парасимпатичну нервову систему. Як
приклад, адаптаційний синдром на стресові фактори: активація гормонів гіпоталамуса – гіпофіза – наднирників.
2.Метаболічна – через вплив метаболітів крові на хеморецептори. Збільшення концентрації глюкози в крові стимулює синтез інсуліну і гальмує - адреналіну.
3.Тропна (гуморальна) – через вплив тропних гормонів гіпофіза на секрецію гормонів периферійних ендокринних залоз за принципом “прямого-зворотнього” зв’язку або “плюсмінус” взаємодії.
При переході з одного рівня на інший відбувається посилення гормонального сигналу (каскадна система посилення ): 1 молекула рілізінг-фактора гіпоталамуса стимулює синтез 10 молекул тропного гормона гіпофіза, останній - 100 молекул виконавчого гормона, який сприймається рецепторами клітини-мішені і багато разів посилюючись, викликає утворення мільонів молекул метаболіту.
Механізми передачі гормонального сигналу
1.Мембранний механізм – характерний для гормонів білково-пептидної природи та катехоламінів, реалізується через рецептори на плазматичній мембрані клітини-мішені. Рецептор – це білок (глікопротеїн), який специфічно розпізнає свій ліганд. Складається
здекількох ділянок (доменів): а) позаклітинного (впізнаючого) на плазматичній мембані; б) трансмембранного, що забезпечує орієнтацію рецептора в мембрані; в) внутришньоклітинного, що відповідає за зв’язок рецептора з системою внутришньоклітинної передачі сигналу.
Типи рецепторів:
1.Рецептори іонотропного типу – поєднують функції рецептора і іонного каналу – приєднання ліганду зумовлює відкриття іонного каналу і виникнення іонних струмів.
2.Рецептори метаботропного типу – приєднання ліганду активує трансдукторний G- білок, через нього мембранні ферменти. Це сприяє утворенню вторинних месенджерів, які, активуючи протеинкінази чи гальмуючи протеинфосфатази, фосфорилюють виконавчі білки.
3.Рецептори типу тирозинкіназ, які представлені одним білком, що поєднує функції
рецептора, трансдуктора і ферменту (інсуліновий рецептор).
Білки-трансдуктори. Приклад - G-білки чотирьох типів: 1.Стимулюють аденілатциклазу і синтез ц-АМФ (для адреналіну, глюкагону). 2. Інгібують аденілатциклазу та активують фосфодиестеразу і знижують рівень ц-АМФ (соматостатин, простагландини). 3.Активують фосфоліпазу С (вазопресин). 4. Активують ГТФ-азу (родини онкобілків).
Вторинні месенджери (посланці):
Циклічний аденозинмонофосфат (ц-АМФ) утворюється з АТФ при дії аденілатциклази, активує протеинкінази родини А, які переносять залишки фосфату з АТФ на оксигрупи серину і треоніну в білках. Протеїнкінази А активують виконавчі ферменти.
Циклічний гуанозинмонофосфат (ц-ГМФ) синтезується з ГТФ гуанілатциклазою, активує протеинкінази родини G, фосфорилюються білки, які транспортують іони хлору, води, розслабляються гладенькі м’язи судин і серця.
Кальцій-кальмодуліновий месенджер . Багато ферментів є кальційзалежними (фосфодиестераза, фосфорилаза, протеинкінази тощо).Механізм дії багатьох нейромедіаторів і гормонів включає вивільнення іонів кальцію, що відбувається внаслідок відкриття кальцієвих каналів плазматичної мембрани і входження позаклітинного кальцію, або виходу його з внутрішніх депо. Кальцій зв’язується з білком кальмодуліном – універсальним посередником ефектів Са2+ . Цей комплекс активує відповідні протеїнкінази і фосфорилює виконавчі білки із зміною їх функцій.
Фосфоінозитидний та диацилгліцериновий месенджери. Через них реалізують свою дію вазопресин, окситоцин, кініногени. Рецептор складається з 2 доменів (контактного і каталітичного) і залежить від G-білка. Каталітична ділянка активує фосфоліпазу С, яка гідролізує фосфоліпіди мембран (фосфатидилінозитол) до інозитол-1,4,5-трифосфату (ІТФ) та диацилгліцеролу (ДАГ). ІТФ, відкриваючи кальцієві канали, стимулює вихід кальцію в цитозоль та активацію фосфоліпідзалежних протеїнкіназ. ДАГ проявляє активність через протеїнкіназу С, що фосфорилює більше 10 ферментів.
Активні форми кисню як месенджери: супероксидний радикал , пероксид водню, гідроксильний радикал, гіпохлорит. Наявність в білках цистеїну і метіоніну робить их чутливими до дії оксидантів, особливо це стосується регуляторних білків (протеїнкіназ, протеїнфосфатаз, факторів транскрипції). Оксид азоту (NO) синтезується з аргініну, утворює нітрозильні комплекси з металами. Одні білки (гуанілатциклаза) активує, інші (каталаза, цитохромоксидаза) гальмує. З гемоглобіном утворює метгемоглобін. Діє як фактор релаксації судин. Нітрогліцерин, віагра проявляють свою дію через NО, який ,через ц-ГМФ, розслаблює гладенькі м’язи судин. Потужний медіатор запалення.
Пероксинітрит активує білки через їх нітрування..
Монооксид вуглецю утворюється з гему при дії на нього гемоксидази, розслаблює судини, жовчні канальці, гальмує моторику кишечника, активує тромбоцити.
2. Цитозольні механізми передачі гормонального сигналу гормонами ліпідної природи (статеві, кортикостероїди, ейкозаноїди, гормональні форми вітамінів А і D3 , тиреоїдні гормони.
Механізм дії: 1. Проникнення гормону в клітину. 2. Зв’язування з цитозольним рецептором, який має спорідненість до гормону і до специфічної ділянки ДНК. 3. Проникнення гормон-рецепторного комплексу в ядро. 4.Взаємодія зі специфічною ділянкою ДНК. 5. Активація транскрипції специфічних генів. 6. Синтез білків, що реалізують біологічну дію гормонів.
Ейкозаноїди – похідні арахідонової кислоти: простагландини, простацикліни, тромбоксани, лейкотрієни, ізопростани.
Біоефекти простагландинів: регулюють тонус гладеньких м’язів судин (знижують або підвищують артеріальний тиск), бронхів (розслаблення або спазм), стимулюють мускулатуру матки, гальмують секрецію соляної кислоти тощо. Простациклін має вазодилятуючу та антиагрегатну дію. Тромбоксани стимулюють агрегацію тромбоцитів. Простагландини, лейкотрієни і тромбоксани – медіатори запалення. Ізопростани – вазоконстриктори.
Гормональна регуляція метаболізму та фізіологічних функцій Гормони центральних утворень ендокринної системи.
1. Гормони гіпоталамуса: ліберини (рілізінг-гормони) і статини (release – звільняти). Синтезуються нейросекреторними клітинами ядер гіпоталамуса, надходять до гіпофіза. Олігопептиди. Регуляція секреція нервова та метаболічна. Механізм дії мембранний. Регулюють функції гіпофіза.
Ліберини: 1.Соматоліберин – стимулює синтезу соматотропіну. 2. Кортіколіберин – кортикотропіну. 3. Тироліберин – тиреотропіну. 4. Гонадоліберин. Раніше вважали, що є фоліберин і люліберин – регулятори фолітропіну та лютропіну. Виявилось, що це один і той же гормон. 5. Пролактоліберин – пролактину. 6. Меланоліберин – меланотропіну.
Статини: 1. Соматостатин гальмує синтез і секрецію соматотропіну. 2.Пролактостатин
– пролактину. 3. Меланостатин – меланотропіну.
2. Гомони гіпофіза:
А. Гормони аденогіпофіза – білки або пептиди. Поділяються на 3 групи:
1.Група гормонів росту: соматотропін, пролактин, хоріонічний соматомамотропін.
2.Група тропних гормонів: ТТГ, ГТГ(ФСГ,ЛГ), хоріонічний гонадотропін. 3.Група похідних ПОМК: АКТГ,ЛТГ,МСГ, ендорфіни.
Всі ці гормони синтезуються ендокриноцитами аденогіпофіза і плаценти. Регуляція секреціи нервова, метаболічна, за принципом “прямогозворотнього” зв’язку.
Група гормонів росту Горомон росту (соматотропін, СТГ – соматотропний гормон) – білок. Регулює
постнатальний ріст тіла, стимулює біосинтез білків, викликає гіперглікемію, стимулюючи глюконеогенез, активує ліполіз, має лактогенні властивості. Біологічна дія СТГ реалізується через посередники – соматомедини (інсуліноподібні фактори росту). Стимулюють секрецію СТГ соматоліберин, гальмує соматостатин. Виділення СТГ йде в пульсуючому режимі, особливо активно на початку сну (“діти ростуть під час сну”).
Гіпофункція СТГ з дитинства веде до гіпофізарного нанізму (карликовості). Причина – блокада рецепторів до СТГ на клітинах-мішенях. Гіперфункція з дитинства веде до гігантизму, у дорослих до акромегалії (непропорційний розвиток кісток скелету ) внаслідок пухлини гіпофіза.
Пролактин (лактотропін, мамотропін, лютеотропний гормон) – поліпептид, що впливає на розвиток грудних залоз, дозрівання лактоцитів, лактацію. Стимулює його секрецію пролактоліберин, гальмує пролактостатин. Надмірний синтез пролактину викликає аменорею та галакторею у жінок.