45. Гомоны. Химическая природа,механизм действия,их роль в регуляции обмена веществ.

Гормо́ны-биологически активные сигнальные химические вещества, выделяемые эндокринными железами непосредственно в организме и оказывающие дистанционное сложное и многогранное воздействие на организм в целом либо на определённые органы и ткани-мишени. Гормоны служат гуморальными (переносимыми с кровью) регуляторами определённых процессов в различных органах и системах. Используются в организме для поддержания его гомеостаза, а также для регуляции многих функций (роста, развития, обмена веществ, реакции на изменения условий среды). По химической природе гормоны делятся на следующие группы:

• белково-пептидные (гормоны гипоталамуса и гипофиза, поджелудочной и паращитовидной желёз и гормон щитовидной железы кальцитонин.) тропинами, так как они оказывают направленное стимулирующее действие на процессы роста и обмена веществ организма и на функцию периферических эндокринных желез.

• производные аминокислот (амины, которые синтезируются в мозговом слое надпочечников (адреналин и норадреналин) и в эпифизе (мелатонин), а также иодсодержащие гормоны щитовидной железы трииодтиронин и тироксин (тетраиодтиронин), из аминокислоты тирозина, которая, в свою очередь, синтезируется из незаменимой аминокислоты фенилаланина. К ним относятся гормоны мозгового слоя надпочечников норадреналин и адреналин, и гормоны щитовидной железы - трииодтиронин и тироксин. Когда гормон, находящийся в крови, достигает клетки-мишени, он вступает во взаимодействие со специфическими рецепторами; рецепторы «считывают послание» организма, и в клетке начинают происходить определенные перемены. Каждому конкретному гормону соответствуют исключительно «свои» рецепторы, находящиеся в конкретных органах и тканях — только при взаимодействии гормона с ними образуется гормон-рецепторный комплекс. Механизмы действия гормонов могут быть разными. Одну из групп составляют гормоны, которые соединяются с рецепторами, находящимися внутри клеток — как правило, в цитоплазме. К ним относятся гормоны с липофильными свойствами — например, стероидные гормоны (половые, глюко- и минералокортикоиды), а также гормоны щитовидной железы. Будучи жирорастворимыми, эти гормоны легко проникают через клеточную мембрану и начинают взаимодействовать с рецепторами в цитоплазме или ядре. Они слабо растворимы в воде, при транспорте по крови связываются с белками-носителями. Гормоны отличаются и по механизму передачи сигнала в клетку. Первый этап передачи гормонального сигнала - это обратимое взаимодействие гормонов с белками-рецепторами, которые могут находиться в мембране, цитоплазме или ядре клеток-мишеней.С помощью мембранных рецепторов передают сигналы пептидные гормоны и адреналин. Активация рецепторов вызывает каскад реакций, приводящих к изменению активности и/или количества белков в клетке. С мембранными каталитическими рецепторами=тирозиновой протеинкиназой взаимодействует инсулин.С цитоплазматическими или ядерными рецепторами связываются поступающие в клетку стероидные гормоны и тироксин. Комплекс гормон-рецептор взаимодействует с регуляторными участками ДНК. Это приводит к изменению скорости транскрипции структурных генов и, как правило, изменяет скорость трансляции, а значит, и количество специфических белков, участвующих в метаболизме. По механизму действия гормоны можно разделить на 2 группы. К первой группе относят гормоны, взаимодействующие с мембранными рецепторами (пептидные гормоны, адреналин, а также гормоны местного действия - цитокины, эйкозаноиды). Вторая группа включает гормоны, взаимодействующие с внутриклеточными рецепторами. Связывание гормона (первичного посредника) с рецептором приводит к изменению конформации рецептора. Это изменение улавливается другими макромолекулами, т.е. связывание гормона с рецептором приводит к сопряжению одних молекул с другими (трансдукция сигнала). Таким образом, генерируется сигнал, который регулирует клеточный ответ путём изменения активности или количества ферментов и других белков. В зависимости от способа передачи гормонального сигнала в клетках меняется скорость реакций метаболизма:

в результате изменения активности ферментов;

в результате изменения количества ферментов.

Обмен углеводов, липидов и аминокислот главным образом регулируют инсулин, глюкагон, кортизол и адреналин.Универсальным энергетическим субстратом для всех тканей является глюкоза, причем ее уровень в крови контролирует синтез и секрецию гормонов поджелудочной железы – инсулина и глюкагона. Нормальный суточный ритм питания, включающий 3-разовый прием сбалансированной по составу пищи, состоит из абсорбтивного периода, составляющего от 1 до 4 ч после приема пищи, и постабсорбтивного периода, наиболее характерного во время ночного сна. Повышение концентрации глюкозы при пищеварении стимулирует секрецию инсулина. Уровень глюкагона в абсорбтивный период остается невысоким, так как его секреция ускоряется при снижении концентрации глюкозы в крови. Переключение метаболизма с абсорбтивного состояния на постабсорбтивное и при последующем голодании, а также обеспечение тканей основными энергетическими субстратами, необходимыми для сохранения жизнедеятельности, в основном осуществляют гормоны инсулин, глюкагон, кортизол и адреналин. Метаболизм углеводов, жиров и белков абсорбтивный период.При пищеварении в крови повышаются концентрации глюкозы, аминокислот, хиломикронов и ЛПОНП. Увеличение уровня глюкозы в крови стимулирует секрецию гормона инсулина β-клетками поджелудочной железы. Инсулин секретируется при концентрации глюкозы в крови выше 80 мг/дл, причем секреция ускоряется с увеличением уровня глюкозы в крови. Это приводит к повышению индекса инсулин/глюкагон.Инсулин ускоряет поступление глюкозы в инсулинзависимые ткани мышцы и жировую ткань, а жирных кислот – из ЛПОНП и ХМ в разные ткани. Метаболизм углеводов, жиров и белков постабсорбтивный период и при голодании. Переваривание и всасывание углеводов заканчивается через 2 ч после приема пищи, а белков и жиров – через 4-6 ч.При полном голодании характерные изменения метаболизма отмечаются в течение 1-х суток (1 фаза голодания), недели (2 фаза) и нескольких недель (3фаза). Время между завершением пищеварения и следующим приемом пищи соответствует постабсорбтивному состоянию, т.е. продолжается от 4 до 12 ч после абсорбтивного периода.

1 фаза голодания. В течение постабсорбтивного периода и при дальнейшем голодании уровень глюкозы в крови постепенно снижается, поэтому концентрация инсулина уменьшается и повышается концентрация глюкагона. Индекс инсулин/глюкагон снижается.

2 фаза голодания характеризуется дальнейшим снижением индекса инсулин/глюкагон, вызванным ускорением синтеза и секреции глюкагона. Кроме того, продолжает повышаться синтез и секреция другого гормона – кортизола. Глюкагон стимулирует липолиз в жировой ткани. Это приводит к повышению концентрации жирных кислот. Глюкоза не поступает в мышцы из-за низкой концентрации инсулина, поэтому эта ткань получает энергию за счет окисления жирных кислоты и кетоновых тел. В крови повышается концентрация мочевины и увеличивается ее содержание в моче. Это является следствием ускорения катаболизма мышечных белков и дезаминирования аминокислот в печени под влиянием кортизола.

3 фаза наступает при продолжении голодания более недели. В этом случае основными энергетическими субстратами становятся жирные кислоты и кетоновые тела. Скорость катаболизма белков и глюконеогенез из аминокислот тормозится, вследствие чего синтез и выведение мочевины из организма уменьшаются. Снижение количества белков сопровождается атрофией тканей.

46. Гормоны щитовидной железы. Кальцитонин образуется в С-клетках паращитовидных желез, К-клетках щитовидной железы и представляет собой пептид из 32 аминокислот. Сигналом к секреции является повышение концентрации Са²⁺ в крови. Рецепторы гормона являются интегральными белками цитоплазматических мембран клеток-мишеней. Кальцитонин передает сигнал посредством аденилатциклазной системы, гормон снижает активность остеокластов и подавляет реабсорбцию Са²⁺ из почечных канальцев. В щитовидной железе синтезируются гормоны - йодированные производные тирозина. Они объединены общим названием йодтиронины. К ним относят трийодтиронин, Т₃ и Т₄, или тироксин. Йодтиронины участвуют в регуляции многих процессов метаболизма, развития, клеточной дифференцировки, в регуляции экспрессии генов. Йодтиронины синтезируются в составе белка тиреоглобулина (Тг) в фолликулах, которые представляют собой морфологическую и функциональную единицу щитовидной железы. Йод в виде органических и неорганических соединений поступает в ЖКТ с пищей и питьевой водой. Суточная потребность в йоде составляет 150-200 мкг. 25-30% этого количества йодидов захватывается щитовидной железой. Транспорт йодида в клетки щитовидной железы - энергозависимый процесс и происходит при участии специального транспортного белка против электрохимического градиента. Работа этого йодидпереносящего белка сопряжена с Nа⁺,К⁺-АТФ-азой. Окисление I^- в I⁺ происходит при участии гемсодержащей тиреопероксидазы и Н₂О₂ в качестве окислителя. Окисленный йод взаимодействует с остатками тирозина в молекуле тиреоглобулина. Эта реакция также катализируется тиреопероксидазой. Под действием тиреопероксидазы окисленный йод реагирует с остатками тирозина с образованием монойодтирозинов (МИТ) и дийодтирозинов (ДИТ). Две молекулы ДИТ конденсируются с образованием йодтиронина Т₄, а МИТ и ДИТ - с образованием йодтиронина Т₃. Йодтиреоглобулин транспортируется из коллоида в фолликулярную клетку путём эндоцитоза и гидролизуется ферментами лизосом с освобождением Т₃ и Т₄. Большая часть Т3 и Т4 циркулирует в крови в связанной форме в комплексе с белками: тироксинсвязывающим глобулином (ТСГ) и тироксинсвязывающим преальбумином (ТСПА). Йодированные продукты катаболизма йодтиронинов конъюгируются в печени с глюкуроновой или серной кислотами, секретируются с жёлчью, в кишечнике вновь всасываются, дейодируются в почках и выделяются с мочой. При физиологической концентрации йодтиронинов их действие проявляется в ускорении белкового синтеза, стимуляции процессов роста и клеточной дифференцировки. В печени йодтиронины ускоряют гликолиз, синтез холестерола и синтез желчных кислот. Йодтиронины также участвуют в формировании ответной реакции на охлаждение увеличением теплопродукции, повышая чувствительность симпатической нервной системы к норадреналину. Гипотиреоз — состояние, обусловленное длительным, стойким недостатком гормонов щитовидной железы. Гипертирео́з-синдром, обусловленный гиперфункцией щитовидной железы. Проявляющийся повышением гормонов: трийодтиронин (Т3), тироксин (Т4).