НовосибирсКий государственный медицинсКий университет кАфедра нормальной физиологии
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ
Общие закономерности
гормональной
регуляции
НОВОСИБИРСК 2007 г.
НОВОСИБИРСКий государственный
МЕДИЦИНСКий университет
КАФЕДРА НОРМАЛЬНОЙ ФИЗИОЛОГИИ
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ
ПО КУРСУ НОРМАЛЬНОЙ ФИЗИОЛОГИИ
«Общие закономерности гормональной регуляции»
Автор-составитель:
профессор кафедры нормальной физиологии НГМУ,
д. б. н. Н.Б. Пиковская
НОВОСИБИРСК 2007 г.
Методическое пособие по курсу нормальной физиологии к разделу: Физиология эндокринной системы «Общие закономерности гормональной регуляции»
Новосибирская Государственная медицинская академия, 2007. 76 с.
Методическое пособие предназначено для использования в курсе практических занятий по нормальной физиологии студентами второго курса всех факультетов.
Утверждено Центральной комиссией методического
совета НГМА протокол № от 2007 г.
Автор-составитель:
профессор кафедры нормальной физиологии НГМА,
д. б. н. Н.Б. Пиковская
Рецензенты:
Зав. кафедрой педагогики и медицинской психологии НГМУ,
доцент Г. В. Безродная
Профессор кафедры биохимии НГМУ,
д .м .н., профессор Н.Н. Маянская
Новосибирский государственный медицинский университет
Предисловие
Это учебно-методическое пособие составлено в соответствии с лекционным курсом, который в течение последних лет читается на кафедре нормальной физиологии. Прекрасно понимая невозможность в лекционном курсе или коротком пособии изложить все физиологические эффекты гормонов, мы сосредоточили свое внимание на самых общих закономерностях гормональной регуляции, в надежде на то, что эти базовые знания позволят будущим медикам углубить их при необходимости.
В своем курсе мы оказались от традиционного изложения свойств отдельных гормонов в соответствии с анатомической принадлежностью, отдав предпочтение общебиологическому значению гормональной регуляции. Поэтому, остановившись коротко на общих закономерностях регуляции секреции гормонов, более подробно рассматриваем значение гормонов в процессах роста и развития организма, регуляции основных параметров гомеостаза (глюкоза, кальций, натрий). Особое внимание и в лекционном курсе, и в пособии уделяется роли гормонов в адаптации, стрессу, как основному механизму адаптации и повреждающим эффектам высоких доз гормонов при длительном стрессе.
Изложение физиологии эндокринной регуляции в таком аспекте естественно не позволяет рассмотреть все гормоны организма и все их эффекты, поэтому в качестве приложения в конце пособия дается словарь, в котором представлены физиологические эффекты тех гормонов и биологически активных веществ, которые не обсуждаются в разделах пособия.
Введение
Две регуляторные системы организма – нервная и гуморальная – выполняя одну функцию в организме человека и животных: приспособление к изменениям во внутренней и внешней среде, - играют свои роли по разному. Если элементарной формой нервной деятельности является рефлекс – мгновенная и точная ответная реакция организма на раздражение рецепторов, которая реализуется путем распространения нервного импульса (потенциала действия), то гуморальная регуляция осуществляется с помощью разнообразных химических веществ, которые с током крови доставляются ко всему организму. Эти вещества называются гормонами.
Термин "гормон" был впервые применен в 1902 г. Старлингом и Бейлиссом в отношении открытого ими вещества, продуцирующегося в двенадцатиперстной кишке, - секретина. Термин "гормон" в переводе с греческого означает "побуждающий к действию".
Гормоны - это биологически высокоактивные вещества, синтезирующиеся и выделяющиеся во внутреннюю среду организма эндокринными железами, или железами внутренней секреции, и оказывающие регулирующее влияние на функции удаленных от места их секреции органов и систем организма.
Общие свойства гормонов:
Строгая специфичность (тропность) физиологического действия.
Высокая биологическая активность: гормоны оказывают свое физиологическое действие в чрезвычайно малых дозах.
Дистантный характер действия: клетки-мишени располагаются обычно далеко от места образования гормона.
Многие гормоны (стероидные и производные аминокислот) не имеют видовой специфичности.
Генерализованность действия.
Пролонгированность действия.
Гормоны выполняют в организме следующие важные функции:
Регуляция роста, развития и дифференцировки тканей и органов, что определяет физическое, половое и умственное развитие.
Обеспечение поддержания гомеостаза
Обеспечение адаптации организма к меняющимся условиям существования.
Сравнивая нервную и гуморальную формы регуляции, мы отметили, что ответ гуморальной системы наступает значительно позже, чем рефлекторная реакция. Это связано с тем, что требуется время для секреции гормона, доставки его с током крови к органам мишеням, взаимодействия с мембранными рецепторами. Гуморальная регуляция, в отличие от нервной является не локальной, а генерализованной, потому что рецепторы для гормонов, как правило, находятся в многочисленных тканях и органах. Гуморальная регуляция осуществляется более длительное время, в отличие от кратковременного рефлекторного ответа, и приводит к более выраженным изменениям в тканях, на которые оказывает эффект.
В эффектах многих гормонов можно выделить:
срочные реакции - изменение проницаемости мембраны для ионов или глюкозы и аминокислот, что приводит, например, к сокращению гладких мышц или повышению темпа метаболизма клетки,
отсроченные реакции, которые заключаются в изменении активности уже существующих ферментов, и в дополнение к темпу метаболизма может измениться его направление (например, запасать глюкозу или расходовать),
длительные реакции - синтез новых ферментов и структурных компонентов клетки - такие реакции способны изменить и структуру, и функцию органа или системы органов.
Установлены четыре основных типа физиологического действия на организм:
кинетическое, или пусковое, вызывающее определенную деятельность исполнительных органов;
метаболическое (изменения обмена веществ);
морфогенетическое (дифференциация тканей и органов, действие на рост, стимуляция формообразовательного процесса);
корригирующее (изменение интенсивности функций органов и тканей).
Задумаемся над тем, что изменение метаболизма, или даже структуры органа или ткани приводит к тому, что этот орган, являясь эффектором в рефлекторной дуге, иначе реагирует на возбуждающий импульс. Таким образом, гуморальные механизмы регуляции длительно, в течение часов и суток видоизменяют при необходимости структуры, к которым будут обращены быстрые и точные нервные импульсы. Если учесть, что стимулом для выделения гормонов часто бывает возбуждающий импульс, мы получим представление о взаимодействии нервной и гуморальной регуляции, которые вместе обеспечивают надежное и эффективное приспособление организма к изменяющимся условия как внешней, так и внутренней среды организма.
Коротко остановимся на взаимодействии гормонов. Каждый из гормонов или биологически активных веществ выделяется в конкретной ситуации и обладает своим спектром эффектов. Вместе с тем для каждого из гормонов существует постоянный, базовый уровень секреции. В организме человека в норме не бывает такого состояния, когда уровень любого из гормонов равен нулю. Следовательно, гормоны и БАВ могут оказывать друг на друга определенные влияния, и оказывают их. Остановимся на такой форме влияний, которую называют пермиссивные (позволяющие, обусловливающие), или сенсибилизирующие, потенцирующие эффекты. Пермиссивными называются такие эффекты, когда одни гормоны облегчают, или резко усиливают эффекты других гормонов. Например, катехоламины стимулируют гликогенолиз в печени и липолиз в адипоцитах, однако этот эффект не проявляется в отсутствии кортизола. В свою очередь катехоламины потенцируют эффекты глюкокортикоидов. Эстрогены усиливают эффекты многих гормонов, а тиреоидные гормоны увеличивают эффекты эстрогенов.
Механизмы таких потенцирующих влияний неспецифичны. Если гормон или БАВ увеличивает проницаемость мембраны клетки для ионов кальция, то такая клетка будет более чувствительна к действию любого вещества. Если гормон повышает проницаемость мембраны для аминокислот и стимулирует синтез белка в клетке, то на мембране клетки увеличивается и количество мембранных рецепторов, специфичных для данной клетки, следовательно, такая клетка становится более чувствительной к действию других гормонов и БАВ.
И последнее, на чем мы остановимся во введении: следует понять разницу между метаболическими или клеточными эффектами гормонов и физиологическими эффектами на уровне целого организма. Физиологический эффект – это то, к чему приводят клеточные эффекты гормонов. Например, альдостерон на уровне клеток дистальных канальцев нефрона увеличивает транспорт ионов натрия через клетки путем активации натрий/калиевого насоса, а на уровне организма такой усиленный перенос натрия реализуется в увеличении объема циркулирующей крови, увеличении минутного объема сердца и повышении системного артериального давления.