
Методички_1 / Гормоны
.pdf
увеличивается микровязкости и образование «монетных столбиков». Гликозилированный коллаген связывается с альбуминами, иммуноглобулинами, что способствует формированию иммунных комплексов.
3. Гликозилирование фибрина снижает скорость его деградации, способствует накоплению в различных тканях, может привести к окклюзии мелких сосудов (надпочечник, сетчатка и т.д.). В стенке крупных сосудов усиливается пролиферация гладкомышечных клеток.
4.Гликозилированные липопротеиды связываются с коллагеном, что приводит к образование атеросклеротических бляшек. Это способствует развитию ангиопатий и раннему атеросклерозу.
Финал нарушенного метаболизма при сахарном диабете – острые коматозные
состояния. Осложнениями сахарного диабета являются следующие комы:
1.Диабетическая (гипергликемическая, кетоацидотическая)
2.Гиперосмолярная
3.Гипогликемическая
4.Гиперлактатемическая.
Кетоацидотическая кома. Кетоацидоз типичен для ИЗСД. Ведущее звено патогенеза кетоацидоза – особенность гормонального статуса больного (дефицит инсулина – избыток глюкагона и других контринсулярных гомонов). Вследствие сниженной утилизации углеводов и кетонемии развиваются:
гипергликемия
гиперкетонемия метаболический ацидоз
глюкозурия с осмотическим диурезом клеточная дегидратация и потеря внутриклеточных ионов общая дегидратация и потеря электролитов
|
ДЕФИЦИТ ИНСУЛИНА |
|
|
ИЗБЫТОК ГЛЮКАГОНА |
|
возросшая |
гипергликемия |
|
мобилизация |
|
|
жиров |
|
|
|
|
глюкозурия |
гиперкетонемия |
|
|
|
кетонурия |
|
снижение |
потеря |
осмотический диурез |
рН плазмы |
калия и |
и дегидратация |
|
натрия |
|
КОМА |
|
ШОК |
Рисунок 9 . Патогенез диабетического кетоацидоза
Гиперосмолярная диабетическая кома. Встречается чаще у лиц, страдающих ИНЗД легкой или средней степени тяжести, получающих только диетотерапию или сахароснижающие пероральные препараты. Данное осложнение может быть спровоцировано стрессом, травмой, болезнью, резкой дегидратацией организма и т.д.
21

Гиперосмолярная кома развивается более медленно (в течение 5-10, иногда 14 дней) и характеризуется резкой дегидратацией, возникновением обратимых очаговых неврологических нарушений, нарастающим расстройством сознания. Развитие гиперосмолярной комы зависит от следующих факторов:
1.Гипергликемия. К гиперосмолярной коме приводит лишь быстро нарастающий и достигающий очень высокого уровня избыток глюкозы в крови: 55-200 мМ\л.
2.Гипернатриемия, гиперхлоремия. Уменьшение выделения натрия и хлора с мочой обусловлено повышением секреции альдостерона (в ответ на дегидратацию), а также снижением почечного кровотока.
3.Высокое содержание остаточного азота, в том числе – мочевины (из-за ограничения диуреза), повышение содержания общего белка сыворотки – тоже вносят вклад в гиперосмолярность.
Гиперосмолярность приводит к резко выраженной внутриклеточной дегидратации: несмотря на то, что глюкоза продолжает входить в клетки мозга, ее содержание в них несколько повышается, концентрация этого осмотически активного вещества в межклеточной жидкости и плазме крови остается намного большей, чем в интрацеллюлярном отсеке. Нарушение водного и электролитного равновесия в клетках мозга влечет выраженную неврологическую симптоматику и тканевую гипоксию ЦНС с потерей сознания. Дегидратация ведет к сгущению крови. В связи с этим, для гиперосмолярной комы характерно возникновение множественных тромбозов и тромбоэмболий сосудов. У многих больных формируется тромбо-эмболический синдром, следует закупорка почечных клубочков и прогрессирует острая почечная недостаточность. Развивается олигурия и даже полная анурия.
Гипогликемическая кома. Гипогликемия – состояние организма, обусловленное снижением концентрации сахара в крови, которое может наступить у больного ИЗСД:
При лечении инсулином. Этому способствует пропуск приема пищи, передозировка инсулина или неожиданные физические упражнения, провоцирующие усиленное поглощение глюкозы мышцами.
При ИЗСД постепенно теряется способность освобождать глюкагон и катехоламины в ответ на умеренное понижение содержание глюкозы в крови. Из-за этого компенсация гипогликемии запаздывает. Причина такой особенности – автономная нейропатия, развивающаяся вследствие микроангиопатии сосудов портальной системы гипофиза и нарушающая продукцию контринсулярных гормонов.
Другой механизм, способствующий гипогликемии при ИЗСД – это функциональные последствия диабетического нефросклероза. Формирующаяся хроническая почечная недостаточность удлиняет время циркуляции инсулина и понижает почечный порог для глюкозы, вызывая ее потерю.
Если ИЗСД сопровождается полиэндокринопатией, гипогликемии способствует аутоиммунная недостаточность функции коры надпочечников.
При гипогликемии, независимо от ее причины, резко снижается усвоение глюкозы клетками и в первую очередь клетками мозга. Глюкоза – основной источник энергии мозга. Проявление гипогликемии – результат реакции ЦНС на снижение уровня глюкозы в крови и угнетение обмена веществ головного мозга. Первым на недостаток сахара реагирует кора мозга и мозжечок, за этими отделами следует реакция подкорководиэнцефальных структур и лишь в терминальной стадии гипогликемии процесс захватывает продолговатый мозг. При содержании глюкозы менее 3 мМ\л ограничение в выработке АТФ в нейронах ведет к снижению активности калий-натриевого и кальциймагниевого насосов, утрате ионных градиентов, деполяризации клеток ЦНС, клоническим судорогам. Далее следует потеря сознания. При дальнейшем прогрессировании энергодефицита мозга развивается кома.
22
Гиперлактатацидемическая кома – редкое осложнение сахарного диабета является результатом обменных нарушений в связи с накоплением в организме молочной кислоты.
Известно, что при сахарном диабете в условиях гипоксии угнетается аэробный путь окисления глюкозы и усиливается анаэробный гликолиз, что способствует повышенному образованию молочной кислоты. В норме содержание молочной кислоты 0,62-1,33 мМ\л. При накоплении молочной кислоты рН крови сдвигается в кислую сторону, развивается выраженное ацидотическое состояние (сонливость, бред, тошнота, рвота, дегидратация гипотония, гипотермия, олиго- и анурия). При исследовании отмечается снижение резервной щелочности, сдвиг рН в сторону ацидоза, отсутствие кетонемии и кетонурии, гипергликемия. Специфическим для лактат-ацидоза признаком является подъем уровня молочной кислоты выше 2 мМ\л, а в некоторых случаях до 8 мМ\л.
Раздел 3
РЕГУЛЯТОРЫ - ПРОИЗВОДНЫЕ АМИНОКИСЛОТ
ЩИТОВИДНАЯ ЖЕЛЕЗА
Щитовидная железа является единственным органом, синтезирующим органические вещества, содержащие йод – тиреоидные гормоны. Их синтез осуществляется в фолликулах, которые представляют собой функциональную и морфологическую единицу железы. Кроме фолликулярных клеток в щитовидной железе имеются так называемые С-клетки, или парафолликуляргые клетки, секретирующие кальцитонин – один из гормонов, регулирующих гомеостаз кальция.
По химической природе йодсодержащие гормоны фолликулярной части щитовидной железы, отличающиеся друг от друга содержанием йода, являются производными L -тиронина, который синтезируется в организме из аминокислоты L- тирозина. Основные тиреоидные гормоны: тетрайодтиронин или тироксин (Т-4), 3, 5,3′ – трийодтиронин (Т-3),3, 3′, 5′,- трийодтиронин реверсивный (Т-3 рев.).
БИОСИНТЕЗ И СЕКРЕЦИЯ ТИРЕОИДНЫХ ГОРМОНОВ
Исходными продуктами для биосинтеза тиреоидных гормонов служат аминокислота тирозин и йод. В норме человек усваивает 120-140 мкг\сут йода. Йод поступает в организм в основном через желудочно-кишечный тракт с пищей и водой в виде йодидов и в составе органических соединений. В процессе пищеварения и всасывания вне зависимости от формы поступления (органический или неорганический) йод поступает в кровь в виде неорганического йодида. Кроме того, йодид образуется в процессе обмена тиреоидных гормонов в тканях организма.
Всыворотке крови йод определяется в виде неорганического йодида и в комплексе
сбелками. Если количество неорганического йода зависит от поступления его с пищей, то содержание йода, связанного с белками, относительно постоянно и является показателем активности щитовидной железы.
Из крови йодид захватывается клетками фолликулов щитовидной железы, а также слюнными железами и железами желудка. Однако йодид, захваченный слюнными железами и железами желудка, выделяется в неизменном виде с секретом этих желез в желудочно-кишечный тракт, откуда вновь всасывается в кровь. Экскреция йодида в основном происходит через почки.
Источником тирозина является тиреоглобулин – гликопротеид (с мол.м. 660 000). Синтезируется этот белок в тиреоцитах на ЭПР и путем экзоцитоза выводится в полость фолликула. В нормальных условиях транспорт тиреоглобулина совершается не только в просвет фолликула, но и в обратном направлении.
23
В процессе образования и секреции тиреоидных гормонов выделяют последовательные этапы: захват и активация йода, его органификация, конденсация и высвобождение тиреоидых гормонов.
На первом этапе биосинтеза тиреоидных гормонов йодид из плазмы крови экстрагируется тиреоцитами против градиента концентрации (концентрация йодида в щитовидной железе в 30-40 раз превышает его уровень в плазме крови). Этот процесс обеспечивается двумя энергозависимыми ферментными «насосами». Один – захватывает йод из крови и переносит его в цитозоль. Второй переносит его из цитоплазмы в полость фолликула. Сразу же происходит под действием йодпероксидазы окисление йода до катиона (активация йода)
На втором этапе биосинтеза (органификация) йод включается в молекулу аминокислоты тирозина, входящей в состав тиреоглобулина. Йодирование происходит на внутренней поверхности мембраны тиреоцита, обращенной в просвет фолликула (на поверхности раздела мембрана – коллоид). Йодирование тирозина происходит в присутствии пероксидазы щитовидной железы, которая локализуется в микроворсинках апикальной мембраны. Вначале соединение йода с тирозином дает монойодтирозин (МИТ), затем - дийодтирозина (ДИТ).
Следующей стадией биосинтеза является конденсация йодированных тирозинов с образованием гормонов щитовидной железы: тироксина - Т4 и трийодтиронина - Т3 Конденсация МИТ и ДИТ осуществляется также под влиянием пероксидазы, но отличающейся от той, которая участвует в процессе органификации.
Высвобождение гормонов щитовидной железы осуществляется путем эндоцитоза фрагментов коллоида, которые внутри тиреоцита сливаются с лизосомами, образуя вторичные лизосомы, содержащие эстеразы и катептические протеазы. В результате гидролиза тиреоглобулина высвобождаются Т4 и Т3, которые поступают в периваскулярное пространство, а лизосомальные белки остаются в клетке.
Транспорт гормонов
Поступая в кровь, большая часть тиреоидных гормонов связывается с транспортирующими белками, основным из которых в плазме крови является тироксинсвязывающий глобулин (ТСГ). Этот белок связывает и транспортирует 75% тироксина и 85% трийодтиронина. ТСГ более крепко связывает тироксин, в то время как связь с трийодтиронином в 4-5 раз слабее по сравнению с Т4.
Кроме ТСГ, тиреоидные гормоны связываются с тироксинсвязывающим преальбумином. Этот белок связывает около 15% Т4 и менее 5% Т3. В связи с большой концентрацией в сыворотке крови высокой связывающей способностью обладают альбумины. Они связывают около 10% тироксина и столько же Т3.
Таким образом, большая часть тиреоидных гормонов, а именно 99,97% Т4 и 99,7% Т3, находятся в связанной с белками крови форме. Свободная фракция составляет лишь 0,03% для Т4 и 0,3% для Т3, и именно она обусловливает биологическое действие тиреоидных гормонов.
Катаболизм тиреоидных гормонов осуществляется в печени и включает в себя обучный процессы обмена аминокислот: дейодирование, дезаминирование, декарбоксилирование. Образовавшиеся продукты связываются с глюкуроновой кислотой и выводятся в желчь. Йод подвергается реутилизации. Теряется в норме около 10%. При нарушении работы кишечника может развиться йодная недостаточность.
Регуляция функции щитовидной железы осуществляется на трех уровнях:
гипоталамическом, гипофизарном, тиреоидном.
Главным фактором регуляции является тиреотропный гормон (ТТГ), который вырабатывается тиреотрофами передней доли гипофиза. ТТГ стимулирует все этапы синтеза тиреоидных гормонов, секрецию ее гормонов, а также рост и размножение тиреоцитов. Секрецию ТТГ контролируют два основных фактора:1. тиреоидные гормонов,
24

которые регулируют секрецию ТТГ по механизму обратной связи, 2.секреция либеринов и статинов, а также и соматостатина, который тормозит секрецию ТТГ.
Синтез либеринов и статинов в свою очередь регулируется по механизму длиннопетлевой обратной связи и короткой регуляторной петли.
ТТГ-либерины − |
гипоталамус |
|
+ рецепторы |
ТТГ |
|
синтез |
|
тиреоидных |
концентрации |
гормонов |
тироксина в крови |
Рисунок 10. Длиннопетлевая обратная связь
По законам обратной связи концентрация Т3 и Т4 в крови контролирует уровень ТТГ. Содержание ТТГ и тиреоидных гормонов изменяются в противоположном направлении: дефицит тиреоидных гормонов усиливает секрецию ТТГ, а избыток – уменьшает. Другими словами, тиреоидные гормоны тормозят синтез и высвобождение ТТГ.
В реализации механизма короткой регуляторной петли участвуют нейромедиаторы для либеринов и тропных гормонов (ТТГ, АКТГ):
ТТГ-либерины − |
гипоталамус |
ТТГ |
ГАМК |
ядра нейроталамуса |
ДОФамин |
Рисунок 11. Короткая регуляторная петля
Регулятором функции щитовидной железы является собственно концентрация йода в крови. Так, недостаток йода усиливает его захват клетками щитовидной железы. При происходит сдвиг количества гормонов в сторону преобладания Т3. Избыток йода тормозит синтез и секрецию гормонов: происходит снижение скорости захвата йода из крови, его органификации и секреции гормонов.
Механизм действия тиреоидных гормонов на клетки-мишени.
Тиреоидные гормоны относятся к соединениям, проникающим через клеточные мембраны. Условно выделяют неспецифическое их действие и специфическое.
1. Неспецифическое действие гормонов опосредуется через их влияние на проницаемость мембран фосфолипидной природы – митохондрий, плазматической мембраны. При этом гормоны изменяют жирнокислотный состав мембран, что приводит к активации мембранной текучести и, следовательно, к усилению притока субстратов для синтеза белка в цитоплазму, а АДФ и субстратов окисления и фосфорилирования в митохондрию.
2.Специфическое действие гормонов:
Вклеточных мембранах обнаружены участки, связывающие Т4 и Т3 (рецепторы).
1.Гормон на первом этапе связывается с рецепторными участками с образованием первичного комплекса гормон-рецептор;
2.Затем происходит интернализация первичного комплекса, образуется фагосома;
3.С участием лизосомальных ферментов тиреоидные гормоны отщепляются от рецептора
25
и подвергаются дейодированию с помошью деиодиназного ферментного комплекса. Существует деиодиназа внешнего кольца Т4. При этом образуется Т3. Кроме того
есть деиодиназа внутреннего кольца. Работа этого комплекса приводит к образованию реверсивного Т3, активность которого ниже. В клетках нервной системы преобладает дейодаза внешнего кольца (образование Т3), в клетках печени и почек дейодаза внутреннего кольца – выше уровень реверсивного Т3.
Образовавшиеся Т3, Т2 связываются со специфическими рецепторами, которые обнаружены на ядерных мембранах, хроматине, рибосомах, митохондриях. Через эту группу рецепторов тиреоидные гормоны влияют на процессы транскрипции, трансляции, функции митохондрий. Освободивший мембранный рецептор может вернуться на внешнюю плазматическую мембрану (рециклизация рецептора).
ЭФФЕКТЫ ТИРЕОИДНЫХ ГОРМОНОВ
Мишени |
|
|
Э ф ф е к т ы |
|
|
|
|
||
|
|
|
|||||||
Метаболизм углеводов |
|
Ускорение всасывания и окисления глюкозы, распада |
|||||||
|
|
|
гликогена, контринсулярное действие |
|
|
|
|||
Метаболизм липидов |
|
Стимуляция |
липолиза, |
окисления |
ВЖК,индукция |
||||
|
|
|
рецепторов ЛПНП |
|
|
|
|
|
|
Метаболизм |
белков |
и |
Анаболическое действие, усиление синтеза мочевины |
||||||
нуклеиновых кислот |
|
Активация синтеза цАМФ, нуклеотидов, ДНК и РНК, |
|||||||
|
|
|
короткоживущих РНК |
|
|
|
|
|
|
Пермиссивное |
действие |
на |
Стимуляция |
транскрипции |
и |
экспрессии |
бета- |
||
эффекты катехоламинов |
|
адренорецепторов |
|
|
|
|
|
||
Взаимоотношение |
с |
Стимуляция |
освобождения |
|
инсулина, |
||||
другими гормонами |
|
глюкагона,соматостатина; повышение печеночного распада |
|||||||
|
|
|
стероидов, кортикостероидогенеза, снижение синтеза |
||||||
|
|
|
катехоламинов в мозговом веществе надпочечников, |
||||||
|
|
|
подавление секреции ТТГ и тиролиберина, тимотропное |
||||||
|
|
|
действие на гормонообразование в вилочковой железе |
||||||
Физиологическое действие тиреоидных гормонов на органы и системы |
|||||||||
Органы и ткани |
|
|
Э ф ф е к т ы |
|
|
|
|
||
|
|
|
|||||||
Сердечно-сосудистая |
|
Положительный хронотропный и инотропный эффекты; |
|||||||
система |
|
|
повышение |
систолического |
АД |
и |
пульсовой |
разницы |
|
|
|
|
(пермиссивное действие к катехоламинам) |
|
|
||||
Жировая ткань |
|
|
Липолиз |
|
|
|
|
|
|
Мышцы |
|
|
Ускорение реакций, усиление катаболизма белка |
|
|||||
ЦНС |
|
|
Развитие головного мозга, синтез короткоживущих РНК и |
||||||
|
|
|
белков, |
стимуляция |
обучаемости. |
Повышение |
|||
|
|
|
возбудимости, лабильности |
|
|
|
|
|
|
ЖКТ |
|
|
Повышение аппетита, ускорение перистальтики, ускорение |
||||||
|
|
|
всасывания углеводов, стимуляция островков Лангерганса. |
||||||
Система |
крови |
и |
Усиление эритропоэза, укорочение жизни эритроцитов |
||||||
кроветворения |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Костная ткань |
|
|
Индукция дифференцировки, роста. Потеря кальция |
||||||
Почки |
|
|
Увеличение кровотока, фильтрации, диуреза |
|
|||||
Другие эффекты |
|
Стимуляция окисления во всех органах, кроме головного |
|||||||
|
|
|
мозга, лимфоидной ткани, матки, аденогипофиза |
|
|||||
Легкие |
|
|
Ускорение газообмена, одышка |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
26 |
|
|
|
|
|

Гипотиреоидные и гипертиреоидные состояния
Избыточное действие тиреоидных гормонов формирует гипертиреоз. Недостаточное действие тиреоидных гормонов характеризует гипотиреоз. Состояние адекватной метаболическим и онтогенетическим нуждам тиреоидным функции именуют эутиреоз
Гипотиреоз представляет собой синдром, развивающийся вследствие патологического снижения функциональной активности щитовидной железы.
Выделяют первичные, вторичные и третичные формы гипотиреоза
Первичный гипотиреоз может быть обусловлен эмбриональными пороками развития щитовидной железы, нарушением синтеза тиреоидных гормонов вследствие генетических дефектов ферментных систем на различных этапах биосинтеза. Одной из причин гипотиреоза бывает недостаточное поступление йода в организм, а также:
А. Наличие в пищевых продуктах зобогенных веществ - гойтерогенов, содержащихся в растительной пище (капуста и другие крестоцветные, брюква, кукуруза, некоторых бобовых). По химической природе гойтерогены являются тиогликозидами, которые затрудняют поступление йода в щитовидную железу. Эти вещества обладают способностью переходить в материнское молоко и тем самым могут оказать влияние на щитовидную железу ребенка.
Б. Избыток йода в пище (морепродукты), что снижает поступление его в железу. В. Геохимические факторы: избыток или дефицит кобальта, марганца, кальция,
стронция, ртути Вторичный гипотиреоз связан с уменьшением или полным прекращением
выработки передней долей гипофиза ТТГ, стимулирующего нормальную деятельность щитовидной железы. Вторичный гипотиреоз может развиться у детей, перенесших родовую травму, менингоэнцефалит и т.д.
Третичный гипотиреоз обусловлен нарушением выработки гипоталамусом ТРФ, стимулирующего функцию гипофиза.
КАТЕХОЛАМИНЫ
Катехоламины представляют собой дигидроксилированные фенольные амины и включают дофамин, адреналин и норадреналин. Эти соединения являются производными тирозина, в 3-е положение которого введена дополнительная гидроксильная группа (катехоловое кольцо), а боковая цепь декарбоксилирована и к ее -углеродному атому также присоединена гидроксильная группа.
Биосинтез катехоламинов осуществляется в хромаффинной ткани: мозговой слой надпочечников, параганглии; а также в синапсах симпатической нервной системы. Норадреналин обнаруживается главным образом в симпатических нейронах периферической и центральной нервной системы и действует местно как нейротрансмиттер на эффекторные клетки гладких мышц сосудов, мозга, миокарда и печени. Адреналин продуцируется в основном мозговым слоем надпочечников, откуда поступает в кровоток и действует как гормон на отдаленные органы-мишени, Дофамин выполняет две функции: он служит биосинтетическим предшественником адреналина и норадреналина и действует как местный нейротрансмиттер в определенных областях головного мозга, имеющих отношение к регуляции моторных функций.
ЭТАПЫ БИОСИНТЕЗА
Исходным субстратом для биосинтеза служит аминокислота тирозин, которая поступает в организм главным образом с пищевыми продуктами, но в некоторой степени образуется и в печени путем гидроксилирования незаменимой аминокислоты фенилаланина (рис.12):
27

Тирозингидроксилаза |
декарбоксилаза |
оксидаза, |
|
ТИРОЗИН |
ДОФА |
ДОФАМИН |
вит.С
НОРАДРЕНАЛИН метилтрансфераза АДРЕНАЛИН
Рисунок 12. Синтез катехоламинов
Высвобождение секреторных продуктов хромаффинных клеток происходит с участием секреторных гранул, которые возникают из комплекса Гольджи. Функции секреторных гранул: 1. Место окончательного образования активного гормона; 2. Хранение гормона в клетке: при этом мембрана секреторной гранулы ограничивает выход гормона в цитоплазму и защищает гормон от действия цитоплазматических ферментов; 3. Внутриклеточный транспорт и гормональный экзоцитоз. Секреторные гранулы
обладают способностью перемещаться к периферии при участии микрофиламентов, построенных из сократительных белков тубулина и динеина. При этом необходим кальций.
Регуляция биосинтеза и секреции.
Непосредственным физиологическим стимулом для высвобождения катехоаминов является ацетилхолин, который действует на наружную поверхность хромаффинной клетки. Кроме того, секреция катехоламинов происходит при понижении уровня восстановленного глутатиона. При этом происходит разрушение везикул, в которых хранятся катехоламины в синтезирующих клетках.
Важное регуляторное влияние на синтез катехоламинов оказывают глюкокортикоиды. Образование катехоламинов как в мозговом слое надпочечников, так и в симпатических
нервах регулируется двумя способами, в зависимости от срока действия регулятора:
1.быстрая или кратковременная регуляция (без изменения количества молекул ферментов) и 2. хроническая стимуляция (с образованием и появлением большего количества молекул этих ферментов).
Кратковременная регуляция осуществляется главным образом на том этапе биосинтеза, который ограничивает скорость всего процесса и катализируется тирозингидроксилазой. В результате стимуляции со стороны нервной системы, во-первых, возрастает секреция гормона путем экзоцитоза и, во-вторых, увеличивается скорость образования катехоламинов из легко доступного тирозина.
Хроническая стимуляция (в течение 12 ч и более) приводит к избирательной индукции тирозингидроксилазы с помощью механизма, обеспечивающего транскрипцию и синтез белка (глюкокортикоиды).
Метаболизм и инактивация:
Катехоламины метаболизируются и инактивируются в одной из трех анатомических структур: 1 – внутри нейрона, секретирующего эти соединения, после того, как они попадут обратно в цитоплазму в ходе процесса, известного под названием обратного захвата; 2 – в эффекторных клетках (мишенях) после оказания своего биологического действия и 3 - в печени после удаления их из крови. Первый процесс протекает преимущественно в нейронах головного мозга и в переферической нервной системе. Этот обратный захват служит быстрым и экономичных механизмом прекращения действия катехоламинов, выступающих в роли местных нейротрансмиттеров . Большая часть поглощаемого таким образом амина вновь проникает в секреторные гранулы и повторно используется нейроном в цикле секреторных процессов. Часть амина, не попадающего в гранулы, разрушается в цитоплазме нейрона. Этот путь ведет к частичной потере их биологической активности.
Для удаления катехоламинов, выделяемых в кровоток мозговым слоем надпочечников, служат главным образом 2-й и 3-й пути метаболизма. Инактивация катехоламинов
28

определяется сочетанным действием двух ферментов: 1. моноаминооксидазы (МАО),
осуществляющего |
окислительное дезаминирование |
боковой цепи и 2. катехол-О- |
метилтрансферазы, |
которая метилирует гидроксил у |
третьего углеродного атома.Эти |
ферменты присутствуют в печени, почках, плазме крови и цитоплазме нейронов. Метилированные катехоламины обладают специфической биологической активностью на два порядка ниже, чем их неметилированные прдшественники. Главными метаболитами
адреналина и норадреналина являются ванилилминдальная |
кислота и метокси- |
оксифенилгликоль, оба экскретируемые с мочой. |
|
В кровотоке катехоламины существуют в свободной форме и в связанной с белками (альбуминами).
Раздел 4.
СТЕРОИДНЫЕ ГОРМОНЫ
Гормоны этого класса представляют полициклические соединения липидной природы, в основе структуры которых лежит циклопентанпергидрофенантреновое (стерановое) ядро, состоящее из конденсированных между собой трех насыщенных шестичленных колец (А,В,С) и одного насыщенного пятичленного (D) кольца. В зависимости от числа углеродных атомов, входящих в структуру, стероидные гормоны подразделяются на 4 подкласса:
1.Эстрановые гормоны: эстрадиол, эстрон, эстриол. Характерные черты химической структуры: 18-членный углеродный скелет, ароматизация кольца А, наличие оксигруппы в 3-положении. Эти свойства, по-видимому, определяют возможность
первичного взаимодействия стероидов с рецепторами органов-мишеней. Однако наибольшую энергию стероид-рецепторного взаимодействия обуславливает сочетание общих для всех природных эстрогенов структурных свойств с наличием оксигруппы в положении 17. Синтезируются в яичниках, плаценте.
2.Андростановые гормоны: тестостерон. Андрогенная активность тестостерона определяется наличием 19-ти углеродных атомов, 3-кетогруппы и гидроксилом положении 17. Основное место синтеза – семенники. Некоторое количество синтезируют яичники, плацента, кора надпочечников.
CH3OH |
CH3OH |
C D |
C D |
A B |
A B |
HO |
O |
|
|
'эстрадиол |
тестостерон |
3. Прегнановые стероиды. Это семейство состоит из двух основных групп:
а) кортикостероиды, б) прогестины
Кортикостероиды – стероиды, содержащие 21 углеродный атом, характеризуются наличием в кольце А одной двойной связи в положении 4-5, кетогрупп в 3-м и 20-м положениях и гидроксила в 21 положении. Эти молекулярные характеристики в совокупности определяют возможность проявления кортикостероидной
29

гормональной активности. Кроме того, в молекулах кортикостероидов могут присутствовать гидроксилы в положениях 11, 17, альдегидная группа в 13 положении, которые несут ответственность за усиление специфической биологической активности и обеспечение высокой степени сродства гормонов к клеточным рецепторам. По биологической активности эти соединения делят на две группы: минералокортикоиды (альдостерон) и глюкокортикоиды (кортикостерон и кортизол). Место синтеза – кора надпочечников.
Прогестины – содержат 21 углеродный атом, не имеют кислородной функции у 21 и 11 атомов (прогестерон). Являются регуляторами женских половых циклов, беременности.
|
|
CH2OH |
|
CH2OH |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
CH3C |
|
||
|
CH3C |
|
O |
|
||||
|
|
|
||||||
|
|
|
OH |
|||||
HO |
|
|
|
HO |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C |
D |
C D |
CH3 |
|
|
A B |
|
A B |
O |
|
O |
|
|
|
кортикостерон |
|
преднизалон |
|
|
4.Холестановые стероиды, содержащие 27 углеродных атомов: (1,25диоксихолекальциферол)
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
21 |
22 |
26 |
|
|
|
|
|
|
|
H3C |
CH3 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H C |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
24 CH |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
CH3 |
|
CH3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
18 CH3 |
20 |
23 |
25 |
CH3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
12 13 |
|
|
17 |
27 |
|
|
|
|
|
C |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
19 |
|
|
11 |
|
|
|
CH 2 |
|
D |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
1 |
|
CH3 |
|
C |
|
|
D |
16 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
2 |
|
A 10 |
|
9 |
|
8 |
14 |
15 |
|
|
|
|
A |
B |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
B |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
HO |
|
|
5 |
|
|
7 |
|
|
|
|
|
|
|
HO |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
4 |
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
холестерин |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Витамин Д |
|
ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ СТЕРОИДОГЕНЕЗА
Местом синтеза стероидных гормонов являются кора надпочечников, клетки Лейдига семенников, фолликулы и желтое тело яичников, плацента. Все стероидные гормоны образуются из общего предшественника - холестерина, который либо поступает в клетку из крови, либо синтезируется из ацетата. Большая часть холестерина в эндокринных клетках содержится в составе липидных капель в цитоплазме в форме эфиров, откуда он может быть мобилизован с помощью специфических эстераз.
Выделяют 3 начальных этапа:
1.Освобождение холестерина из липидных капель и переход его в митохондрии, где неэстерифицированный холестерин образует комплексы с белками внутри митохондриальной мембраны:
30