Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
БХ учебник Николаев.pdf
Скачиваний:
561
Добавлен:
02.05.2015
Размер:
15.53 Mб
Скачать

3 8 2

Часть III. Гормональная регуляция обмена веществ и функций

Связи между эндокринной и нервной системой

Некоторые гормоны человека и связь эндокринной системы с нервной системой представлены на рис. 13.2. Под прямым контролем нервной системы находятся мозговое вещество надпочечников и гипоталамус; другие эндокринные железы связаны с нервной системой опосредованно, через гормоны гипоталамуса и гипо­ физа. В клетках гипоталамуса синтезируются особые пептиды — либерины (рили- зинг-гормоны). В ответ на возбуждение определенных центров мозга либерины освобождаются из аксонов нервных клеток гипоталамуса, оканчивающихся в ги­ пофизе, и стимулируют синтез и выделение тропных гормонов клетками гипофи­ за. Наряду с либеринами, в гипоталамусе вырабатываются статины, ингибирую­ щие синтез и секрецию гормонов гипофиза.

Центральная нервная система

Н ер в н ы е с в язи

Н ер в н ы е св язи ___

 

 

 

 

 

Гипоталамус

Антидиуре-

 

 

Спинной

 

 

 

Нефроны

 

 

тический

мозг

 

 

гормон

 

 

 

 

 

Окситоцип

"

Мышцы матки,

 

 

 

молочных желез

 

 

 

Меланоцит-

 

 

 

 

 

стимулирую- •

Меланоциты

 

 

 

щий гормон

 

 

 

 

 

Пролактии

Молочные железы

Соматотропин

 

 

 

 

 

 

 

Лютсинизи-

 

Фолликуло-

 

Кортикотропин

Тиротропин

рующий

стимулирующий

 

гормон

 

гормон

 

 

 

 

Мозговое

Кора

Щитовидная

Яичники

 

Семенники

вещество

 

надпочечников

железа

 

надпочечников

 

 

 

АДРЕНАЛИН

КОРТИЗОЛ

ТИРОКСИН ЭСТРОГЕНЫ

 

АНДРОГЕНЫ

Рис. 13.2. Связи эндокринной и нервной систем. Сплошные стрелки обозначают синтез и секрецию гормона, пунктирные — влияние гормона на органы-мишени

Классификация гормонов по биологическим функциям в известной степени условна, поскольку многие гормоны полифункциональны. Например, адреналин и норадреналин регулируют не только обмен углеводов и жиров, но и частоту сер­ дечных сокращений, сокращение гладких мышц, кровяное давление. В частности, по этой причине многие гормоны, особенно паракринные, не удается классифи­ цировать по биологическим функциям.

Глава 13. Гормоны

383

Изменения концентрации гормонов в крови

Концентрация гормонов в крови низкая, порядка IO6-IO JJ моль/л. Время полужизни в крови измеряется минутами, для некоторых гормонов — десятками минут, реже — часами. Увеличение концентрации гормона в крови при действии соот­ ветствующего стимула зависит от увеличения скорости синтеза гормона или ско­ рости секреции уже имеющегося в эндокринной клетке гормона.

Стероидные гормоны представляют собой липофильные вещества, легко про­ никающие через клеточные мембраны. Поэтому они не накапливаются в клетках, и повышение их концентрации в крови определяется увеличением скорости син­ теза.

Пептидные гормоны выделяются в кровь при участии специальных механиз­ мов секреции. Эти гормоны после их синтеза включаются в секреторные грану­ лы — мембранные пузырьки, образующиеся в пластинчатом комплексе; гормон ос­ вобождается в кровь путем слияния гранулы с плазматической мембраной клетки (экзоцитоз). Синтез гормонов происходит быстро (например, молекула проинсу­ лина синтезируется за 1-2 мин), в то время как образование и созревание секре­ торных гранул требуют большего времени — 1-2 ч. Запасание гормона в секретор­ ных гранулах обеспечивает быструю реакцию организма на действие стимула: сти­ мул ускоряет слияние гранул с мембраной и освобождение запасенного гормона в кровь.

Синтез стероидных гормонов

Строение и синтез многих гормонов описаны в предыдущих разделах. Стероидные гормоны представляют собой группу соединений, родственных по происхожде­ нию и структуре: все они образуются из холестерина. Промежуточными продук­ тами при синтезе стероидных гормонов служат прегненолон и прогестерон (рис. 13.3). Они образуются во всех органах, синтезирующих любые стероидные гор­ моны. Далее пути превращения расходятся: в коре надпочечников образуются кор­ тизол (глюкокортикостероид) и альдостерон (минералокортикостероид) (С,,,-сте- роиды), в семенниках — мужские половые гормоны (С19-стероиды), в яичниках женские половые гормоны (С18-стероиды). За большинством стрелок на схеме скрывается не одна, а от двух до четырех реакций. Кроме того, возможны альтер­ нативные пути синтеза некоторых гормонов. В целом пути синтеза стероидных гормонов образуют довольно сложную сетку реакций. Многие промежуточные продукты этих путей также обладают некоторой гормональной активностью. Од­ нако основными стероидными гормонам служат кортизол (регуляция обмена угле­ водов и аминокислот), альдостерон (регуляция водно-солевого обмена), тестосте­ рон, эстрадиол и прогестерон (регуляция репродуктивных функций).

В результате инактивации и катаболизма стероидных гормонов образуется зна­ чительное количество стероидов, содержащих кетогруппу в положении 17 (17-ке- тостероиды). Эти вещества выводятся через почки. Суточная экскреция 17-кетос- тероидов у взрослой женщины составляет 5-15 мг, у мужчин — 10-25 мг. Опреде­ ление 17-кетостероидов в моче используется для диагностики: их выделение увеличивается при болезнях, сопровождающихся гиперпродукцией стероидных гормонов, и уменьшается при гипопродукции.

3 8 4

Часть III. Гормональная регуляция обмена веществ и функций

Прогестерон (C21) Альдостерон (C21)

5

ОН ОН

Рис. 13.3. Пути синтеза стероидных гормонов:

1,2 — в коре надпочечников, семенниках и яичниках; 3, 4 — в коре надпочечников; 5 — в семенниках и яичниках; 6 — в яичниках

Паракринные гормоны

Цитокины

Цитокины — это сигнальные молекулы паракринного и аутокринного действия; в крови в физиологически активной концентрации практически не бывают (исклю­ чение — интерлейкин-1). Известны десятки разных цитокинов. К ним относятся интерлейкины (лимфокины и монокины), интерфероны, пептидные факторы рос­ та, колониестимулирующие факторы. Цитокины представляют собой гликопротеи­ ны, содержащие 100-200 аминокислотных остатков. Большинство цитокинов обра­ зуется и действует во многих типах клеток и реагирует на разные стимулы, включая механическое повреждение, вирусную инфекцию, метаболические нарушения и др. Исключение составляют интерлейкины (ИЛ-1 а и ИЛ-1Р) — их синтез регулирует­ ся специфическими сигналами и в небольшом количестве типов клеток.

Глава 13. Гормоны

385

Цитокины действуют на клетки через специфические мембранные рецепторы и протеинкиназные каскады, в результате активируются факторы транскрипции — энхансеры или сайленсеры, белки, которые транспортируются в ядро клетки, на­ ходят специфическую последовательность ДНК в промоторе гена, являющегося мишенью данного цитокина, и активируют или подавляют транскрипцию гена.

Цитокины учас твуют в регуляции пролиферации, дифференцировки, хемотак­ сиса, секреции, апоптоза, воспалительной реакции. Трансформирующий фактор роста (ТФР-р) стимулирует синтез и секрецию компонентов межклеточного мат­ рикса, рост и пролиферацию клеток, синтез других цитокинов.

Цитокины имеют перекрывающуюся, но все же разную биологическую актив­ ность. Клетки разных типов, или разной степени дифференцированности, или находящиеся в разном функциональном состоянии могут по-разному реагировать на один и тот же цитокин.

Эйкозаноиды

Арахидоновая кислота, или эйкозатетраеновая, 20:4 (5, 8, 11, 14), дает начало боль­ шой группе паракринных гормонов — эйкозаноидов. Арахидоновая кислота, по­ ступающая с пищей или образующаяся из линолевой кислоты, включается в состав мембранных фосфолипидов и может освобождаться из них в результате действия фосфолипазы А.. Далее в цитозоле образуются эйкозаноиды (рис. 13.4). Различают три группы эйкозаноидов: простагландины (PG), тромбоксаны (TX), лейкотриены (LT). Эйкозаноиды образуются в очень малых количествах, и имеют, как правило, короткое время жизни — измеряемое минутами или даже секундами.

Линолено-

 

С О О Н Фосфолипиды

вая

\ = А = Л У \

мембран

кислота

 

(из нищи)

Арахидоновая кислота

 

 

0

 

 

Аспирин

Лейкотриены

С О О Н

С О О Н

 

 

О Н

 

P G E 2 PGF2a P G A 2 P G I2

 

Простагландины

Рис. 13.4. Синтез и строение некоторых эйкозаноидов:

1 — фосфолипаза A2; 2 — циклооксигеназа

3 8 6

Часть III. Гормональная регуляция обмена веществ и функций

В разных тканях и разных ситуациях образуются неодинаковые эйкозаноиды. Функции эйкозаноидов многообразны. Они вызывают сокращение гладких мышц и сужение кровеносных сосудов (PGF2Ct, синтезируется почти во всех органах) или, наоборот, — расслабление гладких мышц и расширение сосудов (PGE2, син­ тезируется тоже в большинстве органов). PGI2 синтезируется в основном в эндо­ телии сосудов, подавляет агрегацию тромбоцитов, расширяет сосуды. Тромбоксан TXA2 синтезируется в основном в тромбоцитах и действует тоже на тромбоциты — стимулирует их агрегацию (аутокринный механизм) в области повреждения сосу­ да (см. гл. 21). Он же, тромбоксан TXA2, сужает сосуды и бронхи, действуя на глад­ комышечные клетки (паракринный механизм).

Эйкозаноиды действуют на клетки-мишени через специфические мембранные рецепторы. Соединение эйкозаноида с рецептором включает механизм образова­ ния второго (внутриклеточного) вестника сигнала; им могут быть цАМФ, цГМФ, инозитолтрисфосфат, ионы Ca2+. Эйкозаноиды, наряду с другими факторами (гис­ тамин, интерлейкин-1, тромбин и др.), участвуют в развитии воспалительной ре­ акции.

Воспаление — естественная реакция на повреждение тканей, начальное звено заживления. Однако иногда воспаление бывает чрезмерным или слишком продол­ жительным, и тогда оно само становится патологическим процессом, болезнью, и требует лечения. Для лечения таких состояний применяют ингибиторы синтеза эйкозаноидов. Кортизол и его синтетические аналоги (дексаметазон и др.) инду­ цируют синтез белков липокортинов, которые ингибируют фосфолипазу A2 (см. рис. 13.4). Аспирин (нестероидное противовоспалительное средство) ацетилирует и инактивирует циклооксигеназу (рис. 13.6).

Рис. 13.6. Инактивация циклооксигеназы аспирином

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.