2. Производные аминокислот:

-амины: дофамин, норадреналин, адреналин, мелатонин.

-йодтиронины: тироксин (Т4), трийодтиронин (Т3).

3Стероидные гормоны: эстрогены (Э2, Э3), прогестерон (П), тестостерон (Т), дигидротестостерон (ДГТ), глюкокортикоиды, альдостерон, метаболиты холекальциферола (вит.D).

Общие свойства гормонов

1.Гормоны не инициируют новые реакции в клетках-мишенях, они включают ускорение одних биохимических реакций с одновременным торможением других.

2.Процессы синтеза, секреции , метаболической инактивации и (или) экскреции гормонов тесно взаимосвязаны и обеспечивают постоянный базальный гормональный фон, а также возрастание скорости продукции гормонов в периоды повышенной потребности в них.

3.Скорость секреции гормонов зависит от присутствия в крови субстратов, ионов, нейромедиаторов или других гормонов и осуществляется:

-на протяжении отдельных периодов всей жизни индивидуума: эмбриональный период, детство, период полового созревания, детородный период, менопауза, старость;

-в течение цикла беременность-лактация;

- в течение менструального цикла;

- вимпульсном режиме ( характерен для большинства гормонов ) с регулярной периодичностью, измеряемой сутками, часами, минутами.

4. Время действия гормонов различно:

- нейромедиаторы-10^-3 сек.

- пептиды- сек.-мин.

-белки и гликопротеины- мин.-часы

- стероиды-часы

-тиреоидные гормоны-сутки

5. Гормоны функционируют в пределах закрытых систем передачи информации с обратной связью.

6. Стероидные и тиреоидные гормоны переносятся в крови специальными транспортными белками.

Основные эффекты гормонов

1. Метаболические:

а) влияние инсулина, контринсулярных гормонов на уровне глюкозы крови;

б) влияние инсулина, соматотропина, андрогенов, глюкокортикоидов и тироксина на белковый обмен;

в) влияние тироксина, катехоламинов, глюкокортикоидов на жировой обмен;

г) влияние минералокортикоидов, паратгормона, тиреокальцитонина на обмен Nа⁺, К⁺, Са²⁺и т.д.

2. Морфогенетические:

а) влияние тироксина на метаморфоз головастиков - вызывает преждевременное превращение головастиков в лягушек;

б) влияние эстрогенов и андрогенов на структуру скелета, развитие органов половой сферы, рост волос, в частности, связан­ный с вторичными половыми признаками;

в) влияние тропных гормонов на рост и размножение секретор­ных элементов соответствующих эндокринных желез и др.

3. Пусковые(когда какая-то функция начинает осуществляться только под влиянием воздействия соответствующего гормона):

а) секреция гормонов в эндокринных железах под влиянием тропных гормонов гипофиза: кортикотропина (глюкокортикоиды), тиреотропина (тироксин), гонадотропинов (андрогены и эстрогены);

б) секреция молока в молочных железах (даже у особей муж­ского пола) под влиянием лактотропина;

в) осуществление различных фаз менструального цикла под влиянием различных эстрогенов и прогестинов (при отсутствии этих гормонов месячные прекращаются, например в климактерическом пе­риоде) .

4. Регуляторные(коррегирущие) - когда какая-либо функ­ция может осуществляться и в отсутствии гормонов, но гормоны существенно меняют параметры этой функция:

а) влияние катехоламинов на сердечный ритм;

б) влияние катехоламинов на сосудистый тонус;

в) влияние вазопрессина на сосудистый тонус;

г) влияние андрогенов, эстрогенов, глюкокортикоидов, ти­роксина на развитие скелетной мускулатуры;

д) влияние окситоцина на тонус мускулатуры матки и желчевыводящих путей.

Можно привести множество примеров искажения или отсутст­вия этих гормональных эффектов при различных нарушениях эндо­кринной системы.

Интегративные функции гормонов

1.Дифференцировка.Гормоны влияют на дифференцировку органов и тканей в эмбриогенезе.

2. Размножение.Дифференцировка и развитие сперматозоидов и яйцеклеток, беременность и лактация требуют участия многих гормонов.

3.Оптимальный рост и развитиеорганизма обуславливаются совместным действием гормона роста, тиреоидных гормонов и инсулина.

4. Адаптация.Гормоны принимают важнейшее участие в кратковременной и долговременной адаптации к количеству и качеству потребляемой пищи, к действию постоянно изменяющихся факторов внешней среды.

5. Старение.Процесс старения сопровождается снижением секркции половых гормонов.

Механизм действия гормонов

Ранее cчиталось, что белковые гормоны и катехоламины действуют на клетки-мишени через поверхностные рецепторы, не проникая внутрь клеток (дистантный механизм действия), стероидные и тиреоидные гормоны- только через внутриклеточные рецепторы(внутриклеточныймеханизм действия).

В настоящее время доказано,. что многие белковые гормоны после их рецепции на плазматической мембране, подвергаются эндоцитозу, оказываются внутри клетки и могут транспортироваться в органоиды и ядро.

У стероидов и тиреоидных гормонов также имеется набор внутриклеточных и поверхностных мембранных рецепторов.

В результате и белковые, и стероидные гормоны вызывают в клетках-мишенях ранние (на протяжение первых минут) и отсроченные( 2-4 часа и более) эффекты, опосредованные взаимодействием гормона с поверхностным мембранным и внутриклеточным рецептором соответственно.

Комплементарное взаимодействие гормона с мембранным поверхностным рецептором.При связывание гормона с поверхностным мембранным рецептором происходит запуск внутриклеточного каскадного механизма образования внутриклеточных регуляторов ( месенджеры, вторичные посредники, третичные и т.д.), что приводит к многократному усилению исходного гормонального сигнала и быстрой реализации билогического эффекта.

Внутриклеточные посредники действия гормонов представляют собой

единую целостную систему взаимодействующих регуляторов . К ним относяся: гуанозинтрифосфатсвязывающие белки ( G-белки ), циклические нуклеотиды(цАМФ, цГМФ), кальций и связывающие его белки, фофсфатидилинозит и его производные, диацилглицерол, эйкозаноиды ( производные арахидоновой кислоты), протеинкиназы .

Целостный ансамбль эффектов (активация одних и инактивация других ферментов, активация мембранного транспорта и др.) , вызываемых гормоном, требует участия нескольких внутриклеточных посредников.

Комплементарное взаимодействие гормона с внутриклеточным рецептором.Гормоны проходят через мембрану и в цитоплазме связываются со специфическими рецепторами, которые доставляют их в ядро и /или в митохондрии. В ядре, а так же в митохондриях содержатся высокоаффинные рецепторы к гормонам. В процессе взаимодействия запускается синтез ферментов.

Таким образом, в конечном итоге действие гормонов сводится к действию на синтез и активность ферментов, что и определяет их воздействие на метаболизм.

Взаимодействие гормонов

Регуляция большинства функций в организме, как правило, осуществляется не одним, а сразу несколькими гормонами. С дру­гой стороны, каждый из гормонов имеет по несколько классов клеток-мишеней и способен оказывать воздействие на несколько функциональных отправлений организма.

Можно выделить несколько типических вариантов таких взаимодействий.

I. Синергизм в действии гормонов.

Под синергизмом понимают совпадение эффектов различных гормонов, одинаковый результат их воздействия.

Например:

- все контринсулярные гормоны повы­шают уровень сахара крови;

- все гормоны - анаболики (соматотропин, андрогенные стероиды, инсулин) повышают биосинтез белка,

-катаболические гормоны (глюкокортикоиды, катехоламины, тироксин в больших концентрациях) способствуют ра­спаду белка, повышают уровень небелкового азота крови (азоте­мию);

-катехоламины, соматотропин, тироксин повышают липолиз и уровень свободных жирных кислот в крови;

-катехоламины, вазопрессин, минерало- и глюкокорти­коиды повышают артериальное давление.

2. Антагонизм.

Это такая форма взаимодействия, когда эффекты от различных гормонов разнонаправлены, прямо противоположны.

Инсулин снижает содержание глюкозы в крови, а контринсулярные гормоны - повышают.

Инсулин, лактотропин, глюкокортикоиды стимулируют липогенез, накопление жира, а катехоламины, соматотропин, тирок­син - липолиз, опустошение жировых депо, похудение.

Инсулин, соматотропин, стероидные анаболики способ­ствуют накоплению белка, его биосинтезу, а катехоламины, глюкокортикоиды, тироксин в больших концентрациях - усиливают ката­болизм, распад белка.

Паратгормон (паратирин) повышает содержание Ca²⁺в крови, а тиреокальцитонин - снижает. Примеры можно продолжить.

Однако, нельзя говорить о гормонах - синергистах или анта­гонистах, следует говорить о синергическом или антагонистиче­ском действии на ту или иную функцию организма. Гормоны, высту­пающие как синергисты в отношении одного какого-то параметра, в отношении другого часто оказываются антагонистами.

Например, инсулин с одной стороны и глюкагон, глюкокорти­коиды с другой в противоположном направлении влияют на уровень сахара в крови. Но в отношении энергообеспечения клеток они си­нергисты: обогащают ее глюкозой и увеличивают выработку АТФ. Инсулин путем транспорта глюкозы через мембрану и стимуляции ЦТК, глюкагон и глюкокортикоиды путем повышенного обеспечения клетки энергоносителем - глюкозой через кровь.

Инсулин и соматотропин - антагонисты в отношении сахара крови, но синергисты в отношении биосинтеза белка.

Соматотропин и глюкокортикоиды - антагонисты в отношении их влияния на анаболизм и накопление жира, но они синергисты в отношении уровня сахара в крови.

Метаболические и функциональные нарушения при эндокринных синдромах представляют собой сложные мозаики нарушения синергических и антагонистических эффектов различных гормонов.

3. Пермиссивное действие гормонов.

Эта форма взаимодействия сводится к тому, что для реализа­ции эффекта какого-то гормона совершенно необходимо хотя бы ми­нимальное количество другого гормона. При полном отсутствии гор­мона, осуществляющего пермиссивное действие, любые концентрации соответствующего другого гормона никакого результата не дадут.

Все эффекты катехоламинов проявляются только при наличии глюкокортикоидов, а сосудистые - требуют еще и минералокортикоидов. Еще один яркий пример пермиссивннх взаимодействий - это необходимость определенных количеств инсулина, тироксина и глю­кокортикоидов для того, чтобы проявился анаболический эффект соматотропина.

Эти взаимодействия реализуются на пострецепторном уровне, на эффекторном уровне или путем влияния одних гормонов на экспрессию рецепторов других. Так, глюкокортикоиды контролируют экспрессию катехоламинового рецептора и пермиссивно влияют на концентрацию ц-АМФ в клетках, облегчая действие катехоламинов на рецепторном и пострецепторном уровне.

Регуляция деятельности эндокринной системы

Можно выделить несколько уровней регуляции эндокринной системы.

1.Внегипоталамические структуры мозга- осуществляют нейроэндокринный контроль деятельности гипофиза, ответственны за суточным ритм секреции гормонов.

2.Гипоталамус:

а) контролирует исходную ( базальную ) секрецию гипофиза ;

б) трансформирует информацию из вышележащих отделов НС путем изменения уровня нейромедиаторов .

Т.о. гипоталамус интегративно регулирует функциональную активность гипофиза и периферических эндокринных желез посредством:

а)нейротрансмиттеров(адреналин,норадреналин,дофамин,серотонин,ацетилхолин, ГАМК);

б) гипоталамических гормонов.

Гипоталамические нейросекреторные клетки выделяют следующие группы биорегуляторов ( гормоны гипоталамуса):

- либерины– нейроэндокринные стимуляторы продукции гипофизарных гормонов с идентифицированной структурой:

- тиролиберин;

- люлилибирин (фоллилиберин, гонадолиберин);

- соматолиберин;

- кортиколиберин;

- рилизинг- факторы– стимуляторы продукции гипофизарных гормонов с точно не установленным строением ( МСГ- РФ- меланоцитстимулирующий гормон рилизинг - фактор);

- статины- пептиды с установленной химической структурой, тормозящие продукцию гипофизарных гормонов:

- соматостатин ( пангибин);

- тиростатин;

- пролактостатин;

- ингибитинг- факторы- пептиды с неустановленной химической структурой, тормозящие продукцию гипофизарных гормонов (МСТ-ИФ - меланоцитстимулирующий гормон ингибитинг- фактор);

-нонапептиды:

- аргинин вазопрессин; лизил- вазопрессин;

- окситоцин;

-эндогенные опиоды- нейропептиды антистрессорного действия, производные проэнкефалина, проопиомеланокортина и продинорфина:

в) симпатической и парасимпатической НС.

3. Гипофиз-эндокринная железа, в функциональном отношении неразрывно связан с гипоталамусом .Подразделяется на переднюю долю ( аденогипофиз ) и заднюю долю ( нейрогипофиз ).

а) аденогипофиз выделяет следующие группы биорегуляторов ( гормоны гипофиза ) :

-Соматотропный гормон ( сомототропин, СТГ);

- Пролактин ( ПрЛ);

-Тиреотропный гормон ( тиреотропин, ТТГ );

- Лютеинизирующий гормон ( лютропин, ЛГ);

- Фолликулостимулирующий гормон ( фоллитропин, ФСГ)

- Адрено-кортикотропный гормон ( кортикотропин, АКТГ );

- Липотропные гормоны ( липотропины, ЛпТГ );

- Меланоцитстимулирующие гормоны ( меланотропины, МСГ);

- эндогенные опиаты (эндорфины, динорфины, неоэндорфины );

б) нейрогипофиз –секреция гипоталамических нонапептидов- вазопрессина ( антидиуретический гормон, АДГ ) и окситоцина.

4. Периферические эндокринные железы –надпочечники, щитовидная желе-за ,половые железы, паращитовидные железы, панкреас, АПУД-система.

Регуляция их деятельности осуществляется высшими центрами по нескольким каналам :

а) трансгипофизарная гуморальная регуляция – при которой возникший в надгипоталамической области или в гипоталамусе импульс вызывает наработку соответствующего тропного гормона гипофиза , стимулирующего деятельность периферической железы.Этим путем регулируется функция коры надпочечников, гонад, щитовидной железы, молочных желез,координируются ростовые и анаболические процессы, функции жировой ткани, вводно-солевой метаболизм и др.

б) парагипофизарная нервная регуляция, осуществляемый помимо гипофиза через гипоталамические центры симпатической и парасимпатической систем. Прямую иннервацию,влияющую на метаболические процессы, получают печень, жировая ткань,ЖКТ, поджелудочная железа и островки Лангерганса, паращитовидные железы, щитовидная железа и мозговое вещество надпочечников.

в) парагипофизарная гуморальная регуляция – осуществляется через цереброспинальную жидкость по пути : гипоталамус – цереброспинальная жидкость – венулы сосудистого органа концевой пластинки – системный кровоток.

5.Клетки –мишени, в которых реализуются гормональные эффекты периферических эндокринных желез.

Эндокринная система как любая другая биологическая система, обладает автоматической саморегуляцией, основанной на сущестовании механизма «обратной связи» ( впервые сформулирован М.М. Завадовским под названием « плюс-минус взаимодействие») . В настоящее время твердо установлено, что принцип обратной связи, когда регулируемый параметр оказывает обратное влияние на продукцию гормонального регулирующего сигнала, служит основой самоуправления в эндокринной системе. При этом механизмы обратной связи существенно разнятся при транс- и парагипофизарном путях.

1. Трансгипофизарная обратная связь( ОС )осуществляется по уровню гормонов в крови. Можно выделить несколько ее уровней:

а) длинная ОС– взаимодействие периферической железы с гипоталамо-гипофизарной системой, например, увеличение выработки кортиколиберина и кортикотропина при снижении концентрации в крови кортикостероидов;

б) короткая ОС- гипофизо-гипоталамическое взаимодействие, возрастание выработки кортиколиберина при росте АКТГ;

в) ультракороткая ОС– интрагипоталамическое взаимодействие, влияние одного гормона на высвобождение другого.

2. Парагипофизарная обратная связь.

В роли регулируемого показателя выступает содержание какого-либо метаболита, подавляющее по принципу сервомеханизма продукцию гормона, повышающего такой показатель. Пример- взаимоотношения концентрации кальция и секреции парат-гормона, уровня глюкозы и гормонов островков Лангерганса, калий-натриевого соотношения в плазме- и секреции альдостерона, осмоляльности внеклеточной жидкости и продукции вазопрессина.

Кроме того по характеру ОС может быть положительной( выброс одного гормона стимулирует выброс другого, например АКТГ-кортиколиберин) и отрицательной (кортикостероиды угнетают продукцию кортиколиберина).

Большое значение имеет то, что достаточно длительное и интенсивное напряжение какого-либо контура отрицательной обратной связи вызывает в эндокринных структурах не только функциональные, но и морфологические эффекты. Так, длительный дефицит гормона может вызвать гиперплазию соответствующей железы, а избыток гормона – ее атрофию.Эти эффекты могут реализоваться на разных уровнях регуляции, включая гипофиз и гипоталамус.

Из приведенных выше сведений о структурно-функциональноцй организации нейроэндокринной системы следует,что эндокринные нарушения могут возникать при нарушении любого звена данной системы – от коры больших полушарий головного мозга до пострецепторных процессов в «клетках мишенях».

Соответственно можно выделить 3 основных патогенетических варианта эндокринных нарушений:

-нарушения центральной регуляции функций периферических эндокринных желез;

-первичные нарушения гормонообразования в периферических эндокринных железах;

-внежелезистые нарушения – транспорта, активности, рецепции гормонов и пострецепторных процессов.

Виды эндокринопатий

Нарушения в эндокринной системе обозначают термином - эндокринопатии.

Эндокринопатии выделяют :

1.Первичныеивторичные.

- первичные - когда патологический процесс( генетический дефект, аутоиммунное повреждение, воспаление, опухоль) локализован в самой железе.

- вторичные – когда первичное повреждение находится в пределах гипоталамо-гипофизарного пейросекреторного аппарата, а дисфункция периферической эндокринной железы является следствием этого процесса.

2. Гиперфункциональные и гипофункциональные.

- гиперфункция- эндокринопатии, сопровождающиеся избыточным эффектом гормона – гипертиреоз, гиперкортизолизм, гиперальдостеронизм и др.;

- гипофункция - эндокринопатии, сопровождающиеся недостаточным эффектом гормона – гипотиреоз, гипокортизолизм, гипоальдостеронизм и др.

3. Моногландулярные и плюригландулярные .

- моногландулярные – поражается одна эндокринная железа;

- плюригландулярные – поражается несколько эндокринных желез.

Плюригландулярные синдромы бывают :

- гипоталамо-гипофизарные – пангипопитуитаризм ;

- аутоиммунные -синдром Шмидта – инсулинзависимый сахарный диабет,

аутоиммунный тиреоидит, гипопаратиреоз и гонадно-надпочечниковая

недостаточность ;

- рецепторные - дефект семейства G-белков – псевдогипопаратиреоз, гипергонадотропный гипогонадизм и первичный гипотиреоз ;

- наследственные - синдромы MEN-I,MEN-IIа,MEN-IIb– от англ.multipleendocrineneoplsiae– множественные неопластические эндокринопатии .

Этиология и патогенез эндокринопатий на различных уровнях

1.Гипоталамо-гипофизарный уровень- нарушение центральной регуля-

ции эндокринных функций- реализуется по нескольким направлениям:

- психогенные эндокринопатии, могут приводить к возникновению тиреотоксикоза, половых расстройств, адреналиновой интоксикации. Функциональные расстройства внегипоталамических структур мозга- психозы, неврозы – приводят к нарушению нейроэндокринного контроля деятельности гипофиза.

- поражения гипоталамуса и внегипоталамических структур (лимбической системы, ретикулярной фармации, промежуточного мозга, гиппокампа) вследствие травм(перелом основания черепа),воспаления (энцефалит, менингит ), ишемии (тромбоз, эмболия), кровоизлияний, опухолей – приводят к развитию гипоталамических эндокринопатий ( диэнцефальный синдром ).

- поражения гипофиза- может быть либо тотальным, что ведет к снижению выработки всех его гормонов и развитию пангипопитуитаризма ( врожденная агенезия нижнего мозгового придатка, травматическая деструкция гипофиза, радиационные поражения,тромбоз, аутоиммунный гипофизит) либо парциальным ( опухоль,аутоиммунное поражение, радиационное поражение)– снижение секреции отдельных гормонов.

Кроме того аденомы гипофиза могут приводить к парциальной гиперсекреции гормонов.

- нарушения механизма обратной связи. Например, при болезни Иценко-Кушинга повышается порог возбудимости гипоталамических нейронов к тормозному влиянию кортикостероидов на синтез кортикотропина , что приводит к его гиперсекреции и вторичной гиперплазии коркового вещества надпочечников.

Еще одним примером может служить так называемый "синдром отмены". Длительное применение в лечебных целях больших доз глю­кокортикоидов тормозит выработку в аденогипофизе кортикотропина, а при его отсутствии происходит атрофия пучковой зоны коры надпочечников. Больной теряет способность вырабатывать собствен­ные глюкокортикоиды. В случае отмены гормональной терапии (глю­кокортикоидов) у больного развивается острая надпочечниковая недостаточность.