- •Глава 11. Гормоны
- •Способы взаимодействия сигналов и клеток мишеней многообразны
- •В основе взаимодействия сигнала и рецептора лежит слабое взаимодействие
- •Механизм передачи сигнала в клетку определяется особенностями свойств рецептора.
- •Все рецепторы можно разделить на две группы
- •Эндокринная сигнальная система одна из ведущих регулирующих систем в организме.
- •Уровень гормона в крови не всегда определяет конечный эффект гормона
- •Передача сигнала рецепторами, связанными с g-белками проходит с участием вторичных посредников
- •Образование вторичных посредников – дело интегральных белков плазматической мембраны.
- •ЦАмф - первый вторичный посредник в истории исследований переноса сигналов
- •ЦАмф- аллостерический регулятор протеинкиназы а (пка).
- •В каскадном механизме передачи сигнала заложен механизм усиления сигнала
- •На каждом этапе каскадного механизма усиления сигнала есть свои выключатели.
- •Два вторичных посредника образуются из фосфатидилинозитолов мембран
- •Иф3 обеспечивает повышение уровня ионов кальция в цитозоле.
- •Обе ветви инозитолфосфолипидного пути действуют совместно
- •Разные пути передачи сигнала с участием 7 тмс рецепторов взаимодействуют между собой
- •Многие рецепторы сами обладают ферментативной активностью.
- •Наиболее широко распространенная группа 1тмс рецепторов в клетках – рецепторные тирозинкиназы (ртк).
- •Фосфорилированные тирозиновые остатки связываются со специфическими доменами белков.
- •В механизме передачи сигнала с участием 1тмс рецепторов тоже есть система усиления сигнала.
- •Рецепторы, взаимодействующие с тирозинкиназами по механизму действия подобны рецепторным тирозинкиназам
- •1Тмс рецепторы могут обладать и серин/треонин протеинкиназной активностью.
- •Сигнальные гидрофобные молекулы взаимодействуют с внутриядерными и цитозольными рецепторами
- •Гормоны гипоталамуса и гипофиза
- •Нейроны гипоталамуса –нейросекреторные клетки
- •Гормоны передней доли гипофиза можно разделить на три группы.
- •Великаны и карлики- следствие нарушений функций гормона роста
- •В механизмах действия гормона роста участвуют посредники
- •Конечный эффект гормона роста на метаболизм определяется сочетанием прямого и опосредованного ифр влияния на клетки
- •Самые сложные белковые гормоны.
- •Гонадотропины- гормоны регулирующие функциональную активность половых желез
- •Секреция актг изменяется в течении суток.
- •Липотропин - источник эндогенных опиатов
- •Гормоны задней доли гипофиза
- •Вазопрессин – антидиуретический гормон.
- •Основной физиологический эффект окситоцина соответствует названию гормона.
- •Несахарное мочеизнурение – форма проявления функциональной недостаточности вазопрессина.
- •Гормоны щитовидной железы
- •В синтезе гормонов щитовидной железы можно выделить 4 этапа
- •Все клетки организма, по-видимому, мишени гормонов щитовидной железы.
- •Калоригенное влияние, по-видимому, первично в действии гормонов на организм
- •О системных эффектах гормонов можно судить, сопоставляя изменения, наблюдаемые при гипо и гиперфункциях железы
- •Развитию гипотиреоза у взрослых может предшествовать увеличение размеров щитовидной железы- зоб
- •Гипотиреоз у плода и новорожденного приводит к нарушению роста и развития.
- •Увеличение размеров щитовидной железы может быть признаком гиперфункции
- •Увеличение размеров щитовидной железы может быть следствием применения антитиреоидных средств.
- •Кальцитонин- гормон-полипептид
- •Паращитовидные железы – регуляторы обмена кальция и фосфора
- •Гормоны поджелудочной железы
- •Молекулы инсулина обладают видовой специфичностью
- •Синтез инсулина проходит по законам синтеза секретируемых белков
- •В регуляции синтеза самого инсулина и в механизме его действия важную роль играют переносчики глюкозы
- •Инсулин-«гормон изобилия»
- •Эффекты инсулина тканеспецифичны.
- •Активирование поступления глюкозы в адипоцит сопровождается ингибированием липолиза
- •Инсулиновый рецептор и его субстрат активируют путь передачи сигнала с участием гтф-азы.
- •Комплекс нарушений, вызванных недостаточностью функций инсулина называется сахарным диабетом.
- •Снижение толерантности к глюкозе при диабете - следствие нарушения использования глюкозы периферическими тканями
- •Гипергликемия при диабете – причина «диабета».
- •Длительная гипергликемия способствует неферментативному гликозилированию белков
- •Избыток глюкозы вне клеток при диабете контрастирует с ее внутриклеточным дефицитом.
- •Диабет – болезнь липидного обмена?
- •Кетоновые тела –важный источник энергии.
- •Кетоновые тела – источник протонов
- •Выделяют две формы диабета.
- •Высокие дозы инсулина также ведут к коме
- •Падение уровня глюкозы компенсируется специальными механизмами.
- •Глюкагон образуется а- клетками поджелудочной железы
- •Глюкагон действует через 7тмс рецепторы
- •Основной регулятор секреции глюкагона - глюкоза
- •Молярное отношение инсулин :глюкагон - важный показатель состояния регуляторных систем метаболизма.
- •Панкреатический полипептид синтезируется f- клетками поджелудочной железы
- •Гормоны надпочечников Гормоны коры надпочечников - производные холестерола.
- •Основной исходный субстрат для синтеза гормонов коры надпочечников – холестерол.
- •Прегненолон –прямой предшественник всех стероидных гормонов.
- •Клетки гломерулярной зоны синтезируют альдостерон потому, что у них есть синтаза альдостерона
- •Транскортин- главный транспортный белок стероидных гормонов
- •Печень –основной орган катаболизма стероидных гормонов надпочечников
- •Секреция актг и кортикостероидов подвержена циркадным ритмам
- •Регуляция секреции альдостерона мало зависит от актг
- •Ведущий фактор в регуляции секреции альдостерона – ренин –ангиотензиновая система.
- •Ангиотензин II– гипертезин
- •Глюкокортикоидные гормоны стимулируют образование глюкозы.
- •Существует тканевая специфичность в действии глюкокортикостероидов на липидный обмен.
- •На обмен белков глюкортикостероидов оказывают двоякий эффект
- •Высокие концентрации глюкокортикоидов тормозят иммунологический ответ.
- •Высокие концентрации глюкокортикоидов подавляют воспалительную реакцию.
- •Глюкокортикоиды оказывают влияние практически на все органы и системы
- •Для проявления своей активности альдостерон связывается с внутриклеточным рецептором.
- •Недостаточность ферментов, катализирующих синтез кортикостероидов, ведет к гиперплазии надпочечников.
- •Синдром Кушинга развивается при избытке глюкокортикоидов.
- •Первичная недостаточность надпочечников - аддисонова болезнь.
- •Первичный альдостеронизм – болезнь Кона
- •Гормоны мозгового слоя надпочечников образуются из тирозина
- •Период полураспада катехоламинов составляет 1- 2 минуты.
- •Феохромоцитомы – опухоли, ведущие к гипертензии
- •Гормоны половых желез
- •Клетки Лейдига –основное место синтеза андрогенов
- •Белки плазмы обеспечивают транспорт гормонов к органам мишеням
- •Тестостерон действует через внутриклеточные рецепторы
- •Конечный эффект тестостерона определяется его концентрацией, которая тщательно регулируется.
- •Недостаточность мужских половых гормонов может проявляться по разному
- •Яичники –источник женских половых гормонов и половых клеток
- •Эстрогены образуются их андрогенов
- •Основной источник прогестерона – желтое тело
- •Количество синтезируемых гормонов зависит от возраста и фазы менструального цикла
- •Желтое тело после оплодотворения – железа внутренней секреции
- •Плацента секретирует свой гормон роста.
- •Фетоплацентарная единица –кооперация в синтезе стероидных гормонов
- •Резкое снижение уровня эстрогенов инициирует лактацию после родов
- •Гинекомастия – развитие молочных желез у мужчин
- •Менопауза – результат снижения активности яичников.
- •Эстрогены регулируют синтез белков
- •Бесплодие – одна из важных медицинских проблем.
- •Гормоны желудочно-кишечного тракта.
- •Организация эндокринной системы желудочно-кишечного тракта отличается рядом особенностей
- •Секретин - первый гормон в истории эндокринологии
- •Инкретины –гормоны стимулирующие секрецию инсулина.
- •Вазоактивный интестинальный полипептид член семейства секретина
- •Мотилин не входит ни в семейство гастрина ни в семейство секретина
- •Механизмы действия многих гормонов жкт еще не известны.
Ведущий фактор в регуляции секреции альдостерона – ренин –ангиотензиновая система.
Рис.11.23.Механизмы регуляции секреции альдостерона.
В ответ на:
переход из горизонтального положения в вертикальное;
снижение внутрисосудистого давления и объема вследствие дегидратации, кровотечения, приема диуретиков, гипоальбуминемии;
стрессовые ситуации, повышение активности симпатический нервной системы, прием -адреностимуляторов (изопреналин, адреналин);
ограничение приема натрия;
стимуляцию секреции простагландинов, глюкагона, брадикинина;
сердечную недостаточность и цирроз печени;
снижение кровотока в почечной артерии
юкстагломерулярные клеткипочечных афферентных артериол обладают способностью секретировать протеолитический фермент ренин. У человека это - гликопротеин с молекулярной массой 37,326 Да. Молекула фермента состоит из двух долей или доменов, между которыми расположен активный центр. Ренин – аспарагиновая протеаза.
Единственной известной функцией ренина является гидролитическое отщепление декапептида ангиотензина I отNконцевого отделаангиотензиногена.
Ангиотензин-конвертирующий фермент (АКФ)— гликопротеин, выявляется в легких, эндотелиальных клетках и в плазме крови, отщепляет от ангиотензина I два С-концевых аминокислотных остатка, превращая его в ангиотензин II.AКФ - эктофермент, который существует в двух формах:соматическойформе, которая является компонентом мембран эндотелиальных клеток и форме, обнаруженной в сперматогенных клетках и сперматозоидах.
Реакция, которую катализирует АКФ, видимо, не является скорость-лимитирующей. Различные нонапептиды—аналоги ангиотензина I—способны ингибировать превращающий фермент и потому используются для лечения ренин-зависимой гипертонии. АКФ расщепляет также брадикинин, мощное сосудорасширяющее средство. Таким образом, этот фермент повышает кровяное давление двумя различными путями. Период полураспада ангиотензина II в кровообращении, у людей оставляет1-2 минуты. Его дальнейшие превращения катализируются различными пептидазами. Аминопептидаза удаляет остаток аспарагиновой кислоты от аминоконца пептида. Образующийся гептапептид, в отличие от других фрагментов пептида, обладает физиологической активностью и иногда называетсяангиотензином III. Кроме того, аминопептидаза может действовать на ангиотензинI, образуя (des-Asp1) ангиотензин, а это соединение может быть преобразовано непосредственно в ангиотензин III действием АФК. Ферменты, катализирующие распад ангиотензина найдены в эритроцитах и многих других тканях.
Ангиотензин II– гипертезин
Ангиотензин I–основной предшественник ангиотензина II . В этом его главное физиологическое значение. Продукт его протеолиза ангиотензинII- первоначально названный гипертензином или ангиотонином - действует непосредственно на гладкие мышцы сосудистой стенки, вызывая сужение артериол и повышая систолическое и диастолическое кровяное давление. Это - один из наиболее мощных из известных вазоконстрикторов, который в четыре- восемь раз активнее норадреналина. Однако, его вазопрессорная активность уменьшается при недостаточности натрия и у больных с циррозом и некоторыми другими болезнями. В этих условиях, уровень циркулирующего ангиотензина II значительно повышается, что вызывает снижение количества рецепторов ангиотензина в гладкомышечных клетках и снижает чувствительность к вводимому ангиотензину II. Ангиотензин II также действует непосредственно на кору надпочечников, увеличивая секрецию альдостерона, а ренин- ангиотензиновая система главный регулятор секреции альдостерона. Дополнительным эффектом действия ангиотензина II является усиление выделения норадреналина прямым действием на постганглионарные симпатические нейроны, сокращение мезангиальных клеток с результирующим уменьшением в скорости клубочковой фильтрации и прямой эффект на почечные канальцы с увеличением реабсорбцииNa+. Ангиотенсин II оказывает влияние на мозг, увеличивая поступление воды и секрецию вазопрессина и АКТГ. Не проникая через гематоэнцефалический барьер, он вызывает эти реакции, действуя структуры мозга, которые расположены вне гематоэнцефалического барьера
Ангиотензин IIIобладает примерно 40 % вазопрессорной активности ангиотензина II, и равен ему по активности в стимулирующем действии на секрецию альдостерона. Предполагалось даже, что ангиотензин III - естественный пептид стимулирующий образование и секрецию альдостерона, в то время как ангиотензин II – пептид, регулирующий кровяное давление, хотя больше данных за то, что ангиотензин III - просто продукт распада с некоторой биологической активностью.
Определенную роль в действии ангиотензина может играть и биосинтез простагландинов.Судя по тому, что простагландины Е1 и Е2 стимулируют высвобождение альдостерона,aF1aиF2a тормозят, в целом это типично для опосредованных простагландинами реакций. Ингибитор биосинтеза простагландинов индометацин тормозит как базальное, так и стимулированное ангиотензином II высвобождение альдостерона.
Уровень К+ в плазме - еще один регулятор образования альдостерона.
Секреция альдостерона зависит от изменений уровня калия в плазме: увеличение калия всего лишь на 0,1 м-экв/л стимулирует секрецию, а снижение на ту же величину тормозит синтез и секрецию гормона. Эффект K+ независит от уровней Na+и ангиотензина II в плазме крови. Продолжительная гиперкалиемия приводит к гипертрофии клубочковой зоны и повышению чувствительности ее клеток к ионам калия. К+воздействует на те же ферментативные этапы, что и ангиотензин II, но механизм его эффекта не известен. Подобно ангиотензину II,K+не влияет на биосинтез кортизола.
При свободной диете и нормальном содержании в ней хлорида натрия секреция альдостерона у практически здоровых лиц составляет от 100 до 500 нмоль/сут (30-150 мкг/сут) при концентрации его в сыворотке крови от 15 до 400 нмоль/л (5-15 нг/100 мл).