Тема 1. Основные механизмы гормональной регуляции обмена веществ и функций организма. Гормоны гипоталамуса и гипофиза.

Практическая значимость темы. В организме человека и животных существует сложная система регуляции и координации обмена веществ и физиологических процессов в клетках, тканях и органах, осуществляемая специфическими сигнальными молекулами – гормонами. Нарушение в любом звене нейрогуморальной регуляции может привести к возникновению гормонального дисбаланса и развитию эндокринных заболеваний. Зная общие механизмы действия, а также биохимические эффекты отдельных гормонов, можно диагностировать заболевания, обусловленные недостаточной или избыточной продукцией гормонов, и назначить эффективное лечение.

Цель изучения темы:

• сформировать представления о взаимосвязи химической структуры, свойств гормонов и механизма воздействия их на клетки-мишени, о взаимоотношениях различных уровней регуляции обмена веществ в организме.

• познакомиться с примерами заболеваний, возникающих при нарушениях функции гипофиза и гипоталамуса.

• научиться применять полученные знания для решения теоретических и практических задач.

Исходный уровень знаний:

1. Биологические функции и особенности строения белков, аминокислот, нуклеотидов, стероидов.

2. Гидрофильные и гидрофобные свойства биологических макромолекул.

3. Механизмы регуляции каталитической активности ферментов.

4. Механизмы транспорта веществ через биологические мембраны.

5. Молекулярные механизмы сохранения, передачи и реализации генетической информации.

1.1. Определение понятия “гормоны” и их классификация по химической природе.

Выучите определение понятия: гормоны – биологически активные соединения, выделяемые железами внутренней секреции в кровь или лимфу и оказывающие влияние на метаболизм клетки.

Запомните основные особенности действия гормонов на органы и ткани:

• гормоны синтезируются и выделяются в кровь специализированными эндокринными клетками;

• гормоны обладают высокой биологической активностью - физиологическое действие проявляется при концентрации их в крови порядка 10^-6 - 10^-12 моль/л;

• каждый гормон характеризуется присущей только ему структурой, местом синтеза и функцией; дефицит одного гормона не может быть восполнен другими веществами;

• гормоны, как правило, влияют на отдалённые от места их синтеза органы и ткани.

Гормоны осуществляют своё биологическое действие, образуя комплекс со специфическими молекулами – рецепторами. Клетки, содержащие рецепторы к определённому гормону, называются клетками-мишенями для этого гормона. Большинство гормонов взаимодействуют с рецепторами, расположенными на плазматической мембране клеток-мишеней; другие гормоны взаимодействуют с рецепторами, локализованными в цитоплазме и ядре клеток-мишеней. Имейте в виду, что дефицит как гормонов, так и их рецепторов может приводить к развитию заболеваний.

Некоторые гормоны могут синтезироваться эндокринными клетками в виде неактивных предшественников – прогормонов. Прогормоны могут запасаться в большом количестве в специальных секреторных гранулах и быстро активироваться в ответ на соответствующий сигнал.

Классификация гормонов основана на их химическом строении. Различные химические группы гормонов приведены в таблице 1.

Таблица 1. Химическая природа гормонов
Класс химических веществ	Гормон или группа гормонов	Основное место синтеза
Белки и пептиды	Либерины Статины	Гипоталамус
	Вазопрессин Окситоцин	Гипоталамус*
	Тропные гормоны	Передняя доля гипофиза (аденогипофиз)
	Инсулин Глюкагон	Поджелудочная железа (островки Лангерганса)
	Паратгормон	Паращитовидные железы
	Кальцитонин	Щитовидная железа
Производные аминокислот	Иодтиронины (тироксин, трииодтиронин)	Щитовидная железа
	Катехоламины (адреналин, норадреналин)	Мозговой слой надпочечников, симпатическая нервная система
Стероиды	Глюкокортикоиды (кортизол)	Кора надпочечников
	Минералокортикоиды (альдостерон)	Кора надпочечников
	Андрогены (тестостерон)	Семенники
	Эстрогены (эстрадиол)	Яичники
	Прогестины (прогестерон)	Яичники

* Местом секреции этих гормонов является задняя доля гипофиза (нейрогипофиз).

Следует иметь в виду, что кроме истинных гормонов выделяют также гормоны местного действия. Эти вещества синтезируются, как правило, неспециализированными клетками и оказывают свой эффект в непосредственной близости от места выработки (не переносятся током крови к другим органам). Примерами гормонов местного действия являются простагландины, кинины, гистамин, серотонин.