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:
Биологические функции и особенности строения белков, аминокислот, нуклеотидов, стероидов.
Гидрофильные и гидрофобные свойства биологических макромолекул.
Механизмы регуляции каталитической активности ферментов.
Механизмы транспорта веществ через биологические мембраны.
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.