Морфогенетическое действие — влияние гормонов на процессы формообразования, дифференцировки и роста структурных элементов. Осуществляются эти процессы за счет изменений генетического аппарата клетки и обмена веществ. Примерами может служить влияние соматотропина на рост тела и внутренних органов, половых гормонов — на развитие вторичных половых признаков.
Кинетическое действие — способность гормонов запускать деятельность эффектора, включать реализацию определенной функции. Например, окситоцин вызывает сокращение мускулатуры матки, адреналин запускает распад гликогена в печени и выход глюкозы в кровь, вазопрессин включает обратное всасывание воды в собирательных трубочках нефрона, без него не происходящее.
Корригирующее действие — изменение деятельности органов или процессов, которые происходят и в отсутствие гормона. Примером корригирующего действия гормонов является влияние адреналина на частоту сердечных сокращений, активация окислительных процессов тироксином, уменьшение обратного всасывания ионов калия в почках под влиянием альдостерона. Разновидностью корригирующего действия является нормализующий эффект гормонов, когда их влияние направлено на восстановление измененного или даже нарушенного процесса. Например, при исходном превалировании анаболических процессов белкового обмена глюкокортикоиды вызывают катаболический эффект, но если исходно преобладает распад белков, глюкокортикоиды стимулируют их синтез.
В более широком плане зависимость величины и направленности эффекта гормона от имеющихся перед его действием особенностей метаболизма или функции определяется правилом исходного состояния, описанном в начале главы. Правило исходного состояния показывает, что гормональный эффект зависит не только от количества и свойств молекул гормона, но и от реактивности эффектора, определяемой числом и свойствами мембранных рецепторов к гормону. Реактивностью в рассматриваемом контексте называют способность эффектора реагировать определенной величиной и направленностью ответа на действие конкретного химического регулятора.
Реактогенное действие гормонов — способность гормона менять реактивность ткани к действию того же гормона, других гормонов или медиаторов нервных импульсов. Так, например, кальцийрегули-рующие гормоны снижают чувствительность дистальных отделов нефрона к действию вазопрессина, фолликулин усиливает действие прогестерона на слизистую оболочку матки, тиреоидные гормоны усиливают эффекты катехоламинов. Разновидностью реактогенного действия гормонов являетсяпермиссивное действие, означающее способность одного гормона давать возможность реализоваться эффекту другого гормона. Так, например, глюкокортикоиды обладают пермиссивным действием по отношению к катехоламинам, т.е. для реализации эффектов адреналина необходимо присутствие малых количеств кортизола, инсулин обладает пермиссивным действием для соматотропина (гормона роста) и др. Особенностью гормональной регуляции является то, что реактогенное действие гормоны могут реализовать не только в тканях — мишенях, где концентрация рецепторов к ним высока, но и в других тканях и органах, имеющих единичные рецепторы к гормону.
Пути действия гормонов на клетки-мишени.
Пути действия гормонов рассматриваются в виде двух альтернативных возможностей: 1) действия гормона с поверхности клеточной мембраны после связывания со специфическим мембранным рецептором и запуска тем самым цепочки биохимических превращений в мембране и цитоплазме (эффекты пептидных гормонов и катехола-минов); 2) действия гормона путем проникновения через мембрану и связывания с рецептором цитоплазмы, после чего гормон-рецеп-торный комплекс проникает в ядро и органоиды клетки, где и реализует свой регуляторный эффект (стероидные Гормоны, гормоны щитовидной железы). Считается, что функция распознавания предназначенного определенным клеткам специфического гормонального сигнала у всех клеток для всех гормонов осуществляется мембранным рецептором, а после связывания гормона с соответствующим ему рецептором, дальнейшая роль гормон- рецепторного комплекса для пептидных и стероидных гормонов различна.
Молекулярные механизмы действия гормонов разной химической природы на клетки-мишени.
Механизм действия гормонов
Различают следующие типы механизма действия гормонов: мембранный, мембранно-внутриклеточный и внутриклеточный (цитозольный).
Мембранный механизм. Гормон связывается с клеточной мембраной и в месте связывания изменяет её проницаемость для глюкозы, аминокислот и некоторых ионов. В этом случае гормон выступает как эффектор транспортных средств мембраны. Такое действие оказывает инсулин, изменяя транспорт глюкозы. Но этот тип транспорта гормонов редко встречается в изолированном виде. Инсулин, например, обладает как мембранным, так и мембранно-внутриклеточным механизмом действия.
Мембранно-внутриклеточный механизм.
Наиболее часто встречается при реализации биологических эффектов гормонов белково-пептидной природы и производных аминокислот. После образования гормон-рецепторного комплекса, внутри клетки запускается либо процесс биосинтеза вторичных посредников, либо активация уже имеющихся.
Вторичные посредники – это сигнальные молекулы, которые являются компонентами каскадов передачи сигналов. Наиболее распространенные: цАМФ, цГМФ, ионы кальция, инозитол-1,4,5-трифосфат, диацилглицерол, монооксид азота.
Внутриклеточный (цитозольный) механизм действия. Он характерен для стероидных гармонов (кортикостероидов, половых гормонов – андрогенов, эстрогенов и гестагенов). Стероидные гормоны взаимодействуют с рецепторами, находящимися в цитоплазме. Образовавшийся гормон-рецепторный комплекс переносится в ядро и действует непосредственно на геном, стимулируя или угнетая его активность, т.е. действует на синтез ДНК, изменяя скорость транскрипции и количество инфармационной (матричной) РНК (мРНК). Увеличение или уменьшение количества мРНК влияет на синтез белка в процессе трансляции, что приводит к изменению функциональной активности клетки.
Нейросекреторная функция гипоталамуса. Рилизинг-факторы, их характеристика. Гипоталамо-гипофизарные связи.
Нейросекреторная функция гипоталламуса
Многочисленные исследования показали важную роль нейросекреторных клеток гипоталамуса в регуляции функций внутренних органов. Эта регуляция может осуществляться либо прямым путем, либо посредством желез внутренней секреции.
Особое значение нейросекреторные элементы имеют в осуществлении защитных и приспособительных реакций организма.
В супраоптическом и паравентрикулярном ядрах располагаются клеточные тела, отростки которых образуют гипоталамо-гипофизарный тракт, идущий в заднюю долю гипофиза.
Последняя выступает в роли гемального органа, где наполненные секретом аксонные терминали функционально взаимодействуют с выносящими секрет сосудами. Клетки супраоптического и паравентрикулярных ядер получают синаптический вход от разных структур мозга. Это типичные нейроны.
Они генерируют потенциалы действия, распространяющиеся по аксону. Достигая аксонной терминали, потенциал вызывает секрецию пептидного гормона, которая осуществляется по механизму экзоцитоза, т. е. того самого механизма, с помощью которого выделяются и медиаторы.По своей ультраструктуре эти клетки отличаются от других нейронов наличием крупных (до 190 нм) электронно-плотных секреторных гранул, которые окружены специальной мембраной. Особенно много гранул в аксональных терминалях.
В области секреторной мембраны аксона локализуются мелкие пузырьки, не имеющие плотного содержимого. Они являются, по-видимому, либо продуктами пиноцитоза, либо остатками изливших содержимое секреторных гранул.
Благодаря специальным исследованиям установлено, что клетки супраоптического ядра вырабатывают вазопрессин, паравентрикулярного — окситоцин.
Секретируемый нервными клетками материал перемещается по аксонам гипофизарно-гипоталамического тракта в форме коллоидных гранул. Перерезка тракта сопровождается накоплением нейросекрета в его проксимальном конце и истощением в дистальном. Различного рода стрессорные воздействия, жажда, обезвоживание также ведут к истощению нейросекрета. У крыс, например, стресс вызывает истощение запаса нейросекрета в течение 10 мин.
Не менее важна роль гипоталамуса и в секреции аденогипофизарных гормонов. В состав мелкоклеточных ядер вентральной гипоталамической области входят клетки, которые вырабатывают нейрогормоны, регулирующие секреторную активность тройных желез аденогипофиза.
С ними они связаны посредством специальной портальной системы кровеносных сосудов. Сейчас различается 7 эффектов, которые оказывают эти клетки на железистые образования аденогипофиза. Последнее дает основание говорить о 7 гипоталамических факторах: CRF — фактор, вызывающий выделение кортикотропного гормона; LRF— лютеинизирующего гормона; FSHRF — фолликулостимулирующего гормона; TRF — тиреотропного гормона; GRF или SRF — соматотропного гормона; PIF — фактор, тормозящий выделение пролактина; MIF — тормозящий выделение меланоцитстимулирующего гормона.
Все эти факторы имеют пептидную природу. Следовательно, гипоталамус выполняет роль своеобразного реле, включающего гипофизарную гормональную цепь в регуляцию различных висцеральных
Рилизинг-факторы, их характеристика
Риллизинг-факторы-класс пептидных гормонов гипоталламуса, общим свойством которых является реализафия их эффектовчерез стимуляцию синтеза и секреции в кровь тех или иных тропных гормонов передней доли гипофиза. Подразделяются на 2 группы:
1)Либерины- гормоны белковой природы. Вырабатываются в гипоталамусе, далее поступают в гипофиз и активируют синтез и выделение в кровь гормонов передней доли гипофиза. Основными либеринами являются соматолиберины, кортиколиберины, тиреолиберины и т.д.
2) Статины- гормоны белковой природы. Вырабатываются в гипоталамусе, далее поступают в гипофиз и подавляют синтез и выделение в кровь гормонов передней доли гипофиза. Основными статинами являются соматостатины, кортикостатины, тиреостатины и т.д.
Гипоталамо-гипофизарные связи. Гормоны гипофиза.
Гипоталамо-гипофизарная система — объединение структур гипофиза и гипоталамуса, выполняющее функции, как нервной системы, так и эндокринной. Этот нейроэндокринный комплекс является примером того, насколько тесно связаны в организме млекопитающих нервный и гуморальный способы регуляции.
Строение:Гипоталамо-гипофизарная система состоит из ножки гипофиза, начинающейся в вентромедиальной области гипоталамуса, и трёх долей гипофиза: аденогипофиз (передняя доля), нейрогипофиз (задняя доля) и вставочная доля гипофиза. Работа всех трёх долей управляется гипоталамусом с помощью особых нейросекреторных клеток. Эти клетки выделяют специальные гормоны — рилизинг-гормоны. Релизинг-факторы попадают в гипофиз, а точнее в аденогипофиз через воротную вену гипофиза.
Гормоны гипоталамо-гипофизарной системы:
Под влиянием того или иного типа воздействия гипоталамуса, доли гипофиза выделяют различные гормоны, управляющие работой почти всей эндокринной системы человека. Исключение составляет поджелудочная железа и мозговая часть надпочечников. У них есть своя собственная система регуляции.
Гормоны нейрогипофиза, их функции. Гормоны аденогипофиза, их функции.
Гормоны передней доли гипофиза(аденогипофиз)
Соматотропин Гормон роста Обладает анаболическим воздействием, следовательно, как любой анаболик, СТ усиливает процессы синтеза (в особенности — белкового). Поэтому соматотропин называют часто «гормоном роста».
При нарушении секреции соматотропина возникает три типа патологий.
При снижении концентрации соматотропина человек развивается нормально, однако его рост не превышает 120 см - «гипофизарный нанизм». Такие люди (гормональные карлики) способны к деторождению и их гормональный фон не сильно нарушен.
При повышении концентрации соматотропина человек так же развивается нормально, однако его рост превышает 195 см. Такая патология называется «гигантизм»
После 20 лет выработка соматотропина снижается, следовательно, и формирование хрящевой ткани (как один из аспектов роста) замедляется и уменьшается. Поэтому костная ткань потихоньку «съедает» хрящевую ткань, следовательно кости некуда расти, кроме как в диаметре. Если выработка соматотропина не прекращается после 20, то кости начинают расти в диаметре. За счёт такого утолщения кости утолщаются например пальцы, и из-за этого утолщения они почти теряют подвижность. При этом соматотропин так же стимулирует выработку соединительной ткани, вследствие чего увеличиваются губы, нос, ушные раковины, язык и т. д. Эта патология называется «акромегалия».
Тиреотропин
Мишенью тиреотропина является щитовидная железа. Он регулирует рост щитовидной железы и выработку её основного гормона — тироксина. Пример действия релизинг-фактора: Тироксин необходим для повышения эффективности кислородного дыхания, для тироксина нужен тиреотропин, а для тиреотропина нужен тиреолиберин, который является релизинг-фактором тиреотропина.
Гонадотропины
Название гонадотропины (ГТ) обозначает два разным гормона — фолликулостимулирующий гормон и лютеинизирующий гормон. Они регулируют деятельность половых желез — гонад. Как и другие тропные гормоны, гонадотропины в первую очередь влияют на эндокринные клетки гонад, регулируя выработку половых гормонов. Кроме того, они оказывают влияние на созревание гамет, менструальный цикл и связанные с ним физиологические процессы.
Кортикотропные гормоны
Мишень КТ — кора надпочечников. Следует отметить, что паращитовидная железа регулирует минеральный обмен (с помощью парат-гормона), как и кора надпочечников, так что можно поставить регуляцию только на кору надпочечников, а паращитовидная железа автоматически будет работать в соответствии с корой надпочечников.
Задняя доля гипофиза (нейрогипофиз)
Гормонами нейрогипофиза являются антидиуретический гормон (АДГ) или вазопрессин и окситоцин. Образование гормонов задней доли гипофиза происходит в основном в ядрах гипоталамуса в результате процессов нейросекреции. АДГ, по-видимому, секретируется в супраоптическом ядре, а окситоцин - в паравентрикулярном ядре гипоталамуса. По аксонам нервных клеток эти гормоны поступают в заднюю долю гипофиза. Этому способствует наличие прямой нервной связи нейрогипофиза с ядрами гипоталамуса.
Механизм действия АДГ состоит в том, что под его воздействием усиливается реабсорбция воды в собирательных трубках почек. При снижении секреции АДГ возникает несахарный диабет, который сопровождается выделением больших количеств мочи (иногда десятки литров в сутки), что связано с нарушением реабсорбции воды в собирательных трубках. В больших дозах он вызывает сокращение гладких мышц сосудов (особенно артериол), что приводит к повышению артериального давления.
Окситоцин стимулирует сокращение гладких мышц матки и, таким образом, обеспечивает нормальное течение родового акта, влияет на отделение молока.
Эндокринная деятельность щитовидной железы. Гипоталамо-гипофизарная система регуляции эндокринной деятельности щитовидной железы.
Эндокринная деятельность щитовидной железы. Гипоталамо-гипофизарная система регуляции эндокринной деятельности щитовидной железы.
Основной структурно-функциональной единицей щитовидной железы являются фолликулы. Фолликулы заполнены коллоидом и содержат гормоны тироксин и трийодтиронин, которые связаны с белком тиреоглобулином. В межфолликулярном пространстве находятся также С-клетки, в к-рых вырабатывается тиреокальцитонин. Действие гормонов щитовидной железы проявляется резким усилением метаболической активности организма. При этом ускоряются все виды обмена в-в , что приводит к увеличению энергообразования и повышению основного обмена.
В детском возрасте недостаток гормонов щитовидной железы приводит к задержке умственного и физического развития. У взрослых при гипофункции щитовидной железы наблюдается торможение нервно-психической активности; при избытке гормонов наблюдаются эмоциональная лабильность, возбуждение, бессонница.
Секреция гормонов щит. железы регулируется гипоталамическим тиреолиберином. Выработка тироксина и трийодтиронина резко усиливается в условиях длительного эмоционального возбуждения. Также секреция этих гормонов ускоряется при снижении температуры тела.
Йодсодержащие гормоны щитовидной железы, биосинтез и физиологическое действие йодсодержащих гормонов щитовидной железы.
Йодсодержащие гормоны щитовидной железы, биосинтез и физиологическое действие йодсодержащих гормонов щитовидной железы.
Йодированные гормоны образуются в фолликулах железистой ткани, его образование происходит в три этапа:
1) образование коллоида, синтез тиреоглобулина;
2) йодирование коллоида, поступление йода в организм, всасывание в виде йодидов. Йодиды поглощаются щитовидной железой, окисляются в элементарный йод и включаются в состав тиреоглобулина, процесс стимулируется ферментом – тиреоидпероксиказой;
3) выделение в кровоток происходит после гидролиза тиреоглобулина под действием катепсина, при этом освобождаются активные гормоны – тироксин, трийодтиронин.
Роль йодированных гормонов:
1) влияние на функции ЦНС. Гипофункция ведет к резкому снижению двигательной возбудимости, ослаблению активных и оборонительных реакций;
2) влияние на высшую нервную деятельность. Включаются в процесс выработки условных рефлексов, дифференцировки процессов торможения;
3) влияние на рост и развитие. Стимулируют рост и развитие скелета, половых желез;
4) влияние на обмен веществ. Происходит воздействие на обмен белков, жиров, углеводов, минеральный обмен. Усиление энергетических процессов и увеличение окислительных процессов приводят к повышению потребления тканями глюкозы, что заметно снижает запасы жира и гликогена в печени;
5) влияние на вегетативную систему. Увеличивается число сердечных сокращений, дыхательных движений, повышается потоотделение;
6) влияние на свертывающую систему крови. Снижают способность крови к свертыванию (уменьшают образование факторов свертывания крови), повышают ее фибринолитическую активность (увеличивают синтез антикоагулянтов). Тироксин угнетает функциональные свойства тромбоцитов – адгезию и агрегацию.
Кальцитонин, паратирин, кальцитриол как компоненты системы гормональной регуляции кальциевого гомеостаза.
Кальцитонин, паратерин, кальцитриол как компоненты системы гормональной регуляции кальциевого гомеостаза
Кальцитонин - пептидный гормон щитовидной железы. Он получил свое название благодаря способности снижать концентрацию кальция в крови. Секретируется парафолликулярными С-клетками.
Кальцитонин - это главный антагонист паратиреодиного гормона, основным механизмом действия которого является торможение остеокластической костной резорбции.
Паратгормон
Человек имеет 2 пары околощитовидных желез, расположенных на задней поверхности или погруженных внутри щитовидной железы. Главные, или оксифильные, клетки этих желез вырабатывают паратгормон, или паратирин, или паратиреоидный гормон (ПТГ).
•паратгормон регулирует обмен кальция в организме и поддерживаетего уровень в крови.
•в костной ткани паратгормон усиливает функцию остеокластов, что приводит к деминерализации кости и повышению содержания кальция в плазме крови (гиперкальциемия).
•в почках паратгормон усиливает реабсорбцию кальция.
•в кишечнике повышение реабсорбции кальция происходит благодаря стимулирующему действию паратгормона на синтез кальцитриола –активного метаболита витамина D3.
Кальцитриол
Активная форма витамина D животных стероидной природы. Работает как сигнальная молекула. Регулирует обмен фосфата и кальция в организме.
Кальцитриол контролирует обмен кальция. В клетках кишечника он индуцирует синтез Са2±переносящих белков, которые обеспечивают всасывание ионов кальция и фосфатов из полости кишечника в эпителиальную клетку кишечника и далее транспорт из клетки в кровь против концентрационного градиента на мембранах кишечника.
В почках кальцитриол стимулирует реабсорбцию ионов кальция и фосфатов. При низкой концентрации ионов кальция кальцитриол способствует мобилизации кальция из костной ткани.
Гормоны клубочковой зоны коры надпочечников, их физиологическое действие.
Гормоны клубочковой зоны надпочечников, их функции
В клубочковой зоне происходит синтез минералокортикоидов, основным представителем которых является альдостерон.
Альдостерон усиливает в дистальных канальцах почек реабсорбцию ионов Na+, одновременно увеличивая при этом выведение с мочой ионов К+. Аналогичное усиление натрий-калиевого обмена происходит в потовых слюнных железах, а также в кишечнике. Это приводит к изменению электролитного состава плазмы крови (гипернатриемия и гипокалиемия). Кроме того, под влиянием альдостерона резко возрастает почечная реабсорбция воды, которая всасывается пассивно по осмотическому градиенту, создаваемому ионами Na+. Это приводит к существенным изменениям гемодинамики — увеличивается объем циркулирующей крови, возрастает АД. Вследствие усиленного обратного всасывания воды уменьшается диурез.
При повышенной секреции альдостерона увеличивается склонность к отекам, что обусловлено задержкой в организме натрия и воды, повышением гидростатического давления крови в капиллярах и в связи с этим — усиленной экссудацией жидкости из просвета сосудов в ткани. За счет усиления процессов экссудации и отечности тканей альдостерон способствует развитию воспалительной реакции и является провоспалительным гормоном. Под влиянием альдостерона увеличивается также секреция ионов Н+ в канальцевом аппарате почек, что приводит к снижению их концентрации во внеклеточной жидкости и изменению кислотно-основного состояния (алкалоз).
Снижение секреции альдостерона вызывает усиленное выведение натрия и воды с мочой, что приводит к дегидратации тканей, снижению объема циркулирующей крови и уровня АД. В результате в организме возникают явления циркуляторного шока. Концентрация калия в крови при этом, наоборот, увеличивается, что является причиной нарушения электрической стабильности сердца и развития сердечных аритмий.