ЖЕЛЕЗЫВНУТРЕННЕЙ СЕКРЕЦИИ.
Физиологическая роль ЖВС, методы их изучения. Характеристика действия гормонов.
Железы внутренней секреции — это специализированные органы, имеющие железистое строение и выделяющие свой секрет в кровь. У них отсутствуют выводные протоки. К таким железам относятся: гипофиз, щитовидная железа, околощитовидная железа, надпочечники, яичники, яички, зобная железа (тимус), поджелудочная железа, эпифиз, APUD – система(система захвата предшественников аминов и их декарбоксилирование), а также сердце – вырабатывает предсердный натрий-диуретический фактор, почки – вырабатывают эритропоэтин, ренин, кальцитриол, печень – вырабатывает соматомедин, кожа – вырабатывает кальциферол (витамин Д 3), ЖКТ – вырабатывает гастрин, секретин, холицистокинин, ВИП(вазоинтестинальный пептид), ЖИП(желудочноингибирующий пептид).
Гормоны выполняют следующие функции:
-участвуют в поддержание гомеостаза внутренней среды, контролируют уровень содержания глюкозы, объем внеклеточной жидкости, артериальное давление, баланс электролитов.
-обеспечивают физическое, половое, умственное развитие. А также отвечают за репродуктивный цикл (менструальный цикл, овуляция, сперматогенез, беременность, лактация).
-контролируют образование и использование питательных веществ и энергетически ресурсов в организме
-гормоны обеспечивают процессы адаптации физиологических систем к действию раздражителей внешней и внутренней среды и участвуют в поведенческих реакциях(потребность в воде, пище, половое поведение)
-являются посредниками в регуляции функций.
Железы внутренней секреции создают одну из двух систем регуляции функций. Гормоны отличаются от медиаторов, так как изменяют химические реакции в клетках на которые они действуют. Медиаторы вызывают электрическую реакцию.
Термин «гормон» происходит от греческого слова HORMAE – «возбуждаю, побуждаю».
Классификация гормонов.
По химическому строению:
1. Стероидные гормоны – производные холестерина (гормоны коры надпочечников, половых желез).
2. Полипептидные и белковые гормоны(передней доли гипофиза, инсулин).
3. Производные аминокислоты тирозина(адреналин, норадреналин, тироксин, трийодтиронин).
По функциональному значению:
1. Тропные гормоны (активируют деятельность других желез внутренней секреции; это гормоны передней доли гипофиза)
2. Эффекторные гормоны (действуют непосредственно на процессы обмена в клетках-мишенях)
3. Нейрогормоны (выделяются в гипоталамусе – либерины (активирующие) и статины (тормозящие)).
Свойства гормонов.
-дистантный характер действия (напр., гормоны гипофиза влияют на надпочечники),
-строгая специфичность гормонов(отсутствие гормонов приводит к выпадению определённой функции, и предупредить этот процесс можно только введением необходимого гормона),
-обладают высокой биологической активностью (образуются в малых концентрациях в ЖВС.),
-гормоны не обладают рядовой специфичностью,
-имеют короткий период полураспада (быстро разрушаются тканями, но имеют длительный гормональный эффект).
Методы изучения желез внутренней секреции.
1.Удаление железы – экстирпация.
2. Трансплантация железы, введение вытяжки.
3. Химическая блокада функций железы.
4. Определение гормонов в жидких средах.
5. Метод радиоактивных изотопов.
Механизм взаимодействия гормонов с клетками. Понятие о клетках-мишенях. Типы рецепции гормонов в клетках.
Пептидные (белковые) гормоны вырабатываются в форме прогормонов(их активация происходит при гидролитическом расщеплении), водорастворимые гормоны накапливаются в клетках в форме гранул, жирорастворимые (стероиды) – выделяются по мере образования.
Для гормонов в крови существуют белки-переносчики – это транспортные белки, способные связывать гормоны. При этом не происходит никаких химических реакций. Часть гормонов может переносится в растворенном виде. Гормоны доставляются ко всем тканям, но реагируют на действие гормонов только лишь клетки, обладающие рецепторами на действие гормона. Клетки, которые носят рецепторы называются клетки-мишени. Клетки-мишени подразделяются на: гормонзависимые и
гормончувствительные.
Различия между двумя этими группами состоит в том, что гормонзависимые клетки можут развиваться только в присутствии данного гормона. (Так, напр., половые клетки могут развиваться только при наличии половых гормонов), а гормончувствительные клетки могут развиваться без гормона, однако они способны воспринимать действие этих гормонов. (Так, напр., клетки нервной системы развиваются без воздействия половых гормонов, но воспринимают их действие).
Каждая клетка-мишень обладает наличием специфического рецептора к действию гормона, и часть рецепторов находится в мембране. Такой рецептор обладает стереоспецифичностью. У других клеток рецепторы расположены в цитоплазме – это цитозольные рецепторы, которые реагируют вместе с гормоном, проникающим внутрь клетки.
Следовательно, рецепторы делятся на мембранные и цитозольные. Для того, чтобы клетка отреагировала на действие гормона необходимо образование вторичных посредников к действию гормонов. Это характерно для гормонов с мембранным типом рецепции.
Системами вторичных посредников действия гормонов являются:
1. Аденилатциклаза и циклический АМФ,
2. Гуанилатциклаза и циклический ГМФ,
3. Фосфолипаза С:
- диацилглицерол(ДАГ),
- инозитол-три-фсфат (ИФ3),
4. Ионизированный Ca – кальмодулин
Гетеротромный белок G-белок.
Этот белок образует в мембране петли и имеет 7 сегментов. Их сравнивают с серпантиновыми лентами. Имеет выступающую (наружную) и внутреннюю части. К наружной части присоединяется гормон,а на внутренней поверхности имеются 3 субъединицы – альфа, бета и гамма. В неактивном состоянии этот белок имеет гуанозиндифосфат. Но при активации гуанозиндифосфат меняется на гуанозинтрифосфат. Изменение активности G-белка приводит либо к изменению ионной проницаемости мембраны, либо в клетке активируется ферментная система (аденилатциклаза, гуанилатциклаза, фосфолипаза С). Это вызывает образование специфических белков, активируется протеинкиназа (необходима для процессов фосфолилирования).
G-белки могут быть активирующими (Gs) и ингибирующими, или по-другому, тормозящие(Gi).
Разрушение циклического АМФ происходит под действием фермента фосфодиэстеразы. Циклический ГМФ оказывает противоположное действие. При активации фосфолипазы C образуются вещества, которые способствуют накоплению внутри клетки ионизированного кальция. Кальций активирует протеинциназы, способствует мышечному сокращению. Диацилглицерол способствует превращению фосфолипидов мембраны в арахидоновую кислоту, которая является источником образования простагландинов и лейкотриенов.
Гормонрецепторный комплекс проникает в ядро и действует на ДНК, что меняет процессы транскрипции и образуется мРНК, которая выходит из ядра и идет к рибосомам.
Следовательно, гормоны могут оказывать:
1. Кинетическое или пусковое действие,
2. Метаболическое действие,
3.Морфогенетическое действие (дифференцировка тканей, рост, метаморфоз),
4. Корригирующие действие(исправляющие, приспосабливающее).
Механизмы действия гормонов в клетках:
-Изменение проницаемости клеточных мембран,
-Активация или угнетение ферментных систем,
-Влияние на генетическую информацию.
Регуляция строится на тесном взаимодействии эндокринной и нервной системы. Процессы возбуждения в нервной системе могут активировать, либо тормозить деятельность эндокринных желез. (Рассмотрим, напр., процесс овуляции у кролика. Овуляция у кролика наступает только после акта спаривания, который стимулирует выделение гонадотропного гормона гипофиза. Последний вызывает процесс овуляции).
После перенесения психических травм может возникать тиреотоксикоз. Нервная система контролирует выделение гормонов гипофиза(нейрогормона), а гипофиз влияет на активность других желез.
Имеют место механизмы обратной связи. Накопление в организме гормона приводит к торможению выработки этого гормона соответствующей железой, а недостаток будет являться механизмом стимуляции образования гормона.
Существует механизм саморегуляции. (Напр., содержание глюкозы в крови определяет выработку инсулина и (или) глюкагона; если уровень сахара повышается вырабатывается инсулин, а если понижается — глюкагон. Недостаток Na стимулирует выработку альдостерона).