Гормональная регуляция

Содержание

Слайд 2

основные пути и механизмы нейрогуморальных взаимодействий и гормональной регуляции функций организма

основные пути и механизмы нейрогуморальных взаимодействий и гормональной регуляции функций организма


биохимические механизмы синтеза гормонов, рецепция и влияние на клетки-мишени
эндокринные железы, эндокринопатии
Слайд 3

Структурно-функциональная организация систем регуляции Задача регуляции – сохранение гомеостаза (постоянства внутренней

Структурно-функциональная организация систем регуляции

Задача регуляции – сохранение гомеостаза (постоянства внутренней

среды) организма. В целостной системе регуляции несколько уровней
Нервная система
Эндокринная система (гипоталамус – переклю-чение нервных сигналов на эндокринные)
Паракринная / аутокринная системы
Иммунная система
Слайд 4

Нервная система: ЦНС/ПНС взаимодействуют через первичные импульсы и нейромедиаторы. ↔ эффект

Нервная система: ЦНС/ПНС взаимодействуют через первичные импульсы и нейромедиаторы. ↔ эффект

нервной регуляции быстрый локальный и кратковременный
Эндокринная система: вырабатывает гормоны – регуляторные вещества 2 уровня (первичные посред-ники). Они секретируются в кровь, транспортируются к эндокринным железам или влияют на метаболизм неэндокринных клеток-мишеней. Эндокринная система подчинена нервной. ↔ у эндокринной регуляции более медленный и продолжительный эффект
Паракринная / аутокринная системы: функционируют местно; клетка секретирует в межклеточное простран-ство соединения, действующие на рецепторы соседних клеток (паракринная) или самой клетки (аутокринная). Это простагландины, гормоны ЖКТ, гистамин и др. у системы клеточно/внутриклеточный уровень регуляции (на отдельные метаболические пути или метаболизм клеток-мишеней)
Иммунная система: осуществляет регуляцию через специфические белки (антитела и цитокины)
Слайд 5

К межклеточным сигнальным веществам относят: 1. Нейромедиаторы 2. Гормоны 3. Гистогормоны

К межклеточным сигнальным веществам относят:

1. Нейромедиаторы
2. Гормоны
3. Гистогормоны (т.н. цитокины,

факторы роста), выделяются неэндокринными клетками во внешнее пространство и обладают местным действием.
Классификация условна. т.к. некоторые вещества м.б.классифицированы неоднозначно.
Слайд 6

классификация эндокринной системы А. Железы внутренней секреции: 1) центральные – нейросекреторные

классификация эндокринной системы

А. Железы внутренней секреции:
1) центральные – нейросекреторные

ядра гипоталамуса, гипофиз, эпифиз.
2) периферические – все остальные:
а) зависимые от аденогипофиза – кора надпочечников, щитовидная железа, половые железы.
б) независимые от аденогипофиза – паращитовидные железы, островковый аппарат поджелудочной железы, одиночные эндокринные клетки.
истинные эндокринные железы
железы смешанной функции. Например, половые железы, плацента, поджелудочная железа – одновременно железы внешней и внутренней секреции.
Слайд 7

ПРИМЕР: островки Лангерганса в поджелудочной железе 1– А-клетки(α) 15-20% глюкагон 2–

ПРИМЕР: островки Лангерганса в поджелудочной железе

1– А-клетки(α) 15-20% глюкагон 2–

В-клетки(β) 65-80% инсулин 3 – С-клетки лишённые гранул)
D-клетки(δ) 3-10% клеток – соматостатин, ↓секрецию многих желез
F-клетки; PP(f;ПП-клетки) 3-5% – панкреатичес-кий полипептид. Антагонист холецистокинина; ↓секрецию pancreas, ↑секрецию желуд. сока.
Слайд 8

ε-клетки ( Уровень грелина перед приемом пищи ↑, а после –

ε-клетки (<1% клеток островков) – грелин, «гормон голода» – возбуждает аппетит,

обладает свойствами гонадолиберина, другими метаболическими и эндокринными функциями.
Уровень грелина перед приемом пищи ↑, а после – ↓. -- Грелин взаимно дополняет гормон лептин жировой ткани, в высоких концентрациях вызывает насыщение; -- нужен для познавательной адаптации в меняющихся условиях среды и в процессе еды; -- важен при анорексии, ожирении; -- способствует активации эндотелиальной NO-синтазы
В основном прогормон грелина продуцируют P/D1-клетки слизистой фундального отдела желудка. Грелин производится в дугообразном ядре гипоталамуса и стимулирует секрецию гормона роста передней долей гипофиза.
Рецептор грелина связан с G-белком.
Слайд 9

классификация эндокринной системы Б. Диффузная эндокринная система (ДЭС) – одиночные эндокринные

классификация эндокринной системы

Б. Диффузная эндокринная система (ДЭС) – одиночные эндокринные

клетки:
ДЭС образуют эндокриноциты. Они поодиночке или мелкими группами рассеяны по разным органам (эндокринным и неэндокринным). Одиночные железистые клетки имеют повышенную функциональную активность. их много в слизистых оболочках, особенно пищеварительного тракта. Клетки ДЭС участвуют в анализе химического состава пищи, воздуха, мочи и т.п. и отвечают на его изменения выделением гормонов и паракринных факторов
Слайд 10

Закономерности организации эндокринной системы Иерархический принцип Система обратных связей

Закономерности организации эндокринной системы

Иерархический принцип
Система обратных связей

Слайд 11

И Е Р А Р Х И Я И Е Р А Р Х И Я

И Е Р А Р Х И Я

И Е Р А Р Х И Я

Слайд 12

Система обратных связей ГГНС (отрицательный характер)

Система обратных связей ГГНС (отрицательный характер)

Слайд 13

Классификации гормонов I. по химическому строению: белково-пептидные (инсулин, малые регуляторные пептиды,

Классификации гормонов

I. по химическому строению:
белково-пептидные (инсулин, малые регуляторные пептиды, ПТГ,

кальцитонин)
производные аминокислот (из ФЕН, ТИР – адреналин, норадреналин, тиреоиды)
стероидные (половые, глюко-, минералокортикоиды, из вит D3 – кальцитриол)
производные высших жирных кислот (просталан-дины, тромбоксаны, простациклины, лейкотриены и др.) синтез по цикло-, липооксигеназным и другим механизмам
Слайд 14

Пример синтеза белково-пептидных гормонов: Проопиомеланокортин (ПОМК) Под влиянием кортиколиберина гипоталамуса в

Пример синтеза белково-пептидных гормонов: Проопиомеланокортин (ПОМК)

Под влиянием кортиколиберина гипоталамуса в аденогипофизе

синтезируется крупный белковый предшественник (265 аминокислот).
Лимитированный протеолиз предшествен-ника дает ряд биологически активных молекул: - липотропных гормонов → эндорфинов, энкефалинов, - меланоцитостимулирующих гормонов, - АКТГ и кортикотропиноподобных гормонов.
Слайд 15

Синтез катехоламинов из аминокислоты тирозина в мозговом слое надпочечников

Синтез катехоламинов из аминокислоты тирозина в мозговом слое надпочечников

Слайд 16

Синтез кортикостероидов из холестерола в корковом слое надпочечников

Синтез кортикостероидов из холестерола в корковом слое надпочечников

Слайд 17

II. по химической природе 1. Гидрофильные: белки, пептиды, произ-водные аминокислот (кроме

II. по химической природе

1. Гидрофильные: белки, пептиды, произ-водные аминокислот (кроме

тиреоидов)
Гормоны гидрофильной природы рецептируются на внешней стороне мембраны и оказывают свое действие через внутриклеточные посредники.
2. Гидрофобные: стероиды, производные жирных кислот, тиреоидные гормоны.
Гормоны гидрофобной природы проникают через мембрану и рецептируются внутри клеток-мишеней.
Слайд 18

III. по функции: регулирующие синтез и секрецию гормонов эндокринных желез (либерины

III. по функции:

регулирующие синтез и секрецию гормонов эндокринных желез (либерины и

статины гипоталамуса, тропные гормоны гипофиза, пролактин, ФСГ, ЛГ и др.).
обмена кальция и фосфатов (ПТГ, кальцитонин, кальцитриол)
водно-электролитного обмена (альдостерон, АДГ)
репродуктивной системы (андрогены, гестагены, эстрогены)
обмена углеводов, липидов, аминокислот, т.е. основного обмена (инсулин, глюкагон, глюкокортикоиды)
Слайд 19

IV. по принадлежности к эндокринным железам

IV. по принадлежности к эндокринным железам

Слайд 20

Гормональная регуляция обмена веществ Гормоны – биологически активные вещества разной химической

Гормональная регуляция обмена веществ

Гормоны – биологически активные вещества разной химической природы,

секретируются железами внутренней секреции и дистантно регулируют обмен веществ в органах-мишенях.
Особенности истинных гормонов:
Дистантность действия
Специфичность (рецепторы)
«Надежность» действия
Высокая эффективность при очень низких действующих концент-рациях (10 -8 – 10-12 М), каскадное усиление конечного эффекта.
кратковременность действия – высокая скорость синтеза и инактивации (период полураспада АКТГ ~ 5 мин)
Дозозависимость (вплоть до противоположных эффектов при разных дозах)
Возможность разнонаправленного действия в разных тканях.
Слайд 21

Этапы реализации действия гормонов 1. Регуляция синтеза гормонов (контроль нервной системы;

Этапы реализации действия гормонов

1. Регуляция синтеза гормонов (контроль нервной системы; тропная

регуляция; механизм обратной связи)
2. Синтез и «созревание» молекул гормонов
3. Депонирование и секреция (постоянная –тиреоиды; эпизодическая – ЛГ; периодическая – АКТГ, кортизол; в ответ на какие-либо стимулы – инсулин (изменение концентрации глюкозы), паратгормон, кальцитонин (изменение концентрации Са2+)
4. Транспорт в крови. Свободные и связанные с белками гормоны. Транспортные белки (тироксин-связывающий глобулин и др.)
Слайд 22

Этапы реализации действия гормонов 5. Эффекторное звено: взаимоотношения с рецепторами. 6.

Этапы реализации действия гормонов

5. Эффекторное звено: взаимоотношения с рецепторами.
6. Биотрансформация

и период полужизни гормональных молекул. Протеолиз пептидов и белков. Микросомальное окисление и образование коньюгатов (сульфатов или глюкуронидов) – для стероидов.
7. Взаимоотношения с другими регуляторами и эффекторами (синергисты, антагонисты)
Слайд 23

Гормоны функционируют как первичные химические посредники с высокой био-активностью (10-9–10-12 М),

Гормоны функционируют как первичные химические посредники с высокой био-активностью (10-9–10-12 М),

передаются через кровь или лимфу
Гидрофобные гормоны проникают в клетку и оказывают непосредственное действие. Гидрофильные гормоны не могут проникнуть в клетку и передать сигнал белку, поэтому образуются вторичные химические посредники (мессенджеры) и доставляют информацию белку-эффектору
Все уровни регуляции в организме тесно взаимосвязаны, конечной точкой любого пути регуляции является изменение активности БЕЛКА (фермента).
Слайд 24

РЕАЛИЗАЦИЯ ЭНДОКРИННОЙ РЕГУЛЯЦИИ Изменение активности уже существующих в клетке белков: (ферментов,

РЕАЛИЗАЦИЯ ЭНДОКРИННОЙ РЕГУЛЯЦИИ

Изменение активности уже существующих в клетке белков: (ферментов,

рецепторов, факторов транскрипции, трансляции и т.д.) путем ковалентной или аллостерической модификации, взаимодействия субъединиц и др.
Изменение количества белков: индукция/репрессия синтеза или разрушение: чаще всего – транскрипция и процессинг иРНК, трансляция и процессинг белков
Изменение скорости транспорта веществ через мембраны: например, меняется компартментализация белков-эффекторов (перемещение внутриклеточных сигналов)
Слайд 25

Механизмы передачи гормонального сигнала в клетку (трансдукция) Мембранно-внутриклеточный (для действия гидрофильных

Механизмы передачи гормонального сигнала в клетку (трансдукция)

Мембранно-внутриклеточный (для действия гидрофильных

гормонов).
Цитозольно-ядерный (для действия гидрофобных гормонов)
Слайд 26

Основные три типа рецепторов

Основные три типа рецепторов

Слайд 27

Основные типы мембранных рецепторов 3 тип: Рецепторы (> 200) сопряженные с

Основные типы мембранных рецепторов

3 тип: Рецепторы (> 200) сопряженные с G

-белковыми комплексами (G-protein coupled receptors – GPCR)
Несколько десятков первичных сигналов аминокислотной, пептидной и белковой природы взаимодействуют с эффекторными белками клетки через GPCR
Рецепторы – мономерные интегральные белки, которые на внешней стороне взаимодействуют с гормоном, на внутренней – с G-белковым комплексом
Слайд 28

G – белковые комплексы > 20 G-белков (обладают GTP-азной активностью) Гетеротримеры

G – белковые комплексы

> 20 G-белков (обладают GTP-азной активностью)
Гетеротримеры (α, β,

γ – субъединицы), α – субъединица м.б. связана с GTP (комплекс активен) или с GDP(комплекс неактивен).
Смена GDP –> GTP сопровождается диссоциацией комплекса на 2 субъединицы: α–GTP и βγ.
Далее α–GTP взаимодействует с эффекторным белком (аденилатциклаза, фосфодиэстераза, фосфолипаза С, катионный канал) и меняет концентрацию вторичного мессенджера в клетке. При этом происходит амплификация (увеличение) первичного сигнала на несколько порядков!.
Слайд 29

G – белковые комплексы Разные типы G –белков: Gs – стимулирует

G – белковые комплексы

Разные типы G –белков:
Gs – стимулирует аденилатциклазу
Gi –

ингибирует аденилатциклазу
Gq – активирует фосфолипазу С
«Выключение» сигнала:
1. Диссоциация гормон-рецепторного комплекса
2. Гидролиз ГТФ до ГДФ
3. Гидролиз циклических нуклеотидов (вторичных мессенджеров) фосфодиэстеразой
Слайд 30

Слайд 31

Слайд 32

Вторичные мессенджеры биоактивных веществ Мессенджер Источник Эффект цАМФ – аденилатциклаза -

Вторичные мессенджеры биоактивных веществ

Мессенджер Источник Эффект
цАМФ – аденилатциклаза - активирует протеинкиназу

А
цГМФ – гуанилатциклаза – активирует протеинкиназу G, фосфодиэстеразу, ионные каналы
Ca2+ – ионные каналы – активирует плазматической протеинкиназу мембраны и ЭПР Ca2+/кальмодулин зависимую
Слайд 33

Вторичные мессенджеры биоактивных веществ Мессенджер – Источник – Эффект Инозитолтрифосфат –

Вторичные мессенджеры биоактивных веществ

Мессенджер – Источник – Эффект
Инозитолтрифосфат – фосфолипаза

С – активирует Ca2+-каналы
Диацилглицерол – фосфолипаза С – активирует протеинкиназу С
Фосфатидная кислота – фосфолипаза D – активирует Ca2+-каналы и ингибирует аденилатциклазу
Церамид – фосфолипаза С сфингомиелина – активирует протеинкиназы
NO – NO-синтаза – активирует цитоплазматическую гуанилатциклазу
Слайд 34

Фосфопротеинкиназы (ФПК) Активация протеинкиназ и последующее фосфорилирование ими разнообразных белковых субстратов

Фосфопротеинкиназы (ФПК)

Активация протеинкиназ и последующее фосфорилирование ими разнообразных белковых субстратов

вызывает широкий спектр эффектов вторичных мессенджеров.
ФПКА (цАМФ-зависимая). Существуя в виде
R2C2 – неактивный тетрамер; присоединение к
R2 + 4 цАМФ → освобождает каталитически активный димер С2. Следовательно, цАМФ – это аллостерический активатор ФПКА.
Активная ФПКА фосфорилирует белки по остаткам серина или треонина
Слайд 35

2 тип рецепторов: Рецепторы = ионные каналы Связывание с лигандом приводит

2 тип рецепторов: Рецепторы = ионные каналы

Связывание с лигандом приводит к

изменению конформации рецептора, что позволяет специфическим ионам проходить через канал. (ацетилхолин, ангиотензин)
Слайд 36

Мембраносвязанный и растворимый рецепторы, взаимосвязи II-мессенджеров

Мембраносвязанный и растворимый рецепторы, взаимосвязи II-мессенджеров

Слайд 37

1 тип: рецепторы, обладающие ферментативной активностью 1. Рецепторы, ассоциированные с гуанилатциклазной

1 тип: рецепторы, обладающие ферментативной активностью

1. Рецепторы, ассоциированные с гуанилатциклазной активностью


2. Рецепторы, ассоциированные с фосфатазной активностью
3. Рецепторы, проявляющие протеинкиназную активность, осуществляют -- автофосфорилирование по остаткам серина/треонина или тирозина, -- фосфорилирование субстратных белков и изменение их активности (инсулиновый рецептор)
Слайд 38

4 тип: рецепторы, не обладающие собственной каталитической активностью После связывания лиганда

4 тип: рецепторы, не обладающие собственной каталитической активностью

После связывания лиганда такие

рецепторы связывают цитоплазматические протеинкиназы (они фосфорилируют рецептор по тирозину); затем следует связывание с другими эффекторами и передача сигнала. (цитокины, интерфероны, факторы роста)
Слайд 39

Передача сигнала через внутриклеточные рецепторы Тиреоидные гормоны (йодированные производные тирозина), Стероиды

Передача сигнала через внутриклеточные рецепторы

Тиреоидные гормоны (йодированные производные тирозина),
Стероиды проникают

через плазмалемму и взаимодействуют с рецепторами - в цитозоле (глюкокортикоиды) или - в ядре (андрогены, эстрогены и тиреоиды).
Взаимодействие с ДНК (непосредственно или через транскрипционные факторы) приводит к изменению скорости транскрипции и далее биосинтеза белков.
Слайд 40

Цитозольный механизм (действие гидрофобных гормонов)

Цитозольный механизм (действие гидрофобных гормонов)

Слайд 41

эндокринопатии могут протекать: с гиперпродукцией гормонов с недостаточностью гормонов Патология эндокринных

эндокринопатии

могут протекать:
с гиперпродукцией гормонов
с недостаточностью гормонов
Патология эндокринных желез:
Первичная

заболевания самих желез внутренней секреции (воспаление, инфекции, метастазы, геморрагии, удаление части или целой железы при операции, аутоиммунные процессы, токсические поражения).
Вторичная
– дизрегуляция вследствие дефицита или гиперпродукции тропных гормонов гипофиза или факторов гипоталамуса,
– следствие лечения гормональными препаратами,
– изменение гормонального фона при опухоли,
– стимуляци гормональных систем вследствие нарушения метаболизма при заболеваниях внутренних органов.
Слайд 42

Механизмы развития эндокрино-патий также могут быть следствием толерантности тканей к воздействию

Механизмы развития эндокрино-патий также могут быть следствием

толерантности тканей к воздействию гормонов

(врожденная и приобретенная), например, на уровне рецепторов.
недостаточности или избытка специфических микроэлементов (йод для щитовидной железы) или витаминов (связь вит.D↔паращитовидные железы).
недостаточности или дефекта какого-либо из ферментов, осуществляющих синтез или деградацию гормона.
возрастных изменений (при старческом угасании половых функций – проявляются как у женщин, так и у мужчин), которые могут вызвать дисбаланс в работе ферментов вплоть до развития эндокринопатий
Слайд 43

"аденогипофиз-надпочечники" Синдром Кушинга – гиперкортицизм с избыточной продукцией кортикостероидов, в основном,

"аденогипофиз-надпочечники"

Синдром Кушинга – гиперкортицизм с избыточной продукцией кортикостероидов, в основном, глюкоко-ртикоидов.

Клинически – ожирение, гипертония, остеопороз, гипофункция половых желез, вторичный сахарный диабет (стероидный диабет). Лабораторно – рост уровня АКТГ, гипергликемия, гипохлоремия, эозинофилия.
Гиперальдостеронизм. Первичный (синдром Конна), клинически – гипертензия и симптомы гипокалиемии (задержка воды, мышечная слабость, возможны параличи), лабораторно – рост уровня альдостерона, гипернатриемия, гипокалиемия, снижение активности ренина в плазме. Вторичный (при внутренних заболе-ваниях стимуляция РААС (РенинАнгиотензинАльдо-стероновой Системы), клиника та же, но лабораторно – повышение активности ренина, рост уровня альдостерона, калий в норме или снижен.
Слайд 44

Слайд 45

"аденогипофиз-щитовидная железа" Гипертиреоз (тиреотоксикоз) Гипотиреоз (гипотиреоидизм, Базедова болезнь). Аутоиммунный тиреоидит.

"аденогипофиз-щитовидная железа"
Гипертиреоз (тиреотоксикоз)
Гипотиреоз (гипотиреоидизм, Базедова болезнь).
Аутоиммунный тиреоидит.

Слайд 46

паращитовидные железы Синтез: ПТГ, кальцитонин (и в С-клетках щит.железы). Вместе с

паращитовидные железы

Синтез: ПТГ, кальцитонин (и в С-клетках щит.железы). Вместе с

кальцитриолом регулируют обмен Са,Mg,Pi. Болезни: нарушение обмена Са/фосфатов. Гиперпара-тиреоз I и II, псевдопаратиреоз, псевдопсевдопаратиреоз