Слайд 1Эндокринная функция
Общая характеристика биологически активных веществ (БАВ), гормонов
Слайд 2Представление о гуморальной и гормональной системе регуляции функций
Гуморальная регуляция -
передача информации
с помощью биологически активных веществ,
которые разносятся по
организму кровью или лимфой, а также путем диффузии в межклеточной жидкости.
Биологически активные вещества (БАВ): гормоны, нейромедиаторы, цитокины, др. тканевые молекулы
БАВ влияют на сон, процессы обучения и памяти, тонус скелетных и гладких мышц, обладают обезболивающим или наркотическим эффектом.
Слайд 3Биологически активное вещество – это химическое соединение, участвующее в регуляции
физиологических функций
БАВ должно иметь эндогенное происхождение и являться продуктом специфического
метаболизма.
БАВ должно служить носителем определенной информации и действовать на собственный рецептор.
Эффект химического регулятора должен быть ограничен в пределах клетки или группы клеток действием специфических ферментов или других инактиваторов.
БАВ должна быть свойственна высокая физиологическая активность.
Слайд 4Способы передачи химических сигналов
Слайд 5Передатчики химических сигналов
Феромоны — маркеры вида, летучие хемосигналы, управляющие нейроэндокринными поведенческими
реакциями, процессами развития, размножением, модифицируют эмоциональное состояние, метаболизм. Как правило,
продуцируются специализированными железами.
Гормоны — БАВ, выделяются железами внутренней секреции.
Цитокины – БАВ иммунной системы
Нейромедиаторы — БАВ, посредством которых осуществляется передача электрического импульса между возбудимыми клетками.
Гистогормоны
Слайд 6Физиологическая организация
эндокринной функции
Эндокринная функция – динамическая, сложноорганизованная система, состоящая
из ряда взаимосвязанных сбалансированных между собой компонентов (подсистем)
Слайд 7Физиологическая организация эндокринной функции
Слайд 8Физиологическая структура эндокринной функции
синтез и секреция гормонов (прогормонов) железами
специфический транспорт
гормонов в крови
специфической взаимодействие гормона с реагирующей тканью
специфический метаболизм гормонов
на периферии, экскреция
процессы специфической регуляции и саморегуляции железы
Возникновение – передача – прием – усиление – реализация – затухание гормонального сигнала
Центральные звенья – биосинтез и рецепция
Слайд 9Физиологическая организация эндокринной функции
Эндокринные железы чутко реагируют на изменения
внешней
и внутренней среды организма изменением своего функционального состояния
Базальное количество гормона
– стимул – гипер-, гипофункция – обратная связь
Способы регуляции:
прямая (гипоталамус – гипофиз – периферические железы)
экстрагипофизарная
Слайд 10Основные принципы функционирования эндокринной системы и действия гормонов
Принцип специфической плейотропности
гормональных
эффектов
каждый гормон обладает способностью дозозависимо оказывать специфические для него множественные
эффекты в клетках организма
один гормон – влияние на несколько процессов
2. Принцип мультигормональной координации процессов жизнедеятельности
каждая частная и фундаментальная функция организма специфически зависимы от определенной группы гормонов
одна функция – регулируется группой гормонов
Слайд 11Основные принципы функционирования эндокринной системы и действия гормонов
3. Принцип детерминирующего
и контролирующего действия гормонов
гормональные эффекты по их биосущности могут быть
программирующими, необратимо и стабильно изменяющими фенотип и функциональную активность клеток И регуляторными, обратимо и транзиторно изменяющими клеточные функции
гормон программирует и/или регулирует
(стимулирует или ингибирует)
Слайд 12Основные принципы функционирования эндокринной системы и действия гормонов
4. Принцип обратимой
направленности эффекта
гормональные эффекты в зависимости от дозы, ритма секреции гормона,
реактивности реагирующих структур могут изменять свою направленность с позитивной на негативную и наоборот
гормональный эффект может быть и «+» и «-»
!!! учитывать характеристики секреции и клетки мишени
5. Гормонально-рецепторный принцип эффекта
возможность и характер избирательного физиологического действия гормона на клетки определяются в равной мере как качеством и количеством самого гормонального сигнала, генерируемого эндокринной железой, так И наличием рецепторного аппарата реагирующих клеток, специфически взаимодействующих с данным гормоном
эффект зависит от характеристик и гормона, и рецептора
Слайд 13Основные принципы функционирования эндокринной системы и действия гормонов
6. Принцип тканеспецифичности
гормонального эффекта
каждый гормон, обладая способностью специфически и множественно влиять на
разные реактивные структуры организма с помощью принципиально общих, однотипных механизмов, реализует свои эффекты в зависимости от морфологических и функциональных особенностей каждой из реагирующих тканей
гормональный эффект для каждой ткани свой
7. Принцип системности гормональных эффектов
эффективность действия любого гормона на реагирующие структуры, его сила и временные параметры, существенно зависимы от системной организации каждой многокомпонентной эндокринной функции, с одной стороны, и системной организации мультигормональных ансамблей, координирующих деятельность этих структур – с другой
эффект зависит от взаимосвязанности элементов
Слайд 14Основные принципы функционирования эндокринной системы и действия гормонов
8. Принцип регулируемости
деятельности ЭС
все звенья каждой эндокринной функции и эндокринной системы в
целом, изменяют уровень своей активности в зависимости от потребностей организма под действием разнообразных механизмов их регуляции и саморегуляции
потребности организма определяют уровень активности ЭС
Слайд 15Цитокины (БАВ ИС)
белки, вовлеченные в передачу сигналов от иммунных клеток
воспалительные
(ФНО альфа, ИЛ 1, 12, 18, интерферон гамма)
противовоспалительные (ИЛ 4,
6, 10, 13), трансформирующий ростовой фактор бета
Хемокины – подгруппа Ц., которые обладают хемотаксисом, привлекают специализированные иммунные клетки, стимулируют ответы лейкоцитов
Слайд 16Свойства цитокинов
- быстрый синтез, секреция в ответ на стимул
индукция
внутриклеточной сигнализации
плейотропное действие
биоэффекты зависят от физиологических условий
нелинейное взаимоотношение доза-эффект in
vivo
разнотипное взаимодействие с клетками
избыточность (более 50 Ц., около 20 рецепторов)
синергизм и антагонизм действия
влияние растворимых белков на способность инициировать передачу сигнала
Слайд 17Эндокринный контроль воспаления
Кортизол и адреналин – иммуномодуляторные молекулы
Кортизол
ингибирует адгезию лейкоцитов
эндотелием сосудов (индуцируемый лейкоцитоз)
ингибирует синтез многих цитокинов
в ответ на стимуляцию
ЛПС ингибирует продукцию ФНО
ингибирует ядерный фактор каппа В (NF-kB) – транскрипционный фактор, играющий важную роль в синтезе многих медиаторов воспаления
! Сверхфизиологические концентрации глюкокортикоидов являются иммуносупрессивными, мешают нормальному ответу организма на микробную инвазию !
Адреналин
модулирует воспалительные ответы
стимулирует продукцию ИЛ 6
ингибирует адгезию лейкоцитов эндотелием
ингибирует индуцированную стимулом продукцию ФНО
Слайд 18Иммунные клетки как источник гормонов ЭС
ТТГ, ЛГ, ФСГ, ГР, КРГ,
ГРРГ
иммунные клетки не запасают нейропептиды, секретируют их медленнее гипофиза
Если продукция
гормонов инициируется гипоталамусом, то ПОМК, АКТГ, альфа-МСТ, кортизол обладают противовоспалительным действием на циркулирующие иммунные клетки
Если секретируется местно – то провоспалительным, стимулируя продукцию ИЛ 1, ФНО альфа и др.
бета-эндорфин увеличивает активность естественных киллеров, + снижает чувствительность ноцицепторов
Слайд 19классические гормоны ЭС играют важную роль в регуляции иммунных ответов
(Г-Г-НП ось)
цитокины могут влиять на функционирование некоторых эндокринных органов (Г-Г-НП
ось, ЩЖ, репродуктивные органы)
иммунные клетки могут синтезировать классические гормоны, эндокриноциты – цитокины
реакции организма на стимулы требуют эффективного обмена информации между клетками воспринимающими и структурами, опосредующими ответ
Слайд 20Два механизма вмешательства иммунных процессов в деятельность нервной и эндокринной
систем:
А - глюкокортикоидная обратная связь, торможение синтеза интерлейкина-1 и
других лимфокинов,
Б - ауто- антитела к гормонам и их рецепторам.
Тх - Т-хелпер,
МФ - макрофаг
Слайд 21Эндокринной функцией обладают:
железы внутренней секреции,
эндокринная ткань в органе, функция которого
не сводится лишь к внутренней секреции,
клетки, обладающие наряду с эндокринной
и неэндокринными функциями.
Слайд 22Эндокринной функцией обладают:
Гландулоциты – клетки эндокринных желез: аденогипофиз, щитовидная железа,
околощитовидные железы, корковый слой надпочечников, островковый аппарат поджелудочной железы, половые
железы, эпифиз
Нейросекреторные клетки
Хромаффинные клетки
Клетки органов с неэндокринными функциями: сердце, печень, почки, желудок, кишечник, бронхи, кожа
Мультифункциональные клетки
Слайд 24Общие черты эндокринных желез
Высокая степень специализации рабочих клеток
Нет выводных протоков
Обильное
кровоснабжение
Развита сеть лимфотических капилляров
Выделение продуктов жизнедеятельности железы в просвет сосудов
Интенсивный
метаболизм
Избирательная чувствительность к эндогенным веществам
Слайд 25Общие функции гормонов
Интегративные
Эндокринные железы принимают участие во всех важных процессах
жизнедеятельности организма
Дифференцировка
Размножение
Гормоны необходимы для успешного становления репродуктивных функций
Слайд 26Общие функции гормонов
Рост и развитие
созревание организма
Старение
Слайд 27А) Контроль кровяного давления
адреналин
ренин-ангиотензин
альдостерон
вазопрессин
NO
предсердный натрий-уретический фактор
эндотелины
Общие функции гормонов: гомеостазис
Слайд 28Б) Обмен кальция и фосфора
кальцитонин
паратгормон
В) Водно-солевой обмен
антидиуретический
ренин-ангиотензин-альдостерон
предсердный натрий-уретический
фактор
Общие функции гормонов: гомеостазис
Слайд 29Общие функции гормонов:
регуляция обмена веществ и энергии
Обмен глюкозы
Адреналин ↑
Глюкагон ↑
Тироксин
↑
Глюкокортикоиды (кортизол) ↑
Инсулин ↓
Слайд 30Общие функции гормонов:
регуляция обмена веществ и энергии
Обмен жиров
карнитин (введение жирных
кислот в митохондрии для окисления)
лептин (из липоцитов, снижение потребления
пищи)
грелин (ЖКТ, стимуляция потребления пищи)
орексины гипоталамуса (=гипокретины)
Слайд 31Дополнительные функции гормонов:
Корригирующие действие
Адаптации
Ритмическая организация физиологических процессов
Адекватная психическая деятельность и
интеллект
Сигнальная = информационная
Слайд 32Свойства гормонов:
Высокая биологическая активность
Специфичность действия И генерализованное действие
Полиморфизм действия
Дистантность действия
Продукты
живых клеток
Вызывают начальные, ранние и поздние реакции
Являются маркерами физиологических ритмов
Гормоны
не инициируют новой реакции, а повышают или снижают активность внутриклеточных процессов
Слайд 33Отличия гормонов:
Продукты деятельности специфичных морфологических образований И множественная локализация синтеза
Не
нарушают жизнедеятельности и целостности секретирующих их клеток
Не являются источником энергии
и строительным материалом
Слайд 34Взаимодействия гормонов
Пермиссивное
Сенсибилизирующее
Синергизм
Антагонизм
Слайд 35Одна и та же группа гормонов может быть антагонистична в
отношении регуляции одних процессов и синергична в отношении других
инсулин и
СТГ — синергисты в отношении ростовых процессов и синтеза белка, синергисты по линии влияния на проницаемость мембран мышечных и жировых клеток, но антагонисты в отношении регуляции процессов гликолиза, глюконеогенеза и липолиза.
Эстрогены и прогестины являются стимуляторами роста матки, однако их эффекты на вагинальный эпителий противоположны.
СТГ и глюкокортикоиды — синергисты в регуляции гликемии и липацидемии, но антагонисты в регуляции синтеза белка в мышцах и соединительной ткани.
Слайд 36Один и тот же гормон в разных тканях может воспроизводить
количественно и качественно различные эффекты
глюкагон хотя и действует однонаправленно с
адреналином на сердечную мышцу, эффект его на миокард оказывается более слабым, чем эффект адреналина.
глюкокортикоиды, являясь катаболиками для мышечных и соединительнотканных клеток, оказывают анаболическое действие в печени.
в мышцах и соединительной ткани кортикостероиды — антагонисты СТГ в регуляции синтеза белка, то в печени гормоны действуют как синергисты (агонисты).
Слайд 37Строение молекулы
а) актон в одном участке молекулы гормона;
б) –
актон в двух участках молекулы гормона;
1 и 5 – защитные
участки; 2 – гаптон; 3 – актон; 4 – усилитель
Слайд 38Гормоны по характеру эффектов
регулирующие;
программные;
оказывающие пермиссивное («разрешающее») действие.
Слайд 39Гормоны по химическому строению
белки (полипептиды), например, инсулин и гормон роста;
производные аминокислот (адреналин, тироксин, мелатонин);
стероиды (тестостерон, альдостерон);
производные арахидоновой
кислоты (эйкозаноиды, простагландины, тромбоксан, лейкотриены, др.)
Слайд 40Секреторный цикл
Поступление исходных веществ в клетку либо извлечение их из
депо
Синтез первичного продукта
Транспорт в клетке, созревание, хранение
Выделение из клетки
Секреция
Транспорт во
внутренней среде
Действие
Инактивация гормона
Слайд 42Синтез
Пептидные: транскрипция – трансляция – модификация – накопление
Катехоламины: из аминокислотных
предшественников в терминалях
Стероидные: из холестерина – С21, С19, С18
Слайд 43Хранение
Гранулы
Капельные включения
Синтез – выделение без хранения
Слайд 44Регуляция секреции
Субстратная
Нервная
Эндокринная
Нейрогормональная
Слайд 45Секреция
Базовая и дискретная
Под действием эндогенных ритмов
Под действием экзогенных ритмов
Эпизодический
Циркадный
Менструальный
Годичный
Слайд 47Секреция
Скорость зависит от
Возраста
Функционального состояния
Наличия стресса
Мотиваций
Природы гормона
Присутствия в крови
субстратов, ионов
Слайд 48Транспорт
В свободной форме
Связанные с белками плазы
Адсорбированные форменными элементами крови
Слайд 50По способу передачи информации
Схема передачи пептидов, действующих в качестве паракринных
(А), кишечных гормонов (Б), нейротрансмиттеров (В) и нейрогормонов (Г)
Аутокринное
Юкстакринное
Изокринное
Паракринное
Нейрокринное действие гормонов
Солинокринное
Гормональное
Слайд 53Для гуморальных влияний характерны следующие свойства:
относительно медленное распространение химического вещества-регулятора
с током крови (ликвора)
отсутствие точной адресации для химического регуляторного соединения,
поступающего в кровь или лимфу (ликвор)
малая надежность связи, поскольку сигнальное вещество выводится из организма или разрушается.
Слайд 54Регуляция секреции гормонов: субстратная
Слайд 56Регуляция секреции: эндокринная
1. Thyroid-releasing hormone (TRH) is released from neurons
in
the hypothalamus and travels in the blood to the anterior
pituitary
gland.
2. TRH stimulates the release of thyroid-stimulating hormone
(TSH) from the anterior pituitary gland. TSH travels in the
blood to the thyroid gland.
3. TSH stimulates the secretion of thyroid hormones (T3 and T4)
from the thyroid gland into the blood.
4. Thyroid hormones act on tissues to produce responses.
5. Thyroid hormones also have a negative-feedback effect on the
hypothalamus and the anterior pituitary to inhibit both TRH
secretion and TSH secretion. The negative feedback helps
keep blood thyroid hormone levels within a narrow range.
Слайд 58Рецепция
Рецепторы позволяют считывать информацию с гормона
Рецепторы могут быть расположены на
Плазматической
мембране
В цитозоле
На мембранах органоидов
Все рецепторы специфичны
Клетки несут набор разных рецепторов
Существует
латентный период
Слайд 59Рецепция
Если рецептор в мембране, то скорость и прочность взаимодействия рецептора
с гормоном зависят от вязкости мембранных липидов
Регулирующее влияние факторов,
изменяющих
обмен липидов в мембране могут регулировать чувствительность клетки к гормонам (ферменты фосфолипаза А2, метилтрансфераза),
изменяющих структуру белкового компонента мембраны (степень агрегации и дезагрегации мембранных тубулиноподобных и актомиозиноподобных белков)
Слайд 60Рецепция
Трансформация активации рецептора в сложную биореакцию
Прогрессивная амплификация сигнала
Распределение информации по
всей клетке
Слайд 63Участие рецепторов в трансмембранной передаче сигнала
1 - связанные с ионными
каналами, например рецептор ГАМК; 2 - с каталитической активностью (рецептор
инсулина); 3 - передающие сигнал на фосфолипазу С, например α1-адренорецептор; 4 - с каталитической активностью (гуанилатциклаза, рецептор ПНФ); 5 - передающие сигнал на аденилатциклазу, например β-адренорецепторы; 6 - связывающие гормон в цитозоле или ядре, например рецептор кортизола.
Слайд 64В представлениях современной молекулярной физиологии клетки, основные процессы в воспринимающих
сигнал клетках связаны с фосфорилированием и дефосфорилированием белковых молекул, подавляющее
число которых являются ферментами.
Путем фосфорилирования молекуле сообщается определенное количество энергии, она повышает реакционную способность, переходит в активированное состояние или меняет свою конформацию, необходимую для выполнения специфических функций.
Слайд 65Среди подвергаемых фосфорилированию и дефосфорилированию ферментов имеется набор протеинкиназ, осуществляющих
регуляцию функций разнообразных белковых молекул.
Обычно этому процессу подвергаются тирозиновые,
либо сериновые/треониновые аминокислотные фрагменты в пептидных молекулах.
Структурное подобие аминокислот серина и треонина не дифференцируется.
Обратный процесс – дефосфолрилирование обеспечивается тирозиновыми или сериновыми фосфатазами, но с меньшей удельной специфичностью для вторых.
Слайд 67Действие
Вариабельность действия гормонов объясняется полиморфизмом рецепторов
Количество и плотность рецепторов постоянно
изменяется, отражая жизнедеятельность клетки
Ответ определяется набором генов и белков, функционирующих
в клетках мишениях
Конечный ответ зависит от
типа ткани
функционального состояния ткани
того, какие регуляторные воздействия испытывала клетки до поступления этого сигнала
какие еще регуляторы действуют в момент развития сигнала
Слайд 68Пример
Действие глюкагона и адреналина на печень
ускорение глюконеогенеза (если до Г
и А действовали глюкокортикоиды)
распад гликогена (если до Г и А
действовал инсулин)
Т.е. глюкокортикоиды усиливают, а инсулин ослабляет действие глюкагона и адреналина на печень
Слайд 69Одна из наиболее важных и сложных проблем молекулярной эндокринологии –
выяснение взаимосвязи, взаимоподчинённости и взаимодействия разных регуляторных сигналов и разных
регуляторных механизмов при реализации биологического эффекта
Слайд 70Действие
Внутриклеточные мишени:
Мембрана - мембранный потенциал, проницаемость, ионные каналы
Обмен кальция, сокращение,
секреция
Энергетический обмен
Синтез белков – от гена до продукта
структурная перестройка хроматина
взаимодействие
с рибосомами
Действие ферментов
Цитоскелет
Митоз
Слайд 71Действие
Как только гормон начинает действовать на клетку мишень одновременно возникает
сигнал, тормозящий действие гормона
через другой гормон
через коррекцию физиологического сдвига,
явившегося первичной причиной активации железы
Слайд 72Утилизация
Биотрансформация в органах
Ферментативное разрушение в плазме
Внутриклеточная деградация
Часто продукты распада также
обладают регуляторными свойствами
Слайд 73Утилизация
Скорость метаболического очищения – скорость извлечения гормона из крови, обычно
равно количеству плазмы, освободившемуся от гормона за минуту
Способы очищения плазмы:
Метаболическое
разрушение к тканях
Связывание в тканях
Экскреция с желчью
Экскреция с мочой
