Загальна фізіологія залоз внутрішньої секреції

Размещено на http://www.allbest.ru/

Лекція з дисципліни Загальна ендокринологія»

на тему:

Загальна фізіологія залоз внутрішньої секреції

1. Загальна морфо-функціональна характеристика залоз внутрішньої секреції

Поняття про залози внутрішньої секреції сформульоване І. Мюллером (1830). Німецький фізіолог Адольф Бертольд у 1849 році вперше встановив, що пересадження кастрованому півню в черевну порожнину сім'яників іншого півня приводить до відновлення вихідних властивостей у кастрата. Цю дату вважають датою народження ендокринології. В 1889 р. Броун-Секар повідомив про досліди, проведені на самому собі -- витяжки з сім'яників тварин здійснили на старечий організм вченого (а йому було 72 роки) «омолоджуючу дію». Однак, ефект омолодження тривав недовго -- через 2--3 місяці він пропадав. Але головне, що дали ці досліди -- це могутній імпульс для розвитку ендокринології.

В 1901 р. російський дослідник Соболєв Л. В. довів, що панкреатична залоза має здатність секретувати фізіологічно активну речовину, що було ідентифіковано в 1921 р. Ф. Бантінгом і Ч. Бестом як інсулін. В 1902 р. Старлінг і Бейліс висунули ідею про існування секрету, що сприяє виділенню панкреатичного соку. Саме Старлінг дав йому назву «гормон» -- спонукаю до дії, до активності. Надалі ендокринологія інтенсивно розвивалася і продовжує розвиватися в наші дні. Все більше стає очевидним, що продукція фізіологічно активних речовин -- це функція не тільки залоз внутрішньої секреції, але і багатьох традиційно неендокринних органів. Шлунково-кишковий тракт, нирки, печінка, серце продукують гормони і гормоноїди.

Ще наприкінці минулого століття в кишечнику були виявлені хромаффінні клітини, що інтенсивно зафарбовувалися хромом. В подальшому подібні клітини були виявлені в стравоході, бронхах і інших відділах дихальної системи. Австрійський патолог Фейртер, що знайшов ці клітини, об'єднав їх у паракринну систему, вважаючи, що в них продукуються речовини, подібні до гормонів. Англійський гістолог Пірс у 50-х роках нашого століття встановив, що всі ці клітини здатні поглинати амінокислоти, що ззовні вводяться -- попередники гормонів і розщеплювати їх шляхом декарбоксилювання, а з їхніх залишків синтезувати гормони. Він назвав цей процес «Аміне Прекурссор Аптейк энд декарбоксилейшн». Перші букви чотирьох цих слів склали абревіатуру -- АПУД (1968 р.). Клітини одержали назву -- «апудоцити». Зараз вже відомо більш 50 типів апудоцитів, що синтезують близько 50 гормонів, в тому числі -- серотонін, мелатонін, адреналін, гістамін, інсулін, гастрін, секретин, панкреозімін (холецистокінін), вазоактивний інтестінальний гормон, бомбезин, енкефаліни, ендорфіни, інсулін і багато інших. В цілому, системі АПУД приділяють велику увагу в зв'язку з тим, що без апудоцитів порушується нормальна діяльність організму.

ТИПИ ГУМОРАЛЬНИХ ВПЛИВІВ

Ендокринологія -- наука, що вивчає розвиток, будову і функції залоз внутрішньої секреції і клітин-продуцентів гормонів, біосинтез, механізм дії й особливості гормонів, їх секрецію в нормі і при патології, а також хвороби, що виникають в результаті порушення продукції гормонів.

Розрізняють наступні варіанти дії гормонів (по класифікації Талалайк-нам.М.,1989 ).

1) Гормональна -- або власне ендокринна: гормон виділяється з клітини-продуцента, попадає в кров і зі струменем крові підходить до органу-мішені, діючи на відстані від місця продукції гормону.

2) Паракринна дія -- з місця синтезу гормон попадає в позаклітинний простір, а з нього -- впливає на клітини-мішені, розташовані навколо.

3) Ізокринна дія -- аналогічна 2), але в даному випадку контакт клітини-продуцента гормону і клітини-мішені дуже тісний.

4) Нейрокринна дія -- це дія гормону, подібна до дії медіатора.

5) Аутокринна дія - клітина продукує гормон, що сам і впливає на цю ж клітину-продуцент, тобто клітина-мішень = клітина-продуцент.

Головне, варто чітко розрізняти ендокринний і паракринний ефекти.

ФУНКЦІЇ ГОРМОНІВ

Їх багато. Але головні з них -- це забезпечення росту, фізичного, статевого і інтелектуального розвитку (1), забезпечення адаптації організму в різних умовах (2), підтримка гомеостазу (3). Гормони здійснюють метаболічний ефект і тим самим реалізують зазначені функції. Більш детально функції гормонів розглядаються при викладі окремих питань ендокринології.

2. ХІМІЧНА ПРИРОДА ГОРМОНІВ

гормон внутрішня секреція залоза

Всі гормони в залежності від їх хімічної структури поділяються на 3 класи -- білкові, стероїдні (ліпідні) і похідні амінокислот.

Група білкових гормонів представлена, по-перше, гормонами-протеїдами (складними білками). Це глікопротеїди. До цієї групи відносяться тиреотропний гормон (ТТГ), фолікулостимулюючий гормон (ФСГ), лютеїнізуючий гормон (ЛГ). Друга група -- це пептидні гормони, що складаються з 30--90 амінокислотних залишків. До цієї групи відносяться адренокортикотропний гормон (АКТГ), соматотропний гормон (СТГ), меланоцитстимулюючий гормон (МСГ), пролактин, паратгормон, інсулін, глюкагон. Наприклад, АКТГ містить 39 амінокислотних залишків, СТГ -- 191, пролактин -- 198. Третя група білкових гормонів -- це група олігопептидів (малих пептидів), вона представлена гормонами, що складаються з невеликого числа амінокислотних залишків: це ліберини, статини, гормони шлунково-кишкового тракту. Наприклад, соматостатін містить 14 амінокислот, гонадоліберин -- 10 амінокислот, окситоцин містить 9 амінокислотних залишків.

Важливо відзначити, що білкові гормони, по-перше, є гідрофільними і тому вони не здатні проходити пасивно через фосфоліпідні бар'єри (плазматичні мембрани), по-друге, їх гідрофільність дозволяє самостійно транспортуватися з кров'ю, тому що вони розчинні в крові.

Стероїдні, або ліпідні, гормони являють собою похідні холестерину (холестерин переходить у прегненолон, з якого утворюються всі основні стероїдні гормони) -- кортикостерон, кортизол, альдостерон, прогестини, естрадіол, естріол, естрон, тестостерон, стероли вітаміну Д. Крім того, до цієї групи гормонів відносяться арахідонова кислота і її похідні -- простагландини, простацикліни, тромбоксани, лейкотрієни. Для всіх цих гормонів характерна гідрофобність. Тому вони добре проходять з місць свого синтезу через клітинну мембрану і попадають безперешкод в інші середовища (кров, міжклітинний простір). В крові вони вимагають спеціальних носіїв, тому що гідрофобні.

Група гормонів -- похідних амінокислот, представлена такими гормонами, як адреналін, норадреналін, дофамін, тироїдні гормони (трийодтиронін, тироксин) -- усі вони є похідними амінокислоти тирозин. Серотонін -- похідний триптофану, гістамін -- похідний гістидину. Тільки тиреоїдні гормони здатні проходити через клітинні бар'єри, всі інші похідні амінокислот не можуть проходити через плазматичну мембрану в середину клітини.

В цілому, знання хімічної природи гормону дозволяє деякою мірою зрозуміти окремі етапи складного процесу, що виникає при впливі гормону на орган-мішень.

СИНТЕЗ І ТРАНСПОРТ ГОРМОНІВ

1. Білкові гормони (білково-пептидні гормони) утворяться шляхом процессингу білкових попередників (прогормонів) або навіть препрогормонів. Як правило, синтез здійснюється в рибосомах жорсткго ретикулума ендокринної клітини. Принцип синтезу такий -- у внутрішньому просторі ретикулума на рибосомах синтезується препрогормон. Потім від нього відщеплюються 20--25 амінокислотних залишків і в такому виді прогормон відшнуровується від ретикулума у вигляді везикул або гранул і попадає в апарат Гольджі. В цьому апараті вміст гранул (везикул) вивільняється, відбувається відщеплення від прогормона зайвих амінокислотних фрагментів і в такий спосіб утворюється гормон. Цей синтезований гормон оточується мембранами і виноситься у вигляді везикули до плазматичної мембрани. Під час транспорту везикули в ній відбувається дозрівання гормону, наприклад, ацетилювання його кінця. Після злиття везикули з плазматичною мембраною відбувається розрив везикули і виливання гормону в навколишнє середовище -- відбувається явище екзоцитоза.

От приклад синтезу інсуліну: в результаті рибосомального синтезу на мембранах жорсткого ретикулума утвориться пропроінсулін -- 109 амінокислотних залишків; тут же, у ретикулумі, від нього відщеплюється гідрофобний фрагмент, що складається з 23 амінокислотних залишків, і залишається проінсулін. Везикула з проінсуліном переноситься в апарат Гольджі, де мембранна протеїнази вищеплює з молекули проінсуліна (1-86) фрагмент 31-65. В результаті утвориться інсулін -- два ланцюги А і В, з'єднані між собою двома S-S містками. Тут же в апараті Гольджі заготовлена заздалегідь везикула захоплює інсулін, а також іони цинку. Після приєднання везикули до плазматичної мембрани її вміст -- інсулін -- викидається в міжклітинний простір. Синтез молекули відбувається за 1--2 хвилини, транспорт проінсуліна від ретикулума до апарата Гольджі займає 10--20 хвилин, а «дозрівання» везикул, що несуть інсулін від апарата Гольджі до плазматичних мембран, відбувається за 1--2 години.

В цілому від початку синтезу білкових гормонів до моменту їх появи в місцях секреції проходить 1--3 години. Саме «вузьке» місце -- це процес секреції -- процес від ендоплазматичного ретикулума до плазматичної мембрани. Тому в основному регуляція рівня гормонів у крові здійснюється на етапах секреції, а не на етапах синтезу.

Деякі гормони утворюються з загального попередника, наприклад, АКТГ, МСГ, ліпотропіни, ендорфіни, енкефаліни утворюються з загального попередника -- пропіомеланокортіна. Тому індукція або репресія синтезу цього попередника позначається одночасно на кожному з перерахованих гормонів.

Білкові гормони в силу їх гідрофільності добре розчинні в крові і тому не вимагають спеціальних переносників. Їх руйнування в крові і тканинах здійснюється за участю специфічних протеїназ, що містяться в клітинах-мішенях, а також протеїназ крові, печінки, нирок. Наприклад, окситоцин руйнується окситоциназою. Напівперіод життя їх у крові складає 10--20 хвилин і менше.

2. Синтез стероїдних гормонів. Він здійснюється в клітинах, починаючи з підготовки холестерину, основного джерела всіх стероїдів. В клітках-продуцентах стероїдів є холестерин, що частково надходить із плазми. Звичайно холестерин зв'язаний з жирними кислотами. Тому перший етап синтезу -- це відщеплення жирних кислот, воно відбувається під впливом ферменту холестеринестерази. Вільний холестерин надходить у мітохондрії і тут він перетворюється в прегненолон. В його утворенні беруть участь цитохром Р₄₅₀, десмолаза й інші ферменти. Потім утворений прегненолон надходить з мітохондрій в ендоплазматичний ретикулум і мікросоми. Тут спочатку утворюється прогестерон, з якого за допомогою різних ферментів утворюються всі стероїдні гормони. Один шлях -- це перетворення прогестерона в кортикостерон і альдостерон. Другий шлях -- перетворення прогестерона в кортизол, з якого утворюються андрогени (тестостерон), що в свою чергу перетворюються в естрогени. Суть усіх перетворень, починаючи від процесу перетворення холестерину в прегненолон у мітохондріях і наступних реакцій у мікросомах, полягає в гідроксилюванні молекул стероїдів. Ці процеси здійснюються спеціальними ферментами -- гідроксилазами і оксидазами. Набір цих ферментів і визначає ті стероїдні гормони, що синтезуються в конкретній ендокринній клітині (глюкокортикоїди, мінералокортикоїди, статеві гормони, прогестини). Інтенсивність синтезу стероїдних гормонів контролюється АКТГ і ЛГ, що за рахунок зміни рівня цАМФ і (як наслідок цього) підвищення активності протеїнкіназ активують ферменти, що беруть участь у стероїдогенезі, підсилюючи швидкість утворення відповідних гормонів.

Період напіврозпаду в крові для стероїдів приблизно дорівнює 0,5--1,5 години. Транспорт здійснюється транскортином (для кортикостероїдів), тестостерон-эстроген-зв'язуючим глобуліном.

3. Синтез катехоламінів. Він здійснюється за рахунок послідовного перетворення амінокислоти тирозину в ДОФА (діоксифенілаланін), дофамін, норадреналін, адреналін. Перетворення тирозину в ДОФА відбувається в цитоплазмі хромаффінної клітини під впливом ферменту тирозингідроксилази. Це найбільш повільна стадія в біосинтезі катехоламінів. Інсулін, глюкокортикоїди, ацетилхолін підвищують активність цього ферменту і прискорюють процес утворення катехоламінів. ДОФА в цитоплазмі перетворюється в дофамін. Дофамін проникає в спеціально утворені гранули (везикули), в яких при наявності ферменту дофамін-бета-оксидази і кофакторів перетворюється в норадреналін. З цих везикул норадреналін може викидатися в синаптичну щілиніу (якщо мова йде про синапс) або в цитоплазму. У цитоплазмі за допомогою ферменту метилази утворюється адреналін, що надходить у спеціальні гранули (везикули) і за допомогою цих гранул секретується клітиною в позаклітинний простір. Вважається, що напівперіод життя катехоламінів в крові людини 1--3 хвилини. Катехоламіни в крові зв'язуються білками і лише 5--10% їх знаходиться у вільному стані. Завдяки цьому білки виконують функцію буфера, підтримуючи на постійному рівні концентрацію гормону в крові.

РЕЦЕПТОРИ ГОРМОНІВ

Гормональні рецептори -- а число ідентифікованих рецепторів у даний час досягло 60, у 50% випадків локалізуються на мембранах клітини-мішені, а в інших випадках -- в середині клітини. Гормони, що не здатні проникати через плазматичну мембрану, повинні мати рецептори на поверхні клітини. Плазматичні рецептори мають білкові гормони -- ТТГ, ФСГ, ЛГ, хоріонічний гормон, СТГ, пролактин, хоріонічний соматотропін (плацентарний лактоген), інсулін, інсулінопідобний фактор росту I і II, соматомедин, релаксин, гастрин, холецистокінін, глюкагон, ВІП, АКТГ, альфа-МСГ, енкефаліии, ендорфіни, бета-ліпотропін, окситоцин, вазопресин (АДГ), епідермальний фактор росту, паратирин (паратгормон), кальцитонін, тироліберин, гонадо-ліберин, соматостатін, соматоліберин. На поверхні клітини є рецептори для сприйняття катехоламінів (альфа- і бета-адренорецептори), простагландинів (поки ідентифіковано лише 6 видів рецепторів), серотоніна, нейротензина, речовини Р, гістаміна.

Внутрішньоклітинні рецептори служать для сприйняття стероїдних гормонів -- глюкокортикоїдів, мінералокортикоїдів, естрогенів, андрогенів, прогестинів, а також тиреоїдних гормону-тироксину і трийодтироніна.

До багатьох гормонів рецептори ще не виявлені.

Всі гормональні рецептори являють собою специфічні структури клітини, зв'язок з якою -- обов'язкова умова для прояву ефектів гормонів. Рецептори мають високу вибірковість до гормонів, але в той же час вони можуть зв'язувати структурні аналоги гормонів. Тому в літературі прийняте таке поняття: речовини, що імітують дію гормону -- це агоністи, або міметики, а речовини, що зв'язуються з рецепторами, але при цьому не викликають біологічного ефекту або перешкоджають зв'язуванню гормону -- антагоністи, або літики.

В одній і тій же клітині і навіть на одній і тій же мембрані клітини можуть розташовуватися десятки різних типів рецепторів. Рецептори являють собою білкові структури. Їх синтез відбувається в ендоплазматичному ретикулумі (у рибосомах). Після утворення вони проходять «дозрівання» в апараті Гольджі, відкіля транслокуются в плазматичні мембрани або в цитозоль. Кількість рецепторів того самого типу, наприклад, адренорецепторів, на поверхні клітини варіює. Існують кілька видів регуляції концентрації рецепторів. Один з них -- це регуляція за рахунок зміни синтезу рецепторів. Наприклад, при вагітності в жінок у міометрії істотно міняється концентрація окситоцинових, серотонінових рецепторів, холіно- і адренорецепторів. Так, згідно з нашими даними, при вагітності міометрій жінок позбавляється М-холіно-рецепторів, але в той же час у ньому зростає концентрація окситоцинових, серотонінових і гістамінових рецепторів, підвищується концентрація бета-адренорецепторів і знижується рівень альфа-адренорецепторів. Усі ці зміни, імовірніше всього, відбуваються під впливом естрогенів і прогестерона.

Концентрація рецепторів на поверхні клітини залежить також від рівня гормонів. Наприклад, коли в крові вміст гормону зростає, то число рецепторів для цього гормону на поверхневій мембрані знижується. Цим самим як би відбувається зниження чутливості клітини до гормону, що знаходиться в крові в надлишковому стані. І навпаки, якщо рівень гормону в крові знижується, то концентрація рецепторів для цього гормону зростає, підвищується чутливість клітини до даного гормону. Цей принцип регуляції числа гормональних рецепторів всередині і на поверхні клітини-мішені одержав назву «даун-регуляції».

Для взаємодії гормону з рецептором важливою є його спорідненість до цього рецептора. Ця величина теж може модулюватися. Наприклад, при окисленні середовища з рН 7,4 до 7,0 зв'язування інсуліну з інсуліновими рецепторами знижується на 50%. Встановлено, що «порожні» рецептори мають високу спорідненість до гормону, коли ж вони «окуповані», то їх спорідненість до гормону знижується.

Спорідненість до гормону, або кількість функціонально активних рецепторів, може регулюватися (в умовах патології) за рахунок появи аутоантитіл до специфічних рецепторів. Наприклад, при деяких формах цукрового діабету незважаючи на досить високий рівень інсуліну в крові має місце функціональна недостатність інсулярного апарата -- частина інсулінових рецепторів окупована антитілами.

3. МЕХАНІЗМ ДІЇ ГОРМОНІВ

Взаємодія гормону з рецептором -- це обов'язковий початковий етап, що запускає цілий каскад реакцій, в результаті якого гормон здійснює свій фізіологічний ефект: наприклад, підвищення синтезу специфічних білків-рецепторів, підвищення синтезу гормону, скорочення гладком'язевих клітин і т.п. Розглянемо більш конкретно ці каскади.

1. Механізм дії стероїдних гормонів.

Стероїдні гормони легко проникають в середину клітини через поверхневу плазматичну мембрану в силу своєї ліпофільності і взаємодіють у цитозолі зі специфічними рецепторами. У цитозолі утворюється комплекс «гормон-- рецептор», що рухається в ядро. У ядрі комплекс розпадається і гормон взаємодіє з ядерним хроматином. В результаті цього відбувається взаємодія з ДНК, а потім -- індукція матричної РНК. В ряді випадків стероїди, наприклад, стимулюють в одній клітині утворення 100--150 тис. молекул м-РНК, в яких закодована структура лише 1--3 білків. Отже, перший етап дії стероїдних гормонів -- активація процесу транскрипції. Одночасно відбувається активація РНК-полімерази, що здійснює синтез рибосомальної РНК (р-РНК). За рахунок цього утвориться додаткова кількість рибосом, що зв'язуються з мембранами ендоплазматичного ретикулума й утворюють полісоми. Внаслідок усього комплексу подій (транскрипції і трансляції) через 2--3 години після впливу стероїду спостерігається посилений синтез індукованих білків. В одній клітині стероїд впливає на синтез не більш 5--7 білків. Відомо також, що в одній і тій же клітині стероїд може викликати індукцію синтезу одного білка і репресію синтезу іншого білка. Це відбувається внаслідок того, що рецептори даного стероїду неоднорідні.

2. Механізм дії тиреоїдних гормонів

Рецептори знаходяться в цитоплазмі та у ядрі. Тиреоїдні гормони (а точніше -- трийодтиронін, тому що тироксин повинний віддати один атом йоду і перетворитися в трийодтиронін, перш ніж здійснити свій ефект) зв'язуються з ядерним хроматином і індукують синтез 10--12 білків -- це відбувається за рахунок активації механізму транскрипції. Тиреоїдні гормони активують синтез багатьох білків-ферментів, регуляторних білків-рецепторів. Тиреоїдні гормони індукують синтез ферментів, що беруть участь у метаболізмі, і активують процеси енергоутворення. Одночасно тиреоїдні гормони підвищують транспорт амінокислот і глюкози через мембрани клітин, підсилюють доставку амінокислот у рибосоми для нестатків синтезу білка.

3. Механізм дії білкових гормонів, катехоламінів, серотоніна, гістаміна.

Ці гормони взаємодіють з рецепторами, розташованими на поверхні клітини, а кінцевий ефект дії цих гормонів може бути -- скорочення, посилення ферментних процесів, наприклад, глікогеноліза, підвищення синтезу білка, підвищення секреції і т.д. У всіх цих випадках лежить процес фосфорилювания білків-регуляторів, перенос фосфатних груп від АТФ до гідроксильних груп серина, треоніна, тирозина, білка. Цей процес в середині клітини здійснюється за участю ферментів-протеїнкіназ. Протеїнкінази -- це АТФ-фосфотрансферази. Їх багато різновидів, для кожного білка -- своя протеїнкіназа. Наприклад, для фосфорилази, що бере участь у розщепленні глікогену, протеїнкіназа називається «кіназа фосфорилази».

В клітині протеїнкінази знаходяться в неактивному стані. Активація протеїнкіназ здійснюється за рахунок гормонів, що діють на поверхово розташовані рецептори. При цьому сигнал від рецептора (після взаємодії гормону з цим рецептором) до протеїнкінази передається за участю специфічного посередника, чи вторинного мессенджера. В даний час з'ясовано, що таким мессенджером можуть бути: а) ц-АМФ, б) іони Са, в) диацилгліцерин, г) якісь інші фактори (вторинні посередники невідомої природи). Таким чином, протеїнкінази можуть бути ц-АМФ-залежні, Са-залежні, диацилгліцерин-залежні.

Відомо, що в ролі вторинного посередника ц-АМФ виступає при дії таких гормонів як АКТГ, ТТГ, ФСГ, ЛГ, хоріонічний гонадотропін, МСГ, АДГ, катехоламіни (бета-адренорецепторний ефект), глюкагон, паратирин (паратгормон), кальцитонін, секретин, гонадотропін, тироліберин, ліпотропін.

Група гормонів, для яких мессенджером є кальцій: окситоцин, вазопресин, гастрин, холецистокінін, ангіотензин, катехоламіни (альфа-ефект).

Для деяких гормонів поки не ідентифіковані посередники: наприклад, СТГ, пролактин, хоріонічний соматомамматропін (плацентарний лактоген), соматостатин, інсулін, інсуліноподібні фактори росту і т.п.

Розглянемо роботу ц-АМФ як мессенджера: ц-АМФ (циклічний аденозинмонофосфат) утворюється в клітині під впливом ферменту аденілатциклази з молекул АТФ, АТФ - ц-АМФ. Рівень ц-АМФ у клітині залежить від активності аденілатциклази і від активності ферменту, що руйнує ц-АМФ (фосфодиестерази). Гормони, що діють за рахунок ц-АМФ, як правило, викликають зміну активності аденілатциклази. Цей фермент має регуляторну і каталітичну субодиниці. Регуляторна субодиниця тим чи іншим способом зв'язана з гормональним рецептором, наприклад, за рахунок G-білка. При впливі гормону відбувається активація регуляторної субодиниці (в «спокої» ця субодиниця зв'язана з гуанізіндифосфатом, а під впливом гормону вона зв'язується з гуанізінтрифосфатом і тому активується). В результаті підвищується активність каталітичної субодиниці, що розташована на внутрішній стороні плазматичної мембрани, і тому підвищується вміст ц-АМФ. Це, в свою чергу, викликає активацію протеїнкінази (точніше, ц-АМФ-залежної протеїнкінази), що надалі викликає фосфорилювання, яке призводить до кінцевого фізіологічного ефекту, наприклад, під впливом АКТГ клітини наднирників продукують у великих кількостях глюкокортикоїди, а під впливом адреналіну в ГМК, що містять бета-адренорецептори, відбувається активація кальцієвого насоса і розслаблення ГМК.

Отже: гормон + рецептор - активація аденілатциклази - активація протеїнкінази - фосфорилювання білка (наприклад, АТФ-ази).

Мессенджер -- іони кальцію. Під впливом гормонів (наприклад, окситоцина, АДГ, гастрина) відбувається зміна вмісту в клітині іонів кальцію. Це може відбуватися за рахунок підвищення проникності мембрани клітини для іонів або кальцію за рахунок звільнення вільних іонів кальцію з внутрішньоклітинних депо. Надалі кальцій може викликати ряд процесів, наприклад, підвищення проникності мембрани для іонів кальцію, натрію, може взаємодіяти з мікротубулярноворсинчатою системою клітини і, нарешті, може викликати активацію протеїнкіназ, залежних від іонів кальцію. Процес активації протеїнкіназ зв'язаний насамперед із взаємодією іонів кальцію з регуляторним білком клітини -- кальмодуліном. Це високочутливий до кальцію білок (на зразок тропоніна С в м'язах), що містить 148 амінокислот, має 4 місця зв'язування кальцію. Усі ядерні клітини мають у своєму складі цей універсальний кальційєднальний білок. В умовах «спокою» кальмодулін знаходиться в неактивному стані і тому не здатний здійснювати свій регулюючий вплив на ферменти, в тому числі на протеїнкінази. В присутності кальцію відбувається активація кальмодуліна, в результаті чого активуються протеїнкінази, а надалі відбувається фосфорилювання білків. Наприклад, при взаємодії адреналіну з адренорецепторами (бета-Ар) у клітках печінки відбувається активація глікогенолізу (розщеплення глікогену до глюкози). Цей процес починається під впливом фосфорилазы А, що у клітині знаходиться в неактивному стані. Цикл подій тут такий: адреналін + бета-АР - підвищення внутрішньоклітинної концентрації кальцію - активація кальмодуліна - активація кінази фосфорилази (активація протеїнкінази) - активація фосфорилази В, перетворення її в активну форму -- фосфорилазу А - початок глікогеноліза.

У випадку, коли має місце інший процес, послідовність подій така: гормон + рецептор - підвищення рівня кальцію в клітині - активація кальмодуліна - активація протеїнкінази - фосфорилювання білка-регулятора - фізіологічний акт.

Мессенджер--діацилгліцерин. У мембранах клітини є фосфоліпіди, зокрема фосфатидилінозитол -- 4,5-біфосфат. При взаємодії гормону з рецептором цей фосфоліпід розривається на два осколки: диацилгліцерин і інозитолтрифосфат. Ці осколки є мессенджерами. Зокрема, диацилгліцерин надалі активує протеїнкіназу, що призводить до фосфорилювання білків клітини і відповідного фізіологічного ефекта.

Інші мессенджери. Останнім часом ряд дослідників думає, що в ролі мессен-джерів можуть виступати простагландини і їхні похідні. Передбачається, що каскад реакцій такий: рецептор + гормон - активація фосфоліпази А₂ - руйнування фосфоліпідів мембрани з утворенням арахідонової кислоти - утворення простагландинів типу ПГЕ, ПГФ, тромбоксанів, простациклінів, лейкотрієнів -фізіологічний ефект.

РЕГУЛЯЦІЯ СЕКРЕЦІЇ ГОРМОНІВ

Існують різні способи ендогенної регуляції секреції гормонів.

1. Гормональна регуляція. У гіпоталамусі виробляються 6 ліберинів і 3 статина (кортиколіберин, тироліберин, гонадоліберин, меланоліберин, пролактоліберин, соматоліберин, соматостатин, меланостатин, пролактостатин), що через портальну систему гіпофіза з гіпоталамусом попадають в аденогіпофіз і підсилюють (ліберини) або гальмують (статини) продукцію відповідних гормонів. Гормони аденогіпофіза -- АКТГ, ЛГ, СТГ, ТТГ -- у свою чергу викликають зміни продукції гормонів. Наприклад, ТТГ підвищує продукцію тиреоїдних гормонів. В епіфізі виробляється мелатонін, що модулює функцію наднирників, щитовидної залози, статевих залоз.

2. Регуляція продукції гормону по типу зворотного негативного зв'язку. Продукція тиреоїдних гормонів щитовидної залози регулюється тироліберином гіпоталамуса, що впливає на аденогіпофіз, продукуючий ТТГ, що підвищує продукцію тиреоїдних гормонів. Вийшовши в кров, Т₃ і Т₄ впливають на гіпоталамус і аденогіпофіз і гальмують (якщо рівень тиреоїдних гормонів високий) продукцію тироліберина і ТТГ.

Існує і варіант позитивного зворотного зв'язку: наприклад, підвищення продукції естрогенів викликає ріст продукції ЛГ у гіпофізі. В цілому принцип зворотного зв'язку одержав назву принцип «плюс-мінус-взаємодія» (по М. М. Завадскому).

3. Регуляція за участю структур ЦНС. Симпатична і парасимпатична нервові системи викликають зміни в продукції гормонів. Наприклад, при активації симпатичної нервової системи підвищується продукція адреналіну в мозковому шарі наднирників. Структури гіпоталамуса (і усе, що впливає на них) викликають зміну в продукції гормонів. Наприклад, активність супрахіазматичного ядра гіпоталамуса разом з активністю епіфіза забезпечують існування біологічних годин, в тому числі -- для гормональної секреції. Наприклад, відомо, що продукція АКТГ максимальна в період з 6 до 8 год. і мінімальна у вечірні години -- з 19 до 2--3 годин. Емоційні, психічні впливи через структури лімбічної системи, через гіпоталамічні утворення здатні істотно впливати на діяльність клітин, продукуючих гормони.

ЛІТЕРАТУРА

“Нормальна фізіологія “,- ( під ред. В.І.Філімонова),-Київ,-“Здоров?я”,-1994,-с.188-230.

“Основы физиологии человека» (под ред.Б.И.Ткаченко),-Санкт-Петербург,-1994,-с.169-200.

«Физиология человека»,- (под ред.Н.А.Агаджаняна),-Санкт-Петербург,-1988,-с.123-131.

«Нормальная физиология»,-(под ред.К.В.Судакова ),-МНА Москва,-1999,-с.96-534.

«Физиология человека» ,-(под ред.Г.Тевса и Р.Шмидта),-«Мир»,-т.4,-с.221-265.

Размещено на Allbest.ru