Гормоны

Під "довгим" ланцюгом зворотного зв'язку мається на увазі взаємодія периферичної ендокринної залози з гіпофізарними і гіпоталамічними центрами (не виключено, що із супрагіпоталамічними та іншими областями ЦНС) за допомогою впливу на зазначені центри змінюється концентрації гормонів в циркулюючої крові.
       Під "коротким" ланцюгом зворотного зв'язку розуміють таку взаємодію, коли підвищення гіпофізарного тропного гормону модулює і модифікує секрецію та вивільнення гіпофізотропного гормону (в даному випадку кортіколіберіна).
       "Ультракороткий" ланцюг зворотного зв'язку - вид взаємодії в межах гіпоталамуса, коли вивільнення одного гіпофізотропного гормону впливає на процеси секреції та вивільнення іншого гіпофізотропного гормону. Цей вид зворотнього зв'язку має місце в будь-якій ендокринній залозі. Так, вивільнення окситоцину або вазопресину через аксони цих нейронів і за допомогою міжклітинних взаємодій (від клітини до клітини) модифікує активність нейронів, які продукують ці гормони.

"Довга" і "коротка" ланцюги зворотного зв'язку функціонують як системи "закритого" типу, тобто є саморегульованими системами. Однак вони відповідають на внутрішні і зовнішні сигнали, змінюючи на короткий час принцип саморегуляції (наприклад, при стресі та ін.) Поряд з цим на зазначені системи впливають механізми, що підтримують біологічний циркадний ритм, пов'язаний зі зміною дня і ночі. Циркадний ритм є компонентом системи, що регулює гомеостаз організму і дозволяє адаптуватися до мінливих умов зовнішнього середовища. Інформація про ритм день-ніч передається в ЦНС з сітківки ока на супрахиазматичних ядра, які разом з епіфізом утворюють центральний циркадний механізм - "біологічний годинник". Крім механізму день-ніч, у діяльності цих "годин" беруть участь інші регулятори (зміна температури тіла, стан відпочинку, сну та ін.)

6. Гормональна регуляція вуглеводного, ліпідного, білкового та водно-сольового обміну

       Основні енергетичні ресурси живого організму - вуглеводи і жири мають високий запас потенційної енергії, легко витягується з них у клітинах за допомогою ферментних катаболічних перетворень. Енергія, що вивільняється в процесі біологічного окислення продуктів вуглеводного і жирового обмінів, а також гліколізу, перетворюється в значній мірі в хімічну енергію фосфатних зв'язків синтезованого АТФ. Акумульована в АТФ хімічна енергія макроергічних зв'язків, у свою чергу, витрачається на різного виду клітинну діяльність - створення і електрохімічних градієнтів, скорочення м'язів, секреторні і деякі транспортні процеси, біосинтез білка, жирних кислот і т.д. Крім «паливної» функції вуглеводи і жири поряд з білками виконують роль важливих постачальників будівельних, пластичних матеріалів, що входять в основні структури клітини, - нуклеїнових кислот, простих білків, глікопротеїнів, ряду ліпідів і т.д. Синтезуюча завдяки розпаду вуглеводів і жирів АТФ не тільки забезпечує клітини необхідної для роботи енергією, але і є джерелом утворення цАМФ, а також бере участь у регуляції активності багатьох ферментів, стану структурних білків, забезпечуючи їх фосфорилювання.
       Вуглеводними і ліпідними субстратами, безпосередньо утилізованими клітинами, є моносахариди (насамперед глюкоза), а також у деяких тканинах кетонові тіла. Їх джерелами служать харчові продукти, всмоктується з кишечника, депоновані в органах у формі глікогену вуглеводів і у формі нейтральних жирів, а також невуглеводних попередники, в основному амінокислоти і гліцерин, що утворюють вуглеводи (глюконеогенез). До депонуючих органанів у хребетних відносяться печінка і жирова тканина, до органів глюконеогенезу - печінку і нирки. У комахах депонуючим органом є жирове тіло. Крім цього, джерелами глюкози можуть бути і деякі запасні або інші продукти, що зберігаються або утворюються в працюючій клітці. Різні шляхи і стадії вуглеводного і жирового обмінів взаємопов'язані численними взаємовпливами. Напрямок та інтенсивність перебігу цих обмінних процесів знаходяться в залежності від ряду зовнішніх і внутрішніх факторів. До них відносяться, зокрема, кількість і якість споживаної їжі і ритми її надходження в організм, рівень м'язової та нервової діяльності і т.д.
       Серед гормонів, що беруть участь у регуляції жирового і вуглеводного обмінів у хребетних, центральне місце займають наступні: гормони шлунково-кишкового тракту, контролюючі перетравлення їжі та всмоктування продуктів травлення в кров; інсулін і глюкагон - специфічні регулятори проміжного обміну вуглеводів і ліпідів. Слід зазначити, що багато названі гормони беруть також безпосередню участь і в регуляції білкового обміну . Швидкість секреції згаданих гормонів і реалізація їх ефектів на тканині взаємопов'язані.
     Гормони і регуляція межуточного вуглеводного обміну. Інтегральним показником балансу обміну вуглеводів в організмі хребетних є концентрація глюкози в крові. Цей показник стабільний і становить у ссавців приблизно 100 мг% (5 ммоль / л). Його відхилення в нормі зазвичай не перевищують ± 30%. Рівень глюкози в крові залежить, з одного боку, від припливу моносахариду в кров переважно з кишечника, печінки та нирок і, з іншого - від його відтоку в працюючі і депонують тканини .
       Приплив глюкози з печінки і нирок визначається співвідношенням активностей глікогенфосфорілазной і глікогенсінтетазной реакції в печінці, співвідношенням інтенсивності розпаду глюкози та інтенсивності глюконеогенезу в печінці і частково в нирці. Надходження глюкози в кров прямо корелює з рівнями фосфорілазной реакції і процесів глюконеогенезу. Відтік глюкози з крові в тканини перебуває в прямій залежності від швидкості її транспорту в м'язову, адипозну і лімфоїдні клітини, мембрани яких створюють бар'єр для проникнення в них глюкози (нагадаємо, що мембрани клітин печінки, мозку і нирок легко проникні для моносахарида); метаболічної утилізації глюкози, у свою чергу залежною від проникності до неї мембран і від активності ключових ферментів її розпаду; перетворення глюкози в глікоген у печінкових клітинах. Всі ці процеси, пов'язані з транспортом і метаболізмом глюкози, безпосередньо контролюються комплексом гормональних чинників.
       Гормональні регулятори вуглеводного обміну за дією на загальний напрямок обміну і рівень глікемії можуть бути умовно розділені на два типи. Перший тип гормонів стимулює утилізацію глюкози тканинами і її депонування у формі глікогену, але гальмує глюконеогенез, і, отже, викликає зниження концентрації глюкози в крові. Гормоном такого типу дії є інсулін. Другий тип гормонів стимулює розпад глікогену і глюконеогенез, а отже, викликає підвищення вмісту глюкози в крові. До гормонів цього типу відносяться глюкагон і адреналін. Гормони третього типу стимулюють глюконеогенез у печінці, гальмують утилізацію глюкози різними клітинами і, хоча підсилюють утворення глікогену гепатоцитами, в результаті переважання перших двох ефектів, як правило, також підвищують рівень глюкози в крові. До гормонів даного типу можна віднести глюкокортикоїди і СТГ - «соматомедину». Разом з тим, володіючи односпрямованим дією на процеси глюконеогенезу, синтезу глікогену і гліколізу, глюкокортикоїди і СТГ - «соматомедину» по-різному впливають на проникність мембран клітин м'язової та адипозного тканини до глюкози.
       По спрямованості дії на концентрацію глюкози в крові інсулін є гіпоглікемічних гормоном (гормон «спокою і насичення»), гормони ж другого і третього типів - гіперглікемічних (гормони «стресу і голодування») стимуляція ефекту, пунктирними - гальмування
       Інсулін можна назвати гормоном засвоєння і депонування вуглеводів. Однією з причин посилення утилізації глюкози в тканинах є стимуляція гліколізу. Посилення гліколізу під впливом інсуліну в скелетних м'язах і міокарді грає істотну роль в накопиченні АТФ і забезпеченні працездатності м'язових клітин. Таким чином, основний напрям дії інсуліну на гліколіз і пентозофосфатний шлях в печінці і особливо в жировій клітковині зводиться до забезпечення створення тригліцеридів Одночасно з цим інсулін безпосередньо впливає на синтез глікогену - депонованої форми вуглеводів - не тільки в печінці, але і в м'язах, нирці, і, можливо, жирової тканини.
       Адреналін за впливом на вуглеводний обмін близький до глюкагону.Адреналін, як і глюкагон, посилює розпад глікогену і процеси глюконеогенезу. У фізіологічних концентраціях глюкагон переважно рецептіруется печінкою і адипозного тканиною, а адреналін - м'язами (насамперед міокардом) і жировою тканиною. Тому для глюкагону в більшій, а для адреналіну в меншій мірі характерні відставлена під час стимуляція глюконеогеничних процесів. Проте ж для адреналіну в значно більшому ступені, ніж для глюкагону, типове підвищення глікогенолізу і, мабуть, внаслідок цього гліколізу і дихання в м'язах. Мабуть, інсулін і глюкагон в більшій мірі - гормони харчування, а адреналін - стресорні гормон.
       В даний час встановлено ряд біохімічних механізмів, що лежать в основі дії гормонів на ліпідний обмін.
       Відомо, що тривалий негативний емоційний стрес, що супроводжується збільшенням викиду катехоламінів у кров'яне русло, може викликати помітне схуднення. Доречно нагадати, що жирова тканина рясно конвертується волокнами симатичної нервової системи, порушення цих волокон супроводжується виділенням норадреналіну безпосередньо в жирову тканину. Адреналін і норадреналін збільшують швидкість ліполізу в жировій тканині; в результаті посилюється мобілізація жирних кислот із жирових депо і підвищується вміст жирних кислот у плазмі крові.
       Не підлягає сумніву, що секрет передньої долі гіпофіза, зокрема соматотропний гормон, впливає на ліпідний обмін. Гіпофункція залози призводить до відкладення жиру в організмі, настає гіпофізарно ожиріння. Навпаки, підвищена продукція СТГ стимулює ліполіз, і вміст жирних кислот у плазмі крові збільшується. Доведено, що стимуляція ліполізу СТГ блокується інгібіторами синтезу. Крім того, відомо, що дія СТГ на ліполіз характеризується наявністю лаг-фази тривалістю близько 1 год, тоді як адреналін стимулює ліполіз майже миттєво. Іншими словами, можна вважати, що первинну дію цих двох типів гормонів на ліполіз проявляється різними шляхами. Конкретний механізм, за допомогою якого СТГ вибірково збільшує синтез аденілатциклази, поки невідомий.
       Інсулін надає протилежне адреналіну і глюкагону дію на ліполіз і мобілізацію жирних кислот. Нещодавно було показано, що інсулін стимулює фосфодіестеразну активність в жировій тканині. Фосфодіестерази грають важливу роль у підтримці постійного рівня цАМФ в тканинах, тому збільшення вмісту інсуліну має підвищувати активність фосфодіестерази, що в свою чергу призводить до зменшення концентрації цАМФ в клітці, а отже, і до утворення активної форми ліпази.
       Безсумнівно, інші гормони, зокрема тироксин, статеві гормони, також впливають на ліпідний обмін. Наприклад, відомо, що видалення статевих залоз (кастрація) викликає у тварин надлишкове відкладення жиру. Однак відомості, які ми маємо, не дають поки підстави з упевненістю говорити про конкретний механізм їх дії на обмін ліпідів.
       У гормональної регуляції обміну білків беруть участь гормони щитовидної залози тироксин (Т3) посилює синтез білків; Високі концентрації Т3 навпаки, пригнічують синтез білка; гормон росту, інсулін тестостерон, естроген посилюють розпад білків, особливо в м'язовій і лімфоїдної тканинах, але стимулюють синтез білків в печінці .
       Регулювання водно-сольового обміну відбувається нервово-гормональним шляхом. При зміні осмотичної концентрації крові порушуються спеціальні чутливі мембрани (осморецептори), інформація від яких передається в центр, нервову систему, а від неї до задньої долі гіпофіза. При підвищенні осмотичної концентрації крові збільшується виділення антидіуретичного гормону, який зменшує виділення води із сечею; при надлишку води в організмі знижується секреція цього гормону і посилюється її виділення нирками. Постійність об'єму рідин тіла забезпечується особливою системою регулювання, рецептори якої реагують на зміну кровонаповнення великих судин, порожнин серця та ін; в результаті рефлекторно стимулюється секреція гормонів, під впливом яких нирки змінюють виділення води і солей натрію з організму. Найбільш важливі в регуляції обміну води гормони вазопресин і глюкокортикоїди, натрію - альдостерон і ангіотензин, кальцію - паратиреоїдного гормону і кальцитонін.

Висновок
        У заключній частині моєї курсової роботи, я хочу сказати, що гормони мають досить високу біологічною активністю. Вони мають дуже складну хімічну структуру, механізми дії і величезну значущість в обміні речовин. Одне порушення функції деяких ендокринних залоз може впливати, як на функцію інших залоз, так і на нервову систему. У зв'язку з такою значимістю, в медицині існує терапевтичне використання гормонів. Гормони використовувалися спочатку у випадках недостатності будь-якої із залоз внутрішньої секреції для заміщення або заповнення виникнених гормональних дефіцитів. Першим ефективним гормональним препаратом був екстракт щитовидної залози вівці, застосований в 1891 англійським лікарем Г. Маррі для лікування мікседеми. На сьогоднішній день гормональна терапія здатна повернути недостатню секрецію практично будь-якої ендокринної залози; прекрасні результати дає і замісна терапія, що проводиться після видалення тієї чи іншої залози. Гормони можуть використовуватися також для стимуляції роботи залоз. Гонадотропіни, наприклад, застосовують для стимуляції статевих залоз, зокрема для індукції овуляції.
       Крім замісної терапії, гормони та гормоноподібні препарати використовуються і для інших цілей. Так, надлишкову секрецію андрогену наднирковими залозами при деяких захворюваннях пригнічують кортізоноподібний препаратами. Інший приклад - використання естрогенів і прогестерону в протизаплідних пігулках для придушення овуляції.
       Гормони можуть застосовуватися і як агенти, що нейтралізують дію інших медикаментозних засобів; при цьому виходять з того, що, наприклад, глюкокортикоїди стимулюють катаболічні процеси, а андрогени - анаболічні. Тому на тлі тривалого курсу глюкокортикоїдної терапії (скажімо, у разі ревматоїдного артриту) нерідко додатково призначають анаболічні засоби для зниження або нейтралізації її катаболического дії.
       Часто гормони застосовують як специфічні лікарські засоби. Так, адреналін, розслабляючий гладкі м'язи, дуже ефективний у випадках нападу бронхіальної астми. Гормони використовуються і в діагностичних цілях. Наприклад, при дослідженні функції кори надниркових залоз вдаються до її стимуляції, вводячи пацієнтові АКТГ, а відповідь оцінюють по утриманню кортикостероїдів в сечі та плазмі.
       В даний час препарати гормонів почали застосовуватися майже у всіх областях медицини. Гастроентерологи використовують кортізоноподібні гормони при лікуванні регіонарного ентериту або слизового коліту. Дерматологи лікують вугри естрогенами, а деякі шкірні хвороби - глюкокортикоїдами; алергологи застосовують АКТГ і глюкокортикоїди при лікуванні астми, кропив'янки та інших алергічних захворювань. Педіатри вдаються до анаболічних речовин, коли необхідно поліпшити апетит або прискорити ріст дитини, а також до великих доз естрогенів, щоб закрити епіфізи (зростаючі частини кісток) та запобігти таким чином надмірне зростання.
       При трансплантації органів використовують глюкокортикоїди, які зменшують шанси відторгнення трансплантата. Естрогени можуть обмежувати поширення метастатичного раку молочної залози у хворих в період після менопаузи, а андрогени застосовуються з тією ж метою до менопаузи. Урологи використовують естрогени, щоб загальмувати поширення раку передміхурової залози.

Список використаної літератури

1.        Марри Р., Греннер Д., Мейес П., Биохимия человека, М.Мир,1999. – 384с.

2.        Розен В.Б., Основы эндокринологии, 1994. – 336с.

3.        Афиногенова С.А., Булатов А.А., Биохимия гормонов и гормональной регуляции, М.Мир , 1993. – 384с.

4.      Самусев Р.П. Атлас анатомии человека/Р.П.Самусев, В.Я.Липченко. – М.:ООО «Издательский дом «Оникс 21 век»: ООО «Издательство «Мир и образование», 2002. – 704 с.

5.      Ю.І Губський «Біологічна хімія» Київ.Видавництво «чорний володар» 2005-125с.

6.      Анатомия человека/М.Г.Привес, Н.К.Лысенков, В.И.Бушкович. – М.: Учебная литература. – 1995. – 665 с.

7.      Марри Р., Греннер Д. Биохимия человека., в 2х томах, т.2. М.,1993.

8.      Балаболкин М.И. Эндокринология. Учебное пособие для субординаторов и интернов, М., 1989. стр 131-196.

9.      Балаболкин М.И. Достижения в изучении биосинтеза тиреоидных гормонов. Проблемы эндокринологии. т. 34, №2 1994стр. 46-50.

10. Никитин В.Н., Бабенко Н.А. Тиреоидные гормоны и липидный обмен. т. 35 №3 1989. стр. 91-98.