Тиреоидные гормоны усиливают процессы эритропоэза в костном мозгу.
Тиреоидные гормоны также оказывают влияние на водный обмен, понижают гидрофильность тканей и канальцевую реабсорбцию воды.
5. Опишите значение гормональной системы и ее связи с нервной системой.
Гормональная система совместно с нервной системой обеспечивает деятельность организма как единого целого. Химическая природа гормонов различна — белки, пептиды, производные аминокислот, стероиды, жиры. Гормоны, синтезом которых занята эндокринная система, обеспечивают наше физическое, половое и умственное созревание, позволяют организму адаптироваться к условиям окружающей среды. Только действию гормонов мы обязаны, к примеру, постоянством содержания глюкозы в крови и других жизненно важных функций.
Гормоны имеют различную химическую структуру. Это приводит к тому, что они имеют разные физические свойства. Гормоны разделяют на водо- и жирорастворимые. Принадлежность к какому-то из этих классов обуславливает их механизм действия. Это объясняется тем, что жирорастворимые гормоны могут спокойно проникать через клеточную мембрану, которая состоит преимущественно из бислоя липидов.
Гормоны выполняют три известные важные функции:
1) Делают возможным и обеспечивают физическое, умственное и половое развитие. Например, при недостатке гормона щитовидной железы тироксина в эмбриональный период (при дефиците йода в организме матери) развивается заболевание кретинизм. У кретина страдает умственное, половое и физическое развитие; при избытке или недостатке гормона гипофиза соматотропина развивается гигантизм либо карликовость, т.е. страдает физическое развитие; при недостатке мужского полового гормона тестестерона в эмбриональный период, из развивающейся по генотипу мужской особи формируется особь со вторичными половыми признаками по женскому типу.
2) Гормоны обеспечивают адаптацию организма к изменяющимся условиям. Например, при стрессе, выделяется мозговым слоем надпочечников гормон адреналин, изменяющий функции организма к новым условиям: увеличивается сила и частота сердечных сокращений, дыхательных движений, происходит перераспределение крови от внутренних органов и кожи к мышцам и головному мозгу, увеличивается образование глюкозы и т. д.
3) Гормоны обеспечивают поддержание постоянства внутренней среды организма - гомеостаза. Например, целых три гормона поддерживают постоянным количество кальция в организме. При усиление выработки кальцитонина - гормона паращитовидной железы развивается заболевание, на ранних стадиях которого резко возрастает подвижность суставов (больные могут принимать неестественные позы, закладывать ногу за голову, скручиваться спиралью). В силу повышенной выработки кальцитонина происходит «вымывание» кальция из костей. Теряя кальций, кости становятся вначале гибкими, потом непрочными, ломкими, возникают множественные переломы.
Характеристика основных гормонов.
1. Дайте характеристику пептидных гормонов аденогипофиза и нейрогипофиза.
Гормоны аденогипофиза.
Наиболее изучен адренокортикотропный гормон (АКТГ) - молекула АКТГ представляет собой одиночную пептидную цепь, состоящую из 39 аминокислотных остатков.
Биологической активностью обладает N-концевой фрагмент гормона, состоящий из первых 24 аминокислотных остатков, что послужило основанием для синтеза аналога естественного гормона, включающего 19 (α-кортикотропин) или 24 (β-кортикотропин) аминокислотных остатка. Последовательность аминокислот в этом фрагменте АКТГ одинакова у различных видов животных. За иммунологические свойства ответствен карбоксильный конец молекулы. Между 25-м и 33-м остатками сосредоточены все видовые различия в первичной структуре АКТГ различного происхождения.
Фарманокинетика АКТГ связана с окислением единственного остатка метионина в 4-м положении АКТГ в метионинсульфоксид, что сопровождается обратимой, но полной инактивацией гормона. Инактивация АКТГ при окислении метионина препятствует взаимодействию его со специфическими рецепторами в организме, через которые гормон осуществляет свое биологическое действие. Быстро инактивируется АКТГ и при отщеплении или блокировании N-концевого серина. Синтетический АКТГ инактивируется в организме быстрее, чем натуральный.
Фармакодинамика АКТГ связана с преимущественной стимуляцией коры надпочечников и повышением биосинтеза в ней стероидных гормонов. Он также стимулирует распад нейтральных жиров в жировой ткани и способствует выходу свободных жирных кислот в кровь (липотропная активность). В связи с тем что первые 13 аминокислот в АКТГ представляют полную структуру α-меланоцитостимулирующего гормона (α-МСГ), АКТГ оказывает меланоцитостимулирующий эффект. Он усиливает кетогенез, понижает дыхательный коэффициент, способствует накоплению гликогена в мышцах, снижает содержание аминокислот в плазме крови и увеличивает их поступление в мышечные ткани; у адреналэктомированных животных уменьшает распад кортикостероидов, при стрессе стимулирует образование кортикостероидов и тормозит их распад в печени.
В нейрогипофизе синтезируются пептидные гормоны, из которых наиболее изучены вазопрессин и окситоцин.
2. Расскажите о функции пептидных гормонов паращитовидных желез и щитовидной железы.
Гормон паращитовидных желез состоит из одной пептидной цепи с молекулярным весом 8500, содержащей 77 аминокислот. Он инактивируется протеолитическими ферментами, и его нельзя вводить через рот.
Количество гормона, выделяемого паращитовидными железами, регулируется содержанием кальция в крови. Уменьшение концентрации кальция стимулирует секреторную активность этих желез, а увеличение — подавляет.
Щитовидная железа производит также пептидный гормон тиреокальцитонин, или просто кальцитонин, принимающий участие в регуляции фосфорно-кальциевого обмена, активности остеокластов и остеобластов.
3. Какие пептидные гормоны вырабатывает поджелудочная железа и желудочно-кишечный тракт?
Поджелудочная железа вырабатывает пептидные гормоны – соматостатин, инсулин;
Желудочно-кишечный тракт вырабатывает пептидные гормоны – соматостатин.
4. Опишите строение и функции инсулина и глюкагона.
Инсулин.
Строение: Молекула инсулина образована двумя полипептидными цепями, содержащими 51 аминокислотный остаток: A-цепь состоит из 21 аминокислотного остатка, B-цепь образована 30 аминокислотными остатками. Полипептидные цепи соединяются двумя дисульфидными мостиками через остатки цистеина, третья дисульфидная связь расположена в A-цепи.
Первичная структура инсулина у разных биологических видов несколько различается, как различается и его важность в регуляции обмена углеводов. Наиболее близким к человеческому является инсулин свиньи, который различается с ним всего одним аминокислотным остатком: в 30 положении B-цепи свиного инсулина расположен аланин, а в инсулине человека — треонин; бычий инсулин отличается тремя аминокислотными остатками.
Функции:
1. Инсулин является важнейшим регулятором в промежуточном обмене веществ. Главное его действие заключается в понижении уровня сахара в крови.
2. Он не только облегчает работу мышечным и жировым клеткам по поглощению и использованию глюкозы, но еще и тормозит образование новых молекул глюкозы в печени.
3. Также инсулин способствует формированию запаса глюкозы в клетках в форме гликогена, оказывает действие накоплению других веществ, которые тоже могут быть источниками энергии,— жира, белка.
4. Инсулин частично накапливается в поджелудочной железе, и, чтобы освободиться и соединиться в дополнительном количестве, ему необходимо повышение уровня глюкозы в крови. Инсулин вырабатывается постоянно, но скорость его секреции в отличие от его действия меняется.
Само действие жестко координировано с эффектами других гормонов: глюкагона, катехол аминов, которые повышают уровень глюкозы в крови, что, в свою очередь, и обеспечивает поддержание этого уровня в узких пределах нормы (около 80-100 мг глюкозы на 100 мл крови).
5. Кроме того, инсулин участвует в образовании гликогена в печени.
6. Играет немаловажную роль в энергетическом балансе организма, препятствуя переходу аминокислот в сахара.
7. Способствует переходу углеводов в жиры.
8. Улучшает белковый синтез.
Глюкагон.
Строение: По химическому строению глюкагон является пептидным гормоном.
Молекула глюкагона состоит из 29 аминокислот и имеет молекулярный вес 3485 дальтон. Глюкагон был открыт в 1923 году Кимбеллом и Мерлином. Первичная структура молекулы глюкагона следующая: NH2-His-Ser-Gln-Gly-Thr-Phe- Thr-Ser-Asp-Tyr-Ser-Lys-Tyr-Leu-Asp-Ser- Arg-Arg-Ala-Gln-Asp-Phe-Val-Gln-Trp-Leu- Met-Asn-Thr-COOH.
Функции: Механизм действия глюкагона обусловлен его связыванием со специфическими глюкагоновыми рецепторами клеток печени. Это приводит к повышению опосредованной G-белком активности аденилатциклазы и увеличению образования цАМФ. Результатом является усиление катаболизма депонированного в печени гликогена (гликогенолиза). Глюкагон также активирует глюконеогенез, липолиз и кетогенез в печени. Глюкагон практически не оказывает действия на гликоген скелетных мышц, по-видимому, из-за практически полного отсутствия в них глюкагоновых рецепторов. Глюкагон вызывает увеличение секреции инсулина из здоровых β-клеток поджелудочной железы и торможение активности инсулиназы. Это является, по-видимому, одним из физиологических механизмов противодействия вызываемой глюкагоном гипергликемии. Глюкагон оказывает сильное инотропное и хронотропное действие на миокард вследствие увеличения образования цАМФ (то есть оказывает действие, подобное действию агонистов β-адренорецепторов, но без вовлечения β-адренергических систем в реализацию этого эффекта). Результатом является повышение артериального давления, увеличение частоты и силы сердечных сокращений. В высоких концентрациях глюкагон вызывает сильное спазмолитическое действие, расслабление гладкой мускулатуры внутренних органов, в особенности кишечника, не опосредованное аденилатциклазой. Глюкагон участвует в реализации реакций типа «бей или беги», повышая доступность энергетических субстратов (в частности, глюкозы, свободных жирных кислот, кетокислот) для скелетных мышц и усиливая кровоснабжение скелетных мышц за счёт усиления работы сердца. Кроме того, глюкагон повышает секрецию катехоламинов мозговым веществом надпочечников и повышает чувствительность тканей к катехоламинам, что также благоприятствует реализации реакций типа «бей или беги».