Menneskelig fysiologi - Pokrovsky V.M. Endokrine celler i organer og væv Calmodulin er et protein, der binder calcium

Hormon tegn. Den klassiske definition af et hormon giver mulighed for tilstedeværelsen af ​​et specialiseret organ, der producerer dette hormon (endokrine kirtel), afstanden af ​​dets virkning (dvs. transport gennem blodbanen) og evnen til at forårsage en specifik virkning i målvæv ved lave koncentrationer i blodet. I øjeblikket forbliver kun den tredje egenskab ved hormonet urokkelig. Talrige undersøgelser har fastslået, at de fysiologiske koncentrationer af hormoner i blodet varierer fra 10-6 til 10-12 mol/l. De to første karakteristika er blevet revideret og fortolkes nu meget bredere.
Det viste sig, at hormoner ikke kun kan syntetiseres i de endokrine kirtler. Udbredte immuncytokemiske metoder har gjort det muligt at påvise visse hormoner i centralnervesystemet, mave-tarmkanalen og andre væv i kroppen. Desuden er det såkaldte APUD-system, som er diffust placeret i kroppens celler, der producerer visse hormoner, blevet undersøgt og beskrevet i detaljer. Der blev således sat spørgsmålstegn ved de endokrine kirtlers egenart som separate producenter af hormoner. Det er f.eks. blevet påvist, at visse hormoner i den forreste hypofyse fortsætter med at cirkulere i blodet hos hypofysektomiserede dyr, dog i små mængder. Hypothalamiske hormoner - liberiner og

stagins findes i store mængder i bugspytkirtlen, tarmene mv. Selvfølgelig er hver endokrin kirtels rolle afgørende, og andre kilder til dens hormoner kan kun i meget sjældne tilfælde kompensere for manglen på sidstnævnte, når de fjernes. Ikke desto mindre er tilstedeværelsen af ​​hormoner i ikke-endokrine væv en etableret kendsgerning og kræver dybdegående undersøgelser af deres funktioner.
Derudover er der i de seneste årtier blevet identificeret en stor gruppe af biologisk aktive forbindelser, som ikke syntetiseres i de klassiske endokrine kirtler, men som ved deres egenskaber kan henføres til gruppen udpeget af begrebet "hormoner". Eksempler er immunsystemhormoner, insulinlignende vækstfaktorer (IGF-1, IGF-II), endorfiner, enkephaliner, leukotriener mv.
Hormoners virkningsafstand som et nødvendigt kriterium er også ved at blive revideret på nuværende tidspunkt. Den obligatoriske brug af blodgennemstrømning til at overføre hormoninformation til målceller observeres f.eks. ved transport af hypothalamushormoner til hypofysens forreste kirtel. Imidlertid er afstanden mellem disse to formationer så lille, og tilstedeværelsen af ​​frigivelse af hormoner i blodet i hypofysens portårer er så flygtig, at "handlingsafstanden" i dette tilfælde er rent betinget. Endnu mere afslørende er brugen af ​​det intraorganiske kapillærsystem til udveksling af hormonelle signaler mellem forskellige celler i den samme endokrine kirtel. Denne form for kommunikation er blevet vist mellem a-, (3- og 6-celler i de Langerhanske øer i bugspytkirtlen, forskellige tropiske elementer i adenohypofysen, celler i tre corticale zoner og binyremarven. Alternative veje til hormontransport, der er ikke forbundet med det vaskulære system, er blevet fundet. Syntetiseres i neuronerne i hypothalamus, når median eminens og hypofysens bageste lap langs nervefibre. Ydermere kan kemisk, herunder hormonel, information overføres direkte til naboceller gennem vævsvæsken, der fylder det intercellulære rum, eller gennem intercellulære gap junctions.
Antallet af biologisk aktive stoffer, der indgår i hormonfamilien, er steget mange gange og genopbygges konstant på grund af nyopdagede (hovedsageligt peptid) forbindelser. Dette lettes af udviklingen af ​​metoder til bestemmelse af aminosyresekvensen af ​​proteiner og peptider og i højere grad metoder til bestemmelse af nukleotidsekvensen, som tjente som grundlag for undersøgelsen af ​​gener, der koder for biosyntesen af ​​protein og peptidhormoner . I øjeblikket oprettes computerdatabanker over strukturen af ​​nyopdagede hormoner og hormonlignende forbindelser. Udvalget af hormonproducerende cellulære elementer er blevet betydeligt udvidet.
Fra moderne positioner, med en vis grad af konventionalitet, kan et hormon karakteriseres som en endogen kemisk forbindelse, der forårsager en specifik biokemisk eller biofysisk reaktion i en målcelle ved meget lave koncentrationer ved at binde sig til et specifikt receptorprotein og transmittere et regulatorisk signal til intracellulære effektorer enten direkte eller gennem systemet "second messengers" og en kaskade af enzymatiske reaktioner.

1. Forgasning af hormoner

andre hypofysehormoner (prolaktin, væksthormon, (3-lipotropin) har ikke endokrine kirtler afhængige af dem. Man skal dog huske på, at under påvirkning af væksthormon i leveren og andre organer syntetiseres somatomediner , som også har hormonelle egenskaber .Det er vist i cellekulturer, at GH accelererer og
sekretion af insulgia - pancreas stilk. Ud over de "klassiske" kirtler af intern sekretion - hypofysen, skjoldbruskkirtlen, binyrerne. gonader, øer af Langerhans i bugspytkirtlen, efterhånden som flere og flere nye hormoner og hormonlignende forbindelser blev opdaget, begyndte andre organer at blive klassificeret som enlocgene formationer. Hypothalamus udskiller neurohormoner: liberiner og statiner, der kommer ind i blodbanen i hypofysens vener, thymus og pinealkirtlen, som også danner og udskiller deres egne hormoner til det vaskulære system, og endda nyrer og lever, producerer renin og somatomediner, henholdsvis kan med rette kaldes kirtler intern sekretion, uanset udførelsen af ​​deres ikke-endokrine funktioner. Det aktive endokrine organ er mave-tarmkanalen (GIT); det producerer en lang række såkaldte gastrointestinale hormoner - gastrin, cholecystokinin, secretin, vasoaktivt tarmpeptid (VIP), somatostatin. bombesin, stof P, neurotensin osv. Alle disse stoffer kan også komme ind i blodbanen. Mange af dem findes i forskellige dele af nervesystemet, hvor de fungerer som neurotransmittere og neuromodulatorer.
K. forgasning af hormoner afhængig af metoden for deres levering til målceller:

• hormoner transporteret ad den klassiske endokrine vej, dvs. fra endokrine organer med blod (hormoner i hypofysen, perifere endokrine kirtler);
• hormoner, der udfører deres virkning på en parakrin måde, når det udskilte hormon virker på naboceller ved hjælp af intraorganisk mikrocirkulation eller direkte gennem den intercellulære væske;
• hormoner, der virker på deres producentcelle (autokrin vej);
• hormoner, der udskilles af nerveender på en neurokrin måde og udfører en regulerende virkning (noradrenalin, serotonin, acetylcholin). Denne type regulering er repræsenteret i kroppen meget bredt, herunder i det endokrine system (hypothalamus, hypofysebagerste kirtel).

For eksempel bestemmes nogle hormoner af parakrin eller neurokrin virkning i det generelle kredsløb og udøver også deres virkning gennem den endokrine vej. Så hormonet i mave-tarmceller fordeles af endokrine cirkulatoriske, parakrine "lokale og neurale veje. Somatostatin, for eksempel, i centralnervesystemet kan betragtes som en neurotransmitter, i hypofysens portvenesystem som et klassisk hormon, og i bugspytkirtlen, maven og tarmene som parakrin regulator.
biosyntese af hormoner. Funktioner ved syntesen af ​​hormoner bestemmes af deres kemiske struktur. Protein- og peptidhormoner syntetiseres ligesom alle andre proteiner på ribosomer ved at læse information fra det tilsvarende mRNA. Som regel er den primære peptidkæde meget mere avanceret end det fremtidige hormon. Den indeholder en række aminosyrefragmenter, der spaltes af, når den indledende peptidkæde, kaldet et præprohormon, omdannes til den endelige form af hormonet. Under den såkaldte forarbejdning omdannes præprohormonet til et prohormon, der frigør sig fra aminosyresekvensen, der lettede molekylets indtrængning gennem de endoplasmatiske membraner. Derefter sker der en spaltning af andre dele af molekylet, og slutproduktet frigives til blodbanen eller koncentreres i sekretoriske granulat.

Hormoner er biologisk aktive forbindelser, der produceres i blodet af endokrine kirtler og påvirker stofskiftet.

Mekanismen for regulering af hormonvirkning er baseret på negativ feedback.

Regulering af hormonvirkning

Funktioner af hormoners virkning på organer og væv

Sluteffekter af hormoner

Hastigheden af ​​hormonfrigivelsen ændres i løbet af dagen (døgnrytme).

Hormonelle ubalancer kan forekomme

Hyposcretion af hormoner afhænger af

Hypersekretion af hormoner

Målorganet er i stand til at binde hormonet og reagere på det med en specifik funktionsændring.

Halveringstid - den tid hormonet eksisterer i blodet

Klassificering af hormoner

Klassificering af hormoner efter deres effekt på stofskiftet

Klassificering af hormoner efter typen af ​​humoral påvirkning

Klassificering af hormoner efter kemisk natur

Klassificering af hormoner ved lokalisering af receptorer

Lipofile hormonreceptorer

Virkningsmekanismen af ​​lipofile hormoner

Virkningsmekanismen af ​​hormoner på processerne af transkription og proteinsyntese på eksemplet med thyroxin

Virkningsmekanismen af ​​lipofile hormoner

Hormoner, der binder til receptorer på celleoverfladen

Virkningsprincippet af hydrofile hormoner

Virkningsmekanisme af hydrofile hormoner

Cykliske nukleotider er universelle mediatorer af virkningen af ​​forskellige faktorer på celler og kroppen.

Adenylatcyclase har to underenheder:

Virkemekanisme

Protein kinase struktur diagram

G-proteinet er indbygget i membranen og aktiverer i kombination med magnesiumioner og GTP adenylatcyclase.

Hormonreceptor, protein G, adenylatcyclase - 3 uafhængige proteiner, der er funktionelt koblet.

cAMP er en anden messenger til

Hormoner, der hæmmer adenylatcyclase

Guanylatcyclase er et hæm-holdigt enzym.

Calcium er en sekundær budbringer for

Virkemekanisme

Virkemekanisme

Calmodulin er et calciumbindende protein.

Sa-calmodulin kompleks

Enzymer reguleret af Ca-calmodulin

Phosphatidylinositol-4,5-bisphosphat

Dannelse af diacylglycerol og inositol-3-phosphat

Diacylglycerol og inositol-3-phosphat er sekundære budbringere for

Virkemekanisme

Inositol-3-phosphat

diacylglycerol

Der er 3 funktionelt forskellige regioner i strukturen af ​​membranreceptorer

Måder og mekanismer for transmembran ledning af hormonelt signal

Prostaglandiner er hydroxylerede produkter af omdannelsen af ​​flerumættede fedtsyrer.

Afhængigt af strukturen af ​​den fem-leddede ring er prostaglandiner opdelt i 4 grupper:

Prostaglandinernes biologiske rolle

Brugen af ​​prostaglandiner

Biosyntese af eicosanoider

Syntese af eicosanoider

Thromboxaner

Prostacycliner

Virkningen af ​​prostacycliner

Leukotriener

Hormoner af protein og peptidstruktur

Hormoner i hypothalamus

Den kemiske natur af hormonerne i den forreste hypofyse

væksthormon

Regulering af GH-syntese

Incitamenter til GH-sekretion

Undertrykke GH-sekretion

Gigantisme udvikler sig, hvis produktionen af ​​væksthormon øges i barndommen.

Akromegali opstår, hvis der observeres et overskud af væksthormon efter puberteten (efter overvækst af epifysebrusken).

Skjoldbruskkirtelstimulerende hormon

Skjoldbruskkirtelhormoner: transport og stofskifte i cellen

Adrenokortikotropt hormon (ACTH)

ACTH stimulerer: 1. LDL-optagelse, 2. hydrolyse af lagrede kolesterolestere i binyrebarken og en stigning i mængden af ​​frit kolester

luteiniserende hormon (LH)

FSH

Prolactin

β-lipotropin

Posteriore hypofysehormoner

Vasopressin

Virkningsmekanisme for ADH

Diabetes insipidus opstår på grund af:

Oxytocin

Pancreashormoner

Insulin

Struktur af insulin

Skema for insulinsyntese af pancreas β-celler

Dannelse af insulin fra proinsulin

Den vigtigste virkning af insulin er at øge permeabiliteten af ​​cellemembraner for glukose.

Skema over strukturen af ​​insulinreceptoren

Målorganer for insulin og arten af ​​den metaboliske påvirkning

Konsekvenser af insulinmangel

Glukagon

Den biologiske rolle af glukagon

Somatostatin

Katekolaminer (adrenalin, noradrenalin, dopamin)

Syntese af katekolaminer

Virkemekanisme

Forskelle mellem epinephrin og noradrenalin

Adrenalins virkning

Biokemisk virkning af adrenalin

der er sekretion af det tilsvarende tredobbelte hormon; med hyperfunktion af kirtlen undertrykkes sekretionen af ​​den tilsvarende tropin. Feedbacks tillader ikke kun at regulere koncentrationen af ​​hormoner i blodet, men deltager også i differentieringen af ​​hypothalamus i ontogeni. Dannelsen af ​​kønshormoner i den kvindelige krop sker cyklisk, hvilket forklares ved den cykliske sekretion af gonadotrope hormoner. Syntesen af ​​disse hormoner styres af hypothalamus, som producerer den frigørende faktor af disse tropiner (GnRH). Hvis en mands hypofyse transplanteres til en kvinde, begynder den transplanterede hypofyse at fungere cyklisk. Seksuel differentiering af hypothalamus sker under påvirkning af androgener. Hvis hannen er frataget kønskirtlerne, der producerer androgener, vil hypothalamus differentiere sig efter kvindetypen.

I de endokrine kirtler er det som regel kun kar, der innerveres, og endokrine celler ændrer kun deres aktivitet under påvirkning af metabolitter, cofaktorer og hormoner, og ikke kun hypofysen. Angiotensin II stimulerer således syntesen og udskillelsen af ​​aldosteron. Nogle hormoner i hypothalamus og hypofysen kan ikke kun dannes i disse væv. Somatostatin findes for eksempel også i bugspytkirtlen, hvor det undertrykker udskillelsen af ​​insulin og glukagon.

De fleste af de nervøse og humorale reguleringsveje konvergerer på niveauet af hypothalamus, og på grund af dette dannes et enkelt neuroendokrint reguleringssystem i kroppen. Axoner af neuroner placeret i hjernebarken og subkortikale formationer nærmer sig cellerne i hypothalamus. Disse axoner udskiller forskellige neurotransmittere, der har både aktiverende og hæmmende virkninger på hypothalamus sekretoriske aktivitet. Hypothalamus omdanner nerveimpulserne, der kommer fra hjernen, til endokrine stimuli, som kan styrkes eller svækkes afhængigt af de humorale signaler, der kommer til hypothalamus fra kirtlerne og væv, der er underordnet den.

Tropiner dannet i hypofysen regulerer ikke kun aktiviteten af ​​underordnede kirtler, men udfører også uafhængige endokrine funktioner. For eksempel har prolaktin en laktogen effekt og hæmmer også, øger kønskirtlernes følsomhed over for gonadotropiner og stimulerer forældreinstinktet. Corticotropin er ikke kun en stimulator af steroidogenese, men også en aktivator af lipolyse i fedtvæv, såvel som en vigtig deltager i processen med transformation af korttidshukommelse til langtidshukommelse i hjernen. Væksthormon kan stimulere immunsystemets aktivitet, lipidstofskiftet, sukkerarter mv.

Den bageste del af hypofysen (neurohypofysen) opbevarer antidiuretisk hormon (vasopressin) og oxytocin. Den første forårsager væskeophobning i kroppen og øger vaskulær tonus, den anden stimulerer livmoderkontraktion under fødslen og mælkeudskillelse. Begge hormoner syntetiseres i hypothalamus og transporteres derefter langs axonerne til den bageste hypofyse, hvor de aflejres og derefter udskilles i blodet.

Arten af ​​de processer, der forekommer i CNS, er i høj grad bestemt af tilstanden af ​​endokrin regulering. Så androgener og østrogener danner det seksuelle instinkt, mange adfærdsmæssige reaktioner. Det er klart, at neuroner, ligesom andre celler i vores krop, er under kontrol af det humorale reguleringssystem. Nervesystemet, evolutionært senere, har både kontrol og underordnede forbindelser med det endokrine system. Disse to reguleringssystemer komplementerer hinanden og danner en funktionelt samlet mekanisme.

4.2. FORSKNINGSMETODER

For at studere de endokrine kirtlers funktioner anvendes eksperimentelle og kliniske forskningsmetoder. De vigtigste af dem er følgende.

Undersøgelse af konsekvenserne af fjernelse (eksstirpation) af de endokrine kirtler. Efter at have fjernet evt I den endokrine kirtel opstår et kompleks af lidelser på grund af tabet af de regulatoriske virkninger af de hormoner, der produceres i denne kirtel. For eksempel blev antagelsen om tilstedeværelsen af ​​endokrine funktioner i bugspytkirtlen bekræftet i forsøg fra I. Mering og O. Minkowski (1889), som viste, at fjernelse af det hos hunde fører til alvorlig hyperglykæmi.

og glucosuri; dyr døde under 2-3 uger efter operationen på baggrund af svær diabetes mellitus. Efterfølgende viste det sig, at disse ændringer opstår på grund af mangel på insulin, et hormon, der produceres i bugspytkirtlens ø-apparat.

På grund af traumer af kirurgisk indgreb, i stedet for kirurgisk fjernelse af den endokrine kirtel, kan indførelsen af ​​kemikalier, der forstyrrer deres hormonelle funktion, bruges. For eksempel forstyrrer administration af alloxan til dyr funktionen af ​​B-celler i bugspytkirtlen, hvilket fører til udviklingen af ​​diabetes mellitus, hvis manifestationer er næsten identiske med de lidelser, der observeres efter ekstirpation af bugspytkirtlen.

* Observation af virkningerne af implantation af kirtler.Et dyr med en endokrin kirtel fjernet kan genimplanteres i et stærkt vaskulariseret område af kroppen, såsom under nyrekapslen eller i øjets forkammer. Denne operation kaldes reimplantation. Til dens gennemførelse, den endokrine kirtel opnået fra donordyr. Efter reimplantation genoprettes niveauet af hormoner i blodet gradvist, hvilket fører til forsvinden af ​​lidelser, der er opstået tidligere som følge af en mangel på disse hormoner i kroppen. For eksempel viste Berthold (1849), at hos haner forhindrer transplantation af kønskirtlerne ind i bughulen efter kastration udviklingen af ​​postkastrationssyndromet. Det er også muligt at transplantere en endokrin kirtel til et dyr, hvis eksstirpation ikke tidligere er blevet udført. Sidstnævnte kan bruges til at studere virkningerne af et overskud af hormonet i blodet, da dets sekretion i dette tilfælde ikke kun udføres af dyrets egen endokrine kirtel, men også af den implanterede.

MEN Undersøgelsen af ​​de virkninger, der er opstået med indførelsen af ​​ekstrakter af endokrine

kirtler. Forstyrrelser, der er opstået efter kirurgisk fjernelse af den endokrine kirtel, kan korrigeres ved at indføre i kroppen en tilstrækkelig mængde af ekstraktet af denne kirtel eller det tilsvarende hormon.

MEN Brugen af ​​radioaktive isotoper.Nogle gange, for at studere den endokrine kirtels funktionelle aktivitet, kan dens evne til at ekstrahere fra blodet og akkumulere en bestemt forbindelse bruges. For eksempel optager skjoldbruskkirtlen aktivt jod, som derefter bruges til syntese af thyroxin og triiodothyronin. Ved hyperfunktion af skjoldbruskkirtlen øges ophobningen af ​​jod, med hypo-

funktion, observeres det modsatte. Intensiteten af ​​jodophobning kan bestemmes ved at indføre den radioaktive isotop 1311 i kroppen, efterfulgt af en vurdering af skjoldbruskkirtlens radioaktivitet. Forbindelser, der bruges til syntese af endogene hormoner og er inkluderet i deres struktur, introduceres også som et radioaktivt mærke. Efterfølgende er det muligt at bestemme radioaktiviteten af ​​forskellige organer og væv og dermed estimere fordelingen af ​​hormonet

i krop og også finde den målorganer.

* Bestemmelse af det kvantitative indhold af hormonet.I nogle tilfælde, for at belyse mekanismen nogen fysiologisk virkning, er det hensigtsmæssigt at sammenligne dens dynamik med ændringer i det kvantitative indhold af hormonet i blodet eller i et andet testmateriale.

Til De mest moderne er metoder til radioimmunologisk bestemmelse af koncentrationen af ​​hormoner i blodet. Disse metoder er baseret på det faktum, at et hormon mærket med et radioaktivt mærke og et hormon indeholdt i testmaterialet konkurrerer med hinanden om binding til specifikke antistoffer: jo mere dette hormon er indeholdt i det biologiske materiale, jo mindre mærkede hormonmolekyler vil bindes, da antallet af hormonbindingssteder i prøven er konstant.

* Vigtige for at forstå de regulerende funktioner af de endokrine kirtler og diagnosticere endokrin patologi erkliniske forskningsmetoder. Disse omfatter diagnosticering af typiske symptomer på overskud eller mangel på et eller andet hormon, brug af forskellige funktionelle tests, røntgen, laboratorie- og andre forskningsmetoder.

4.3. DANNELSE, EXKLUSION FRA ENDOKRINE CELLER, TRANSPORT MED BLOD OG HORMONAKTIVELSESMEKANISMER

4.3.1. Syntese af hormoner

Mere end 100 hormoner og neurotransmittere er involveret i at opretholde orden og konsistens af alle fysiologiske og metaboliske processer i kroppen. Deres kemiske natur er forskellig (proteiner, polypeptider, peptider, aminosyrer og deres derivater, steroider, fedtsyrederivater, nogle nukleotider, estere osv.). Hver klasse af disse stoffer har forskellige måder at danne og henfalde på.

Protein-peptid hormoner omfatter alle tropiske hormoner, liberiner og statiner, insulin, glucagon, calcitonin, gastrin, sekretin, cholecystokinin, angiotensin II, antidiuretisk hormon (vasopressin), parathyreoideahormon osv.

Disse hormoner er dannet af proteinprækursorer kaldet prohormoner. Som regel syntetiseres først et præprohormon, hvorfra der dannes et prohormon og derefter et hormon.

Syntesen af ​​prohormoner udføres på membranerne af det granulære endoplasmatiske reticulum (ru reticulum) i den endokrine celle.

Vesiklerne med det resulterende prohormon overføres derefter til det lamellære Golgi-kompleks, hvor en vis del af aminosyrekæden spaltes under påvirkning af membranproteinase fra prohormonmolekylet. Som et resultat dannes et hormon, som kommer ind i vesiklerne,

afholdt i Golgi-komplekset. Efterfølgende smelter disse vesikler sammen med plasmamembranen og frigives til det ekstracellulære rum.

Da mange polypeptidhormoner dannes ud fra en fælles proteinprecursor, kan en ændring i syntesen af ​​et af disse hormoner føre til en parallel ændring (acceleration eller opbremsning) i syntesen af ​​en række andre hormoner. Kortikotropin og p-lipotropin dannes således ud fra proopiocortinprotein (skema 4.1), flere flere hormoner kan dannes ud fra p-lipotropin: y-lipotropin, p-melanocytstimulerende hormon, p-endorfin, y-endorfin, a-endorfin methionin-enkephalin.

Under påvirkning af specifikke proteinaser kan α-melanocyt-stimulerende hormon og et ACTH-lignende peptid fra adenohypofysen dannes ud fra corticotropin. På grund af ligheden mellem strukturerne af corticotropin og a-melanocyt-stimulerende hormon har sidstnævnte en svag corticotropic aktivitet. Corticotropin har ringe evne til at forbedre hudpigmentering.

Koncentrationen af ​​protein-peptidhormoner i blodet varierer fra 10-6 til 10-12 M. Når den endokrine kirtel stimuleres, stiger koncentrationen af ​​det tilsvarende hormon 2-5 gange. For eksempel, i hvile, indeholder menneskeligt blod omkring 0,2 µg ACTH (pr. 5 liter blod), mens denne mængde under stress stiger til 0,8-1,0 µg. Under normale forhold indeholder blodet 0,15 μg glukagon og 5 μg insulin. Når en person er sulten, kan glukagonindholdet stige til 1 mcg, og insulinindholdet kan falde med 40-60%. Efter et solidt måltid falder koncentrationen af ​​glukagon i blodet 1,5-2,8 gange, og insulinindholdet stiger til 10-25 µg.

Skema 4.1. Dannelse af flere protein-peptidhormoner fra én protein-precursor under stress

Halveringstiden for protein-peptidhormoner i blodet er 10-20 minutter. De ødelægges af proteinaser fra målceller i blodet, leveren og nyrerne.

Steroide hormoner omfatter testosteron, østradiol, østron, progesteron, kortisol, aldosteron osv. Disse hormoner dannes ud fra kolesterol i binyrebarken (kortikosteroider), samt i testiklerne og æggestokkene (kønssteroider).

I en lille mængde kan kønssteroider dannes i binyrebarken, og kortikosteroider - i kønskirtlerne. Frit kolesterol kommer ind i mitokondrierne, hvor det omdannes til pregnenolon, som derefter kommer ind i det endoplasmatiske retikulum og derefter ind i cytoplasmaet.

I binyrebarken stimuleres syntesen af ​​steroidhormoner af corticotropin og i gonaderne af luteiniserende hormon (LH). Disse hormoner accelererer transporten af ​​kolesterolestere til endokrine celler og aktiverer mitokondrielle enzymer involveret i dannelsen af ​​pregnenolon. Derudover aktiverer tropiske hormoner oxidationen af ​​sukkerarter og fedtsyrer i endokrine celler, hvilket giver steroidogenese energi og plastmateriale.

Kortikosteroider opdelt i to grupper. Glukokortikoider(en typisk repræsentant er cortisol) inducerer syntesen af ​​gluconeogenese enzymer i leveren, forhindrer absorptionen af ​​glucose i muskler og fedtceller og fremmer også frigivelsen af ​​mælkesyre og aminosyrer fra muskler, hvorved glukoneogenesen i leveren accelereres.

Stimulering af syntesen af ​​glukokortikoider udføres gennem hypothalamus-hypofyse-binyresystemet. Stress (følelsesmæssig ophidselse, smerte, kulde osv.), thyroxin, adrenalin og insulin stimulerer frigivelsen af ​​corticoliberin fra axonerne i hypothalamus. Dette hormon binder sig til membranreceptorerne i adenohypofysen og forårsager frigivelsen af ​​corticotropin, som trænger ind i binyrerne med blodgennemstrømningen og stimulerer dannelsen af ​​glukokortikoider der, hormoner, der øger kroppens modstand mod uønskede virkninger.

Mineralokortikoider(en typisk repræsentant er aldosteron) bevarer natrium i blodet. Et fald i natriumkoncentrationen i udskilt urin samt i sekreterne fra spyt- og svedkirtlerne fører til mindre vandtab, da vand bevæger sig gennem biologiske membraner i retning af en høj saltkoncentration.

Corticotropin har ringe effekt på syntesen af ​​mineralokortikoider. Der er en yderligere mekanisme til at regulere syntesen af ​​mineralokortikoider gennem det såkaldte renin-angiotensin-system. Receptorer, der reagerer på blodtryk, er lokaliseret i nyrernes arterioler. Med et fald i blodtrykket stimulerer disse receptorer udskillelsen af ​​renin fra nyrerne. Renin er en specifik endopeptidase, der spalter det C-terminale decapeptid fra alpha2-globulin i blodet, som kaldes "angiotensin /". Fra angiotensin I spalter carboxypeptidase (angiotensin-konverterende enzym, ACE, placeret på den ydre overflade af endotelet i blodkarrene) to aminosyrerester og danner octapeptidangiotensin II, et hormon, som der er særlige for.

nye receptorer. Ved at binde sig til disse receptorer stimulerer angiotensin II dannelsen af ​​aldosteron, som virker på nyrernes distale tubuli, svedkirtler, tarmslimhinden og øger reabsorptionen af ​​Na+, Cl- og HCO3- ioner i dem. Som følge heraf stiger koncentrationen af ​​Na+ ioner i blodet, og koncentrationen af ​​K+ ioner falder. Disse virkninger af aldosteron blokeres fuldstændigt af inhibitorer af proteinsyntese.

Menneskeblod indeholder omkring 500 mikrogram kortisol. Under stress stiger dets indhold til 2000 mcg. Aldosteron er 1000 gange mindre - omkring 0,5 mcg. Hvis en person er på saltfri diæt, stiger aldosteronindholdet til 2 mikrogram.

Sex steroider. Androgener (mandlige kønshormoner) produceres af de interstitielle celler i testiklerne og i mindre grad af æggestokkene og binyrebarken. Det vigtigste androgen er testosteron. Dette hormon kan gennemgå ændringer i målcellen - det kan omdannes til dihydrotestosteron, som er mere aktivt end testosteron. LH, som stimulerer de indledende stadier af steroidbiosyntese i den endokrine kirtel, aktiverer også omdannelsen af ​​testosteron til dihydrotestosteron i målcellen og forstærker derved androgene virkninger.

Æggestokkene udskiller østradiol, androstenedion og progesteron. Ovariefolliklen er et æg omgivet af pladeepitelceller og en bindevævsmembran. Indefra er denne kapsel fyldt med follikulær væske og granulære celler.

Ved puberteten begynder syntesen af ​​disse hormoner at blive kontrolleret af gonadotropiner. Samtidig stimulerer follikelstimulerende hormon (FSH) steroidogenese i granulære celler nedsænket i folliklens indre rum, og luteiniserende hormon (LH) virker på de celler, der danner kapselskallen. Da mandlige kønshormoner (androsteron og testosteron) dannes i skallen, og i granulære celler omdannes de til kvindelige kønshormoner (estron og østradiol), er det indlysende, at der til produktion af kvindelige kønssteroider er streng koordinering af syntesen og udskillelse af gonadotropiner i hypofysen skal udføres.

Dannelsen af ​​GnRH i hypothalamus og dens stimulering af FSH- og LH-sekretion initierer pubertetsmekanismerne. Tidspunktet for begyndelse af sekretion og mængden af ​​udskilt GnRH er genetisk bestemt, men dets sekretion er også påvirket af CNS-neurotransmittere: noradrenalin, dopamin, serotonin og endorfiner.

Frigivelsen af ​​GnRH fra hypothalamus sker normalt i korte perioder med sekretion, mellem hvilke der er en 2-3 timers "pause". Et par minutter efter fjernelse af GnRH vises gonadotropiner i blodet. Sekretionen af ​​gonadotropiner afhænger også af niveauet af kønssteroider i blodet: østrogener undertrykker udskillelsen af ​​FSH og stimulerer hypofysens sekretion af LH, mens progesteron hæmmer udskillelsen af ​​GnRH i hypothalamus. Der er således lukket regulatoriske forbindelser mellem signaler fra CNS og aktiviteten af ​​æggestokkene, som udfører steroidogenese.

En nøglerolle i den cykliske funktion af de kvindelige gonader spilles af FSH, hvis sekretion stimuleres af GnRH og lave østrogenniveauer. FSH vælger kun én af

follikel (dominerende), der kommer ind i menstruationscyklussen. Derefter øges syntesen af ​​østrogener kraftigt, hvilket forårsager (ved mekanismen af ​​negativ feedback) et fald i niveauet af FSH. Næsten samtidig med dette observeres en kraftig stigning i LH-niveauet, hvilket stimulerer modningen af ​​den dominerende follikel, dens brud og frigivelsen af ​​ægget. Umiddelbart herefter falder produktionen af ​​østrogener, hvilket fører (ved den negative feedback-mekanisme) til undertrykkelse af LH-sekretion.Modningsfasen af ​​corpus luteum begynder, som er ledsaget af overførsel af ægget til livmoderen. Denne "rejse" varer 8-9 dage, og hvis ægget ikke befrugtes, nedsætter corpus luteum gradvist produktionen af ​​østrogen og progesteron, hvilket resulterer i menstruation.

Østrogener (kvindelige kønshormoner) i menneskekroppen er hovedsageligt repræsenteret af østradiol. De metaboliseres ikke i målceller.

Virkningen af ​​androgener og østrogener er hovedsageligt rettet mod reproduktive organer, manifestationen af ​​sekundære seksuelle egenskaber og adfærdsreaktioner. Androgener har også anabolske effekter - øget proteinsyntese i muskler, lever, nyrer. Østrogener har en katabolisk effekt på skeletmuskulaturen, men stimulerer proteinsyntesen i hjertet og leveren. Således medieres hovedvirkningerne af kønshormoner af processerne med induktion og undertrykkelse af proteinsyntese.

Steroide hormoner trænger let ind i cellemembranen; derfor sker deres udskillelse fra cellen parallelt med syntesen af ​​hormoner. Indholdet af steroider i blodet bestemmes af forholdet mellem hastighederne for deres syntese og nedbrydning. Reguleringen af ​​dette indhold udføres hovedsageligt ved at ændre syntesehastigheden. Tropiske hormoner (corticotropin, LH og angiotensin) stimulerer denne syntese. Elimination af tropisk påvirkning fører til hæmning af syntesen af ​​steroidhormoner.

De effektive koncentrationer af steroidhormoner er 10-11-10-9 M. Deres halveringstid er 1/2-1 1/2 time.

Skjoldbruskkirtelhormoner omfatter thyroxin og triiodothyronin. Disse hormoner syntetiseres i skjoldbruskkirtlen, hvor iodioner oxideres med deltagelse af peroxidase til iodion, som er i stand til at iodere thyroglobulin, et tetramerisk protein, der indeholder omkring 120 tyrosiner. Ioderingen af ​​tyrosinrester sker med deltagelse af hydrogenperoxid og ender med dannelsen af ​​monoiodotyrosiner og diiodotyrosiner. Herefter sker "tværbindingen" af to ioderede tyrosiner. Denne oxidative reaktion fortsætter med deltagelse af peroxidase og ender med dannelsen af ​​triiodothyronin og thyroxin i thyroglobulin. For at disse hormoner kan frigives fra proteinbinding, skal der ske proteolyse af thyroglobulin. Når et molekyle af dette protein spaltes, dannes 2-5 molekyler af thyroxin (T4) og triiodothyronin (T3), som udskilles i molære forhold svarende til 4:1.

Syntesen og udskillelsen af ​​skjoldbruskkirtelhormoner fra de celler, der producerer dem, er under kontrol af hypothalamus-hypofysesystemet. Thyrotropin aktiverer thyroideaadenylatcyclase, accelererer aktiveringen

jodtransport, og stimulerer også væksten af ​​epitelceller i skjoldbruskkirtlen. Disse celler danner en follikel, i hvis hulrum jodering af tyrosin forekommer. Adrenalin og prostaglandin E2 kan også øge koncentrationen af ​​cAMP i skjoldbruskkirtlen, mens de har samme stimulerende effekt på thyroxinsyntesen som thyrotropin.

Aktiv transport af jodioner ind i kirtlen under påvirkning af thyrotropin sker mod en 500-fold gradient. Thyrotropin stimulerer også syntesen af ​​ribosomalt RNA og thyroglobulin mRNA, dvs. både transkription og translation af proteinet, der tjener som en kilde til tyrosiner til syntesen af ​​T3 og T4, forbedres. Fjernelsen af ​​T3 og T4 fra cellerne - deres producenter - udføres gennem pinocytose. Kolloide partikler er omgivet af epitelcellemembranen og kommer ind i cytoplasmaet i form af pinocytiske vesikler. Når disse vesikler smelter sammen med lysosomerne i epitelcellen, spaltes thyroglobulin, som udgør hovedparten af ​​kolloidet, hvilket fører til frigivelse af T3 og T4. Thyrotropin og andre faktorer, der øger koncentrationen af ​​cAMP i skjoldbruskkirtlen, stimulerer kolloid pinocytose og dannelsen og bevægelsen af ​​sekretoriske vesikler. Således accelererer thyrotropin ikke kun syntesen, men også udskillelsen af ​​T3 og T4 fra producentceller. Med en stigning i niveauet af T3 og T4 i blodet undertrykkes sekretionen af ​​thyreoliberin og thyrotropin.

Skjoldbruskkirtelhormoner kan cirkulere i blodet uændret i flere dage. En sådan stabilitet af hormoner er tilsyneladende forklaret ved dannelsen af ​​en stærk binding med T4-bindende globuliner og præalbuminer i blodplasma. Disse proteiner har 10-100 gange større affinitet for T4 end til T3, så humant blod indeholder 300-500 mikrogram T4 og kun 6-12 mikrogram T3.

Katekolaminer omfatter epinephrin, noradrenalin og dopamin. Tyrosin tjener som en kilde til katekolaminer, såvel som skjoldbruskkirtelhormoner. Katekolaminer dannet i binyremarven frigives til blodet, og ikke til synapsespalten, dvs. er typiske hormoner.

I nogle celler ender syntesen af ​​katekolaminer med dannelsen af ​​dopamin, mens adrenalin og noradrenalin dannes i mindre mængder. Disse celler findes i hypothalamus.

Syntesen af ​​katekolaminer i binyremarven stimuleres af nerveimpulser, der kommer gennem den sympatiske cøliaki. Acetylcholin frigivet i synapser interagerer med cholinerge receptorer af den nikotiniske type og exciterer binyrens neurosekretoriske celle. På grund af eksistensen af ​​neurorefleksforbindelser reagerer binyrerne ved at øge syntesen og frigivelsen af ​​katekolaminer som reaktion på smerte og følelsesmæssig stimuli, hypoxi, muskelstress, afkøling osv. Denne type regulering af den endokrine kirtel, som er en undtagelse til den sædvanlige regel, kan forklares med, at binyremarven i embryogenese dannes ud fra nervevævet, så det bevarer den typiske neuronale type regulering. Der er også humorale måder at regulere aktiviteten af ​​celler i binyremarven på: syntesen og frigivelsen af ​​katekolaminer kan øges under virkningen af ​​insulin og glukokortikoider under hypoglykæmi.

Katekolaminer hæmmer både deres egen syntese og udskillelse. I adrenerge synapser på den præsynaptiske membran er der adfa-adre-

nergiske receptorer. Når katekolaminer frigives til synapsen, aktiveres disse receptorer og har en hæmmende effekt på udskillelsen af ​​katekolaminer.

Blod-hjerne-barrieren tillader ikke katekolaminer at passere fra blodet til hjernen. Samtidig trænger dihydroxyphenylalanin, deres forløber, nemt igennem denne barriere og kan øge dannelsen af ​​katekolaminer i hjernen.

Katekolaminer inaktiveres i målvæv, lever og nyrer. To enzymer spiller en afgørende rolle i denne proces - monoaminoxidase, placeret på den indre membran af mitokondrier, og catechol-O-methyltransferase, et cytosolisk enzym.

Eicosanoider omfatter prostaglandiner, thromboxaner og leukotriener. Eicosanoider kaldes hormonlignende stoffer, da de kun kan have en lokal effekt, idet de bliver i blodet i flere sekunder. Dannes i alle organer og væv af næsten alle typer celler.

Biosyntesen af ​​de fleste eicosanoider begynder med spaltningen af ​​arachidonsyre fra et membranphospholipid eller diacylglycerol i plasmamembranen. Syntetasekomplekset er et polyenzymatisk system, der hovedsageligt fungerer på membranerne i det endoplasmatiske retikulum. De resulterende eicosanoider trænger let ind gennem cellens plasmamembran, og derefter gennem det intercellulære rum overføres de til naboceller og kommer ud i blodet og lymfen. De mest intensive prostaglandiner dannes i testiklerne og æggestokkene.

Prostaglandiner kan aktivere adenylatcyclase, thromboxaner øger aktiviteten af ​​phosphoinositid metabolisme, og leukotriener øger membranpermeabiliteten for Ca2+. Da cAMP og Ca2+ stimulerer syntesen af ​​eicosanoider, lukkes en positiv feedback i syntesen af ​​disse specifikke regulatorer.

Halveringstiden for eicosanoider er 1-20 s. Enzymer, der inaktiverer dem, findes i næsten alle væv, men den største mængde findes i lungerne.

4.3.2. Udskillelse af hormoner fra producerende celler og transport af hormoner i blodet

Steroide hormoner på grund af deres lipofilicitet ophobes de ikke i endokrine celler, men passerer let gennem membranen og kommer ind i blodet og lymfen. I denne henseende udføres reguleringen af ​​indholdet af disse hormoner i blodet ved at ændre hastigheden af ​​deres syntese.

Skjoldbruskkirtelhormoner De er også lipofile og passerer også let gennem membranen, men de er kovalent bundet til thyroglobulin i den endokrine kirtel og kan derfor kun udskilles fra cellen, efter at denne binding er brudt. Jo flere jodholdige tyrosyler i thyroglobulin og jo højere hastigheden af ​​joderet proteinproteolyse, jo flere skjoldbruskkirtelhormoner i blodet. Indholdet af skjoldbruskkirtelhormoner reguleres på to måder - ved at fremskynde både processerne med jodering og ødelæggelsen af ​​thyroglobulin.

Hormoner af protein- og peptidnatur såvel som katekolaminer, histamin, serotonin og andre er hydrofile stoffer, der ikke kan diffundere gennem cellemembranen. At udlede disse

molekyler skabte specielle mekanismer, oftest rumligt og funktionelt adskilt fra biosynteseprocesserne.

Mange protein-peptidhormoner dannes ud fra forstadier med stor molekylvægt, og udskillelsen af ​​disse hormoner bliver først mulig, efter at det "ekstra" fragment er blevet spaltet fra. For eksempel går udskillelsen af ​​insulin fra cellen forud af omdannelsen af ​​preproinsulin til proinsulin og derefter til insulin i bugspytkirtlens B-celler. Biosyntesen af ​​insulin og andre protein-peptidhormoner samt deres transport til periferien af ​​sekretorcellen tager normalt 1-3 timer.. Effekten på biosyntesen vil naturligvis føre til en ændring i niveauet af proteinhormonet i blodet først efter et par timer. Virkningen på udskillelsen af ​​disse hormoner, syntetiseret "til fremtiden" og opbevaret i specielle vesikler, gør det muligt at øge deres koncentration flere gange på sekunder eller minutter.

Udskillelsen af ​​protein-peptidhormoner og katekolaminer kræver Ca2+ ioner. Det er almindeligt accepteret, at for udskillelsen af ​​hormoner er det ikke depolariseringen af ​​membranen, der er vigtig, men indtrængen af ​​Ca2+ i cellens cytoplasma, der sker under den.

Når de først er i blodet, binder hormoner sig til transportproteiner, som beskytter dem mod ødelæggelse og udskillelse. I en bundet form transporteres hormonet fra sekretionsstedet til målceller i blodbanen. Disse celler har receptorer, der har en større affinitet for hormonet end blodproteiner.

Normalt er kun 5-10 % af hormonmolekylerne i blodet i fri tilstand, og kun frie molekyler kan interagere med receptoren. Men så snart de binder sig til receptoren, skifter ligevægten i reaktionen mellem hormonets interaktion med transportproteiner mod nedbrydningen af ​​komplekset, og koncentrationen af ​​frie hormonmolekyler forbliver praktisk talt uændret. Med et overskud af hormonbindende proteiner i blodet kan koncentrationen af ​​frie hormonmolekyler falde til en kritisk værdi.

Bindingen af ​​hormoner i blodet afhænger af deres affinitet for binding af proteiner og koncentrationen af ​​disse proteiner. Disse omfatter kortikosteroidbindende transcortin, testosteronøstrogenbindende globulin, thyroxinbindende globulin, thyroxinbindende præalbumin osv. Næsten alle hormoner kan binde sig til albumin, hvis koncentration i blodet er 1000 gange højere end koncentrationen af ​​andre hormonbindende proteiner.. Men hormoner har titusindvis af gange mindre affinitet til albumin, så 5-10% af hormonerne er normalt forbundet med albumin og 85-90% med specifikke proteiner. Aldosteron har tilsyneladende ikke specifikke "transport"-proteiner, derfor er det overvejende forbundet med albumin.

4.3.3. Molekylære virkningsmekanismer af hormoner

Hormoner, der virker gennem membranreceptorer og systemer af sekundære budbringere, stimulerer den kemiske modifikation af proteiner. Fosforylering er den mest velundersøgte. Regulering, der sker på grund af kemiske processer (syntese og spaltning af den anden budbringer, proteinphosphorylering og dephosphorylering) udvikles og slukkes i løbet af minutter eller titusinder af minutter.

Biologisk aktivt stof (BAS), fysiologisk aktivt stof (PAS) - et stof, der i små mængder (mcg, ng) har en udtalt fysiologisk effekt på forskellige funktioner i kroppen.

Hormon- et fysiologisk aktivt stof produceret eller specialiserede endokrine celler, frigivet til det indre miljø i kroppen (blod, lymfe) og har en fjern virkning på målceller.

Hormon - det er et signalmolekyle, der udskilles af endokrine celler, som gennem interaktion med specifikke receptorer på målceller regulerer deres funktioner. Da hormoner er informationsbærere, har de ligesom andre signalmolekyler høj biologisk aktivitet og forårsager respons i målceller ved meget lave koncentrationer (10 -6 - 10 -12 M/l).

Målceller (målvæv, målorganer) - celler, væv eller organer, der har specifikke receptorer for et givet hormon. Nogle hormoner har et enkelt målvæv, mens andre har virkninger i hele kroppen.

Bord. Klassificering af fysiologisk aktive stoffer

Egenskaber af hormoner

Hormoner har en række fælles egenskaber. De er normalt dannet af specialiserede endokrine celler. Hormoner har en selektiv virkning, som opnås ved at binde sig til specifikke receptorer placeret på overfladen af ​​celler (membranreceptorer) eller inde i dem (intracellulære receptorer), og udløse en kaskade af processer med intracellulær hormonel signaltransmission.

Sekvensen af ​​hændelser af hormonal signaltransmission kan repræsenteres som et forenklet skema "hormon (signal, ligand) -> receptor -> anden (sekundær) messenger -> effektorstrukturer af cellen -> cellens fysiologiske respons". De fleste hormoner mangler artsspecificitet (med undtagelse af ), hvilket gør det muligt at studere deres virkninger hos dyr, samt at bruge hormoner hentet fra dyr til at behandle syge mennesker.

Der er tre varianter af intercellulær interaktion ved hjælp af hormoner:

• endokrine(fjern), når de leveres til målceller fra produktionsstedet med blod;
• parakrine- hormoner diffunderer til målcellen fra en nærliggende endokrin celle;
• autokrin - hormoner virker på producentcellen, som også er en målcelle for den.

I henhold til deres kemiske struktur er hormoner opdelt i tre grupper:

• peptider (antallet af aminosyrer op til 100, såsom thyrotropin-frigivende hormon, ACTH) og proteiner (insulin, væksthormon osv.);
• derivater af aminosyrer: tyrosin (thyroxin, adrenalin), tryptofan - melatonin;
• steroider, kolesterolderivater (kvindelige og mandlige kønshormoner, aldosteron, kortisol, calcitriol) og retinsyre.

I henhold til deres funktion er hormoner opdelt i tre grupper:

• effektorhormoner virker direkte på målceller;
• hypofyse tronhormoner der styrer funktionen af ​​perifere endokrine kirtler;
• hypothalamus hormoner der regulerer udskillelsen af ​​hormoner i hypofysen.

Bord. Typer af virkning af hormoner

Hormoner cirkulerer i blodet i en fri (aktiv form) og bundet (inaktiv form) tilstand med plasmaproteiner eller dannede grundstoffer. Frie hormoner er biologisk aktive. Deres indhold i blodet afhænger af sekretionshastigheden, graden af ​​binding, indfangning og metabolisk hastighed i væv (binding til specifikke receptorer, ødelæggelse eller inaktivering i målceller eller hepatocytter), fjernelse med urin eller galde.

Bord. Fysiologisk aktive stoffer opdaget for nylig

En række hormoner kan undergå kemiske transformationer i målceller til mere aktive former. Så hormonet "thyroxin", der gennemgår deiodering, bliver til en mere aktiv form - triiodothyronin. Det mandlige kønshormon testosteron i målceller kan ikke kun blive til en mere aktiv form - dehydrotestosteron, men også til de kvindelige kønshormoner i østrogengruppen.

Hormonets virkning på målcellen skyldes binding, stimulering af en receptor, der er specifik for den, hvorefter det hormonelle signal overføres til den intracellulære kaskade af transformationer. Signaltransmission er ledsaget af dens multiple amplifikation, og virkningen af ​​et lille antal hormonmolekyler på en celle kan ledsages af en kraftig reaktion fra målceller. Aktivering af receptoren af ​​hormonet er også ledsaget af aktivering af intracellulære mekanismer, der stopper cellens reaktion på hormonets virkning. Det kan være mekanismer, der reducerer receptorens følsomhed (desensibilisering/tilpasning) til hormonet; mekanismer, der dephosphorylerer intracellulære enzymsystemer mv.

Receptorer for hormoner, såvel som for andre signalmolekyler, er lokaliseret på cellemembranen eller inde i cellen. Cellemembranreceptorer (1-TMS, 7-TMS og ligandafhængige ionkanaler) interagerer med hydrofile (lyiofobe) hormoner, for hvilke cellemembranen er uigennemtrængelig. De er katekolaminer, melatonin, serotonin, protein-peptidhormoner.

Hydrofobe (lipofile) hormoner diffunderer gennem plasmamembranen og binder til intracellulære receptorer. Disse receptorer er opdelt i cytosoliske (receptorer for steroidhormoner - gluco- og mineralokortikoider, androgener og progestiner) og nukleære (receptorer for thyreoidea-jod-holdige hormoner, calcitriol, østrogen, retinsyre). Cytosol- og østrogenreceptorer er bundet til varmechokproteiner (HSP'er) for at forhindre deres indtræden i kernen. Hormonets interaktion med receptoren fører til adskillelse af HSP, dannelsen af ​​hormon-receptorkomplekset og aktivering af receptoren. Hormon-receptorkomplekset bevæger sig til kernen, hvor det interagerer med strengt definerede hormonfølsomme (genkendende) DNA-regioner. Dette er ledsaget af en ændring i aktiviteten (ekspression) af visse gener, der styrer syntesen af ​​proteiner i cellen og andre processer.

I henhold til brugen af ​​visse intracellulære veje til transmission af et hormonsignal kan de mest almindelige hormoner opdeles i en række grupper (tabel 8.1).

Tabel 8.1. Intracellulære mekanismer og virkningsveje for hormoner

Hormoner styrer forskellige reaktioner af målceller og gennem dem - kroppens fysiologiske processer. De fysiologiske virkninger af hormoner afhænger af deres indhold i blodet, antallet og følsomheden af ​​receptorer og tilstanden af ​​post-receptor strukturer i målceller. Under påvirkning af hormoner, aktivering eller hæmning af cellernes energi og plastiske metabolisme, kan syntesen af ​​forskellige stoffer, herunder proteinstoffer (hormoners metaboliske virkning) forekomme; ændring i celledelingshastigheden, dens differentiering (morfogenetisk virkning), initiering af programmeret celledød (apoptose); udløsning og regulering af kontraktion og afslapning af glatte myocytter, sekretion, absorption (kinetisk virkning); ændring af ionkanalernes tilstand, acceleration eller inhibering af dannelsen af ​​elektriske potentialer i pacemakere (korrigerende handling), lette eller hæmme påvirkningen af ​​andre hormoner (reaktogen virkning) osv.

Bord. Fordelingen af ​​hormonet i blodet

Hyppigheden af ​​forekomst i kroppen og varigheden af ​​reaktioner på virkningen af ​​hormoner afhænger af typen af ​​stimulerede receptorer og hastigheden af ​​metabolisme af hormonerne selv. Ændringer i fysiologiske processer kan observeres efter adskillige 10 sekunder og varer i kort tid ved stimulering af plasmamembranreceptorer (f.eks. vasokonstriktion og en stigning i blodtrykket under påvirkning af adrenalin) eller forekommer efter adskillige 10 minutter og sidste i timer efter stimulering af nukleare receptorer (f.eks. øget stofskifte i celler og øget iltforbrug i kroppen, når thyreoideareceptorer stimuleres af triiodothyronin).

Bord. Virkningstidspunkt for fysiologisk aktive stoffer

Da den samme celle kan indeholde receptorer for forskellige hormoner, kan den samtidig være en målcelle for flere hormoner og andre signalmolekyler. Virkningen af ​​et hormon på en celle er ofte kombineret med påvirkningen af ​​andre hormoner, mediatorer og cytokiner. I dette tilfælde kan en række signaltransduktionsveje udløses i målceller, som et resultat af hvis interaktion en stigning eller inhibering af celleresponsen kan observeres. For eksempel, noradrenalin og kan samtidigt virke på en glat myocyt af karvæggen, opsummerer deres vasokonstriktive effekt. Den vasokonstriktive virkning af vasopressin kan elimineres eller svækkes af den samtidige virkning af bradykinin eller nitrogenoxid på glatte myocytter i karvæggen.

Regulering af dannelse og udskillelse af hormoner

Regulering af dannelse og udskillelse af hormoner er en af ​​kroppens vigtigste funktioner og nervesystemer. Blandt mekanismerne for regulering af dannelse og sekretion af hormoner er der indflydelsen af ​​centralnervesystemet, "tredobbelte" hormoner, indflydelsen af ​​negativ feedback på koncentrationen af ​​hormoner i blodet, indflydelsen af ​​de endelige virkninger af hormoner på deres sekretion, påvirkningen af ​​daglige og andre rytmer.

Nervøs regulering udføres i forskellige endokrine kirtler og celler. Dette er reguleringen af ​​dannelsen og sekretionen af ​​hormoner af neurosekretoriske celler i den forreste hypothalamus som reaktion på strømmen af ​​nerveimpulser til den fra forskellige områder af centralnervesystemet. Disse celler har en unik evne til at blive ophidset og transformere excitation til dannelse og udskillelse af hormoner, der stimulerer (frigør hormoner, liberiner) eller hæmmer (statiner) udskillelsen af ​​hormoner fra hypofysen. For eksempel med en stigning i strømmen af ​​nerveimpulser til hypothalamus under tilstande med psyko-emotionel ophidselse, sult, smerte, udsættelse for varme eller kulde, under infektion og andre nødsituationer, frigiver hypothalamus neurosekretoriske celler kortikotropin-frigørende hormon ind i portalkarrene i hypofysen, hvilket øger udskillelsen af ​​adrenokortikotropt hormon (ACTH) fra hypofysen.

ANS har en direkte effekt på dannelsen og udskillelsen af ​​hormoner. Med en stigning i tonen i SNS øges udskillelsen af ​​tredobbelte hormoner fra hypofysen, sekretionen af ​​katekolaminer fra binyremarven, skjoldbruskkirtelhormoner fra skjoldbruskkirtlen og insulinsekretion falder. Med en stigning i tonen i PSNS øges udskillelsen af ​​insulin og gastrin, og udskillelsen af ​​skjoldbruskkirtelhormoner hæmmes.

Regulering af tronhormoner i hypofysen bruges til at kontrollere dannelsen og sekretionen af ​​hormoner af perifere endokrine kirtler (skjoldbruskkirtlen, binyrebarken, kønskirtler). Udskillelsen af ​​tropiske hormoner er under kontrol af hypothalamus. Tropiske hormoner får deres navn fra deres evne til at binde (have affinitet) til receptorer på målceller, der danner individuelle perifere endokrine kirtler. Det tropiske hormon til thyrocytter i skjoldbruskkirtlen kaldes thyrotropin eller thyreoideastimulerende hormon (TSH), til de endokrine celler i binyrebarken kaldes adrenokortikotropt hormon (ACTH). Tropiske hormoner til de endokrine celler i gonaderne kaldes: lutropin eller luteiniserende hormon (LH) - til Leydig-cellerne, corpus luteum; follitropin eller follikelstimulerende hormon (FSH) - til follikelceller og Sertoli-celler.

Tropiske hormoner, når deres niveau i blodet stiger, stimulerer gentagne gange udskillelsen af ​​hormoner fra de perifere endokrine kirtler. De kan også have andre virkninger på dem. Så for eksempel øger TSH blodgennemstrømningen i skjoldbruskkirtlen, aktiverer metaboliske processer i thyrocytter, deres opsamling af jod fra blodet og accelererer processerne for syntese og sekretion af skjoldbruskkirtelhormoner. Med en overskydende mængde TSH observeres hypertrofi af skjoldbruskkirtlen.

Feedback regulering bruges til at kontrollere udskillelsen af ​​hormoner fra hypothalamus og hypofysen. Dens essens ligger i, at de neurosekretoriske celler i hypothalamus har receptorer og er målceller for hormonerne i den perifere endokrine kirtel og det tredobbelte hormon i hypofysen, som styrer udskillelsen af ​​hormoner fra denne perifere kirtel. Hvis TSH-sekretionen stiger under påvirkning af hypothalamus thyrotropin-releasing hormon (TRH), vil sidstnævnte binde ikke kun til thyrocytreceptorer, men også til receptorer af neurosekretoriske celler i hypothalamus. I skjoldbruskkirtlen stimulerer TSH produktionen af ​​skjoldbruskkirtelhormoner, mens det i hypothalamus hæmmer yderligere udskillelse af TRH. Forholdet mellem niveauet af TSH i blodet og processerne for dannelse og udskillelse af TRH i hypothalamus kaldes kort sløjfe feedback.

Sekretionen af ​​TRH i hypothalamus er også påvirket af niveauet af thyreoideahormoner. Hvis deres koncentration i blodet stiger, binder de sig til thyreoideahormonreceptorerne i neurosekretoriske celler i hypothalamus og hæmmer syntesen og sekretionen af ​​TRH. Forholdet mellem niveauet af skjoldbruskkirtelhormoner i blodet og processerne for dannelse og udskillelse af TRH i hypothalamus kaldes lang sløjfe feedback. Der er eksperimentel dokumentation for, at hormonerne i hypothalamus ikke kun regulerer syntesen og frigivelsen af ​​hypofysehormoner, men også hæmmer deres egen frigivelse, hvilket er defineret af konceptet ultra kort sløjfe feedback.

Helheden af ​​kirtelcellerne i hypofysen, hypothalamus og perifere endokrine kirtler og mekanismerne for deres gensidige indflydelse på hinanden blev kaldt systemer eller akser i hypofysen - hypothalamus - endokrine kirtel. Systemerne (akserne) i hypofysen - hypothalamus - skjoldbruskkirtlen skelnes; hypofyse - hypothalamus - binyrebark; hypofyse - hypothalamus - kønskirtler.

Påvirkning af sluteffekter hormoner på deres sekretion foregår i ø-apparatet i bugspytkirtlen, C-celler i skjoldbruskkirtlen, biskjoldbruskkirtler, hypothalamus osv. Dette demonstreres af følgende eksempler. En stigning i blodsukkeret stimulerer udskillelsen af ​​insulin, og et fald stimulerer sekretionen af ​​glukagon. Disse hormoner hæmmer hinandens sekretion ved en parakrin mekanisme. Med en stigning i niveauet af Ca 2+ ioner i blodet stimuleres udskillelsen af ​​calcitonin, og med et fald - parathyrin. Den direkte indflydelse af koncentrationen af ​​stoffer på udskillelsen af ​​hormoner, der styrer deres niveau, er en hurtig og effektiv måde at opretholde koncentrationen af ​​disse stoffer i blodet.

Blandt de overvejede mekanismer til regulering af hormonsekretion omfatter deres endelige virkninger reguleringen af ​​sekretion af antidiuretisk hormon (ADH) af cellerne i den posteriore hypothalamus. Udskillelsen af ​​dette hormon stimuleres af en stigning i det osmotiske tryk i blodet, såsom væsketab. Reduceret diurese og væskeretention i kroppen under påvirkning af ADH fører til et fald i osmotisk tryk og hæmning af ADH-sekretion. En lignende mekanisme bruges til at regulere udskillelsen af ​​natriuretisk peptid fra atrieceller.

Påvirkning af døgnrytme og andre rytmer på udskillelsen af ​​hormoner foregår i hypothalamus, binyrer, køn, pinealkirtler. Et eksempel på påvirkningen af ​​døgnrytmen er den daglige afhængighed af udskillelsen af ​​ACTH og kortikosteroidhormoner. Deres laveste niveau i blodet observeres ved midnat, og det højeste - om morgenen efter at være vågnet. Det højeste niveau af melatonin er registreret om natten. Månecyklussens indflydelse på udskillelsen af ​​kønshormoner hos kvinder er velkendt.

Definition af hormoner

udskillelse af hormoner hormoners indtræden i kroppens indre miljø. Polypeptidhormoner akkumuleres i granulat og udskilles ved exocytose. Steroidhormoner ophobes ikke i cellen og udskilles umiddelbart efter syntese ved diffusion gennem cellemembranen. Udskillelsen af ​​hormoner har i de fleste tilfælde en cyklisk, pulserende karakter. Hyppigheden af ​​sekretion er fra 5-10 minutter til 24 timer eller mere (en almindelig rytme er ca. 1 time).

Bundet form af hormonet- dannelsen af ​​reversible komplekser af hormoner forbundet med ikke-kovalente bindinger med plasmaproteiner og dannede elementer. Graden af ​​binding af forskellige hormoner varierer meget og bestemmes af deres opløselighed i blodplasma og tilstedeværelsen af ​​et transportprotein. For eksempel binder 90% af cortisol, 98% af testosteron og østradiol, 96% af triiodothyronin og 99% af thyroxin til transportproteiner. Den bundne form af hormonet kan ikke interagere med receptorer og danner en reserve, der hurtigt kan mobiliseres for at genopbygge den frie hormonpulje.

fri form hormon- et fysiologisk aktivt stof i blodplasmaet i proteinfri tilstand, der er i stand til at interagere med receptorer. Hormonets bundne form er i dynamisk ligevægt med puljen af ​​frit hormon, som igen er i ligevægt med hormonet bundet til receptorer i målceller. De fleste polypeptidhormoner, med undtagelse af somatotropin og oxytocin, cirkulerer i lave koncentrationer i blodet i fri tilstand uden at binde sig til proteiner.

Metaboliske omdannelser af hormonet - dets kemiske modifikation i målvæv eller andre formationer, hvilket forårsager et fald/forøgelse af hormonel aktivitet. Det vigtigste sted for udveksling af hormoner (deres aktivering eller inaktivering) er leveren.

Hormonstofskiftehastighed - intensiteten af ​​dens kemiske transformation, som bestemmer varigheden af ​​cirkulationen i blodet. Halveringstiden for katekolaminer og polypeptidhormoner er adskillige minutter, og halveringstiden for skjoldbruskkirtel- og steroidhormoner er fra 30 minutter til flere dage.

hormon receptor- en højt specialiseret cellulær struktur, der er en del af cellens plasmamembraner, cytoplasma eller nukleare apparatur og danner en specifik kompleks forbindelse med hormonet.

Organspecificiteten af ​​hormonets virkning - reaktioner fra organer og væv på fysiologisk aktive stoffer; de er strengt specifikke og kan ikke kaldes af andre forbindelser.

Feedback- indflydelsen af ​​niveauet af cirkulerende hormon på dets syntese i endokrine celler. En lang feedback-kæde er interaktionen mellem den perifere endokrine kirtel med hypofysen, hypothalamus centre og med de suprahypotalamus regioner i centralnervesystemet. En kort feedbackkæde - en ændring i sekretionen af ​​hypofysetronhormonet, ændrer sekretionen og frigivelsen af ​​statiner og liberiner i hypothalamus. En ultrakort feedbackkæde er en interaktion i en endokrin kirtel, hvor udskillelsen af ​​et hormon påvirker udskillelsen og frigivelsen af ​​sig selv og andre hormoner fra den kirtel.

Negativ feedback - en stigning i niveauet af hormonet, hvilket fører til hæmning af dets sekretion.

positiv feedback- en stigning i niveauet af hormonet, hvilket forårsager stimulering og fremkomsten af ​​en top af dets sekretion.

Anabolske hormoner - fysiologisk aktive stoffer, der fremmer dannelsen og fornyelsen af ​​kroppens strukturelle dele og ophobningen af ​​energi i den. Disse stoffer omfatter hypofysegonadotrope hormoner (follitropin, lutropin), kønssteroidhormoner (androgener og østrogener), væksthormon (somatotropin), placenta choriongonadotropin og insulin.

Insulin- et proteinstof produceret i β-celler på de Langerhanske øer, bestående af to polypeptidkæder (A-kæde - 21 aminosyrer, B-kæde - 30), som reducerer blodsukkerniveauet. Det første protein, hvis primære struktur blev fuldstændig bestemt af F. Sanger i 1945-1954.

katabolske hormoner- fysiologisk aktive stoffer, der bidrager til nedbrydning af forskellige stoffer og strukturer i kroppen og frigivelse af energi fra det. Disse stoffer omfatter corticotropin, glukokortikoider (cortisol), glukagon, høje koncentrationer af thyroxin og adrenalin.

Thyroxin (tetraiodothyronin) - et jodholdigt derivat af aminosyren tyrosin, produceret i folliklerne i skjoldbruskkirtlen, hvilket øger intensiteten af ​​basal metabolisme, varmeproduktion, hvilket påvirker væksten og differentieringen af ​​væv.

Glukagon - et polypeptid produceret i a-celler på de Langerhanske øer, bestående af 29 aminosyrerester, stimulerer nedbrydningen af ​​glykogen og øger blodsukkerniveauet.

Kortikosteroidhormoner - forbindelser dannet i binyrebarken. Afhængigt af antallet af kulstofatomer i molekylet opdeles de i C 18 -steroider - kvindelige kønshormoner - østrogener, C 19 -steroider - mandlige kønshormoner - androgener, C 21 -steroider - egentlige kortikosteroidhormoner, som har en specifik fysiologisk effekt.

katekolaminer - derivater af pyrocatechin, aktivt involveret i fysiologiske processer i kroppen af ​​dyr og mennesker. Katekolaminerne omfatter epinephrin, noradrenalin og dopamin.

Sympatoadrenalt system - chromaffinceller i binyremarven og de præganglioniske fibre i det sympatiske nervesystem, der innerverer dem, hvori katekolaminer syntetiseres. Chromaffinceller findes også i aorta, sinus carotis og i og nær de sympatiske ganglier.

Biogene aminer- en gruppe nitrogenholdige organiske forbindelser dannet i kroppen ved decarboxylering af aminosyrer, dvs. spaltning fra dem af carboxylgruppen - COOH. Mange af de biogene aminer (histamin, serotonin, noradrenalin, adrenalin, dopamin, tyramin osv.) har en udtalt fysiologisk effekt.

Eicosanoider - fysiologisk aktive stoffer, overvejende derivater af arachidonsyre, som har en række fysiologiske virkninger og er opdelt i grupper: prostaglandiner, prostacycliner, thromboxaner, levuglandiner, leukotriener mv.

Regulatoriske peptider- makromolekylære forbindelser, som er en kæde af aminosyrerester forbundet med en peptidbinding. Regulatoriske peptider med op til 10 aminosyrerester kaldes oligopeptider, fra 10 til 50 - polypeptider, mere end 50 - proteiner.

Antihormon- et beskyttende stof produceret af kroppen ved langvarig administration af proteinhormonpræparater. Dannelsen af ​​et antihormon er en immunologisk reaktion på indførelsen af ​​et fremmed protein udefra. I forhold til sine egne hormoner danner kroppen ikke antihormoner. Imidlertid kan der syntetiseres stoffer, der i struktur ligner hormoner, som, når de indføres i kroppen, fungerer som antimetabolitter af hormoner.

Hormon antimetabolitter- fysiologisk aktive forbindelser, der i struktur ligner hormoner og indgår i konkurrerende, antagonistiske forhold med dem. Antimetabolitter af hormoner er i stand til at tage deres plads i de fysiologiske processer, der forekommer i kroppen, eller blokere hormonreceptorer.

Vævshormon (autocoid, lokalt hormon) - et fysiologisk aktivt stof produceret af ikke-specialiserede celler og med en overvejende lokal virkning.

Neurohormon- et fysiologisk aktivt stof produceret af nerveceller.

Effektorhormonet et fysiologisk aktivt stof, der har en direkte effekt på celler og målorganer.

tronhormon- et fysiologisk aktivt stof, der virker på andre endokrine kirtler og regulerer deres funktioner.

KIRTLER AF INDVÆRENDE SEKRET (TOTAL)

ü Begrebet endokrine kirtler (ZHVS) blev formuleret af I. Müller (1830).

ü Den tyske fysiolog Adolf Berthold (1849) fandt ud af, at transplantationen af ​​testiklerne fra en anden hane ind i bughulen på en kastreret hane fører til genoprettelse af kastratens oprindelige egenskaber.

ü I 1889 rapporterede Brown-Sekar om eksperimenter udført på ham selv - ekstrakter fra dyrenes testikler havde en "foryngende effekt" på den senile organisme (videnskabsmand 72 år), men foryngelseseffekten varede ikke længe - efter 2- 3 måneder forsvandt den.

ü I 1901 beviste Sobolev L.V. udskillelsen af ​​insulin fra bugspytkirtlen (1921 Banting og C. Best).

Endokrinologi- en videnskab, der studerer udviklingen, strukturen, funktionerne af de fedtsyrer og hormonproducerende celler, biosyntese, virkningsmekanismen og karakteristika for hormoner, deres sekretion under normale og patologiske tilstande samt sygdomme, der skyldes en krænkelse af hormon produktion.

ZhVS - disse er organer eller grupper af celler, der er specialiseret i processen med fylo- og ontogenese, syntetisering og frigivelse af biologisk aktive stoffer (BAS) - hormoner til det indre miljø i kroppen. JVS ikke har udskillelseskanaler. Deres celler er sammenflettet med et rigeligt netværk af blod og lymfekapillærer, og deres biologisk aktive stoffer frigives direkte til blodet og lymfen.

HORMONER

Hormoner er en gruppe højt specialiserede biologisk aktive stoffer, der sikrer regulering og integration af organernes og hele organismens funktioner.

HORMONERS FYSIOLOGISKE ROLLE I KROPPEN:

1. Homøostatisk fungere.

2. Påvirkningsprocesser vækst vævsdifferentiering (dvs. fysisk, mental og pubertet)

3. Sørg for tilpasning organisme.

4. Reguler reproduktive kropsfunktion (befrugtning, graviditet, amning).

5. Regulere og integrere kropsfunktioner i forbindelse med centralnervesystemet.

Den højeste form for humoral regulering er hormonelle. Begrebet " hormon "blev første gang anvendt i 1902 af Starling og Bayliss i forhold til det stof, de opdagede, produceret i tolvfingertarmen, - sekretin. Semester" hormon "oversat fra græsk betyder" udfordrende", selvom ikke alle hormoner har en stimulerende effekt.

Klassificering af muligheder for virkningen af ​​hormoner (Balabolkin M.M., 1989):

1. Hormonal(eller faktisk endokrine) - hormonet frigives fra celleproducenten, kommer ind i blodbanen og nærmer sig målorganet med blodgennemstrømningen og virker i en afstand fra det sted, hvor hormonet produceres.

2. parakrine- fra syntesestedet kommer hormonet ind i det ekstracellulære rum, hvorfra det virker på målceller placeret i området (prostaglandiner).

3. autokrin- celler producerer et hormon, som selv virker på den samme celleproducent, altså cellemål = celleproducent.

SÆRLIGE FUNKTIONER FOR HORMONER:

1. Har høj biologisk aktivitet (mg, ng).

2. Hormonsekretion - ved eksocytose.

3. Hormoner trænger direkte ind i blodet, lymfen eller interstitiel væske, der omgiver sekretionscellen.

4. Hormonet har en virkningsafstand.

5. Hormonet har en høj virkningsspecificitet, det vil sige, at det forårsager strengt specifikke reaktioner fra visse organer eller målvæv. Samtidig reagerer cellerne i andre væv ikke på tilstedeværelsen af ​​hormonet.

6. Hormonet tjener ikke som energikilde for cellen.

Hormoner syntetiseres og udskilles af andre væv end endokrine kirtler:

- fedtvæv, som udskiller kvindelige kønshormoner;

- myokardium udskiller natriuretisk hormon;

- spytkirtler- epidermal vækstfaktor;

- lever, muskler- insulinlignende somatomediner.

TYPER AF HORMONER PÅ MÅLCELLER:

1. direkte påvirkning: hormonet i sig selv forårsager ændringer i celler eller væv, organer.

2. eftergivende effekt: ved at lette virkningen af ​​et andet hormon på et givet væv. For eksempel skaber glukokortikoider, uden at påvirke vaskulær muskeltonus, betingelser for adrenalin, som øger blodtrykket.

3. Sensibiliserende effekt: øget vævsfølsomhed over for hormoners virkning.

4. Synergistisk effekt: et hormon forstærker virkningen af ​​et andet hormon. For eksempel den ensrettede virkning af adrenalin og glukagon. Begge hormoner aktiverer nedbrydningen af ​​glykogen i leveren til glukose og forårsager en stigning i blodsukkeret.

5. Antagonistisk indvirkning. Så insulin og adrenalin har den modsatte effekt på blodsukkerniveauet: insulin forårsager hypoglykæmi, og glukagon forårsager hyperglykæmi.

KLASSIFIKATION AF HORMONER

1. Efter handlingssted:

effektor hormoner: virker direkte på målorganer;

tropisk hormoner: virker på andre endokrine kirtler;

hypothalamus faktorer (frigørende faktorer): virker på hypofysen

Ø frigiver (liberiner)

Ø hæmmende (statiner).

2. Ifølge biologiske funktioner:

Væske- og elektrolythomeostase: ADH, aldosteron, angiotensin, natriuretisk hormon;

Ca-regulering: parathyroidhormon, calcitonin, D-vitamin.