33. Гормоны: классификация, цикл жизни гормона. Обратная связь (определение, значение). Особенности отрицательной и положительной обратных связей (примеры).
Гормоны-это БАВ, вырабатываемые или эндокринными железами, или нервными клетками (нейрогормоны), или отдельными клетками (тканевые гормоны) или группами клеток (в ЖКТ, поджелудочной). Эндокринные железы не имеют выводных протоков, секрет выделяют в межклеточное пространство путем экзоцитоза, далее он попадает в кровь.
*Аутокринное действие-действие БАВ преимущественно на рецепторы клетки, которая сама их и выделила.
*Паракринное действие-действие БАВ на соседние клетки, минуя кровь.
Классификация гормонов
По месту действия
1. Эффекторные гормоны (действуют на клетки-эффекторы) Пример: инсулин действует на гепатоциты, увеличивая синтез гликогена, увеличивает транспорт глюкозы через мембрану, повышает интенсивность синтеза белка.
2. Тропные гормоны (тропины) (действуют на другие эндокринные железы) Пример: АКТГ регулирует выработку гормонов корой надпочечников, ТТГ-щитовидной железы.
По химической природе
1. Белки и полипептиды (гормоны гипоталамуса, гипофиза, поджелудочной железы, ЖКТ, ангиотензины)
2. Производные аминокислот (гормоны щитовидной железы, эпифиза, катехоламины)
3. Стероиды (глюкокортикоиды, минералкортикоиды, половые гормоны, метаболиты холекальциферола (витамин Д))
4. Йодтиронины: тетрайодтиронин (тироксин, Т4), трийодтиронин (Т3).
По эффекту
1. Стимулирующие
2. Тормозяшие
По механизму действия на клетки-мишени
1. Действуют посредством мембранных рецепторов (липофобные гормоны)
Липофобные гормоны не растворимы в жирах, но растворимы в воде; не проникают через клеточные мембраны. Это гормоны гипофиза, гипоталамуса, поджелудочной, катехоламины.
2. Действуют посредством внутриклеточных рецепторов (липофильные гормоны)
Липофильные гормоны растворимы в жирах, но не растворимы в воде; проникают через клеточные мембраны. Это стероидные гормоны и щитовидной железы.
Жизненный цикл гормона
1. Синтез специализированными эндокринными клетками.
2. Секреция специализированными эндокринными клетками.
3. Транспорт кровью: а) в свободном состоянии; б) в соединении с белками-переносчиками; в) адсорбированные на форменных элементах крови. Биологически активны только гормоны в свободном виде.
4. Действие на рецепторы в клетках-мишенях. Может происходить с помощью: а) мембранных или б) внутриклеточных рецепторов.
5. Биологический эффект (сокращение или расслабление гладких мышц, изменение скорости обмена веществ, проницаемости клеточной мембраны, секреторные реакции)
6. Инактивация и экскреция: а) разрушение в местах своего действия, а также в печени, почках; б) выведение с мочой в неизменном виде.
Эффект действия гормонов зависит от состояния всех перечисленных звеньев, но особенно от этапов взаимодействия гормонов с клетками-мишенями и регуляции секреции гормонов.
Регуляция выработки гормонов
Ведущий принцип-обратной отрицательной связи, действует на всех 4 уровнях:
Регуляция на уровне ЦНС
1. ЦНС-эндокринные железы
Наивысший уровень регуляции гормонов-лимбическая система и новая кора, важную роль играет гипоталамус, вырабатывающий соматостатин, рилизинг-гормон для гормона роста гипофиза, кортикотропин-рилизинг-гормон, пролактинингибирующий фактор, гонадотропин-рилизинг-гормон, тиреотропин-рилизинг-гормон*.
*Думаю, можно запомнить проще: нейрогормоны гипоталамуса-либерины (стимуляторы), а статины, наоборот, ингибиторы выработки тропных гормонов.
В период развития организма и в зрелом возрасте в случае установления благоприятного психоэмоционального состояния центральные механизмы регуляции берут курс на анаболизм, интенсивный рост и тканевую дифференцировку, активацию памяти, обучаемости. В данных процессах участвуют окситоцин, гормон роста, ростовый пептид, гастрин, ХЦК (холецистокинин). Такая система обеспечивает совокупность свойств нормальной жизни и развития ребенка при ведущей роли парасимпатической НС.
При стрессе, угрозе, эмоциональном и физическом напряжении активируется симпатика, идет синтез АКТГ, кортикостероиды и катехоламины, развитие приостанавливается.
То есть, симпатика усиливает выработку тропных гормонов гипофизом, парасимпатика угнетает их синтез.
2. Гипофиз-эндокринные железы
Регуляция с помощью гипофиза осуществляется посредством тропных гормонов (ТТГ (тиреотропный), АКТГ (адренокортикотропный), ФСГ (фолликулостимулирующий), ЛГ (лютеинизирующий))
Регуляция на эффекторном уровне
Эндокринные железы-параметры регулируемого показателя
Секреция инсулина и глюкагона клетками островков Лангерганса регулируется уровнем глюкозы в крови. Если мало глюкозы, усиливается синтез глюкагона, уменьшается инсулина. С повышением уровня глюкозы наоборот.
Внутриклеточная саморегуляция
Роль витаминов: витамин А тормозит секреторную функцию щитовидной железы, витамин В усиливает активность эозинофильных клеток гипофиза и тормозит базофильные клетки. Витамин С нужен для образования кортикостероидов, Е-для половых гормонов, Д-тормозит образование гормонов паращитовидными железами.
Роль тканевых гормонов (биогенные амины (серотонин, гистамин), простагландины, кинины (калликреин, брадикинин): их также называют модуляторами регуляторных сигналов. Влияют на клетки, изменяя их биофизические свойства, обменные процессы, чувствительность рецепторов, образуют вторичные посредники.
Принцип обратной связи
Отечественный ученый М.М. Завадовский, изучая закономерности в регуляции деятельности эндокринных желез, впервые в 1933 г. сформулировал принцип “плюс-минус взаимодействие”, получивший в дальнейшем название “принцип обратной связи”. Под обратной связью подразумевается система, в которой конечный продукт деятельности этой системы (например, гормон, нейротрансмиттер и другие вещества) модифицирует или видоизменяет функцию компонентов, составляющих систему, направленную на изменение количества конечного продукта (гормона) или активности системы.
Активность системы может регулироваться двумя путями, а именно путем стимуляции для увеличения количества гормона, или путем угнетения (ингибирования) системы с целью уменьшения количества конечного продукта или активности.
Первый путь модифицирования называется положительной обратной связью. Примером положительной обратной связи является повышение уровня гормона в крови, стимулирующее высвобождение другого гормона (повышение уровня эстрадиола в крови вызывает высвобождение ЛГ в гипофизе).
Второй путь – отрицательная обратная связь. Примером может быть ситуация, когда повышенный уровень одного гормона угнетает секрецию и высвобождение другого (повышение концентрации тироидных гормонов в крови снижает секрецию ТТГ в гипофизе).
Может быть простой отрицательной обратной связью, когда эндокринная клетка воспринимает последствия секреции определенного гормона. Это позволяет ей адаптировать под себя уровень его секреции, чтобы обеспечить желаемый уровень биологического эффекта:
Сложная (составная) отрицательная обратная связь осуществляется на нескольких уровнях. (пунктиры на рисунке) Если биологический эффект возрастает, то количество гормона снижается. Если клетка-мишень слабо отвечает на гормон, то его будет секретироваться больше:
