СЛАЙД 1. Стандарт
СЛАЙД 2. Гомеостаз в організмі людини та тварин забезпечується складною системою регуляції та координації й всіх процесів. У вищих організмів основне значення в цій системі займає нервова система (центральна та периферична), нарівні з якою сформувався апарат спеціалізованих анатомо-фізіологічних утворів – залоз внутрішньої секреції, або ендокринних залоз, в яких синтезуються гормони.
СЛАЙД 3. Гормони- це біологічно активні речовини, що виробляються спеціалізованими клітинами залоз внутрішньої секреції, поступають у кров або лімфу, регулюють обмін речовин і фізіологічні функції організму.
Сам термін “гормон” був введений У. Бейліссом і Е. Старлінгом у 1905 році під час вивчення дії секретину. На сьогоднішній день відкрито та досліджено понад 100 різноманітних сполук, які володіють гормональною активністю. Вчення про гормони виділено в самостійну науку – ендокринологію, яка займається вивченням хімічної будови гормонів, їх функцій, молекулярних механізмів дії, змін гормонального статусу організму при патологічних процесах тощо.
СЛАЙД 4. Незалежно від хімічної структури, місця біосинтезу та секреції всім гормонам притаманна низка загальних властивостей:
1) висока біологічна активність – гормони чинять свій вплив у дуже малих концентраціях (10-12 моль/л);
2) специфічність дії – кожний гормон викликає строго специфічні реакції в органах і тканинах;
3) дистантність дії – гормони чинять свій вплив на метаболізм органів і тканин, перебуваючи на певній відстані від них;
4) висока вибірковість дії – гормони впливають лише на ті органи-мішені, клітини яких мають специфічні для них рецептори;
5) синтез і виділення більшості гормонів в організмі регулюється впливом ЦНС, інша частина (здебільшого, гормони місцевої дії) підлягає регуляції іншими гормонами;
6) усі ендокринні залози та синтезовані ними гормони становлять єдину систему, регуляція якої здійснюється за допомогою механізмів прямого та зворотного зв'язку.
Отже, в організмі вищих тварин і людини гормони регулюють обмін речовин; процеси росту, диференціації і формування тканин і органів; статевий розвиток організму та його репродуктивну функцію; адаптаційні реакції організму до умов існування.
СЛАЙД 5. Класифікація
-За місцем їх синтезу (гормони гіпоталамусу, гіпофізу, епіфізу, щитоподібної та прищитоподібних залоз, загруднинної залози, підшлункової залози, надниркових і статевих залоз);
-хімічною будовою;
- біологічними функціями;
- механізмом дії.
СЛАЙД 6. За хімічною будовою (табл. 1) гормони поділяють на групи:
1. Білки: гормони передньої частки гіпофіза (крім АКТГ), інсулін, паратгормон.
2. Пептиди: АКТГ, кальцитонін, глюкагон, вазопресин, окситоцин, фактори гіпоталамуса (ліберини й статини).
3. Похідні амінокислот (адреналін, норадреналін, тироксин, трийодтиронін, гормони епіфіза).
4. Стероїдні (похідні холестерину): гормони кори надниркових залоз, статеві гормони.
5. Похідні поліненасиченої (арахідонової) кислоти - простагландини.
СЛАЙД 7. За біологічними функціями:
| Гормони | Регульовані процеси |
| Інсулін, глюкагон, адреналін, кортизон, тироксин, соматотропін | Обмін вуглеводів, ліпідів, амінокислот |
| Альдостерон, антидіуретичний гормон | Водно-сольовий обмін |
| Паратгормон, кальцитонін, кальцитріол | Обмін кальцію та фосфатів |
| Естрадіол, тестостерон, прогестерон, гонадотропні гормони | Репродуктивна функція |
| Тропні гормони гіпофізу, ліберини та статини гіпоталамуса | Синтез і секреція гормонів ендокринних залоз |
| Соматотропний гормон. Ейкозаноїди, гістамін, секретин, гастрин, вазоактивний інтестинальний пептид (ВІП), цитокіни | Зміна метаболізму в клітинах, які синтезують гормони |
СЛАЙД 8. За механізмом дії гормони поділяють на дві групи. До першої належать гормони, які взаємодіють із мембранними рецепторами -водорочинні(пептидні гормони, похідні амінокислот, а також гормони місцевої дії – цитокіни та ейкозаноїди) і контролюють процеси швидкої адаптації організму. Друга група включає гормони, які взаємодіють з внутрішньоклітинними рецепторами- жиророзчинні (стероїдні та тиреоїдині гормони), їх біологічна дія повільніша (потребує для свого проявлення декількох годин), вони відповідають за процеси довготривалої адаптації організму.
СЛАЙД 9. АПУД-система. Гормони також синтезуються ендокринними клітинами, що розташовуються дифузно у різних органах і тканинах, які спеціалізовані на виконання певних функцій, їх об’єднують у так звану АПУД-систему. Наприклад, ентерохромафінні клітини кишки виділяють серотонін, який регулює її функцію; базофіли сполучної тканини виділяють гістамін, а клітини нирок – ангіотензин, який бере участь у регуляції артеріального тиску. Поширені в тканинах і рідинах організму калікреїни (калідин та брадикінін) мають виражений гіпотензивний ефект завдяки своїй судинорозширювальній дії.
СЛАЙД 10. Вплив гормонів може змінюватися при порушеннях метаболізму, зміни фізико-хімічних властивостей організму (температура, кислотність, осмотичний тиск) і концентрації найважливіших субстратів, що виникають при захворюваннях, а також при виконанні м'язової роботи. Наслідком цього є посилення або ослаблення впливу гормонів на відповідні органи.
СЛАЙД 11. ГОРМОНИ І ТЕМПЕРАТУРА. Збільшенні температури призводить до збільшення кількості вільного гормону тироксину в організмі. +графік пояснити.
СЛАЙД 12.Збільшення кислотності середовища пагубно впливає на дію гормонів. Відбувається порушення обмінних процесів печінки, зміна статевого гормонального фону , призводить до імпотнції у чоловіків та фіброміом у жінок.
СЛАЙД 13. Збільшення внутрішнього тиску дуже часто призводить до збільшення кількості гормону наднирників. У кожного десятого гіпертоніка – підвищений рівень цих гормонів.
СЛАЙД 14. Згідно з сучасними уявленнями, дія гормонів зумовлена стимуляцією або пригніченням каталітичної функції деяких ферментів у клітинах-мішенях. Цей ефект може досягатися двома шляхами:
■ взаємодією гормону з рецепторами поверхні клітинної мембрани і запуску ланцюга біохімічних перетворень у мембрані і цитоплазмі;
■ проникненням гормону крізь мембрану і зв'язування з рецепторами цитоплазми, після чого гормонрецепторний комплекс проникає в ядро і органели клітини, де і реалізує свій регуляторний ефект шляхом синтезу нових ферментів.
СЛАЙД 15. Перший шлях призводить до активації мембранних ферментів і утворення вторинних месенджерів. На сьогодні відомо чотири системи вторинних месенджерів: ■ аденілатциклаза - цАМФ; ■гуанілатциклаза - цГМФ; ■ фосфоліпаза - інозитолтрифосфат; ■ кальмодулін - іонізований Са2+.
СЛАЙД 16. МЕХАНІЗМ ПЕРШОГО ШЛЯХУ.ГОРМОНИ, зв'язуючись з рецепторами мембрани клітини-мішені, утворюють комплекс "гормон – рецептор" ГР (крок 1) (рис. 6.3). Конформаційні зміни рецептора активують стимулюючий G-білок (об'єднаний з рецептором), який являє собою комплекс із трьох субодиниць (α-, β-, γ-) і гуанозиндифосфату (ГДФ). Заміна ГДФ на гуанозинтрифосфат ГТФ (крок 2) призводить до відриву α-субодиниці, яка тут же взаємодіє з іншими сигнальними білками, змінюючи активність іонних каналів чи клітинних ферментів – аденілатциклази чи фосфоліпази С – та функцію клітини. Активований мембранний фермент аденілатциклаза перетворює АТФ на вторинний посередник – циклічний аденозинмонофосфат цАМФ (крок 3) (див. рис. 6.3), який у свою чергу активує фермент протеїн- кіназу А (крок 4), що призводить до фосфорилювання специфічних білків (крок 5), наслідком чого є зміна фізіологічної функції (крок 6), наприклад, утворення нових мембранних каналів для іонів кальцію, що призводить до зростання сили серцевих скорочень.
Вторинний посередник цАМФ розпадається під впливом ферменту фосфодіестерази до неактивної форми 5'-АМФ.
СЛАЙД 17.Другий шлях впливу на клітини-мішені – комплексування гормону з рецепторами, які містяться в ядрі клітини, що веде до активації або гальмування її генетичного апарату.
СЛАЙД 18. МЕХАНІЗМ ДРУГОГО ШЛЯХУ. Жиророзчинні стероїдні гормони проходять крізь мембрану клітини-мішені (крок 1) (рис. 6.5), де зв'язуються з білками-рецепторами цитоплазми. Утворений комплекс ГР (крок 2) дифундує в ядро і зв'язується зі специфічними ділянками ДНК хромосоми (крок 3), активуючи процес транскрипції шляхом утворення мРНК (крок 4). мРНК переносить матрицю в цитоплазму, де забезпечує процеси трансляції на рибосомах (крок 5), синтез нових білків (крок 6), що призводить до зміни фізіологічних функцій.
Гормони активують генетичні механізми, що знаходяться в ядрі, завдяки чому продукується понад 100 типів клітинних білків. Багато з них є ферментами, що підвищують метаболічну активність клітин організму. Одноразово прореагувавши з внутрішньоклітинними рецепторами, тиреоїдні гормони забезпечують контроль експресії гена на декілька тижнів.
СЛАЙД 19. ГІПОТЛАМО-ГІПОФІЗАРНА СИСТЕМА. В організмі людини існує тісний зв'язок між ендокринною і нервовою системою, що дозволяє говорити про єдину нейрогуморальну регуляцію. Загальна схема цієї регуляції однакова у всіх хребетних, а саме: ЦНС → ГІПОТАЛАМУС → ГІПОФІЗ → ЗАЛОЗИ-МІШЕНІ.
Тісний функціональний зв'язок між нервовою і ендокринною регуляцією реалізовується через гілоталамно-гіпофізарну систему (у гіпоталамусі виробляються рилізинг-гормони, які впливають на діяльність гіпофіза, що продукує тропні гормони, які регулюють діяльність гілофіззалежних залоз (щитовидна, надниркові, статеві).
СЛАЙД 20. Табличка+
Тиреоліберин – це трипептид, що складається з піроглутамінової кислоти, гістидину та пролінаміду. В аденогіпофізі він стимулює утворення тиреотропіну.
Кортиколіберин є пептидом, який складається з 41 амінокислотного залишка. У передній частці гіпофіза він збільшує синтез і серкецію проопіомеланокортину та утворення кортикотропіну.
Гонадоліберин – це декапептид, який контролює виділення двох гормонів передньої частки гіпофізу – лютропіну та фолітропіну.
Соматоліберин – поліпептид, який складається з 44 амінокислотних залишків, стимулює синтез і секрецію соматотропіну.
Пролактоліберин – його структура не з’ясована досі, але відомо, що він стимулює синтез і секрецію пролактину. Пролактостатин – поліпептид, що складається з 56 амінокислотних залишків.
Меланоліберин належить до гексапептидів, його основна функція – стимуляція синтезу та секреції меланотропіну аденогіпофізом. Меланостатин являє собою або три- або пентапептид.
СЛАЙД 21. Гормони аденогіпофіза. В аденогіпофізі синтезуються тропні гормони, які стимулюють синтез і секрецію гормонів інших ендокринних залоз або чинять вплив на метаболічні процеси в інших тканинах-мішенях. За хімічною природою вони є пептидами та глікопротеїнами, а за механізмом синтезу та біологічними функціями поділяються на три групи:
І група – пептиди – гормон росту, пролактин;
ІІ група – глікопротеїни – тиреотропін, ЛГ, ФСГ, ХГ;
ІІІ група – похідні пропіомеланокортину – адренокортикотропін, ліпотропіни (, ), -ендорфіни, меланоцитстимулюючий гормон (МСГ).
СЛАЙД 22. Гормон росту (соматотропний гормон, соматотропін, СТГ) – простий білок, що складається зі 191 амінокислотного залишка і має 2 внутрішньомолекулярні дисульфідні зв’язки. Гормон характеризується високою видовою специфічністю – у клітинах людини активний тільки власний гормон росту. Секреція СТГ знаходиться під контролем гіпоталамічних рилізинг-гормонів – соматоліберину та соматостатину, його концентрація в крові різко зростає під впливом різноманітних стимулів (стрес, фізичне навантаження, гіпоглікемія, білкова їжа). На виділення СТГ впливають дофамін, серотонін, вазопресин, естрогени, агоністи α-адренергічних рецепторів і γ-аміномасляної кислоти. Ключова дія гормону росту спрямована на регуляцію обміну білків і процесів, пов’язаних із ростом і розвитком організму: він стимулює транспорт амінокислот у клітини, посилює синтез ДНК, РНК і білків у хрящах, кістках, м’язах, печінці тощо, забезпечує позитивний азотистий баланс.
Пролактин (лактогенний гормон (ЛТГ), мамотропін, лютеотропний гормон) – білок з молекулярною масою 40 000 Да, який складається з одного поліпептидного ланцюга з трьома дисульфідними зв’язками. Секреція пролактину знаходиться під контролем нейромедіатора дофаміну, до якого гіпофізарні клітини мають рецептори. Дофамін не тільки знижує секрецію пролактину, але й гальмує його синтез на рівні транскрипції пролактинового гена.
СЛАЙД 21. ІІ. Група тропних гормонів гіпофізу включає гормони глікопропротеїнової природи: тиреотропний і гонадотропний гормони гіпофізу та плаценти (фолікулостимулювальний гормон, лютеїнізуючий гормон, хоріонічний гонадотропін). Кожен з гормонів цієї групи є димером і складається з двох субодиниць – α і β, які сполучені між собою нековалентними зв'язками. До олігосахаридних радикалів цих гормонів входять залишки манози, галактози, фукози, галактозаміну, сіалових кислот.
Тиреотропний гормон (тиреотропін, ТТГ) синтезується в тиреотрофних клітинах аденогіпофіза. Його секрецію стимулює тиреоліберин. Тиреотропін чинить на щитоподібну залозу два типи ефектів: одні проявляються швидко (впродовж кількох хвилин) і включають стимуляцію синтезу та секреції йодтиронінів (Т3 і Т4) щитоподібною залозою; прояв інших вимагає кількох днів – до них належать стимуляція синтезу білків, нуклеїнових кислот, фосфоліпідів, збільшення розмірів і кількості тиреоїдних клітин. Імуноглобулін класу G, взаємодіючи з рецепторами тиреотропіну, імітує ефекти гормону, тому при гіпертиреозі спостерігають зростання цього імуноглобуліну.
Гонадотропні гормони (гонадотропіни). Вони стимулюють ріст і розвиток гонад, разом із статевими гормонами контролюють статевий розвиток організму та процеси розмноження.
СЛАЙД 24. ІІІ. Проопіомеланокортин (ПОМК) синтезується в передній і проміжній частках гіпофізу і деяких інших тканинах – плаценті, кишках, легенях, лейкоцитах, що обумовлено експресією гена ПОМК у зазначених тканинах, а не поглинанням продуктів гена з плазми.
Адренокортикотропний гормон (кортикотропін, АКТГ) – це одноланцюговий поліпептид, що складається з 39 амінокислотних залишків. Кортикотропін синтезується під впливом кортиколіберину, під час стресу (опіки, травми, хірургічне втручання, кровотечі, біль, інтоксикація хімічними речовинами), при дії інсуліну, тироксину та вазопресину його концентрація в крові зростає в багато разів. У здорових людей найвищий рівень АКТГ спостерігають о 6 год ранку.
-Ліпотропін (-ЛПГ) складається з 91 амінокислотного залишка і містить послідовності -МСГ, -ліпотропіну, -енкефаліну та -ендорфіну. Він стимулює ліполіз і мобілізацію жирних кислот, інсуліноподібний ефект, що виражається в підвищенні швидкості утилізації глюкози в тканинах.
Ендорфіни – це представники групи опіоїдних нейропептидів. -ендорфін являє собою С-кінцеву ділянку -ЛПГ і складається з 31 амінокислотного залишка. Утворення А- та В-ендорфінів відбувається шляхом відщеплення від С-кінця С-ендорфіну 15 і 14 амінокислот відповідно.
СЛАЙД 25. Гормони нейрогіпофіза. Кожен із цих гормонів містить у 1 і 6 положеннях молекули цистеїну, зв’язані дисульфідним містком.
Вазопресин (антидіуретичний гормон, АДГ). Молекулярні механізми дії вазопресину обумовлені наявністю двох типів рецепторів: V1-рецепториІ V2-рецептори. Основна функція гормону полягає в регуляції водного балансу через контроль реабсорбції води в дистальних канальцях нирок.
Окситоцин зумовлює скорочення гладких м'язів матки при пологах і міоепітеліальних клітин молочних залоз, стимулюючи секрецію молока, скорочення м'язів кишок, жовчного та сечового міхура, сечоводів. його часто застосовують у фармакологічних дозах з метою стимуляції пологової діяльності в породіль. Механізм дії окситоцину невідомий, активують його синтез і секрецію естрогени, а інгібує – прогестерон.
СЛАЙД 26. ГОРМОНИ ПІДШЛУНКОВОЇ.
Інсулін (від лат. insula – острівець) – це простий глобулярний білок із молекулярною масою 5 700 Да. Його молекула містить 51 амінокислотний залишок і побудована з двох поліпептидних ланцюгів, з'єднаних між собою двома дисульфідними містками. А ланцюг складається з 21 амінокислотного залишка, а В ланцюг – з 30. Основним сигналом для синтезу та секреції інсуліну є підвищення рівня глюкози в крові. Секреція інсуліну у відповідь на підвищення рівня глюкози носить двофазний характер: негайна відповідь (І фаза) розпочинається в межах 1 хв після зростання концентрації глюкози і триває впродовж 5 – 10 хв, після чого настає повільніша та триваліша ІІ фаза, яка припиняється після нормалізації рівня глюкози. Інсулін також полегшує проникнення іонів кальцію в клітини. Це збільшує активність гуанілатциклази та призводить до синтезу цГМФ. За участі останнього та іонів кальцію інсулін впливає на реплікацію, прискорюючи синтез ДНК і РНК, що призводить до посилення синтезу білків. Одночасно іони кальцію активують фосфодіестеразу, яка гідролізує цАМФ. Нестача інсуліну призводить до розвитку цукрового діабету
СЛАЙД 27. Глюкагон – одноланцюговий поліпептид з молекулярною масою 3 485 Да, що містить 29 амінокислотних залишків. Він синтезується в α-клітинах підшлункової залози у вигляді неактивного попередника препроглюкагону. Основним органом-мішенню для глюкагону є печінка, однак до гормону чутлива також жирова тканина і, меншою мірою, м'язова. Вплив глюкагону на обмін вуглеводів проявляється посиленням розпаду глікогену в печінці шляхом активації глікогенфосфорилази та гальмуванням його синтезу внаслідок інгібування глікогенсинтази шляхом цАМФ-залежного фосфорилування. Таким чином, на противагу інсуліну глюкагон стимулює мобілізацію основних енергоносіїв – вуглеводів і жирів.
СЛАЙД 28. Соматостатин – циклічний пептид, який синтезується D-клітинами острівців підшлункової залози у вигляді прогормона з молекулярною масою приблизно 11 500 Да. Діючи паракринним шляхом, цей гормон пригнічує секрецію інших гормонів острівцевих клітин.
СЛАЙД 29. ГОРМОНИ ЩИТОВИДНОЇ ЗАЛОЗИ.
Синтез, механізм дії та біологічні функції йодтиронінів. У щитоподібній залозі відбувається синтез і секреція двох йодвмісних гормонів: 3,5,3'-трийодтироніну (Т3) і 3,5,3',5'-тетрайодтироніну (Т4, тироксин), які є похідними амінокислоти тирозину. За умови достатнього надходження йоду в організм співвідношення т4/Т3 становить приблизно 7/1. особливість тиреоїдних гормонів полягає в тому, що для їх біологічної активності необхідний йод. Щитоподібна залоза поряд з епітеліальними тканинами молочної залози, плаценти, слинних залоз і шлунка володіє здатністю накопичувати йод проти високого електрохімічного градієнта.
Процес синтезу йодтиронінів включає наступні етапи:
1) поглинання йодидів з крові та їх окиснення до стану більшої валентності;
2) синтез тиреоглобуліну і йодування його тирозинових залишків (за участі тиреопероксидази).
3) дві молекули дийодтирозину конденсуються в складі тиреоглобуліну з утворенням йодтироніну Т4, а конденсація монойодтирозину з дийодтирозином спричинює утворення йодтироніну Т3.
4) після стимуляції щитоподібної залози відбувається розщеплення тиреоглобуліну до амінокислот і вивільнення гормонів у кров шляхом полегшеної дифузії.
СЛАЙД 30. Катехоламіни — фізіологічно активні речовини, що виконують роль хімічних посередників (медіаторів та нейрогормонів) у міжклітинних взаємодіях у людей та тварин;
АДРЕНАЛІН. За хімічною будовою адреналін — 3,4-дигідроксипохідне фенілетиламіну. Безпосереднім попередником при синтезі А. є тирозин. Синтез А. відбувається в цитоплазмі та гранулах мозкового шару надниркових залоз. Біологічні ефекти адреналіну стосуються практично всіх функцій організму. Адреналін впливає на різні ланки обміну речовин в організмі і перш за все стимулює процеси, пов’язані з енергетичним обміном. Секреція А. посилюється у тих випадках, коли необхідна адаптивна перебудова метаболізму. Зокрема, при стресі він мобілізує внутрішні резерви організму, у зв’язку з чим дістав назву «стресорного» гормону. Біологічна дія А. значною мірою подібна до ефектів збудження симпатичної нервової системи — посилює ЧСС і силу серцевих скорочень, підвищує тиск крові, розширює капіляри, послаблює гладкі м’язи бронхів, кишок і сечового міхура.
СЛАЙД 31. ДОФАМІН. Дофамін (допамін, DA) - нейромедіатор, що виробляється в мозку людей і тварин. Також гормон, що виробляється мозковою речовиною надниркових залоз. Здійснює специфічний вплив на на серцево-судинну систему, спричинює делятацію судин нирок, збільшує діурез тощо.
СЛАЙД 32. СЕРОТОНІН. утворюється внаслідок декарбоксилювання амінокислоти 5-L-окситриптофану під дією ферменту 5-L-окситриптофан-декарбоксилази. Підвищена секреція С. у кров сприяє звуженню судин легень, печінки, нирок (зменшує фільтрацію та діурез), плаценти (зумовлює переривання вагітності), розширенню судин серця, кератинізації й порушенню мікроциркуляції шкіри, викликає діарею, артралгії, галюцинації. С. може перетворюватися на гормон мелатонін, який регулює добові та сезонні зміни метаболізму в організмі і бере участь у регуляції репродуктивної функції.
СЛАЙД 33. МЕЛАТОНІН. синтезується з амінокислотами триптофану; спочатку в результаті гідроксилювання і декарбоксилювання утворюється серотонін (див. Серотонін). Після ацетилювання й метилювання останнього утворюється М. . Вміст останнього ферменту в епіфізі ссавців періодично змінюється протягом доби, а саме — підвищується в темряві, оскільки світло, яке стимулює волокна симпатичної нервової системи, гальмує його активність. Основний ефект М. — гальмування секреції гонадотропінів, унаслідок чого затримується статевий розвиток. При збільшенні світлового дня гальмується синтез М. та збільшується секреція гонадотропінів, які викликають ріст гонад та утворення статевих гормонів, а зменшення світлового дня викликає протилежний ефект. Циклічне утворення М. в епіфізі являє собою своєрідний біологічний годинник організму, який регулює цикл сон — неспання, прискорює процес засинання, модулює структуру сну. Він є універсальним синхронізатором ендогенних біоритмів.
СЛАЙД 34. ГІСТАМІН. ГІСТАМІН — біогенний амін, який утворюється при декарбоксилюванні амінокислоти гістидину. Фізіологічні ефекти Г. пов’язані з його дією на гладкі м’язи периферичних судин, регуляцією функцій жовчного та сечового міхура, стимулюючим впливом на секрецію соляної кислоти в шлунку, звуженням бронхів, нейротрансмітерною функцією, участю в імунологічних реакціях.
СЛАЙД 35.ГІСТАМІН
СЛАЙД 36. ДЯКУЮ ЗА УВАГУ