НЕЙРОГУМОРАЛЬНАЯ РЕГУЛЯЦИЯ ПРОЦЕССОВ В ОРГАНИЗМЕ

 

Эндокринная система у человека представлена железами внутренней секреции, ответственными за образование и высвобождение в кровь соответствующих гормонов. К эндокринной системе относятся: гипофиз, щитовидная железа, околощитовидные железы, островковый аппарат поджелудочной железы, корковое и мозговое вещество надпочечников, яички, яичники, эпифиз, вилочковая железа (тимус).

 

Гипоталамус продуцирует и высвобождает в портальную систему гипофиза гормоны, которые повышают или угнетают активность соответствующих клеток передней доли гипофиза, секретирующих в свою очередь тропные гормоны.

 

Вилочковая железа (тимус) также вырабатывает гормональные вещества (тимозин, тимопоэтин, Т-активин и др.), необходимые для процессов дифференцировки Т-лимфоцитов.

 

Накоплено много данных о желудочно-кишечных гормонах, которые секретируются клетками или скоплениями клеток, расположенными в тканях желудочно-кишечного тракта и относящимися к так называемой АПУД-системе (первые буквы слов: amine content, precurcor uptake, decarboxylation, что означает содержание аминов, поглощение предшественников и декарбоксилирование). Характерным свойством клеток этой системы является их способность поглощать и накапливать предшественников биогенных аминов с последующим их декарбоксирированием, в результате чего образуются биологически активные вещества и полипептидные гормоны.

 

Почки, выполняя основную выделительную функцию, являются также своеобразной эндокринной железой. Юкстагломерулярные клетки секретируют в кровь гормон ренин, под влиянием которого ангиотензиноген превращается в ангиотензин, а последний способствует синтезу и высвобождению альдостерона. В почках образуется и другой гормон – эритропоэтин, который стимулирует развитие и высвобождение эритроцитов из костного мозга. Здесь же осуществляется гидроксилирование биологически неактивной формы витамина D.

 

В последнее время установлено, что и сердце является эндокринной железой. В его предсердии синтезируется и выделяется в кровь предсердный натрийуретический гормон, являющийся пептидом и влияющий на процессы ретенции натрия почками.

 

Установлено, что в ЦНС образуются особые вещества – нейроэндокринные пептиды (нейрогормоны).
Нейроэндокринная система – обеспечивает регуляцию, координация и интеграци различных функций организма. Единство и взаимосвязь нервных и эндокринных механизмов регуляции четко прослеживаются на примере гипоталамуса, специальные клетки которого воспринимают аффферентные и эфферентные нервные импульсы и передают их дальше уже гуморальным путем – посредством секреции гипоталамических гормонов в портальную систему гипофиза. Следовательно, в области гипоталамуса происходит преобразование нервных импульсов в гуморальные сигналы.

 

Другие эндокринные клетки и, в частности, клетки АПУД-системы, обладают способностью образовывать не только гормоны, но и нейропередатчики, или нейромедиаторы. Таким образом, правильнее говорить не об эндокринной, а о нейроэндокринной системе организма.

 

Функциональная активность и морфологическая структура эндокринных желез находится под контролем и регулирующим влиянием ЦНС. То есть, функциональная активность эндокринной системы зависит не только от способности желез внутренней секреции продуцировать необходимое количество гормонов. Большинство гормонов, секретируемых периферическими железами, доставляется к соответствующим органам или тканям мишеням в связанном с белками крови состоянии. Белки крови выполняют при этом в основном транспортную функцию. Гормоны, связанные с ним, биологически неактивны, т.е. неспособны комплексироваться с соответствующим рецептором. Для того, чтобы произошло взаимодействие гормона с рецептором, гормоны должны диссоциировать из фракции, связанной с белками крови. Как правило, фракция свободного гормона составляет небольшую часть от его общего количества, циркулирующего в кровеносной системе, но именно эта фракция обеспечивает присущий этому гормону биологический эффект. Изменение в ту или иную сторону количества белков крови, связывающих гормоны, приводит к развитию патологических состояний, обусловленных избытком или недостатком эффекта соответствующего гормона.
Важным условием нормального функционирования эндокринной системы является также состояние ткани-мишени, которая чувствительна к действию данного гормона и отвечающую специфическим биологическим эффектом на это действие. Способность тканей-мишеней реагировать на соответствующий гормон определяется наличием рецепторов, осуществляющих взаимодействие с этим гормоном. Изменение функционального состояние рецепторного аппарата приводит к возникновению тех же симптомов, которыми проявляется избыточная или недостаточная секреция  соответствующих гормонов.

 

Эндокринную функцию организма обеспечивают системы, в которые входят:

 

1. эндокринные железы, секретирующие гормон;

 

2. гормон и различные пути их транспорта;

 

3. соответствующие органы или ткани-мишени, отвечающие на действие гормонов.

 

Эндокринная система организма в целом поддерживает постоянство внутренней среды, необходимое для нормального протекания физиологических процессов.

 

 

 

ГОРМОНЫ И МЕХАНИЗМЫ ИХ ДЕЙСТВИЯ.
1. ВАРИАНТЫ ДЕЙСТВИЯ ГОРМОНОВ
.

 

1. гормональное, т.е. действие на значительном удалении от места образования;

 

2. изокринное, или местное, действие, когда химическое вещество, синтезированное в одной клетке, оказывает действие на клетку, расположенную в тесном контакте с первой,и высвобождение этого вещества осуществляется в межтканевую жидкость и кровь;
3. нейрокринное, или нейроэндокринное, действие, когда гормон, высвобождаясь из нервных окончаний, выполняет функцию нейротрансмиттера или нейромодулятора, т.е. вещества, изменяющего (обычно усиливающего) действие нейротрансмиттера;
4. паракринное - разновидность изокринного действие, но при этом гормон, образующийся в одной клетке, поступает в межклеточную жидкость и влияет на ряд клеток, расположенных в непосредственной близости;
5. аутокринное действие, когда высвобождающийся из клетки гормон оказывает влияние на ту же клетку, изменяя ее функциональную активность.

 

По химической природе гормоны делятся на белковые, стероидные (или липидные) и производные аминокислот.

 

БЕЛКОВЫЕ гормоны :
пептидные (АКТГ, соматотропный (СТГ), меланоцитостимулирующий (МСГ), пролактин, паратгормон, кальцитонин, инсулин, глюкагон.

 

ПРОТЕИДНЫЕ – глюкопротеиды: тиреотропный гормон (ТТГ), фолликулостимулирующий (ФСГ), лютеинизирующий (ЛГ), Тироглоилин.
Гипоталамиеские гормоны и гормоны желудочно-кишечного тракта ринадлежат к олигопептидам, или малым пептидам.

 

К ЛИПИДНЫМ (СТЕРОИДНЫМ) гормонам относятся кортикостерон, кортизол, альдостерон, прогестерон, эстрадиол,
эстрон, эстриол, тестостерон, которые секретируются корой надпочечика и половыми железами. К этой группе можно отнести и стеролы витамина D.
Производными арахидоновой кислоты являются простагландины

 

Адреналин и норадреналин, синтезируемые в мозговом слое надпочечника и других хромаффинных клетках, а также тироидные гормоны являются производными аминокислоты тирозина.

 

Белковые гормоны гидрофильны переносятся кровью в свободном состоянии. Стероидные и тироидные гормоны гидрофобны, отличаются небольшой растворимостью, основное их количество циркулирует в крови в связанном с белками состоянии.

 

Гормоны осуществляют свое биологическое действие, комплексируясь с рецепторами – информационными молекулами, трансформирующим гормональный сигнал в гормональное действие. К настоящему времени идентифицировано около 60 гормональных рецепторов, причем более половины из них локализуется на мембранах клеток. Другие гормоны взаимодействуют с рецепторами, расположенными внутриклеточно (цитоплазматическими и ядерными).

 

1.ГОРМОНЫ, ВЗАИМОДЕЙСТВУЮЩИЕ С РЕЦЕПТОРАМИ, РАСПОЛОЖЕННЫМИ НА ПЛАЗМАТИЧЕСКОЙ МЕМБРАНЕ КЛЕТОК.

 

А. Белковые гормоны.
Гликопротендные гормны, ТТГ, ФСГ, ЛГ, хорионический гонадотропин, СТГ, пролактин, хорионический соматотропин (плацентарный лактоген), инсулин, инсулиноподобные факторы роста 1 и 2, соматомедины, релаксин, фактор роста нервов.
Гастрин, холецистокинин.
Глюкагон (панкреатический и кишечный), секретин, вазоактивный кишечный пептид, желудочный ингибиторный полипептид.
АКТГ и альфа-МСГ.
Энкефалины, эндорфины, бета-липотропин.
Окситоцин, вазопрессин.
Эидермальный фактор роста, урогастрон.
Паратирин (паратгормон), кальцитонин.
Тиролиберин, гонадолиберин, Соматостатин, соматолиберин.
Б. Катехоламины.
В. Простагландины.
2. ГОРМОНЫ, ВЗАИМОДЕЙСТВУЮЩИЕ С ВНУТРИКЛЕТОЧНЫМИ РЕЦЕПТОРАМИ.
А. Стероидные гормоны.
Глюкокортикоиды и минералокортикоиды.
Эстрогены, андрогены, прогестины.
Стеролы, витамин D.
Б. Тироидные гормоны.

Мембранные рецепторы являются интегральными компонентами плазматических мембран. Связь гормона с соответствующим рецептором характеризуется высокой аффинностью, т.е. высокой степенью сродства рецептора к данному гормону.
Биологический эффект гормонов, взаимодействующих с рецепторами, локализованными на плазматической мембране, осуществляется с участие «вторичного мессенджера», или передатчика. В зависимости от того, какое вещество выполняет его функцию, гормоны можно разделить на три группы:
1. гормоны, оказывающие биологический эффект с участием циклического аденозинмонофосфата (цАМФ) (АКТГ, ТТГ, ФСГ, ЛГ, хорионический гонадотропин, МСГ, антидиуретический гормон (вазопрессин), катехоламины (когда их влияние осуществляется чере бета-адренергические рецепторы), глюкагон, паратирин, кальцитонин, секретин,, гонадотропин, тиролиберин, липотропин).

 
2. гормоны, осуществляющие свое действие с участием в качестве внутриклеточного «второго мессенджера» ионизированного кальция – кальцийполифосфоионизированный кальций, осуществляющие свое действие взаимодействием с внутриклеточной микротубулярно-ворсинчатой системой, вовлеченной в секретоные процессы клетки (окситоцин (отчасти и вазопрессин), гастрин, холецистокинин, ангиотензин и катехоламины, осуществляющие действие через альфа-адренорецепторы).

 

Кальмодулин – рецепторный белок с высокой аффинностью к кальцию, состоит из 148 аминокислотных остатков и присутствует во всех содержащих ядро клетках. Каждая молекула имеет 4 рецептора для связывания кальция. Кальмодулин – аналог мышечного белка тропонина С, который путем связывания кальция образует комплекс актина и миозина, а также активирует миозин-АТФазу, необходимую для повторного взаимодействия актина и миозина.

 

Медиаторами гормонального действия могут являться простагландины и их производные, образующиеся из общего предшественника – арахидоновой кислоты. Взаимодействие гормона с рецептором способствует разрушению мембранных форсофлипидов и повышенному образованию арахидоновой кислоты и простагландинов, опосредующих гормональный ответ. Кроме того, в качестве вторичного мессенджера может выступать диацилглицерин, также образующийся в результате разрушения мембранных фосфолипидов.

 

3. полипептидные и белковые гормоны, для которых «вторичный мессенджер» пока неизвестен (СТГ, пролактин, хорионический соматомаммотропин (плацентарный лактоген), соматостатин, инсулин, инсулиноподобные факторы роста (соматомедины, факторы роста 1 и 2 и др.).

 

Гормоны этой группы оказывают как быстрое, так и позднее влияние на клетки-мишени. Быстрое влияние, которое проявляется через несколько секунд или минут, в основном направлено на обеспечении транспорта различных веществ (глюкоза, аминокислоты, ионы) через мембрану клетки. Позднее действие гормона заключается в усилении синтеза белка, активация ферментов и обнаруживается лишь через несколько минут или даже часов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ГИПОТАЛАМИЧЕСКАЯ РЕГУЛЯЦИЯ.

 

ГИПОТАЛАМУС является той областью ЦНС, которая посредством нейротрансмиттеров, гипоталамических гормонов, а также симпатической и парасимпатической частей вегетативной нервной системы интегративно регулирует функциональную активность гипофиза и периферических эндокринных желез.

 

ГИПОФИЗОТРОПНЫЕ ГОРМОНЫ делятся на усиливающие (высвобождающие рилизинг-гормоны) – добавлять окончание «либерин» и угнетающие (ингибирующие) выделение соответствующих тропных гормонов гипофиза – добавлять окончание «статин».

 

Рилизинг-гормоны гипоталамуса: Кортиколиберин, соматолиберин, соматолиберин, пролактин (пролактолиберин, функцию которого выполняет, вероятно, тиролиберин), тиролиберин, гонадолиберин (гормон, высвобождающий лютеинизирующий и фолликулостимулирующий гормоны), меланолиберин (гормон, высвобождающий меланоцитостимулирующий гормон).

 

Ингибирующие гормоны гипофиза: соматостатин, пролактостатин (роль которого выполняет дофамин), меланостатин (гормон, угнетающий высвобождение меланоцитостимулирующего гормона).

 

Гипофизотропные гормоны секретируются нейронами, локализованными в различных областях гипоталамуса. Так,

 

паравентиркулярное ядро гипоталамуса содержит большое количество нейронов, секретирующих тиролиберин и кортиколиберин,

 

дугообразное ядро содержит нейроны, секретирующие соматолиберин и пролактостатин (дофамин);

 

нейроны, секретирующие соматостатин, располагаются в передней гипоталамической области,

 

гонадолиберин – в предоптической области.

 

Аксоны перечисленных нейронов заканчиваются в области срединного возвышения гипоталамуса, где начинается портальная система гипофиза.

 

Все гипофизотропные гормоны, за исключением дофамина являются пептидами. Механизм действия их подобен таковому других пептидных гормонов, вторичным мессенджером у них является цАМФ. Действие некоторых гормонов (тиролиберин и, возможно, гонадолиберин) опосредуется также кальций-полифосфоинозидной системой.

 

Кортиколиберин – селективно увеличивает высвобождение АКТГ и других гормонов, производных общего предшественника – проопиомеланокортина (ПОМК). На мембранах кортикотрофов кортиколиберин комплексируется со специфическими высокоаффинными рецепторами, активирует аденилатциклазу, что приводит к повышению внутриклеточного уровня цАМФ, который в свою очередь повышает активность цАМФ-зависимых протеинкиназ. Наблюдаемое при этом увеличение уровня внутриклеточного кальция может быть результатом повышения концентрации внутриклеточного цАМФ или следствием усиления синтеза простагландинов.

 

Вазопрессин также способен стимулировать высвобождение АКТГ, но для этого требуются дозы, превышающие в тысячи раз дозы, оказывающие максимальный антидиуретический эффект. Действие вазопрессина на клетки аденогипофиза опосредуется через специфические рецепторы с активизацией кальцийполифосфоинозидной системы.

 

Вазопрессин и кортиколиберин на секрецию АКТГ оказывают синергическое влияние.

 

Гипофизотропные нейроны, секретирующие кортиколиберин, локализуются в дугообразном, доросомедилаьном, вертромедиальном ядрах, но наибольшее их количество расположено в паравентрикулярном ядре. Аксоны этих клеток оканчиваются в области срединного возвышения, откуда через портальную систему гипофиза кортиколиберин достигает клеток аденогипофиза. Скорость биосинтеза и высвобождения кортиколиберина модулируется нейромдиаторами (ацетилхолин и серотонин стимулируют, а нормдреналин, гамма-аминомаслянная кислота и мелатонин угнетают его высвобождение); стероидами и нейропептидами. Кроме того, холецистокинин, гастривысвобождающий пептид, предсердный натрийуретический гормон также способны стимулировать высвобождение АКТГ.

 

Таким образом, кортиколиберин стимулирует синтез и высвобождение АКТГ посредством цАМФ и системы ФИФ2(при участии вазопрессина). Повышение канцентрации калия деполяризует клеточную мембрану, и в  присутствие ионов кальция происходит высвобождение АКТГ. Это быстрое действие кортиколиберина не требует синтеза белка. Кроме того, кортиколиберин ускоряет биосинтез АКТГ de novo, и это влияние может быть угнетено пуромицином и актиномицином D.

 

Кортиколиберинподобное вещество может образовываться и вне гипоталамуса (тканевой кортиколиберин) и вызывать более продолжительное, чем гипофизотропный кортиколиберин, высвобождение АКТГ.

 

На функцию аденогипофиза оказывает влияние симпатическая нервная система, и это влияние осуществляется через гипоталамус на переднюю долю гипофиза.

 

Соматолиберин включает 44 аминокислотных остатка, причем биологическую активность проявляет ее часть с первыми 29 аминокислотными остатками. В сыворотке крови и тканях соматолиберин присутствует в различных молекулярных формах. У человека основной формой соматолиберина, содержащегося в сыворотке крови, является полипептид, состоящий из 40, а в гипоталамусе – из 44 аминокислотных остатков. Синтетический соматолиберин у здоровых лиц селективно стимулирует секрецию СТГ, в то время как уровень пролактина, АКТГ, ЛГ, глюкагона, инсулина и ряда других гормонов в крови при этом не изменяется.

 

Соматолиберин синтезируется в вентромедиальном и дугообразном ядрах гипоталамуса и его высвобождение находится под контролем многочисленных факторов.

 

Стимулирующее влияние лимбической системы на секрецию соматолиберина осуществляется через вентромедильное ядро гипоталамуса. Связь этого ядра с внегипоталамическими областями в отличие от его связи с областью срединного возвышения является катехоламинергической. Эндорфины стимулируют секрецию СТГ, увеличивая образование соматолиберина. Блокада альфа-адренергических рецепторов повышает реакцию СТГ на гипогликемию. Введение в боковой желудочек мозга адреналина и дофамина приводит к снижению уровня соматолиберина.

 

Соматостатин – тетрапептид, содержащий в 3-ем и 14-ом положениях два цистеиновых остатка, и существует в окисленной и восстановленной формах. Циклическая форма, по некоторым данным, оказывает более сильное ингибирующее влияние на секрецию СТГ и инсулина.

 

Соматостатин снижает базальный уровень СТГ в сыворотке крови здоровых лиц и больных акромегалией, уменьшает секрецию СТГ в ответ на инсулиновую гипогликемию, введение аргинина, 1-дофа, на мышечную нагрузку и в период сна.

 

Кроме непосредственного влияния на секрецию СТГ, соматостатин угнетает высвобождение СТГ в ответ на введение тиролиберина, секрецию АКТГ у больных, подвергнутых двухсторонней адреналэктомии по поводу болезни иценко-Кушинга. Соматостатин несколько снижает уровень пролактина у больных акромегалией, уменьшает секрецию инсулина, глюкагона, гастрина и ренина. Тормозящее влияние соматостатина на секрецию трийодиронина и тироксина незначительно.

 

Соматостатин локализуется в нервных окончаниях наружного слоя срединного возвышения и в вентрамедиальном ядре, которое считывается основным гипоталамическим образованием, осуществляющим регуляцию секреции СТГ. Кроме того, соматостатин выявляется и в области дугообразного ядра, где он присутствует как в клетках и нервных окончаниях, так и в аксонах, проходящих через это ядро.

 

Соматостатин действует не только как гормон, но и осуществляет роль нейропередатчика, или нейромодулятора. Это подтверждается тем, что соматостатинположительнрые клетки обнаружены в спинальных ганглиях, в нервные волокна, содержащие соматостатин, выявляются в дорсальных рогах спинного мозга, периферических симпатических нейронах, превертебральнрых ганглиях, нижнем и верхнем мезентериальных узлах. В комплексе Гольджи норадренергических клеток обнаруживается соматостатиноподобная иммунореактивность.

 

Соматостатин оказывает прямое действие на ЦНС. Он вызывает различные поведенческие, двигательные и электрофизиологические изменения при введении в гиппокамп, кору головного мозга.

 

Показано, что соматостатин выявляется дельта-клетках желудочно-кишечного тракта и поджелудочной железы. В желудке эти клетки располагаются в собственном слое слизистой оболочки антрального отдела, преимущественно в непосредственной близости от клеток, продуцирующих гастрин, что подтверждает влияние соматостатина на секрецию этого гормона. В кишечнике дельта-клетки выявляются в основном в собственном слое слизистой оболочки; незначительное их количество обнаруживается в криптах. В поджелудочной железе соматостатинсодержащие клеткилокализуются по периферии панкреатических островков, располагаясь между альфа- и бета-клетками. Соматостатин может рассматриваться как аналог других местных гормонов, к которым относятся, в частности, гистамин и серотонин.

 

Соматостатин выявляется в клетках, где он секретируется, в нервных волокнах, в желудочно-кишечном тракте. Осуществляет свое действие через нейрокринные механизмы, т.е. путем высвобождения из нервных окончаний.

 

Соматостатин оказывает влияние на моторную и секреторную функции пищеварительной системы, ее кровоснабжение и кишечную абсорбцию. Он задерживает эвакуацию желудочного содержимого, угнетая высвобождение мотилина – гормона, стимулирующего моторику желудочно-кишечного тракта, снижает сократительную активность желчного пузыря путем торможения действия холецистокинина.

 

Соматостатин угнетает секрецию поджелудочной железой инсулина и глюкагона. Это действие распростараняется на обе фазы высвобождения инсулина, вызванного глюкозой, толбутамидом, глюкагоном или секретином.

 

Угнетая секрецию глюкагона, соматостатин понижает концентрацию глюкозы в периферической крови путем уменьшения выхода ее из печени в воротную вену.

 

Соматостатин не только угнетает высвобождение большинства желудочно-кишечных гормонов, особенно гастрина, секретина, холецистокинина и мотилина, но и подавляет секрецию соляной кислоты слизистой оболочкой желудка и бикарбонатов кишечником. Способность соматостатина угнетать секрецию протеолитических ферментов в желудке и поджелудочной железе может быть использована при лечении некоторых форм гастродуоденильных язв, в том числе в предоперационном периоде.

 

Соматостатин угнетает также вазоактивный кишечный полипептид, а также желудочный ингибиторный пептид, секретин, простагландины, глюкагон, гастрин.

 

Рецепторы к соматостатину в клетках передней доли гипофиза пока не идентифицированы. Действие его осуществляется путем угнетения аденилатциклазной системы снижения накопления цАМФ, путем влияния на поглощение, транспорт и высвобождение кальция.

 

Гормон роста усиливает синтез и увеличивает содержание соматостатина в гипоталамусе. Существует положительный механизм обратной связи между СТГ и соматостатином и регуляции секреции СТГ по принципу «короткой» обратной связи.

 

Тиролиберин. Установлено, что высвобождение ТТГ передней долей гипофиза регулируется гипоталамусом посредством тиротропин-рилизинг-гормона, или тиролиберина, который представляет собой трипептид с определенной последовательностью аминокислотных остатков.

 

Синтез тиролиберина осуществляется посредством ферментативного процесса без участия рибосом. Показано, что основным ферментом, участвующим в синтезе гормона, является тиролиберинсинтетаза, требующая участия АТФ и ионов магния. Она была обнаружена в различных областях мозга. Тироксин непосредственно влияет на активность тиролиберинсинтетазы и синтез тиролиберина по принципу отрицательной обратной связи. Наибольшая концентрация тиролиберина наблюдается в области срединного возвышения, преоптической области гипоталамуса и дорсомедиального ядра. Однако количество тиролиберина, локализованного в гипоталамусе, составляет всего 30-32% от его общего содержания в мозге. Остальная часть тиролиберина (около 70%) приходится на внегипоталамические области мозга (передний мозг, задняя часть промежуточного мозга, задний мозг, двигательные нейроны спинного мозга, ядра черепных нервов и др.)

 

Помимо своей гипофизарной функции, тиролиберин в других областях ЦНС выполняет роль нейропередатчика.

 

Влияние тиролиберина осуществляется посредством взаимодействия со специфическми мембранными рецепторами клеток передней доли гипофиза, ответственных за секрецию ТТГ. Как результат этого взаимодействия отмечается повышение активности кальцийполифосфоинозидной системы, которая в свою очередь стимулирует синтез и высвобождение ТТГ. Высвобождение ТТГ стимулируется избытком ионов калия и требует обязательного присутствия ионов кальция.

 

Количество рецепторов к тиролиберину и их способность к взаимодействию модулируются циркулирующим уровнем тироидных гормонов. Помимо тироидных гормонов на процессы взаимодействия тиролиберина с рецепторами большое влияние оказывают простагландины.

 

Тиролиберин накапливается в печени, почках и гипофизе. При снижении функции печени или почек клиренс тиролиберина уменьшается. Несмотря на быструю инактивацию, низкие концентрации тиролиберна определяются в периферической крови.

 

Синтезированный в гипоталамической области тиролиберин поступает в гипофизарную портальную систему. Имеются данные о том, что тиролиберин может достигать клеток передней доли гипофиза и другим путем. Выявлено его высокое содержание в цереброспинальной жидкости и не исключена возможность его поступления в портальную систему и далее к аденогипофизу из полости третьего желудочка. В клетках эпендимы желудочков мозга выявлены рецепторы, связывающие тиролиберин.

 

При введении тиролиберина уже в течение первых 5 минут он стимулирует высвобождение ТТГ в кровь и последующее повышение уровня тироидных гормонов. Кроме специфического влияния на ТТГ, тиролиберин увеличивает уровень пролактина в сыворотке крови. На секрецию гормона роста у здоровых людей тиролиберин не влияет, в то время как у больных акромегалией под его влиянием происходит дальнейшее повышение уровня СТГ в сыворотке крови. При диффузном токсическом зобе уровень ТТГ в сыворотке крови снижен и не изменяется после введения тиролиберина.

 

Гонадолиберин. Репродуктивная функция организма регулируется гипофизом (посредством ФСГ, ЛГ, пролактин), а функция последнего находится под контролем ЦНС, в том числе гипоталамуса. Разрушение гипоталамуса при интактном гипофизе и полной сохранности его кровоснабжения приводит к атрофии гонад и полностью прекращает половое развитие.

 

Гипоталамическая регуляция ФСГ и ЛГ осуществляется одним гормоном – гонадолиберином, который в высокой концентрации выявляется в области срединного возвышения и organum vasculosum. В области вентромедиального и дугообразного ядер концентрация гонадолиберина ниже. Из гипоталамуса гонадолиберин портальной системой гипофиза транспортируется в гипофиз, где связывается плазматическими мембранами клеток передней доли. Рецепторы, связывающие гонадолиберин, по саоим свойствам подразделяются на два типа: высокоаффинные и рецепторы с низкой аффинностью. Количество рецепторов первого типа (с высокой аффинностью) значительно меньше, чем рецепторов, обладающих низкой аффинностью. Высокоаффинные рецепторы прочно связывают гонадолиберин, в то время как рецепторы с низкой аффинностью могут взаимодействовать как с гонадолиберином, так и с его биологически неактивными аналогами.

 

Способность гонадолиберина в одних случаях стимулировать синтез и высвобождение ФСГ, а в других – ЛГ объясняется модулирующим влиянием половых гормонов (их различного уровня в сыворотке крови), а также участием в этих процессах простагландинов.

 

Механизм высвобождения ФСГ и ЛГ опосредуется через образование цАМФ. Для осуществления этого процесса требуется присутствие ионов кальция.

 

При введении гонадолиберина отмечается его быстрое накопление в печени, почках, гипофизе. Накапливается в течении 10 минут после введения в шероховатой эндоплазматической сети, затем в комплексе Гольджи, через 30 минут – в секреторных гранулах (органеллы клеток). Гонадолиберин инактивируется гомогенатами печени, почек, яичников, нервной ткани, включая ткани гипоталамуса.

 

Пролактостатин (дофамин). В противоположность своему действию на другие гормоны передней доли гипофиза в отношении секреции пролактина гипоталамус оказывает тоническое тормозящее влияние. Перерыв связи между гипоталамусом и аденогипофизом приводит к повышению высвобождения пролактина.

 

Катехоламины, дофамин и гамма-аминомасляная кислота, которые постоянно выявляются в гипоталамических высокоочищенных фракциях пролактостатина, оказались способны оказывать такое жи действие, как и сам пролактостатин. Ряд исследователей считают, что гипоталамический фактор, угнетающий секрецию пролактина, есть не что иное, как дофамин. В то же время не исключена полностью возможность, что дофамин все-таки стимулирует секрецию и высвобождение реально существующего пролактостатина.

 

Введение дофамина в полость третьего желудочка вызывает повышение уровня пролактостатиновой активности плазмы крови, взятой из портальной системы гипофиза, при одновременном уменьшении концентрации пролактина в периферическом русле. Вещества, стимулирующие специфические дофаминовые рецепторы, т.е. агонисты дофамина (апоморфин, 1-дофа, алкалоиды спорыньи – 2-альфа-броэргокриптин или бромкриптин) также угнетают высвобождение пролактина. Дофамин синтезируется тубероинфуидибулярными нейронами, расположенными в области срединного возвышения. Секретируемый нефронами дофамин поступает с кровотоком к клеткам передней доли гипофиза и активирует механизм, ингибирующий высвобождение пролактина.

 

Таким образом, считают, что роль пролактостатина в организме выполняет дофамин. Это подтверждает и клиническая практика, показавшая успешное применение для лечения гиперпролактинемии агонистов дофамина.

 

Пролактолиберин (тиролиберин) – обладает способностью высвобождать пролактин. Ритм секреции тиролиберина и пролактолиберина различен и пики повышения их уровня в крови не совпадают и это два разных гормона, которые по действию совпадают.

 

При первичном гипотиреозе, при котором уровень тиролиберина и ТТГ повышен, часто наблюдается или увеличение содержания пролактина в сыворотке крови, или его повышенный ответ на стимуляцию при нормальной исходной концентрации. Можно считать, что в этих случаях снижение уровня тироидных гормонов в крови является причиной, приводящей к увеличению чувствительности пролактотрофов к тиролиберину. Наряду с этим существует предположение, что гипотироз сопровождается недостаточной секрецией пролактостатина, чем и объясняется развитие гипрпролактинемии.

 

Серотонинергический механизм играет большую роль в процессах высвобождения пролактина. Введение серотонина или мелатонина в третий желудочек мозга приводит к гиперпролактинемии, в то время как угнетение синтеза серотонрина парахлорфенилаланином блокирует высвобождение пролактина в ответ на физиологическую стимуляцию (акт сосания).

 

Секрецию пролактостатина связывают с латеральными туберальными ядрами, а пролактолиберина – с передней гипоталамической областью и областью срединного таламуса. Гипофизарные рецепторы для пролактостатина и пролактолиберина еще не идентифицированы.

 

Действие гипоталамических гормонов, кроме изменения активности аденилатциклазы, объясняется изменением электрического потенциала клеточной мембраны. Деполяризация ее приводит к высвобождению гормона, тогда как гиперполяризация – к угнетению этого процесса. Следует отметить, что пролактотрофы отличаются от других клеток передней доли гипофиза тем, что деполяризация клеточной мембраны, а следовательно, высвобождение пролактина происходят спонтанно, в то время как состояние гиперполяризации, а значит, и угнетение высвобождения гормона поддерживаются пролактоститном.

 

Рилизинг-гормоны, взаимодействуя с рецепторами, расположенными в мембране клеток, повышают проницаемость клеточной мембраны для кальция и увеличивают количество внутриклеточного кальция, приводят к высвобождению гормона из гранул. Пролактостатин свое угнетающее действие на высвобождение пролактина также осуществляет путем изменения проницаемости мембраны для кальция. Кроме того, высвобожение пролактина опосредуется активацией цАМФ и угнетается повышением внутриклеточного уровня прогестерона.

 

Пролактин не имеет органа-мишени и не существует его секреции по принципу «длинной» цепи обратной связи. Но «короткая» отрицательная обратная связь в регуляции секреции пролактина функционирует и регулирующим фактором является уровень секретируемого пролактина. Регуляция осуществляется через активацию дофаминергических нервных окончаний срединного возвышения, повышение концентрации дофамина и пролактостатина.

 

 

 

Меланостатин и меланолиберин.

 

Большие успехи достигнуты в изучении опиоидно активных пептидов, которые подразделяются на три группы: энкефалины, эндорфины и динорфины. К энкефалинам относятся лей-энкефалин и мет-энкефалин, которые происходят из проэнкефалина А и состоят из 35 аминокислотных остатков, которые являются производными проэнкефалина надпочечника.

 

Динорфины состоят из аминокислотных остатков, которые происходят из продинорфинов и отличаются от проэнкефалинов группы энкефалинов и содержат около 256 аминокислотных остатков.

 

Эндорфины являются производными бета –липотропина, который не обладает морфиноподобными свойствами.

 

Динорфины выявляются в нейронах гипоталамуса, задней доли гипофиза, в желудочно-кишечном тракте, а энкефалины и эндорфины, кроме того, на протяжении желудочно-кишечного тракта.

 

 

 

НЕЙРОГУМОРАЛЬНАЯ РЕГУЛЯЦИЯ ОБМЕНА ВЕЩЕСТВ.

 

 

 

УГЛЕВОДНЫЙ ОБМЕН

 

 

 

Глюкоза является основным и почти единственным источником питания инсулиннезависимых тканей.
Установлено: головной мозг массой 1400 г потребляет приблизительно 80 мг глюкозы, то есть, около 11,5 г зв 24 часа.
Печень, которая является основным местом синтеза глюкозы, способна генерировать ее со скоростью 130 г/ми. Таким образом более 60% всей глюкозы образующейся печенью, идет на обеспечение нормальной активности ЦНС, причем это количество остается неизменным не только при гипергликемии, но даже при диабетической коме. Потребление глюкозы ЦНС уменьшается лишь после того, как уровень ее в крови падает ниже 1,65 моль /л.
Глюкоза синтезируется еще в почках и мышцах.
Поступившая из желудочно-кишечного тракта глюкоза, превращается в гликоген – полимер глюкозы с большой молекулярной массой. В синтезе его молекулы участвуют от 2000 до 20000 молекул глюкозы. Образование гликогена из глюкозы начинается с процесса фосфорилирования ее с помощь ферментов глюкокиназы (в печени) и гексокиназы (в других тканях). Далее, при помощи ферментов полимеризации, образуются длиноцепочечние «ветвистые» (имеющие белковые цепи) структуры гликогена. Синтез гликогена носит название гликогеногенеза, а распад – гликогенолиза.
В процессе высвобождения глюкозы из гликогена принимает участие также несколько ферментов. Ключевым среди них является форсфорилаза. Фосфорилаза под влиянием цАМФ и фосфорилазкиназы из неактивной формы конвертируется в активную. Эта форма высвобождает из гликогена монофосфаты: Г-1-Ф, который посредством форсоглюкомутазы превращается в Г-6-Ф. Оба монофосфата после дифосфорилирования (соответственно ферментами глюкозо-1-фосфатазой и глюкозо-6-форсатаой), трансформируются в глюкозу. Кроме того, глюкоза образуется также непосредственно из гликогена с помощью ферментов, отцепляющих боковые цепи гликогена.
Окисление Г-6-Ф осуществляется гликолитическим путем (цикл Эмбдена-Меергофа) в анаэробных условиях. Гликолитический цикл обмена глюкозы заканчивается образованием пировиноградной кислоты, которая затем конвертируется в молочную кислоту. В присутствии кислорода в митохондриях пируват декарбоксилируется в ацетил-КоА. Это превращение контролируется ферментом пируватдегидрогеназой, активность которого угнетается ацетил-КоА (конкурентно с КоА). Таким образом, в регуляции активности пируватдегидрогеназы большое значение имеет количественное содержание жирных кислот и кетоновых тел, при окислении которых количественное соотношение ацетил-КоА и КоА изменяется в пользу первого.
Обмен фруктозы также осуществляется гликолитическим путем. Часть фруктозы превращается в глюкозу. Другая часть под влиянием кетогексокиназы превращается в фруктозо-1-фосфат и далее в дигидроксиацетонфосфат, дальнейшие изменения которого происходят в гликолитическом цикле.
Окончательный результат цикла Эмбдена-Меергофа - ацетил-КоА (продукт окислительного декарбоксилирования пирувата) окисляется до воды и углекислого газа в Цикле Кребса (лимоннокислый цикл).
Цикл Кребса: этот процесс осуществляется восемью последовательными ферментативными реакциями, в итоге которых высвобождается энергия. Полный распад одной молекулы глюкозы дают 38 молекул АТФ, причем 24 из них образуются в цикле Кребса. Ферменты этого цикла локализуются в матриксе митохондрий (в стенке внутренней мембраны). Поступивший в цикл Кребса ацетил-КоА является конечны продуктом катаболизма не только углеводов, но также липидов и таки аминокислот, как фенилаланин, тирозин, лейцин, лизин и изолейцин.
Кроме того, существует прямой путь окисления глюкозы - гексозомонофосфатный (пентозный) цикл, который преобладает в эритроцитах, половых железах, коре надпочечников, печени. Хотя окисление в гексозомонофосфатном цикле составляет всего 2% от обмена углеводов (при сахарном диабете может увеличиваться до 6%), для организма значение этого цикла очень велико.
Особенность этого процесса – образование пентоз, накопление кофермента дегидрогеназ, участвующих в синтезе нуклеиновых кислот, холестерина, жирных кислот, активировании фолиевой кислоты и образование АТФ.
Гексозомонофосфатный цикл обеспечивает также процессы гидроксилирования, необходимые для синтеза биогенных аминов (катехоламины, серотонин) и стероидных гормонов коры надпочечников.
По мере расходования запасов гликогена глюкоза может ресинтезироваться из молочной кислоты (лактата), аминокислот и других соединений. Этот процесс носит название глюконеогенеза. Образование глюкозы из лактата осуществляется в печени (цикл Кори).При этом  из лактата образуется пируват, далее – Г-6-Ф, который превращается затем в гликоген или глюкозу в зависимости от состояния обмена веществ в организме.
Важное место в процессах гликонеогенеза принадлежит мышечной ткани. При голодании вследствие катаболизма белков освобождаются аминокислоты, более 50% общего количества которых составляет аланин. Поступая в печень, он используется там не для синтеза белков, а для образования Г-6-Ф через стадию пирувата. Некоторое количество аланина также через стадию пирувата превращается в Г-6-Ф непосредственно в мышечной ткани. В мышцах аланин образуется из пировиноградной кислоты; основными донатарами группы NH2, при этом являются такие аминокислоты, как лейцин, изолейцин, валин.
Глицерин, который образуется при обмене липидов, некоторые компоненты цикла Кребса: лимонная, кетоглутаровая, но в большей степени щавелевоуксусная кислоты также являются источниками для ресинтеза глюкозы.

 

Наряду с глюкозой большое значение в обеспечении организма энергией имеют жиры. При голодании энергетические расходы в основном покрываются за счет жиров, тогда как глюкоза сохраняется для снабжения энергией мозга. Жирные кислоты угнетают поглощение глюкозы мышцами. При гипогликемии происходят мобилизация жирных кислот и увеличение окисления их в мышцах при одновременном снижении утилизации глюкозы. И, наоборот, прием углеводов и повышение уровня глюкозы в крови снижают липогенез. Это цикл глюкоза-свободные жирные кислоты является одним из механизмов, обеспечивающих гомеостаз глюкозы. Концентрация кетоновых тел, отражающая обмен жиров, как уже отмечалось, также имеет прямое отношение к регуляции содержания глюкозы в крови.

 

Ацетил-КоА, являясь конечным продуктом гликолитического цикла, может использоваться как источник энергии (в цикле Кребса), а также участвовать в синтезе триглицеридов, холестерина и стероидов и образовании кетоновых тел.

 

Основное место в гормональной регуляции гомеостаза глюкозы в организме отводится инсулину, под влиянием которого активируются ферменты фосфорилирования глюкозы (глюкокиназа в печени и гексокиназы в мышечной, жировой и других тканях), катализирующие образование Г-6-Ф. Увеличение его количества повышает активность метаболических путей, для которых он является исходным продуктом. Инсулин увеличивает долю участия глюкозы в процессах образования энергии при неизменном общем уровне энергопродукции. Инсулин оказывает ингибирующее влияние на глюкозо-6фосфатазу печени и тормозит таким образом выход свободной глюкозы в кровь. Конечным результатом действия инсулина является гипогликемия, стимулирующая секрецию гормонов – антагонистов инсулина, к которым относятся адреналин и норадреналин, глюкагон, СТГ, глюкокортикоиды, тироидные гормоны.

 

При относительной или абсолютной инсулиновой недостаточности нарушаются процессы поступления глюкозы в инсулинзависимые ткани, наблюдаются снижение окислительного фосфорилирования и образование Г-6-Ф с последующим нарушением гликолитического пути окисления глюкозы, нарушение цикла Кребса и гексозомонофосфатного (пентозного) цикла, угнетение синтеза глюкогена и усиление глюкогенолиза.

 

КАТЕХЭОЛАМИНЫ активируют гликогенолиз в печени и мышцах. Повышение под влиянием катехоламинов (в большей степени – адреналина), синтеза цАМФ активирует форсфорилазу печени, распад гликогена и образование большого количества свободной глюкозы. При этом увеличиваются поглощение кислорода и затраты энергии в связи с усилением сердечной деятельности, повышением мышечного тонуса и окисления молочной кислоты в печени.

 

ГЛЮКАГОН, подобно адреналину, активирует аденилатциклазу, образование цАМФ, фосфорилазу, гликогенолиз и выход глюкозы из печени в кровяное русло. Это влияние намного выше, чем у адреналина. Однако глюкагон не действует на мышечную фосфорилазу, а следовательно, не мобилизует гликоген мышц.

 

Гипергликемизирующий эффект глюкагона является результатом стимуляции печеночного гликогенолиза и глюконеогенеза, индукции секреции адреналина, торможения проникновения глюкозы в мышцы.

 

ГОРМОН РОСТА увеличивает выход глюкозы в кровь печеночных вен, усиливает глюконеогенез, уменьшает поглощение глюкозы на периферии непосредственно, а также опосредовано – путем усиления липолиза и повышения концентрации в крови свободных жирных кислот, которые подавляют действие инсулина на мембранный транспорт глюкозы.

 

ГЛЮКОКОРИКОИДЫ  стимулируют катаболизм белков и процессы глюконеогенеза, повышают содержание гликогена в печени и в меньшей степени в мышцах, уменьшают мембранный транспорт глюкозы и ее утилизацию на периферии. Гипергликемизирующее действие АКТГ опосредуется в основном через глюкокортикоиды.

 

Перечисленные гормоны, а также ТТГ, тироидные и половые гормоны влияют на углеводный обмен и опосредованно изменяют метаболизм жиров и белков.

 

 

 

ЖИРОВОЙ ОБМЕН.

 

 

 

Жиры являются одним из основных источников энергии: 40-50% энергопродукции организма обеспечиваются триацилглицеринами (триглицеридами), на долю которых приходится более 95% всех липидов. Период полураспада жирных кислот составляет несколько минут.
Поступившие с пищей жиры в кишечнике под влиянием гидролитических ферментов  и желчи эмульгируются до мельчайших капель. Специфические липазы, действующие на поверхности этих капелек, гидролируют триацилглицерины, эфиры холестерина и фосфоацилглицерина до жирных кислот, диацилглицеринов, 2-моноацилглицеринов, глицерина, холестерина, лизофосфатидилхолина. Эти вещества, связываясь с желчными кислотами, образуют смешанные мицеллы, размеры которых на несколько порядков меньше, чем размеры частиц эмульсии. Такие мицеллы всасываются клетками эпителия тонкого кишечника, в которых составленные части мицеллы вступают друг с другом в реакции синтеза с образованием простых и сложных липидов. Липиды и апопротеины, синтезированные в эпителиальных клетках кишечника, образуют липидные капли, называемые хиломикронами. Они проникают в лимфатические сосуды и придают лимфе характерных вид молока. Лимфа, содержащая большое количество хиломикронов, через грудной проток попадает в венозную кровь. Водорастворимые жирные кислоты с короткой углеродной цепью, а также некоторая часть глицерина всасываются капиллярами портальной системы.
Достигая капилляров, триглицерины под влиянием липопротеиновой липазы гидролизуются на глицерин и жирные кислоты, а последние легко проникают в периферические ткани (липопротеиновая липаза плазмы отличается от гормончувствительной внутриклеточной липазы). В желудочно-кишечном тракте посредством процессов, описанных ранее, абсорбируется лишь 40% холестерина и более 85% триацилглицеринов, поступающих с пищей.
Для синтеза жира организм использует ацетил-КоА, АТФ, NaDPH2 и глицерол-3-фосфат, полученные в результате обмена углеводов. Количество липидов, накапливающихся в жировых депо, определяется в большей степени содержанием в пищевом рационе углеводов, чем жиров.

 

ЛИПОГЕНЕЗ – процесс синтеза жирных кислот, интенсивно протекающий в печени и жировой ткани. Следует отметить, что биосинтез липидов в основном осуществляется в цитоплазме клетки и лишь незначительная его часть происходит в митохондриях.
Этап карбоксилирования ацетил-КоА является важным регулятором синтеза жирных кислот, и во всех последующих этапах липогенеза участвует либо малонил-КоА, либо ацетил-КоА. Так, под влиянием синтетазы жирных кислот и при использовании одной молекулы ацетил-КоА и 7 молекул малонил-КоА  образуется пальмитил-КоА, который способен к разнообразным метаболическим превращениям. При потере одной молекулы СО2 и КоА образуется пальмитиновая кислота, содержащая 16 углеродных атомов. Путем удлинения углеродной цепи до 18 углеродных атомов в митохондриях или в эндоплазматической сети пальмитиновая кислота может быть превращена в стеариновую, а подвергаясь десатурации она же превращается в пальмитолеиновую и олеиновую кислоты.
Жирные кислоты, эстерифицируясь с глицерином, образуют триацилглицерины, причем в реакции эстерификации участвует не свободный глицерин, а его производное – глицерол-3-фосфат, образующийся в печени из глицерина при участии фермента глицеролкиназы. Эстерификация ирных кислот в жировой ткани может происходить лишь при достаточном поступлении дигидроксиацетонфосфата, который образуется в процессе гликолиза и конвертируется в глицерл-3-фосфат при участии глицеролфосфатдегидрогеназы.

 

ИНСУЛИН как в печени, так и в жировой ткани увеличивает синтез жирных кислот и триацилглицеринов. При эндогенном биосинтезе триацилглицеринов, кроме глюкозы, могут использоваться соединения, происходящие из гликогенных аминокислот. Липогенез в печени контролируется тиреотропным гормоном и гормонами щитовидной железы
Так, после гипофизэктомии синтез липидов печенью снижается и восстанавливается после введения тироксина.
ЛИПОЛИЗ – процесс гидролиза липидов с образованием неэстерифицированных жирных кислот и глицерина – катализируется внутриклеточной гормонзависимой липазой, которая взаимодействует на триглицерины и стимулируется цАМФ. Липаза лимитирует скорость процесса липолиза, а образование цАМФ под влиянием аденилатциклазы находится в свою очередь под контролем различных гормонов.
Мембрана адипоцитов содержит рецепторы, взаимодействующие с гормонами, обладающими липолитическим свойствами, и рецепторы к инсулину. Результатами действия липолитических гормонов являются увеличение активности аденилтциклазы, повышение образования цАМФ, активация липопротеиновой липазы и липолиз жира. Взаимодействие инсулина с соответствующими рецепторами, наоборот, угнетает аденилатциклазу, ведет к снижению концентрации цАМФ и торможению липолиза.
Липолиз увеличивается при голоде, продолжительной работе, охлаждении, стрессе.

 

Липолитическое действие КАТЕХОЛАМИНОВ (адреналина и норадреналина) и ГЛЮКАГОНА осуществляется путем активации аденилатциклазы. С физиологической точки зрения роль норадреналина в процессе липолиза представляется более важной, чем адреналина.
НОРАДРЕНАЛИН образуется в адренергических нервных окончаниях в жировой ткани и обеспечивает мобилизацию жирных кислот.
ГОРМОН РОСТА оказывает мощное липолитическое действие, механизм которого оказывает мощное липолитическое действие механизм которого отличается от такового катехоламинов. При введение гормона роста, увеличивается концентрация свободных жирных кислот в плазме не сразу, а через 2-3 часа. Это действие, присущее даже незначительным дозам СТГ, по-видимому, связано с уменьшением процесса реэстерификации свободных жирных кислот. Тем не менее СТГ оказывает определенное модулирующее влияние и на активность аденлатциклазы.
Другие гипофизарные гормоны – АКТГ, ТТГ, меланоцитостимулирующий – также оказывают липолитическое действие, хотя и менее выраженное, чем СТГ.
ТИРОИДНЫЕ ГОРМОНЫ и КОРТИКОСТЕРОИДЫ оказывают разрешающее действие на липолиз, поскольку липолитическое и калоригенное действие катехоламинов не проявляется в отсутствие кортикостероидов и тироидных гормонов. В то же время имеются данные, что ТТГ,  АКТГ и соответственно гормоны щитовидной железы и коры надпочечника индуцирует синтез аденилатциклазы и, следовательно, непосредственно участвуют в стимуляции липолиза. Кроме того, тироидные гормоны влияют на активность фермента ацетил-КоА-фосфатдегидрогеназы, который находится в цитозоле. Эти ферменты участвуют в регуляции скорости как липогенеза, так и липолиза.
Инсулин обладает характерным антилиполитическим свойством и при сахарном диабете вследствие увеличения липолиза концентрация свободных жирных кислот в плазме возрастает.

 

БЕЛКОВЫЙ ОБМЕН.
Белки – необходимый компонент любой ткани организма – поступают в организм с пищей и в жилудочно-кишечном тракте после воздействия на них ферментами (пепсин, трипсин) гидролизуются до небольших пептидов и аминокислот, которые затем всасываются в кровь и лимфу. В организме человека для синтеза пуринов, пиримидинов, порфиринов используются только аминокислоты. Поэтому все поступающие с пищей белки должны быть различными ферментативными реакциями диссоциированы до отдельных аминокислот, которые используются в синтезе белка собственного организма.
Некоторые аминокислоты могут синтезироваться в организме и потому называются заменимыми, другие же не могут быть синтезированы и называются незаменимыми аминокислотами.
К незаменимым аминокислотам относятся лейцин, изолейцин, валин, лизин, метионин, фенилаланин, триптофан, треонин, гистидин, аргинин (гистидин и аргинин синтезируются в организме взрослого человека).
К заменимым аминокислотам относятся аланин, аспарагиновая кислота, цистеин, глутаминовая кислота, глицин, пролин, серин, тирозин, аспарагин, глутамин.
СИНТЕЗ БЕЛКА – сложнейший процесс, который осуществляется постоянно. Информация о структуре любого белка данного организма хранится в хромосомах в виде генетического кода. В случае поступления сигнала о необходимости синтеза определенного белка с участка ДНК, на котором закодирована структура данного белка, при участии фермента РНК-полимеразы начинает образовываться матричная РНК (мРНК). Процесс образования мРНК носит название транскрипции. Если молекула ДНК относительно стабильна, то период полураспада мРНК составляет от 2 до 80 ч., т.е. то время, которое необходимо для синтеза белка.

 

Образовавшаяся мРНК покидает ядро и направляется в к рибосомам, где и осуществляется синтез белка. На рибосомах локализуются рибосомная РНК (рРНК) и транспортная РНК (тРНК), которые вместе участвуют в процессе считывания информации, заложенной в мРНК, и «сборки» нового белка. Обычно РНК и метионил-тРНК присоединяются к специальной точке мРНК, и с этого момента начинается их движение вдоль молекулы мРНК, во время которого «считывается» триплетные кодоны и начинается «сборка» полипептидной цепи нового белка.
Аминокислоты могут использоваться рибосомами лишь после их активации соответствующими ферментаи, которых, по всей вероятности, имеется не менее 20 (по количеству аминокислот).
Гормоны влияют на скорость синтеза белка несколькими путями: повышением или снижением активности ферментов, участвующих в процессе «сборки» белковой молекулы, изменением транспорта аминокислот, необходимых для синтеза белка, повышением активности и скорости образования рибосом, осуществляющих синтез белка, повышением скорости начала образования полисом, повышением активности РНК-полимеразы и скорости образования мРНК. Некоторые вещества могут в той или иной степени ингибировать перечисленные выше процессы. Так, актиномицин, связываясь с ДНК, угнетает синтез мРНК и таким образом препятствует действию гормонов на процессы транскрипции.
Наряду с процессами синтеза белка в организме постоянно протекут процессы белкового катаболизма, конечным продуктом которого у человека является мочевина.
Аммиак, образующийся в большинстве клеток в процессе катаболизма аминокислот, наряду с другими азотсодержащими веществами превращается в печени в мочевину в цикле Кребса-Гензелейта. При этом аммиак траспортируется в печень не в свободной форме, а детоксицируется глутаматом с образованием глутамина под влиянием фермента глутаминсинтетазы. В митохондриях печени глутамин при участии глутаминазы вновь диссоциирует на аммиак используется для образования карбамоилфосфата с помощью фермента карбамоилфосфатсинтетазы.
Другим ключевым митохондриальным ферментом в начальном процессе биосинтеза мочевины является орнитинкарбамонатрансфераза, которая катализирует образование цитрулина из карбамоилфосфата и орнитина. Цитрулин транспортируется через митохондриальную мембрану в цитозоль клетки, где взаимодействует с аспартатом при участии фермента аргининосукцинатсинтетазы и образует аргининсосукцинат, который под воздействием фермента аргининосукцинатлиазы диссоциирует на аргинин и фумарат. Аргинин с помощью фермента аргиназы распадается на мочевину и орнитин, который транспортируется обратно в митохондрии, где вступает в новый цикл образования цитрулина. Для образования одной молекулы мочевины в цикле Кребса используются 4 молекулы АТФ. под воздействием фермента аргининосукцинатлиазы диссоциирует на аргинин и фумарат
Аминокислоты подразделяются на глюкогенные, кетогенные и смешанные - в зависимости от путей катаболизма.
Кетогенной аминокислотой является лейцин, который распадается на ацетоноуксусную кислоту и ацетил-КоА, вызывающие повышение уровня кетоновых тел в крови.
Изолейцин, лизин, фенилаланин и тирозин являются глюкогенными и кетогенными. Фенилаланин и тирозин - распадаются на фумарат и ацетоацетат, которые могут быть использованы в процессах глюконеогенеа.
К глюкогенным аминокислотам относятся аланин, аргинин, аспарагиновая кислота, цистеин, цистин, глутаминовая кислот, глицин,гистидин, гидроксипролин, метионин, пролин, серин,  треонин, триптофан, валин. Продукты распада этих аминокислот участвуют в процессах глюконеогенеза.
Содержание аминокислот в сыворотке крови поддерживается постоянно на определенном уровне за счет поступления их и желудочно-кишечного тракта и депо, которыми являются печень и мышцы.
АЛАНИН 
синтезируется в мышцах путем трансаминирования пирувата.
Большая часть ГЛУТАМИНА поступает в почки, где отщепляющийся азот используется для образования аммиака.
АЛАНИН задерживается печенью, где быстро конвертируется в глюкозу через образование пирувата. Последний процесс получил название цикла аналина и наруяду с циклом лактата (цикл Кори) имеет большое значение в процессах глюконеогенеза.
Эндокринная система участвует в регуляции белкового обмена
 как непосредственно, так и опосредованно – путем первичного влияния на углеводный, жировой и минеральный обмен.
В отношении воздействия на белковый обмен все гормоны можно разделить на две большие группы:
а) гормоны, первичное действие которых – стимуляция процессов транскрипции – проявляется в ядре клетки (стероидные и тироидные гормоны);
б)гормоны, стимулирующие процессы трансляции, которые осуществляются дистальнее ядра клетки.
Анаболическое действие ИНСУЛИНА  заключается в стимуляции транспорта аминокислот через мембрану клетки и включении их в белки, в связи с чем происходит снижение уровня аминокислот в крови. Это действие инсулина не зависит от синтеза РНК и не угнетается актиномицином. ИНСУЛИН угнетает активность аминотрансфераз и ферментов цикла мочевины. Поздний эффект инсулина характеризуется повышением активности РНК-полимеразы и увеличением концентрации РНК в печени. При этом возрастает скорость образования полисом и рибосом.
Действие ИНСУЛИНА на синтез белка в печени противоположно действию ГЛЮКАГОНА, который усиливает катаболизм аминокислот и мобилизует их для процессов глюконеогенеза.
Основным эффектом ГОРМОНА РОСТА является стимуляция анаболических процессов, чем и обусловливается ускорение роста скелета при гиперсекреции этого гормона. Он, так же как инсулин, стимулирует транспорт аминокислот и их включение рибосомами в белки, повышает скорость образования полисом и рибосом, активность РНК-полимеразы, количество РНК в клетках, что сопровождается увеличением скорости синтеза белков. Гормон роста угнетает активность ферментов, разрушающих аминокислоты. СТГ увеличивает также уровень соматомединов в сыворотке крови. Наряду с ростом скелета при избытке гормона роста возрастает синтез колагена в костях, коже и других органах и тканях организма.
Введение ТИРОИДНЫХ ГОРМОНОВ сопровождается повышением основного обмена, тахикардией, снижением содержания гликогена в сердце, повышением чувствительности к липолитическому действию адреналина. Влияние тироидных гормонов на обмен веществ обнаруживается лишь через 48 часов и более, т.е. значительно позже, чем влияние инсулина и СТГ.
Повышение основного обмена после введения тироидных гормонов является следствием увеличения количеста и размера митохондрий, числа рибосом и содержания в них цитохрома, а также образования митохондиальной мембраны. Изменяются в сторону повышения активность РНК-полимеразы и синтез РНК. Тироидные гормоны не влияют на транспорт аминокислот. Под действием этих гормонов возрастает активность ферментов, в  том числе глицеролфосфатдегидрогеназы, цитохромоксидазы, цитохрома С и др.

 

ЭСТРОГЕНЫ увеличивают содержание РНК, особенно в тканях-мишенях, повышает количество белка, активность РНК-полимеразы, скорость синтеза РНК. Считается, что
после связывания эстрогенов с негистоновыми белками хроматина ядра происходят стимуляция определенной области генома и образование новых видов РНК и некоторых специфических (кислых) белков.
Эта первая фаза действия эстрогенов длится от нескольких мину до 1-2 ч. после этого вновь образовавшиеся белки влияют на увеличение содержания РНК, что приводит к повышению белкового синтеза. Длительность второй фазы гормонального эффекта составляет 4 часа и более.

 

АНДРОГЕНЫ – действуют на белковый обмен аналогично действию эстрогенов. Кроме того, тестостерон и другие андрогены влияют на развитие мышечной ткани, улучшая транспорт аминокислот и повышая активность РНК-полимеразы.

 

При введении больших доз ГЛЮКОКОРТИКОИДОВ наблюдается быстрое снижение мышечной массы, уменьшение скорости включения аминокислот в белки мышц, селезенки, костной ткани. Отмечается снижение активности РНК-полимеразы способности изолированных рибосом поглощать (включать) аминокислоты. Эти изменения не распространяются на печень, где выявляется повышение синтеза ферментов, участвующих  в процессах глюконеогенеза и разрушения аминокислот, в том числе глюкозо-6-фосфатазы, фосфоенолипируваткарбоксикиназы, пируваткарбоксилазы и др.

 

   Таким образом, гормоны регулируют все виды обмена веществ (углеводный, жировой, белковый, минеральный и др.), поддерживая постоянство внутренней среды, которое является непременным условием жизнедеятельности организма.

 

Оставить комментарий