Основные биохимические проявления сахарного диабета

Сахарный диабет (Diabetes mellitus) — широко распространенное заболевание, которое наблюдается при абсолютном или относительном дефиците инсулина. Нехватка этого пептидного гормона (см. сс. 78, 82) отражается главным образом на обмене углеводов и липидов. Сахарный диабет встречается в двух формах. При диабете I типа (инсулинзависимом сахарном диабете) уже в раннем возрасте происходит гибель инсулинсинтезирующих клеток в результате аутоиммунной реакции. Менее тяжелый диабет II типа (инсулиннезависимая форма) обычно проявляется в более пожилом возрасте. Он может быть вызван различными причинами, например пониженной секрецией инсулина или нарушением рецепторных функций.

Инсулин синтезируется в β-клетках островков Лангерганса поджелудочной железы. Как и многие секреторные белки, предшественник гормона (препроинсулин) содержит сигнальный пептид, который направляет пептидную цепь внутрь эндоплазматического ретикулума (см. с. 226), где после отщепления сигнального пептида и замыкания дисульфидных мостиков образуется проинсулин. Последний поступает в аппарат Гольджи и депонируется в клеточных везикулах, β-гранулах. В этих гранулах путем отщепления С-пептида образуется зрелый инсулин, который сохраняется в форме цинксодержащего гексамера (см. с. 82) вплоть до секреции.

Воздействие инсулина на обмен углеводов рассмотрено на с. 160. Его механизм сводится к усилению утилизации глюкозы и подавлению ее синтеза de novo. К этому следует добавить, что транспорт глюкозы из крови в большинство тканей также является инсулинзависимым процессом (исключения составляют печень, центральная нервная система и эритроциты).

Инсулин влияет также на липидный обмен в жировой ткани: он стимулирует синтез жирных кислот из глюкозы, что связано с активацией ацетил-КоА-карбоксилазы (см. с. 164), и усиливает генерацию НАДФН + Н + в ГМП (см. с. 154). Другая функция инсулина — торможение расщепления жиров и деградации белков в мышцах. Таким образом, недостаточность инсулина ведет к глубоким нарушениям промежуточного метаболизма, что и наблюдается у больных сахарным диабетом.

Характерный симптом заболевания — повышение концентрации глюкозы в крови с 5 мМ (90 мг/дл) до 9 мМ (160 мг/дл) и выше (гипергликемия, повышенный уровень глюкозы в крови). В мышцах и жировой ткани, двух наиболее важных потребителях глюкозы, нарушаются усвоение и утилизация глюкозы. Печень также утрачивает способность использовать глюкозу крови. Одновременно повышается глюконеогенез и вместе с тем усиливается протеолиз в мышцах. Это еще более увеличивает уровень глюкозы в крови. Нарушение реабсорбции глюкозы в почках (при концентрации в плазме 9 мМ и выше), приводит к ее выведению с мочой (глюкозурия).

Особенно серьезные последствия имеет повышенная деградация жиров. Накапливающиеся в больших количествах жирные кислоты частично используются в печени в синтезе липопротеинов (гиперлипидемия), остальные распадаются до ацетил-КоА. Избыточные количества ацетил-КоА, возникающие в результате неспособности цитратного цикла полностью его утилизировать, превращаются в кетоновые тела (см. с. 304). Кетоновые тела — ацетоуксусная и 3-гидроксимасляная кислоты — повышают концентрацию протонов и влияют на физиологическую величину рН. Вследствие этого может возникать тяжелый метаболический ацидоз (диабетическая кома, см. с. 280). Образующийся ацетон придает дыханию больных характерный запах. Кроме того, в моче увеличивается содержание анионов кетоновых тел (кетонурия).

При неадекватном лечении сахарный диабет может приводить к долгосрочным осложнениям: изменению состояния кровеносных сосудов (диабетические ангиопатии), повреждению почек (нефропатии), нервной системы и глаз, например хрусталика (катаракта).

Это заболевание, возникающее вследствие абсолютного или относительного дефицита инсулина.

Инсулин – единственный гормон, понижающий уровень глюкозы в крови. Механизм:

-повышает проницаемость клеточных мембран для глюкозы в клетках жировой и мышечной ткани, под его влиянием белки-транспортеры ГЛЮТ-4 перемешаются из цитоплазмы в мембрану клетки, где соединяются с глюкозой и транспортируют её во внутрь клетки;

-активирует гексокиназу, фруктокиназу, пируваткиназу (стимулирует гликолиз);

-активирует гликогенсинтетазу (стимулирует синтез гликогена);

-активирует дегидрогеназу пентозо-фосфатного пути;

-по механизму хронической регуляции является индуктором синтеза гексокиназы и репрессором синтеза ферментов глюконеогенеза (блокирует глюконеогенез);

-30% углеводов превращает в липиды;

-стимулирует ЦТК, активируя фермент синтетазу, которая катализирует реакцию взаимодействия ацетил-КоА с ЩУК;

Сахарный диабет (СД) классифицируют с учетом различия генетических факторов и клинического течения на две основные формы: диабет I типа – инсулинзависимый (ИЗСД), и диабет II типа – инсулиннезависимый (ИНСД).

ИЗСД – заболевание, вызванное разрушением β-клеток островков Лангерханса поджелудочной железы, вследствие аутоиммунных реакций, вирусных инфекций (вирус оспы, краснухи, кори, эпидемический паротит, аденовирус). При СД снижено соотношение инсулин/глюкагон. При этом ослабевает стимуляция процессов депонирования гликогена и жиров, и усиливается мобилизация энергоносителей. Печень, мышцы и жировая ткань даже после приема пищи функционируют в режиме постабсорбтивного состояния.

Гипергликемия – повышение конц. глюкозы в крови.

Она обусловлена снижением скорости использования глюкозы тканями вследствие недостатка инсулина или снижения биологического действия инсулина в тканях-мишенях. При дефиците инсулина уменьшается количество белков-переносчиков глюкозы (ГЛЮТ-4) на мембранах инсулинзависимых клеток (жировой ткани мышц). В мышцах и печени глюкоза не депонируется в виде гликогена. В жировой ткани уменьшается скорость синтеза и депонирования жиров. Активируется глюконеогенез из аминокислот, глицерола и лактата.

Глюкозурия – выделение глюкозы с мочой.

В норме проксимальные канальцы почек реабсорбируют всю глюкозу, если ее уровень не превышает 8,9 ммоль/л. Повышение концентрации глюкозы в крови превышает концентрационный почечный порог, что становится причиной появления ее в моче.

Кетонемия – повышение концентрации в крови кетоновых тел.

Жиры не депонируются, а ускоряется их катаболизм. Повышается концентрация неэтерифицированных жирных кислот, которые захватывает печень и окисляет их до ацетил – КоА. Ацетил-КоА превращается в β-гидроксимасляную и ацетоуксусную кислоты. В тканях происходит декарбоксилирование ацетоацетата до ацетона, поэтому от больных исходит его запах. Увеличение концентрации кетоновых тел в крови (выше 20 мг/л) приводит к кетонурии. Накопление кетоновых тел снижает буферную емкость крои и вызывает ацидоз.

Дефицит инсулина приводит к снижению скорости синтеза белков и усилению их распада. Это вызывает повышение концентрации аминокислот в крови, которые дезаминируются в печени. Образующийся при этом аммиак вступает в орнитиновый цикл, что приводит к увеличению концентрации мочевины в крови и моче – азотемия.

Полиурия – повышенное мочеотделение (3-4л в сутки и выше), т.к. глюкоза повышает осмотическое давление.

Полидипсия – постоянная жажда, сухость во рту, вследствие потери воды.

Полифагия – испытывают голод, часто едят, но теряют в массе тела, т.к. глюкоза не является источником энергии — «голод среди изобилия».

ИНСД – возникает в результате относительного дефицита инсулина вследствие:

— нарушения секреции инсулина

— нарушения превращения проинсулина в инсулин

— повышения катаболизма инсулина

-дефекта рецептора инсулина, повреждения внутриклеточных посредников инсулинового сигнала.

Поражает людей старше 40 лет, характеризуется высокой частотой семейных форм. Главная причина поздних осложнений сахарного диабета – гипергликемия, которая приводит к повреждению кровеносных сосудов и нарушению функций различных тканей и органов. Одним из основных механизмов повреждения тканей при сахарном диабете является гликозилирование белков, приводящее к изменению их конформации и функций. Макроангиопатии проявляются в поражении крупных и средних сосудов сердца, мозга, нижних конечностей (гангрена). Микроангиопатия является результатом повреждения капилляров и мелких сосудов и проявляется в форме нефро-, нейро- и ретинопатии. В возникновении микроангиопатий определенную роль играет гликозилирование белков, что приводит к возникновению нефропатии (нарушение функции почек) и ретинопатии (вплоть до потери зрения).

Коллаген составляет основу базальных мембран капилляров. Повышенное содержание гликозилированного коллагена ведет к уменьшению его эластичности, растворимости, к преждевременному старению, развитию контрактур. В почках такие изменения приводят к запустению клубочков и хронической почечной недостаточности.

Гликозилированные липопротеины, накапливаясь в сосудистой стенке, приводят к развитию гиперхолестеринемии и липидной инфильтрации. Они служат основой атером, происходит нарушение сосудистого тонуса, что приводит к атеросклерозу.

2.5.Проба на толерантность к глюкозе.

После приема пищи концентрация глюкозы может достигать 300-500 мг/дл и сохраняется на высоком уровне в постабсорбтивном периоде, т.е. снижается толерантность к глюкозе и наблюдается в случаях скрытой формы сахарного диабета. В этих случаях у людей отсутствуют клинические симптомы, характерные для СД, а концентрация глюкозы натощак соответствует норме.

Возникающие биохимические нарушения при сахарном диабете обу-

словлены не только отсутствием инсулина, но и тем, что в организме начинает превалировать действие контринсулярных гормонов — ГКС,

катехоламинов, глюкагона, СТГ.

1. При сахарном диабете возникает гипергликемия, а затем и глюкозурия. Возникновению гипергликемии способствуют следующие причины: а) отсутствие инсулина приводит к тому, что проницаемость мембран клеток уменьшается и поэтому глюкоза в меньших количествах поступает из крови в клетки и ткани; б) под влиянием контринсулярных гормонов в клетках-мишенях повышается липолиз, продукты гидролиза липидов поступают в кровь, увеличивается концентрация СЖК в крови (что также задерживает поступление глюкозы в ткани). Из крови СЖК попадают в печень, усиливается синтез ТАГ. Тем более, что в печени происходит фосфорилирование глицерина и образование a-глицерофосфата, используемого для липогенеза (в др. тканях образование a-глицерофосфата происходит из диоксиацетонфосфата -продукта распада глюкозы- при его восстановлении), а т.к. СТГ препятствует утилизации глюкозы в мышечной ткани, следовательно, в этой ткани не образуется ДОАФ и a-глицерофосфат. Поступающие в печень СЖК препятствуют проникновению глюкозы в ткань. Усиливающийся липогенез в печени приводит к липемии и жировой инфильтрации печени;

в) ГКС повышают количество глюкозы в крови за счёт образования её из продуктов распада аминокислот; г) Катехоламины и глюкагон увеличивают количество глюкозы за счёт распада гликогена, а глюкагон также способствует глюконеогенезу из глицерина.

Таким образом, гипергликемия обусловлена уменьшением утили-зации глюкозы и повышением её синтеза из аминокислот и глицерина. Возникает парадокс — «голод среди изобилия», т.е. глюкозы в крови много, но попасть в клетки и утилизироваться она не может.

Развивающаяся гипергликемия, наряду с уменьшением процессов утилизации глюкозы, приводит к развитию глюкозурии и выведению такого ценного энергетического материала, как глюкоза. Усиленный гликогенолиз, развивающийся под влиянием контринсулярных гормонов в печени, приводит к снижению концентрации гликогена в печени. В белковом обмене наблюдается замедление синтеза РНК, белков, замедление роста и дифференцировки тканей в молодом организме и процессов репарации во взрослом.

2. Сахарный диабет характеризуется гиперкетонемией и кетонурией. Повышенная концентрация СЖК в печени прриводит к тому, что усиливается b-окисление и активные уксусные кислоты используются на образование кетоновых тел (влияние адреналина и глюкагона). Кетогенез имеет биологический смысл. Дело в том, что организм больного сахарным диабетом не может использовать глюкозу как источник энергии, поэтому переходит на продукты распада липидов — кетоновые тела. Кетоновых тел образуется много, попадая в кровь, они вызывают гиперкетонемию,кетоацидоз,кетонурию. У больных сахарным диабетом много больше, чем у здорового человека из ацетоуксусной кислоты образуется ацетона, поэтому появляется фруктовый запах изо рта, пахнет даже кожа. Образование ацетона можно считать компенсаторным явлением, так организм защищается от избытка кислореагирующей ацетоуксусной кислоты.

3. Для сахарного диабета характерны полиурия,полидипсия: сухость во рту, дряблость кожи, увеличение вязкости крови. Полиурия возникает от того, что гипергликемия, увеличивающая осмотическое давление крови, способствует транспорту воды из клеток в кровь, а затем выделению с мочой больших количеств воды с глюкозой мочи. Полиурия обусловливает обезвоживание организма, сухость слизистых тканей, сухость слизистой ротовой полости, раздражение центра жажды, полидипсию. Дряблость кожи, мышц можно объяснить не только повышенным распадом в них белков, но и обезвоживанием указанных тканей.

4. Характерны также азотемия и выделение в больших количествах азотсодержащих веществ. Здесь проявляется действие ГКС: они вызывают распад белков до аминокислот, образовав-шийся при дезаминировании аммиак используется на образование мочевины, последний выделяется с мочой).

5. В некоторые ткани, так называемые инсулин-независимые– нервная ткань, хрусталик, эритроциты, семенные пузырьки, b-клетки, поступает глюкоза (поступление глюкозы не зависит от инсулина, а зависит от концентрации глюкозы в крови), глюкозы поступает много, она не успевает фосфорилироваться и превращается в сорбитол и фруктозу, осмотически активные вещества, наличие которых вызывает повреждение указанных тканей. Если при истинном сахарном диабете во всех клетках-мишенях наблюдается повышенный липолиз, жировая ткань «тает», больной худеет, то при тучном диабете в жировой ткани сохраняется регуляторное влияние инсулина (в ней есть рецепторы связанного инсулина), поэтому в этой ткани продолжают идти процессы липогенеза, больной толстеет.

Упражнения и ситуационные задачи для самоконтроля

1.Что общего в строении гормонов, действующих по П механизму?

2.Какие гормоны и почему называются контринсулярными?

3.На какие группы делятся кортикостероиды?

4.Правомочно ли определение , что гормоны регулируют метаболизм через изменение активности ферментов? Докажите.

5.Назвать гормоны, которые вызывают увеличение процессов распада

6.Какие гормоны относят к анаболическим и почему?

7.Что общего в действии гормонов адреналина, глюкагона ГКС?

8.Покажите разницу в действии указанных выше гормонов

9.В основе «аварийного» мобилизующего действия адреналина лежит его способность увеличивать энергетические ресурсы организма.Объясните этот механизм.

10.В исследуемой моче определяется содержание глюкозы, положительная реакция на кетоновые тела. Изо рта фруктовый запах. Ваш предположительный здиагноз?

11.Больной после введения инсулина оказался без сознания. Почему? Ваши действия?

12.Вспомните основные симптомы сахарного диабета. Обоснуйте справедливость выражения: «сахарный диабет–это голод среди изобилия».

13. Как глюкокортикоиды ингибируют синтез эйказаноидов?

14. Люди, постоянно и часто питающие в «фаст фуд», обычно склонны к полноте и ожирению. Какие изменения метаболизма при таком питании приводят к ожирению? С действием какого гормона связано ожирение ?

15. У пациента, не страдающего сахарным или стероидным диабетом, который пришел на прием к врачу по поводу удаления зуба, уровень глюкозы в крови составил, 7,5 ммоль/л. Объясните причину изменения уровня глюкозы в крови у пациента. С действием какого гормона связано это состояние?

16.В крови больного, жалующего на мышечную слабость, ухудшение заживления ран, остеопороз и пародонтоз, концентрация глюкозы в крови натощак составляла 8 ммоль/л, мочевины – 10 ммоль/л, кетоновых тел – 2 мг/дл, уровень инсулина и С – пептида соответствовал норме. При этом отмечалось повышение содержания мочевины в суточной моче. Объясните причины гипергликемии и азотемии в этом случае. Почему у больного наблюдается перечисленные выше симптомы? Назовите заболевание, которым страдает пациент?

17. Спортсменам – культуристам, наращивающим мышечную массу, тренеры запрещают длительные тяжелые физические нагрузки. Объясните причины такой рекомендации.

18.В приемное отделение больницы поступила девушка, потерявшая сознание на улице. Родственники пациентки пояснили, что она страдает анорексией и отказывается принимать пищу в течение 5 нед. Обследование показало, что уровень глюкозы в крови пациентки составлял 1,8ммоль/л, кетоновых тел – 250 мкмоль/л, рН крови 7,1. Объясните причины изменений показателей в крови пациентки, которые привели к потере сознания.

19.У больного после длительного лечения сахарного диабета гликлазидом (производное сульфомочевины) возникла гипогликемия. Лекарственные препараты – производные мочевины вызывают повышение секреции инсулина. При связывании гликлазида с рецепторами плазматических мембран b-клеток поджелудочной железы закрываются мембранные К + — каналы. Объясните механизм снижения уровня глюкозы в крови пациента при лечении этим препаратом.

20. Некоторые лекарственные препараты (кофеин и теофиллин) угнетают действие фермента фосфодиэстеразы, катализирующего реакцию превращения цАМФ в обычную АМФ).Как изменится количество жирных кислот в крови при введении этих препаратов? Изобразите схему действия адреналина на жировую клетку и на ней покажите место действия этих препаратов.

21. Ожирение с отложением жира на туловище, стрии, гипертензия и непереносимость глюкозы у 39- летнего мужчины.

Последние два года Чарльз заметил некоторые изменения в своем внешнем виде и состоянии здоровья.Вес увеличивался примерно на 13,5 кг, причем жировая ткань отложилась в основном на туловище и лице, на животе появились какие-то бордовые полосы, на лице постоянно были угри, хотя и немногочисленные, а на груди и спине имелись слегка шелушащиеся пятна депигментированной кожи. У него всегда было красное лицо, как будто он долгое время провел на солнце или на ветру. Мышечная сила уменьшилась. Погрузка и разгрузка микроавтобуса давались с гораздо большим трудом, а иногда даже было трудно встать из кресла и приходилось помогать себе руками. С деятельностью какого гормона это связана?

Занятие: «Гормоны эпифиза, гипоталамуса, гипофиза. Половые гормоны. Гормоны, влияющие на минеральный обмен: минералокортикостероиды, гормоны околощитовидных и щитовидных желез. Биохимические основы гипо- и гиперфункции щитовидной железы»

Вопросы и ответы для самоподготовки:

1.Место образования, химическая природа, физиологические эффекты мелатонина

Мелатонин – основной гормон эпифиза. Активность эпифиза зависит от периодичности освещения. На свету синтетические и секреторные процессы ингибируются, а в темноте усиливаются.

В эпифизе продуцируются также многочисленные вещества пептидной природы, которые, как считают некоторые ученые, и являются истинными гормонами.

Мелатонин образуется из триптофана, который гидроксилируется по 5 положению, образуя 5-окситриптофан. Последний, декарбоксилируясь, превращается в серотонин. Серотонин может ацилироваться, образуя ацилсеротонин, а затем идет метилирование ацилсеротонина под действием особого фермента с образованием мелатонина. Концентрация мелатонина в ткани, а также активность этого фермента служат показателем функционального состояния эпифиза.

О мелатонине ранее было известно, что он отвечает за быструю фазу сна, вырабатывается ночью (с 11 часов вечера до 7 утра продуцируется 70% суточной продукции мелатонина). Теперь считают, что мелатонин – биологические часы, которые управляют гипоталамической областью мозга, действуя на срединное возвышение гипоталамуса, где продуцируются рилизинг-факторы. Таким образом, стало известно, что: 1) он влияет на рост организма, увеличивая уровень соматотропного гормона, инсулиноподобного фактора роста; 2) через гипоталамус мелатонин оказывает влияние на сексуальную функцию организма, тормозя секрецию гонадотропных гормонов. Известно, что при опухолях эпифиза нарушается половое созревание, удаление эпифиза восстанавливает половое развитие. Доказано, что мелатонин может оказывать антигонадотропное действие и влияя непосредственно на семенники, тормозит образование тестостерона.

Роль мелатонина в регуляции половых функций у человека в резком падении уровня мелатонина в сыворотке крови у мальчиков к началу полового созревания.

У женщин наибольший уровень мелатонина наблюдается в период менструации, а наименьший — в период овуляции.

3) Мелатонин регулирует функцию иммунной системы: а) оказывая на нее прямое стимулирующее действие; б) тормозя инволюцию тимуса; в) восстанавливая генерацию Т-лимфоцитов; г) участвует в стимуляции синтеза тироидных гормонов и метаболизме цинка, которые оказывают косвенно регулирующее действие на иммунную систему.

4) Мелатонин уменьшает уровень холестерина в крови, предупреждает развитие атеросклероза и возникновение приступов стенокардии. При заболевании стенокардией содержание мелатонина в крови падает в 5 раз, а при увеличении уровня мелатонина приступы стенокардии прекращаются.

5) Мелатонин уменьшает артериальное давление.

6) Мелатонин замедляет пролиферацию быстрорастущих клеток и поэтому останавливает рост злокачественных опухолей. Его можно использовать для профилактики и лечения рака.

7) омолаживает организм за счет восстановления как функции эндокринных желез, так и их морфологии.

У молодых людей мелатонина вырабатывается в 4 раза больше, чем у 50-летних и в 8 раза больше чем у 80-летних. Известно, что мелатонин удлиняет срок жизни и замедляет процессы старения, предупреждает развитие старческой катаракты и других заболеваний старости из-за торможения ПОЛ.

Одной из причин старения организма и причиной большинства заболеваний считается усиленное разрушение клеток и молекул в процессе ПОЛ. В этой связи следует упомянуть, что мелатонин — мощный антиоксидант; он в 6 раз сильнее, чем восстановленный глутатион. Следовательно, мелатонин защищает клетки от ПОЛ и радиации. При приеме мелатонина радиационное повреждение ДНК уменьшается на 99%, он стимулирует активность глутатионпероксидазы.

Мелатонин действует не через специфические рецепторы, а способен диффундировать через мембраны (в т.ч. через гематоэнцефалический барьер) внутрь клетки. Поэтому мелатонин лучше защищает мозг, чем другие вещества и его уменьшение, связанное с возрастом, приводит к серьезным изменениям ткани мозга. Таким образом, мелатонин необходим мозгу по трем причинам:

1. В мозговой ткани активно протекает ПОЛ, т.к. мозг занимает первое место по потреблению О2, а также в нем много негемового железа, которое является прооксидантом и способствует образованию активных форм кислорода.

2. В мозговой ткани наблюдается относительный дефицит антиоксидантной системы, т.к. гематоэнцефалический барьер ограничивает вход в мозговую ткань основных антиоксидантов.

3. Мелатонин защищает мозг, стимулируя активность глутатион-пероксидазы. В нервной ткани этот фермент ускоряет окисление восстановленного глутатиона, при этом пероксид водорода превращается в воду, что останавливает зарождение опасных гидроксильных радикалов, препятствуя таким образом дегенерации и смерти нервных клеток. Главным пороком нашей защитной антиоксидантной системы является связанное с возрастом накопление пероксида водорода, это происходит от того, что количество супероксиддисмутазы (СОД), инактивирующей супероксиданион, увеличивается без увеличения содержания других ключевых ферментов – каталазы и глутатионпероксидазы. Этот дисбаланс в антиоксидантных ферментах сопровождается возрастным снижением выработки мелатонина.

Таким образом, мелатонин — стимулятор циркадных ритмов, которые поддерживают наше здоровье, энергетические силы, контролируют такие функции как сон, аппетит, частоту сердечных сокращений, температуру, координацию движений, радость и огорчение, репродукцию, половую активность.

Мелатонин управляет работой гипоталамуса, регулируя выработку рилизинг-факторов, а через них контролирует работу гипофиза и периферических желез внутренней секреции. Нормальное функционирование этой сложной системы обеспечивается синхронизацией ритмов.

Следовательно, мелатонин управляет нейроэндокринной системой как нейромедиатор, возможно, вместе с ГАМК тормозит возбуждение нейронов в коре головного мозга, чтобы синхронизировать деятельность нейроэндокринной системы.

Недостаток мелатонина может привести к чрезмерной и неуправляемой возбудимости клеток мозга.

Мелатонин можно применять с лечебный целью потому, что отсутствуют побочные эффекты при длительном использовании даже больших доз мелатонина:

1. как снотворное вещество ускоряет время засыпания, удлиняет

общую продолжительность сна;

2. для облегчения адаптации к смене временных поясов и сезонов

3. для снижения влияния стресса;

4. для лечения болезни Паркинсона, маниакально-депрессивного

5. при лечении рака.

В клетках гипоталамуса вырабатываются нейросекретины – либерины (рилизинг-факторы) и статины. Эти гормоны действуют на выработку гормонов гипофиза. Либерины усиливают их секрецию, а статины — угнетают. На секрецию СТГ оказывают влияние соматостатин и соматолиберин. Кортиколиберин усиливает секрецию АКТГ. Люлиберин стимулирует образование ФСГ и ЛГ, а гонадотропин-рилизингингибирующий гормон — тормозит. Пролактолиберин и пролактостатин оказывают влияние на секрецию пролактина. Меланолиберин и меланостатин влияют на выработку меланоцитстимулирующего гормона. Тиролиберин усиливает выработку ТТГ.

Все рилизинг-факторы – это пептиды и действуют по первому механизму.

3.Гормоны передней доли гипофиза, Химическая природа, клетки-мишени, механизм действия, физиологические эффекты, регуляция секреции.

В клетках гипоталамуса вырабатываются нейросекретины – либерины (рилизинг-факторы) и статины. Эти гормоны действуют на выработку гормонов гипофиза. Либерины усиливают их секрецию, а статины — угнетают. На секрецию СТГ оказывают влияние соматостатин и соматолиберин. Кортиколиберин усиливает секрецию пропиомеланокортина, АКТГ и b-липотропного гормона. Люлиберин стимулирует образование ФСГ и ЛГ, а гонадотропин-рилизингингибирующий гормон — тормозит. Пролактолиберин и пролактостатин оказывают влияние на секрецию пролактина. Меланолиберин и меланостатин влияют на выработку меланоцитстимулирующего гормона. Тиролиберин усиливает выработку ТТГ.

Не все гормоны гипоталамуса строго специфичны в отношении гипофизарных гормонов. В частности, для тиролиберина показана способность улучшать секрецию не только ТТГ, но и пролактина, а для люлиберина характерно воздействие на секрецию ЛГ и ФСГ.

Все рилизинг-факторы – это пептиды и действуют по первому механизму.

Гипофиз состоит из 3-х долей – передней, средней и задней. В передней вырабатываются тропные гормоны гипофиза: СТГ, АКТГ, ТТГ, пролактин, ФСГ, ЛГ. В средней доле гипофиза образуются меланоцитстимулирующий гормон, b-эндорфин. В задней доле гипофиза (нейрогипофизе) депонируются 2 гормона, которые образуются в гипоталамусе: вазопрессин, окситоцин.

Гормоны передней доли гипофиза имеют клетки-мишени в периферических эндокринных железах и оказывают влияние на секрецию гормонов этими железами. Исключение составляют ТТГ и ЛГ. Тиротропин, например, помимо основного действия, обладает активностью тироидных гормонов, а ЛГ оказывает влияние и на ЦНС.

Соматотропный гормон, или гормон роста – См. 2-е занятие

Это полипептид, состоящий из 39 аминокислот. Гормональная активность обусловлена концевым фрагментом, состоящим из 24 аминокислот.

Механизм действия: первый через ц.АМФ.

Клетки-мишени – 1) пучковая зона коры надпочечников; 2) клубочковая зона коры надпочечников; 3) жировая ткань.

1) стимулирует секрецию глюкокортикоидов и в меньшей мере минералокортикоидов; 2) обладает физиологическим действием глюкокортиокисдов и минералокортикоидов; 3) в жировой ткани ускоряет липолиз и увеличивает липонеогенез из глюкозы; 4) усиливает пигментацию кожи, т.к. стимулирует синтез меланина.

Нарушение секреции – гиперпродукция гормона проявляется синдромом Иценко-Кушинга. Гипопродукция проявляется в виде Аддисоновой болезни.

Химическая природа: это истинный гликопротеид состоящий из 2-х субъединиц – a из 92 аминокислот (подобна a-субъединице ФСГ и ЛГ) и b-субъединицы из 110 аминокислот (от нее зависит биологическая активность).

Механизм действия: первый через цАМФ.

Клетки-мишени щитовидная железа и жировая ткань.

– участвует на всех этапах синтеза тироидных гормонов: а) стимулирует функцию иодидного насоса, что ведет к увеличению поступления иода в клетки щитовидной железы; б) способствует иодированию тирозина; в) способствует синтезу тиреоглобулина; г) способствует образованию Т3 и Т4, д) освобождению гормонов из тиреоглобулина и е) их выделению в кровь;

– усиливает липолиз и гликогенолиз в клетках-мишенях;

– стимулирует васкуляризацию щитовидной железы, увеличивает количество и размеры фолликулярных клеток щитовидной железы.

Наиболее высокая секреция ТТГ ночью, которая снижается к утру. Нарушение – гиперпродукция сопровождается признаками гипертироидизма; гипопродукция сопровождается признаками гипотироидизма.

Гонадотропные гормоны – фолликулостимулирующий гормон (ФСГ) и лютеонизирующий гормон (ЛГ), пролактин (лактотропин — ЛТГ).

Два первых гормона действуют по первому механизму через цАМФ.

ФСГ – истинный гликопротеид, состоит из 2-х субъединиц – a (92 остатка аминокислоты) и b- (115 остатков аминокислоты).

Биологическая специфичность зависит от b-субъединиц.

Клетки-мишени – половые железы.

ФСГ – в женском организме влияет на рост яичников и созревание фолликулов; способствует превращению андрогенов в эстрогены. В мужском организме активирует сперматогенез, стимулируя образование клетками Сертолли андроген-связывающего протеина .

У женщин ЛГ способствует созреванию яйцеклетки и овуляции; синтезу прогестерона; эстрогеногенезу и андрогеногенезу в яичниках. В мужском организме стимулирует образование клетками Лейдига тестостерона. ЛГ усиливает сперматогенез. Увеличение ночной секреции ЛГ – первый признак половой зрелости.

Пролактин, или лактотропный гормон – относится к ГТГ. Пролактин — это простой белок, в его составе 198-200 аминокислотных остатков.

Механизм действия: первый и третий.

Физиологическое действие: в женском организме гормон действует на молочные железы, увеличивая их рост и продукцию молока. Пролактин воздействует на клетки желтого тела, способствуя образованию прогестерона (отсюда другое название прлактина — лютеотропный гормон); пролактин повышает синтез рецепторов ЛГ в половых железах.

У мужчин гормон стимулирует функцию сальных желез. Показано, что пролактин действует на клетки Лейдига, что способствует выработке ими тестостерона. Пролактин оказывает эритропоэтическое действие, стимулируя образование в почках эритропоэтина. Гормон стимулирует секрецию АКТГ, что может приводить к увеличению образования надпочечниковых андрогенов у женщин.

Секреция пролактина регулируется гипоталамусом путем высвобождения допамина, который ингибирует этот процесс. Также на секрецию пролактина оказывают действие пролактолиберин и пролактостатин.

4.Гормоны задней доли гипофиза, химическая природа, клетки-мишени, механизм действия, физиологические эффекты, регуляция секреции.

К гормонам задней доли гипофиза относятся окситоцин и вазопрессин, несмотря на то, что они вырабатываются в гипоталамусе. Из гипоталамуса они поступают в гипофиз и выделяются в кровь уже из нейрогипофиза.

Окситоцин и вазопрессин

Химическая природа: это циклические нанопептиды, т.е. состоят из 9 аминокислот, 6 из которых образуют кольцо. Отличаются друг от друга двумя аминокислотами.

Механизм действия, клетки-мишени и физиологические эффекты: Вазопрессин связываясь с рецепторами V1, действуют по первому механизм через фосфатидилинозитидную систему), а образуя комплекс с V2-рецепторами, оказывают действие по первому механизму, но через цАМФ. V1-рецепторы связаны с фосфолипазой С и находятся в периферических сосудах. Связываясь с такими рецепторами вазопрессин вызывает вазоконстрикцию, что отражено в названии гормона. V2-рецепторы связаны с аденилатциклазой и находятся в эпителии дистального отдела почечных канальцев. Связываясь с такими рецепторами, вазопрессин через цАМФ активирует аквапорины – белки-транспортеры воды, при этом усиливается реабсорбция воды в дистальных отделах нефрона, что проявляется антидиуретическим эффектом, второе название гормона — АДГ.

Вазопрессин – гепатотропный гормон, активатор ряда важных процессов. При голодании он стимулирует печеночный глюконеогенез, а при сытом состоянии — гликогенолиз, т.е. тормозит образование и ускоряет распад гликогена. Под влиянием вазопрессина усиливается зависящая от гормонов надпочечников гипергликемия. Вазопрессин усиливает захват и окисление печенью СЖК и их этерификацию. Он предупреждает кетогенный эффект глюкагона. Вазопрессин стимулирует секрецию инсулина и оказывает инсулиноподобное действие на жировую ткань, стимулируя в ней липогенез, захват глюкозы и «убирая» в адипоциты избыток СЖК плазмы. Поэтому под его влиянием развивается длительное снижение уровня СЖК плазмы крови. Под действием вазопрессина усиливается секреция АКТГ и опосредуется торможение секреции ЛГ при стрессе.

Вазопрессин стимулирует синтез VIII фактора и повышает секрецию фактора Виллебрандта, т.о., способствуя свертыванию крови.

Вазопрессин действует на ЦНС — индуцирует чувство тревоги и понижает реакцию на боль, стимулирует память и участвует в центральных механизмах регуляции питьевого поведения.

Поэтому роль вазопрессина не исчерпывается осморегуляцией, а может быть охарактеризована как стимуляция противодействия организма развитию экстремальных состояний.

При нарушении образования вазопрессина развивается несахарный диабет. Чаще им болеют дети и подростки. Эта патология встречается в 0,5% всех эндокринологических болезней. При этом увеличивается диурез (до 10л/сут), наблюдается гипоизостенурия, никтурия.

Окситоцин действует по первому механизму через цАМФ. Однако стимуляция рецептора снижает уровень цАМФ в клетках-мишенях. Рецепторы находятся в клетках гладкой мускулатуры матки и молочных желез. Окситоцин повышает сократимость матки. Способствует движению молока из альвеол. В качестве лекарственного препарата используется для стимулирования родов.

В почках окситоцин проявляет слабое антидиуретическое действие и стимулирует кровоток и фильтрацию в кортикальных нефронах. Метаболически он действует на жировую ткань также как вазопрессин и, возможно, вместе с вазопрессином, в какой-то степени, окситоцин предохраняет организм от кетоза при стрессе.

Окситоцин снижает ответ организма на боль, что может иметь физиологическое значение при родах. Имеются свидетельства, что данный гормон стимулирует клеточный иммунитет.

Окситоцин проявляет центральные эффекты, стимулируя память.

У мужчин под действием окситоцина усиливается секреция половых гормонов при стимуляции половых органов и повышается концентрация половых гормонов во время эякуляции.

5.Половые гормоны, представители, химическая природа, клетки-мишени, механизм действия, физиологические эффекты, регуляция секреции.

Половые гормоны образуются в половых железах, которые обладают смешанной секрецией. Проявлением внешней секреции является образование половых клеток: сперматозоидов в семенниках и яйцеклеток в яичниках. Внутрисекреторная деятельность этих желез заключается в образовании и секреции половых гормонов.

По химической природе половые гормоны вещества стероидной природы, они образуются из холестерина, многие стадии синтеза мужских и женских половых гормонов совпадают, поэтому небольшие количества женских и мужских половых гормонов имеются у лиц обоего пола.

Механизм действия: второй

Общее физиологическое действие проявляется в виде влияния на многие процессы промежуточного обмена, на водно-солевой обмен, на процессы адаптации. Например, гормоны способствуют синтезу ферментов, в том числе синтезу аденилатциклазы, запускающей липолиз, фосфоролиз, усиление окисления липидов и углеводов. Эти реакции приводят к повышенному выделению энергии, необходимой для анаболических реакций. В частности, энергия используется на синтез белков, который усиливается под действием аденилатциклазы. Повышенный синтез белков приводит к увеличению мышечной массы и, соответственно, массы тела. Поэтому производные половых гормонов используются в медицине как анаболики для наращивания мышечной массы. Азотистый баланс положительный, молодой организм усиленно растет.

Половые гормоны регулируют пропорциональное развитие скелета, подавляя функцию зобной железы (тимус), приостанавливают рост трубчатых костей в длину. Акселераты — это, как правило, молодые люди с недостаточностью секреции половых гормонов.

Половые гормоны оказывают влияние на ЦНС, повышая в ней процессы возбуждения.

Мужские половые гормоны – андрогены

Химическая природа: основной гормон – тестостерон. Имеет двойную связь в кольце А между С4 и С5, кетогруппу у С3, ОН группу у С17. В клетках Лейдига может превращаться в эстрадиол и андростерон, который менее активен, чем тестостерон.

studopedia.org — Студопедия.Орг — 2014-2018 год. Студопедия не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования (0.013 с) .

Источники: http://www.xumuk.ru/biochem/162.html, http://megaobuchalka.ru/6/7104.html, http://studopedia.org/9-99091.html

Оставьте комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *