Эндокринология 2-е издание

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

КУРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ФЕДЕРАЛЬНОГО АГЕНТСТВА ПО ЗДРАВООХРАНЕНИЮ И СОЦИАЛЬНОМУ РАЗВИТИЮ РФ

КАФЕДРА ПАТОФИЗИОЛОГИИ

ОСНОВНЫЕ АСПЕКТЫ ПАТОФИЗИОЛОГИИ ЭНДОКРИННОЙ СИСТЕМЫ

Учебное пособие для самостоятельной работы студентов медицинского университета

Курск – 2006

Северьянова Л.А. Основные аспекты патофизиологии эндокринной системы. Учебное пособие для студентов медицинского университета. / - Курск,

КГМУ. – 2006. – 105 с.

Рецензенты:

член-корр. РАМН, проф. Г.В. Порядин – зав. кафедрой патофизиологии Российского государственного медицинского университета;

член-корр. РАМН, проф. А.В. Завьялов – зав. кафедрой нормальной физио-

логии Курского государственного медицинского университета.

Учебное пособие содержит новейшие данные по патофизиологии эндокринной системы, в том числе еще не вошедшие в отечественную учебную литературу, а также собственные разработки автора. Рекомендуется для студентов медицинских и фармацевтических факультетов и для начинающих врачей.

Учебное пособие составлено в соответствии с утвержденной Минздравом РФ программой по патофизиологии и действующим учебным планом для высших медицинских учебных заведений.

Рекомендовано учебно-методическим объединением по медицинскому и фармацевтическому образованию вузов России в качестве учебного пособия для студентов медицинских институтов и университетов.

ISBN:

© 2006

2

3

2.Осуществляют кратковременное действие, т.к. являются короткоживущими соединениями.

3.Действуют локально через межклеточные контакты (паракринное действие) и гуморально в пределах ткани, которая их продуцирует, или на близлежащие ткани.

Таким образом, гистогормоны обеспечивают быструю саморегуляцию тканевых процессов. Среди гистогормонов выделяют, как правило, две подгруппы:

Тканенеспецифические, обладающие более широким спектром физиологического действия: вазоактивные кинины, биогенные амины (серотонин, гистамин, аденозин), гепарин и др.

Тканеспецифические, отличающиеся более высокой специализацией местного действия: тканеспецифические факторы роста (эпидермиса, фибробластов и др.).

Рис. 1. Типы действий биологически активных веществ на клетки-мишени.

5

В. Парагормоны – биологически активные метаболиты, не имеющие специфического происхождения, т.е. образующиеся в различных тканях и органах. Они могут приобретать роль специфических внешних регуляторов в отношении различных функций: например, углекислота активирует нейроны бульбарного дыхательного центра, ионы кальция участвуют в регуляции секреторного процесса в железистых клетках и выделения медиаторов нервными окончаниями.

В настоящее время наиболее общепринятым является следующий перечень эндокринных желез и органов с инкреторной функцией (табл. 1).

6

Организация эндокринной функции

Каждая эндокринная функция – сложноорганизованная система, включающая следующие процессы.

I. Биосинтез гормонов

Известны два основных типа генетического контроля синтеза гормонов:

1.Прямой контроль – синтез в полисомах предшественников белковопептидных гормонов, характеризующийся схемой: ген → мРНК → прогормон

→гормон.

2.Опосредованный контроль по схеме: гены → мРНК → фермент → гормон.

Этой схеме соответствует нерибосомальный синтез стероидных гормонов и производных аминокислот.

В соответствии с химическим строением гормоны разделяют в настоящее время на 4 группы:

белки и пептиды;

производные аминокислот;

стероиды;

простагландины.

II. Секреция

Секреция многих гормонов осуществляется импульсно, дискретными порциями. При этом секреторный процесс может включать различные механизмы.

1.Освобождение гормона из секреторных гранул, происходящее с использованием энергии АТФ и при участии ионов кальция (белково-пептидные гормоны, катехоламины).

2.Освобождение из белковосвязанной формы (тиреоидные гормоны).

7

3.Экзоцитоз (эмиоциоз) по схеме: миграция гранул, содержащих гормон, к мембране клетки → растворение мембраны в месте контакта → прорыв содержимого гранулы в межклеточное пространство → диффузия в капилляры.

4.Диффузия через плазматические мембраны (стероидные гормоны).

III. Транспорт гормонов кровью

Происходит в двух формах: свободной и связанной. В отношении транспорта в связанной форме выделяют:

1.Специфическое связывание со специальными транспортными белками (например, транскортин транспортирует глюкокортикоиды, секс-сте- роидсвязывающий глобулин – половые стероиды).

2.Неспецифическое связывание – связывание с гамма-глобулинами, адсорбция на эритроцитах.

Биологическое значение связывания:

предотвращение чрезмерного гормонального эффекта;

создание биологического резерва гормона;

защита гормона от быстрой инактивации;

защита гормона от быстрого выведения.

IV. Взаимодействие гормона с клеткой-мишенью

Взаимодействие гормона с клеткой-мишенью включает процесс рецепции и трансдукции.

Рецепция. Основана на существовании на поверхности или внутри клетки специальных веществ (в частности, олигопептидов), обладающих высокой избирательной чувствительностью (аффинностью) к сигнальной молекулелиганду.

Трансдукция. Образование комплекса гормон – рецептор инициирует активацию внутриклеточных процессов, обеспечивающих, в конечном итоге, ответ клетки, обусловленный ее спецификой. Это явление получило название трансдукции биологического сигнала в клеточный ответ.

В зависимости от локализации рецепторов различают два основных типа взаимодействия: мембранный (контактный, внеклеточный) и внутриклеточный, включающий в свою очередь, два варианта: цитозольный и ядерный

(рис. 2).

1. Мембранный тип рецепции характерен для белковых и полипептидных гормонов, для которых мембрана клеток непроницаема. Последовательность взаимодействий при этом: взаимодействие гормона и рецептора → образование активного комплекса "гормон + рецептор" → активация соответствующего фермента, включающего определенную систему вторичных (вторых) посредников, которые обеспечивают формирование ответа клетки на сигнал (гормон). Известны следующие системы вторых посредников (мессенджеров).

А. Системы циклических нуклеотидов. Последовательность событий: ак-

тивный комплекс "гормон + рецептор" → активация аденилатциклазы (или гуанилатциклазы) → образование из АТФ (или ГТФ) циклического АМФ (или

8

цГМФ) → активация соответствующих протеинкиназ → фосфорилирование и активация белков клетки. Прекращение эффекта обеспечивается инактивацией циклических нуклеотидов (фермент фосфодиэстераза) и их вымыванием из клетки. Циклический АМФ является вторичным мессенджером для АКТГ, ФСГ, ЛГ, ТТГ, паратгормона, кальцитонина, цГМФ – для окситоцина, атриального натрийуретического пептида и некоторых других гормонов.

Рис. 2. Виды рецепции клеткой биологических сигналов.

Б. Фосфатидилинозитоловый цикл. Последовательность взаимодействий: активный комплекс "гормон + рецептор" → активация фосфоинозитдиэстеразы (фосфолипазы С) через комплекс с протеином G → гидролиз фосфатидилинозитола 4,5-дифосфата → образование инозитол-1,4,5-трифосфата и диацилглицерола. Дальнейшая организация активного ответа клетки реализуется следующими двумя механизмами:

Инозитол-1,4,5-трифосфат → выход ионов кальция из эндоплазматического ретикулума → образование активного комплекса "кальций + кальмодулин" (рецепторный белок для кальция) → активация "кальций + кальмодулин"- зависимой протеинкиназы → фосфорилирование белков клетки.

Диацилглицерол с участием ионов кальция → активация протеинкиназы

С→ образование эйкозаноидов и модуляция активности ионных каналов.

В. Тирозиновые протеинкиназы. Схема взаимодействий: образование комплекса "гормон + рецептор" → аллостерическая активация внутриклеточного белкового домена рецептора, обладающего протеинкиназной активностью → аутофосфорилирование тирозинкиназы → фосфорилирование клеточных белков.

9

2. Внутриклеточный тип рецепции.

А. Цитозольный тип внутриклеточной рецепции. Характерен для сте-

роидных гормонов, проникающих через мембрану клеток. Схема взаимодействия: образование активного активного комплекса "гормон + рецептор" → транслокация комплекса в ядро клетки и связывание с хроматиновым рецептором → избирательная инициация транскрипции мРНК → изменение белкового синтеза.

Б. Ядерный тип внутриклеточной рецепции установлен для тиреоидных гормонов. Внутриклеточные рецепторы локализованы в ядре клетки и связаны с хроматином. Связывание рецепторов с тиреоидными гормонами усиливает экспрессию генетической информации с усилением синтеза специфической мРНК, кодирующей ферментные белки соответствующего биологического ответа.

Виды ответов клеток на воздействие гормонов Выделяют следующие проявления воздействия гормонов на клетку-ми-

шень:

1)изменение синтеза и активности ферментов внутри клетки;

2)изменение проницаемости клеточных мембран;

3)влияние на регуляторный аппарат клеток (на число и аффинность рецепторов);

4)модуляция нервных влияний на клетки-мишени.

Основные типы гормональных эффектов

1.Метаболический эффект, состоящий в характерном для каждого гормона изменении обмена веществ. Является практически универсальным.

2.Морфокинетическое действие, проявляющееся в выраженном влиянии гормона на процессы роста и развития тканей (морфогенеза). В наибольшей степени присущ тиреоидным гормонам и гормону роста.

3.Кинетическое (пусковое) действие, состоящее в активации функции, ко-

торая без этого влияния не осуществляется или резко ослабевает. Классическим примером этого типа действия служат эффекты тропных гормонов гипофиза.

4.Корригирующее действие проявляется в отношении функции, которая вполне может осуществляться без действия гормона, но им регулируется (пример: регулирующее действие адреналина на функцию сердца).

5.Пермиссивное (разрешающее, позволяющее) действие, состоящее в своей сущности в изменении уровня реактивности клетки и модуляции ее ответа на сигнальное воздействие. Проявляется при подпороговых концентрациях гормона (пример: действие кортизола в отношении адреналина).

10