Эндокринология – физиология желез внутренней секреции

Специальные рецепторы  воспринимают меньшие и большие  концентрации гормона, информация поступает  в гипоталамус, здесь формируется  программа действия. Она к одним  железам поступает по эфферентным нервным волокнам, к другим — с участием нейросекретов: либеринов или статинов, которые через местную кровеносную систему поступают в гипофиз, здесь образуются тропные гормоны, поступающие в общий кровоток к соответствующим железам, где и вызывают приспособление скорости синтеза и выделения гормона согласно потребностям.

Складывающиеся на определенный период фактические оптимальные  концентрации отдельных гормонов в  крови животного называются гормональным статусом.

 

Классификация эндокринных желез:

по иерархическому принципу:

• Центральные, они осуществляют контроль за деятельностью других (периферических) эндокринных желез;
• гипоталамус (нейросекреторные ядра);
• гипофиз (аденогипофиз и нейрогипофиз);
• эпифиз.
• Периферические, которые осуществляют непосредственный контроль за важнейшими функциями организма.

В зависимости  от того, находятся ли они под  регулирующим действием гипофиза или  нет, периферические эндокринные железы делятся на две группы:

1 группа - аденогипофизнезависимые кальцитониноциты щитовидной железы, паращитовидная железа, мозговое вещество надпочечников, островковый аппарат поджелудочной железы, тимус, эндокринные клетки диффузной эндокринной системы;

2 группа - аденогипофиззависимые щитовидная железа, кора надпочечников, гонады. 
 
по уровню структурной организации:

• эндокринные органы (щитовидная и паращитовидные железы, надпочечники, гипофиз, эпифиз);
• эндокринные отделы или ткани в составе органов, сочетающих эндокринные и неэндокринные функции (гипоталамус, островки Лангерганса поджелудочной железы, ретикулоэпителий и тельца Гассаля в тимуса, клетки Сертоли извитых канальцев яичка и фолликулярный эпителий яичка);
• клетки диффузной эндокринной системы.

 

 

 

 

Расположение желез внутренней секреции у КРС (по И. П. Осипову):

1 – гипофиз; 2 – эпифиз; 3 – надпочечник; 4 – поджелудочная железа; 5 – яичник;

6 – паращитовидная железа; 7 – щитовидная железа; 8 – зобная железа (тимус)

 

 

Гормоны. Классификация  гормонов.

 

Гормоны. Это органические соединения, обладающие высокой биологической активностью. Их вырабатывают секреторные клетки. Хранятся они в гранулах — внутриклеточных органеллах, отделенных от цитоплазмы мембраной. В гранулах содержится большое количество молекул гормона, погруженных в белковый матрикс. По химическому строению различают гормоны белковопроизводные (производные белков, полипептидов, аминокислот) и стероидные (производные холестерина). Например, к стероидным относят все гормоны коры надпочечников и половых желез, к простым белкам — инсулин, гормон роста и др., к сложным белкам — фолликулостимулирующий, лютеинизирующий и тиреотропный гормоны, производные аминокислоты тирозина — адреналин, норадреналин, тироксин, трийодтиронин.

Гормоны обладают рядом специфических свойств:

1) действуют только на определенный орган (орган-мишень);

2) действуют на больших  расстояниях от места образования;

3) обладают высокой биологической активностью;

4) оказывают свое действие через белки-ферменты, рецепторы мембран;

5) не имеют видовой специфичности;

6) быстро разрушаются  специальными ферментами.

 

Классификация гормонов и БАВ по химической структуре:

1. Производные аминокислот:  
   производные тирозина: тироксин, трийодтиронин, дофамин, адреналин, норадреналин; 
   производные триптофана: мелатонин, серотонин; 
   производные гистидина: гистамин.
2. Белково-пептидные гормоны: 
   полипептиды: глюкагон, кортикотропин, меланотропин, впзопрессин, окситоцин, пептидные гормоны желудка и кишечника; 
   простые белки (протеины): инсулин, соматотропин, пролактин, паратгормон, кальцитонин; 
   сложные белки (гликопротеиды): тиреотропин, фоллитропин, лютропин.
3. Стероидные гормоны: 
   кортикостероиды (альдостерон, кортизол, кортикостерон); 
   половые гормоны: андрогены (тестостерон), эстрогены и прогестерон.
4. Производные жирных кислот: 
   арахидоновая кислота и ее производные: простагландинм: простациклины, тромбоксаны, лейкотриены.

 

Функциональная  классификация гормонов:

1. Эффекторные гормоны – гормоны, которые оказывают влияние непосредственно на орган-мишень.
2. Тропные гормоны – гормоны, основной функцией которых является регуляция синтеза и выделения эффекторных гормонов. Выделяются аденогипофизом.
3. Рилизинг-гормоны – гормоны, регулирующие синтез и выделение гормонов аденогипофиза, преимущественно тропных. Выделяются нервными клетками гипоталамуса.

 

Классификация по характеру и направленности действия:

1. Метаболические – регулирующие обмен веществ.
2. Морфогенетические – регулирующие процессы роста и развития организма, дифференцирующие ткани и органы.
3. Коррегирующие – регулирующие формирование и коррекцию функций.

Механизм действия гормонов. Гормон с кровью поступает к органу-мишени. Клетки органа-мишени имеют специальные рецепторы, которые возбуждаются только определенным гормоном. Одна и та же клетка может иметь рецепторы трех видов: локализованные на поверхности мембраны клетки, в цитозоле (цитоплазме) и в ядре клетки. Кроме того, в одной и той же клетке могут присутствовать разные рецепторы одного вида. Специфические рецепторы клеток-мишеней способны считывать информацию, закодированную в гормоне. При взаимодействии гормона с рецептором образуется гормон-рецепторный комплекс.

Существует два механизма  действия гормонов, принципиально различающихся по признаку того, где образуется гормон-рецепторный комплекс — на поверхности клетки или внутри нее.

Первый механизм действия гормонов. Для большинства белковых гормонов (инсулин и др.) рецепторы находятся на наружной поверхности клеток органов-мишеней. Гормон присоединяется к рецептору, меняя конформацию белка, при этом внутрь клетки органа передается сигнал. Он активирует фермент аденилатциклазу, которая катализирует (ускоряет) дефосфорилирование АТФ с образованием циклической АМФ (цАМФ). цАМФ является уже посредником действия гормона на обменные процессы и вызывает в клетке разнообразные эффекты (через ферменты) — активирование протеинкиназ и др., в результате повышается или понижается тот или иной обмен.

 

 

Рис. Механизм действия гормонов. Схема взаимодействия белкового гормона (БГ) с рецептором, локализованным на плазматической мембране:

 

Достигнув рецептора и взаимодействуя с ним, БГ вызывает его трансформацию, что приводит к активации аденилатциклазы, которая катализирует дефосфорилирование АТФ с образованием цАМФ. Она вызывает в клетке разнообразные эффекты — активирование протеинкиназ и др., что приводит к изменению функции клетки

 

Второй механизм действия гормонов. Стероидные гормоны, а также тиреоидные и другие производные аминокислот легко проникают в клетку через ее мембрану.

 

Стероидные гормоны взаимодействуют с рецепторами, находящимися в цитоплазме. Образовавшийся гормон-рецепторный комплекс переносится в ядро и действует непосредственно на геном, стимулируя или угнетая его активность, т. е. влияет на синтез ДНК, изменяя скорость транскрипции и количество информационной (матричной) РНК (мРНК). Увеличение или уменьшение количества мРНК влияет на синтез белка в процессе трансляции, что приводит к изменению функциональной активности клетки.

 

 

Рис. 2 Механизм действия гормонов. Схема взаимодействия стероидных гормонов (СГ) с внутриклеточным  рецептором:

 

Гормон диффундирует через плазматическую мембрану и взаимодействует с  рецептором, находящимся в цитоплазме. Гормон-рецепторный (Г-Р) комплекс переносится в ядро и действует непосредственно на геном, стимулируя или угнетая его активность, т. е. действует на синтез ДНК, изменяя скорость транскрипции и количество информационной (матричной) РНК (мРНК). Увеличение или уменьшение количества мРНК влияет на синтез белка в процессе трансляции, что приводит к изменению функциональной активности клетки

 

 

Тиреоидные гормоны из цитоплазмы проникают в ядро клетки, где взаимодействуют с рецепторами, образуя активный гормон-рецепторный комплекс. Он действует непосредственно на геном, стимулируя или угнетая его активность,   изменяя скорость

транскрипции и количество мРНК. Увеличение или уменьшение количества мРНК влияет на синтез белка в процессе трансляции и приводит к изменению  функциональной активности клетки.

 

 

 

 

Рис. Механизм действия гормонов. Схема взаимодействия тиреоидных гормонов (ТГ) с рецептором, локализованным

в ядре

 

 

 

Применение  гормонов в животноводстве:

1. Стимуляция роста животных.
2. Стимуляция мясной продуктивности при откорме животных.
3. Повышение плодовитости и лечение бесплодия животных.
4. Стимуляция половой активности сроков половой деятельности.
5. Синхронизация половых циклов животных при планируемых туровых ягнений, опоросов и т. д., а также при трансплантации эмбрионов.
6. Стимуляция созревания икры при промышленном разведении рыб.
7. Лечение заболеваний эндокринных желез или компенсаторное лечение обменных процессов при эндокринной недостаточности.
8. Ранняя диагностика беременности животных и реабилитация половых циклов.

 

 

Регуляция функций желез внутренней секреции.

 

Регуляция деятельности желез внутренней секреции осуществляется нервными и гуморальными факторами. Нейроэндокринные зоны гипоталамуса, эпифиз, мозговое вещество надпочечников  и другие участки хромаффинной ткани  регулируются непосредственно нервными механизмами. В большинстве случаев нервные волокна, подходящие к железам внутренней секреции, регулируют не секреторные клетки, а тонус кровеносных сосудов, от которых зависит кровоснабжение и функциональная активность желез. Основную роль в физиологических механизмах регуляции играют нейрогормональные и гормональные механизмы, а также прямые влияния на эндокринные железы тех веществ, концентрацию которых регулирует данный гормон.

Регулирующее влияние  ЦНС на деятельность эндокринных желез осуществляется через гипоталамус. Гипоталамус получает по афферентным путям мозга сигналы из внешней и внутренней среды. Нейросекреторные клетки гипоталамуса трансформируют афферентные нервные стимулы в гуморальные факторы, продуцируя рилизинг-гормоны. Рилизинг-гормоны избирательно регулируют функции клеток аденогипофиза. Среди рилизинг-гормонов различают либерины - стимуляторы синтеза и выделения гормонов аденогипофиза и статины - ингибиторы секреции. Они носят название соответствующих тропных гормонов: тиреолиберин, кортиколиберин, соматолиберин и т.д. В свою очередь, тропные гормоны аденогипофиза регулируют активность ряда других периферических желез внутренней секреции (кора надпочечников, щитовидная железа, гонады). Это так называемые прямые нисходящие регулирующие связи.

Кроме них внутри указанных  систем существуют и обратные восходящие саморегулирующие связи. Обратные связи  могут исходить как от периферической железы, так и от гипофиза. По направленности физиологического действия обратные связи могут быть отрицательными и положительными. Отрицательные связи самоограничивают работу системы. Положительные связи самозапускают ее. Так, низкие концентрации тироксина через кровь усиливают выработку тиреотропного гормона гипофизом и тиреолиберина - гипоталамусом. Гипоталамус значительно более чувствителен, чем гипофиз к гормональным сигналам, поступающим от периферических эндокринных желез. Благодаря механизму обратной связи устанавливается равновесие в синтезе гормонов, реагирующее на снижение или повышение концентрации гормонов желез внутренней секреции.

Некоторые железы внутренней секреции, такие как поджелудочная  железа, околощитовидные железы, не находятся под влиянием гормонов гипофиза. Деятельность этих желез  зависит от концентрации тех веществ, уровень которых регулируется этими гормонами. Так, уровень паратгормона околощитовидных желез и кальцитонина щитовидной железы определяется концентрацией ионов кальция в крови. Глюкоза регулирует продукцию инсулина и глюкагона поджелудочной железой. Кроме того, функционирование этих желез осуществляется за счет влияния уровня гормонов-антагонистов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приложение: №1

Железы внутренней секреции:

 

Структура		Гормон	Функция (эффекты).
Гипофиз: аденогипофиз		Соматотропин – соматотропный  гормон – СТГ.	Стимуляция белкового синтеза  и роста (особенно костей).
		Пролактин – лактотропный – ПРЛ.	Стимуляция образования и секреции молока.
		Тиреотропин – тиреотропный –  ТТГ.	Стимуляция и синтез тиреоидных гормонов и роста щитовидной железы.
		Кортикотропин – аденокортикотропный – АКТГ.	Стимуляция синтеза и секреции гормонов коры надпочечников, а также  роста этой железы.
		Фоллитропин – фолликулостимулирующий – ФСГ.	У самцов - стимуляция сперматогенеза. У самок - стимуляция роста яйцевого фолликула.
		Лютропин – лютеинизирующий – ЛГ.	У самцов - стимуляция секреции тестостерона. У самок - стимуляция секреции эстрогенов, а также овуляции, поддержания существования желтого тела.
		Липотропины – ЛПГ (b и g).	Обладают липотропной, кортикотропной и меланостимулирующей активностью. Липотропин подвергается ферментативному расщеплению с образованием эндорфина. Эндорфины и энкефалины (выявлены в синаптосомах) обеспечивают снижение болевой чувствительности при действии на организм экстремальных факторов, им присуще временное влияние на поведение, и на уровне синапсов они тормозят передачу нервного импульса.
		Меланотропин – меланостимулирующий  – МСГ.	Активирует функцию колбочек и  палочек сетчатки глаза, воздействует на окраску глаза.
Гипоталамус		Гипоталамические факторы: либерины (кортиколиберин, соматолиберин, тиреолиберин, люлиберин, пролактолиберин) и статины (соматостатин, пролактостатин). Нейрогормоны: окситоцин, вазопрессин.	Регуляция секреции специфических гипофизарных гормонов. Стимуляция активного выделения молока молочной железой и сокращение матки при родах. Уменьшение диуреза.
Щитовидная железа:		Тироксин (Т).	Регуляция основного обмена, роста, развития.
фолликулярный эпителий		Трийодтироксин (Т).
С – клетки (парафолликулярные).		кальцитонин, катакальцин, ко-кальцигенин.	Снижение уровня Са и Р в плазме.
Околощитовидная железа		Паратирин (паратгормон).	Повышение уровня Са и снижение Р  в плазме.
Островки Лангерганса поджелудочной  железы.		Глюкагон (a-клетки)	Регуляция углеводного  обмена, повышение уровня глюкозы в крови, усиление расщепления гликогена до глюкозы в печени.
		Инсулин (b-клетки)	Сахаропонижающий  гормон, снижение уровня глюкозы в  крови, регуляция обмена.
		Соматостатин (g-клетки).	Подавляет секрецию инсулина, вызванную  введением глюкозы и аминокислот, угнетающе воздействует на секрецию глюкагона.
Эпителиальные клетки выводных протоков		Липокаин	Влияет на жировой обмен, активирует окисление жирных кислот в печени и образование фосфатидов.
Надпочечные железы:	Кора	Глюкокортикоиды – кортизол, кортикостерон.	Стимуляция расщепления белков, синтез глюкозы, гликогена. Адаптация  к стрессу. Противовоспалительное  и антиаллергическое действие.
		Минералкортикоиды – альдостерон.	Задержка Na в почках. Повышение кровяного давления.
	Мозговое вещество	Кортикостероиды: андрогены (андростендиол), эстрогены (эстрон, прогестерон).	Развитие вторичных половых  признаков и функция половых органов.
		Катехоламины (адреналин, норадреналин).	Повышение силы и частоты сердечных  сокращений, сужение капилляров в  коже и внутренних органах. Повышение уровня глюкозы в крови. Участие в стрессовых ситуациях. Норадреналин – повышение кровяного давления
Половые железы:	Семенники	Андрогены (тестостерон, андростерон, андростендион, эпитестостерон).	Развитие вторичных мужских  половых признаков (определяют развитие организма по мужскому типу).
	Яичники	Эстрогены (эстрадиол, эстрон, эстриол).	Развитие вторичных половых  признаков, обеспечение полового цикла, ускорение рассасывания желтых тел.
Плацента		Прогестерон (синтезируется и в  желтом теле).	Подготовка эндометрия (внутренней оболочки матки) к имплантации оплодотворенной  яйцеклетки и создания необходимых  условий для ее развития. Он тормозит охоту, созревание новых яйцеклеток, контролирует действие окситоцина на гладкую мускулатуру матки, стимулирует развитие ткани молочной железы.
		Релаксин	В конце беременности вызывает размягчение  лонного сращения, во время родов  способствует открытию канала шейки  матки, повышает чувствительность миометрия  к окситоцину, вызывающему сокращение мускулатуры матки.
		Хориотический гонадотропин – (ХП), хориотический  соматомамматропин – (ХС).	Стимулирует синтез прогестерона в  желтом теле в раннем периоде беременности. Оказывает анаболическое влияние  на обмен веществ при беременности, стимулирует молочные железы и подготовку их к лактации.
Эпифиз		Серотонин	Занимает промежуточное положение  между гормонами и медиаторами. Он сужает артериолы, повышает артериальное давление, усиливает перистальтику  кишечника, оказывает антидиуретическое  действие.
		Меланотонин	Оказывает седативное (успокаивающее) действие. Под влиянием света его  синтез угнетается, а в темноте  усиливается, т. е., эпифиз через орган  зрения получает информацию о внешнем  мире. Участвует в работе механизма  “биологические часы”.
Вилочковая железа (зобная, тимус)		Тимозин, тимопоэтин, тимусный гуморальный  фактор.	Принадлежит важная роль в иммунологической защите организма.
Гормоны желудочно-кишечного тракта (энтеральной системы).		Гастрин	Стимулирует секрецию и выделение  пепсина желудочными железами, возбуждает моторику расслабленного желудка, 12-перстной кишки и желчного пузыря (антральная часть желудка, поджелудочной железы и проксимальный отдел тонкой кишки).
		Гастрон	Снижает объем желудочной секреции и выход кислоты в желудочный сок (антральная часть желудка).
		Энтерогастрин	Усиливает секреторную функцию  желудочных желез (слизистая оболочка кишечника).
		Гастрогастрин	Стимулирует секрецию желудочных желез  и образование HCl (слизистая оболочка желудка).
		Энтерогастрон	Угнетает секрецию желудочных желез и тормозит моторную функцию желудка (слизистая оболочка тонких кишок).
		Панкреозимин	Стимулирует физиологическую функцию  поджелудочной железы (слизистая  оболочка 12-перстной и тощей кишок).
		Холецистокинин	Стимулирует образование и выделение  желчи (слизистая оболочка тонкого отдела кишечника).
		Дуокринин	Влияет на секрецию брунеровых желез 12-перстной кишки и регулирует моторную функцию кишечника.
		Вилликинин	Угнетает секрецию желудочных желез  и тормозит моторную функцию желудка (слизистая оболочка тонких и толстых кишок).
		Гистамин	Стимулирует выделение секреции желудка  и поджелудочной железы, расширяет  капилляры, оказывает активирующее влияние на моторику желудка и  кишечника (желудочно-кишечный тракт).
		Серотонин	Тормозит выделение HCl в желудке, стимулирует выделение пепсина, активирует секрецию поджелудочной железы, желчевыведение, кишечную секрецию (желудочно-кишечный тракт).
Эндокринная функция почек		Кальцитриол	Является кальцийреагирующим гормоном и активным метаболитом вит. Д3. Почечные эффекты гормона заключаются в стимуляции реабсорбции фосфата и кальция канальцевым эпителием. Активирует рост и минерализацию кости.
		Ренин	Синтезируется юкстагломерулярным аппаратом  почек. Способствует расщеплению альфа-глобулина  плазмы крови - ангиотензиногена, при этом образуется ангиотензин I, который в сосудах почек, легких подвергается действию фермента карбоксикатепсина с образованием ангиотензина II. Эффекты: 1. Стимуляция секреции альдостерона. 2. Активирует симпатическую нервную  систему. 3. Вызывает спазм  артериальных сосудов. 4. Повышает сократимость миокарда. 5. Увеличивает реабсорбцию  Nа и ослабляет клубочковую фильтрацию. 6. Способствует формированию чувства  жажды и питьевого поведения.
Эндокринная функция сердца		Атриопептид	1. Сосудистые эффекты заключаются в расслаблении гладких мышц, снижении артериального давления. 2. Почечные эффекты состоят в  повышении экскреции Nа и Сl в связи с подавлением их реабсорбции в канальцах.
		Соматостатин ангиотензин II	Обладает хронотропным влиянием.