Хормони на щитовидната жлеза Тиреоидните хормони се произвеждат синтетично и се използват при недостатъчна функция на щитовидната жлеза. Лекарствата на тяхна основа могат да се комбинират и да съдържат минерални елементи, като калиев йодид.

Тази група лекарства включва:

Естественото лекарство за щитовидната жлеза е тиреоидин, който се получава от изсушени, обезмаслени щитовидни жлези на животни за клане. Съдържа два хормона - тироксин (тетрайодтиронин) и трийодтиронин.

Синтетични лекарства за щитовидната жлеза (трийодтиронин = лиотиронин, тироксин = левотироксин = еутирокс).В същото време някои от тях съдържат както трийодтиронин (T3), така и тироксин (T4): лиотрикс (съотношението T4 / T3 е 4: 1), тиреотом (T4 / T3 е 3: 1), тиреокомб (T4 / T3 е 7 : 1 В допълнение, този лекарствен продукт съдържа калиев йодид).

Фармакодинамика. Йод-съдържащите хормонални препарати проникват в клетките главно чрез дифузия.

Взаимодействието на хормоналните лекарства с ядрените рецептори води до активиране на РНК полимераза и ДНК транскрипция, а това от своя страна до увеличаване на синтеза на иРНК и протеини (ензими).

Взаимодействието на хормоналните препарати с митохондриалните рецептори повишава енергийния метаболизъм поради активирането на дехидрогеназите, участващи в транспорта на водород в дихателната верига.

Освен това е известно за способността на препаратите с хормони на щитовидната жлеза да стимулират директно мембранната Na", K" ATPase, ензим, който регулира транспортирането на йони по ширина към клетките и калий към клетката.

В съответствие с биологичната активност на хормоните, афинитетът на рецепторите за трийодтиронин е почти 10 пъти по-висок, отколкото за тироксин.

Фармакологични ефекти. Съдържащите йод хормони на щитовидната жлеза насърчават тъканната диференциация, растежа на ендохондралната кост, образуването на скелета и развитието на нервната тъкан. Те също така повишават реакцията на тъканите към катехоламините, което е свързано с увеличаване на броя на бета-адренергичните рецептори и (или) повишаване на тяхната реактивност; инхибира реакциите на свободните радикали; допринасят за синтеза на сърфактант в белите дробове.

Ефектът от тези лекарства се забелязва още след 2-3 дни лечение, крайният ефект се наблюдава по-късно - след 3-4 седмици.

Трябва да се подчертае, че ефектът на препаратите с хормони на щитовидната жлеза може да варира в зависимост от дозата. Така че малките дози тироксин имат анаболен ефект, докато големите дози водят до повишено разграждане на протеина. Във високи дози тироидните хормони инхибират тироид-стимулиращата активност на хипофизната жлеза.

Фармакокинетика. Синтетичните лекарства се прилагат парентерално (за предпочитане интравенозно) или се прилагат перорално. Естественият препарат тиреоидин се използва само през устата през първата половина на деня след хранене. Тяхното усвояване става в дванадесетопръстника и йеюнума. В този случай усвояването на тироксин е средно 80%, а трийодтиронин повече от 95%. Усвояването зависи от естеството на храната и от едновременния прием на подходящи лекарства. Така абсорбцията на лекарства намалява с високо съдържание на протеин в продуктите или с едновременно приеманеалуминий-съдържащи антиациди, препарати на желязо и др. Освен това процесите на усвояване обикновено се нарушават при хипотиреоидизъм.

Свързването с тироксин-свързващия глобулин е повече от 99%. Освен това трийодтиронинът се свързва с протеините на кръвната плазма малко по-малко (с 0,4%) и следователно прониква през клетъчните мембрани по-бързо от тироксина.

Латентният период на действие на трийодтиронина е 4-8 часа, а тироксина е 24-48 часа.

Основният път на биотрансформация на тироксина в периферните тъкани е дейодирането (85%). Освен това процесът на дейодиране може да възникне поради монодейодиране на външния пръстен на молекулата на тироксина, след което се образува трийодтиронин (30-35%), който е 3-5 пъти по-активен от самия тироксин или поради монодейодиране на вътрешния пръстен; в резултат на това тироксинът се превръща в метаболитно неактивен обратен трийодтиронин (45-50%). По-нататъшното дейодиране, което се случва главно в черния дроб, е придружено от загуба на активността на хормоните на щитовидната жлеза. Елиминационният полуживот за тироксин е 7 дни, за трийодтиронин - 2 дни, така че ефектът на първата след еднократна инжекция продължава 2-3 седмици, а на втората - около 1 седмица.

Взаимодействие. Биотрансформацията на йод-съдържащи хормонални препарати се увеличава при едновременното приложение на микрозомални окислителни индуктори (например фенобарбитал, дифенин, карбамазенин, зиксорин, рифампицин и др.) с тях. Между другото, самите лекарства за щитовидната жлеза са автоиндуктори и ускоряват биотрансформацията на други лекарства.

Нивото на свободната фракция на тироксин и трийодтиронин в кръвта се повишава значително, когато се комбинират с нестероидни противовъзпалителни средства, сулфаниламидни лекарства, както и с кортикостероиди, андрогени и др. Обратно, концентрацията на циркулиращи йодсъдържащи хормоните намаляват, когато се комбинират с естрогени, които увеличават производството на тироксин-свързващ глобулин в черния дроб.

При комбинираната употреба на препарати от хормони на щитовидната жлеза с диабетогенни средства (глюкокортикоиди, тиазидни и "бримкови" диуретици, соматотропин и др.) Рискът от провокиране на диабет се увеличава. Както вече беше споменато, препарати с хормони на щитовидната жлеза не могат да се приемат през устата едновременно с антиациди, съдържащи алуминий и препарати от желязо, тъй като това намалява усвояването на първите.

Нежелани ефекти

Обостряне на коронарна болест на сърцето, сърдечна недостатъчност, поява на предсърдно мъждене. Особено опасно е да се предписват препарати с хормони на щитовидната жлеза на пациенти с коронарна атеросклероза и други сърдечни заболявания. Такива пациенти трябва да започнат лечението с по-ниски дози.

Алергични реакции (по-често при използване на тиреоидин).

Влошаване на хода на захарния диабет, провокиране на преддиабет.

В случай на предозиране се появяват явления, характерни за хипертиреоидизма: повишена сърдечна честота, систолен шум на върха, промени в ЕКГ (повишени P и T вълни, повишено напрежение на R вълната, изместване на S-T интервала под изоелектричната ос), аритмии, повишена възбудимост на централната нервна система, изпотяване, слабост и мускулна умора, повишени дълбоки сухожилни рефлекси, умерена полиурия, повишен апетит, загуба на тегло, диария, остеопороза и др., с изключение на екзофталм.

Показания за употреба

Хипотиреоидизъм, микседем: студена и подута кожа, чуплива коса и нокти, наддаване на тегло, увиснали клепачи, периорбитален оток, уголемяване на езика, понижено кръвно налягане, брадикардия, промени в ЕКГ (намалено напрежение на всички вълни, намален S-T интервал под изоелектричната линия и удължаване P-Q интервал), глухота на сърдечни тонове, невропсихична летаргия, сънливост, намалена интелигентност, нарушено репродуктивна функцияпр. При децата се пият силно забавяне на растежа и необратимо умствено изоставане (кретинизъм).

Тази патология може да е резултат от хроничен тиреоидит на Хашимото (имунологично разстройство при генетично предразположени индивиди); вродена патология на щитовидната жлеза (кретинизъм); смърт на щитовидната тъкан под въздействието на радиация или отстраняването й по оперативен метод; ендемична, спорадична гуша или рак на щитовидната жлеза (с хипофункция); ефектите на лекарства (например йодиди, литий, кобалтови съединения, PAS, мерказолил, пропилтиоурацил, карбимазол, амиодарон и др.); заболявания на хипофизата или хипоталамуса. В последните два случая, като правило, лечението се състои в премахване на лекарства, които потискат функцията на щитовидната жлеза, или в назначаване на тироид-стимулиращ хормон. Във всички останали случаи препарати с хормони на щитовидната жлеза се използват за цял живот.

Левотироксинът се счита за лекарство на избор, тъй като не съдържа чужди алергенни протеини и има дълъг елиминационен полуживот (7 дни), което прави възможно предписването му веднъж дневно. В допълнение, левотироксинът се превръща в тялото в трийодтиронин, така че приложението му ви позволява да получите и двата хормона. Трябва да се подчертае, че средната доза на лекарството за деца до 6 месеца трябва да бъде 8-9 пъти повече, отколкото при възрастни. За да се избегне необратим дефект в умственото развитие при деца с кретинизъм, лечението трябва да започне възможно най-рано и да продължи през целия живот. В някои случаи се използват комплексни препарати, съдържащи и двата хормона (например lyotriks, thyreotome, thyreocomb). Предписването на тиреоидин сега е на практика изоставено в икономически проспериращи страни, тъй като проблемите, свързани с протеиновата антигенност, нестабилността и променливостта в концентрациите на хормоните, както и трудността на лабораторния мониторинг надвишават предимството на ниската цена.

При хипотиреоидизъм, дължащ се на панхипопитуитаризъм, е необходима заместителна терапия не само с хормони на щитовидната жлеза, но и с кортикостероиди.

микседемна кома. В този случай трябва да се даде предпочитание на повече активно лекарство- трийодтиронин (лиотиронин). Можете да използвате интравенозно приложение на левотироксин.

Нелекувани пациенти умират от хипотиреоидизъм, а ако също интензивни грижикома смърт настъпва от сърдечно-съдов колапс поради повишен метаболизъм.

Прекомерна тиреотропна функция на хипофизната жлеза.

Функцията на хипофизата и щитовидната жлеза се оценява от концентрацията на трийодтиронин, тироксин и тиротропин (нормално концентрацията на TSH в кръвта е 0,3-5,0 μU / ml), както и от способността на хипофизната жлеза да реагира на приложението на освобождаващия хормон, който стимулира секрецията на TSH (нормално нивото на TSH в кръвния серум 30-45 минути след инжектирането на TRH се повишава с повече от 6 mcU / ml; при хора над 40 години отговорът на TSH се изглажда - по-малко от 2 mcU / ml). Резултатите от тези определения се считат за по-информативни от измерването на абсорбцията на радиоактивен йод от щитовидната жлеза (обикновено поглъщането на йод 123 за 24 часа е 5-35%), тъй като последният процес се влияе от лекарства, съдържащи йод, т.к. както и салицилати и пиразолони.

Дифузна токсична гуша. Препаратите с хормони на щитовидната жлеза се предписват в комбинация с антитиреоидни лекарства.

Синдром на респираторни нарушения при недоносени новородени.

Хипервитаминоза А.

Ендокринният орган, щитовидната жлеза, осигурява на тялото хормони. Те са разделени на две основни групи: нейодирани и йодирани, най-често нарушенията се срещат в последната групаСледователно терминът тироидни хормони се отнася до йодсъдържащи хормони. Те включват тироксин-Т4 и трийодтиронин-Т3, те, влизайки в човешката кръв, се пренасят в тялото и го контролират. Ще разгледаме какви са тези хормони, какви са техните функции и до какви последствия могат да доведат неуспехите в тяхното производство.

Какви са функциите на йодсъдържащите хормони?

Йодираните хормони изпълняват следните важни функции:

Всички тези функции помагат на органите да функционират в определения от природата режим и водят до засилено човешко развитие.

Интересно! Човешката щитовидна жлеза произвежда една чаена лъжичка хормони за една година.

Какво се случва, когато има свръхпредлагане?

Има случаи, когато йод-съдържащите хормони на щитовидната жлеза се произвеждат в големи количества. Това се дължи на неизправност на човешката имунна система. Имунната система на тялото причинява увреждане на рецепторите, отговорни за производството на хормоните Т3 и Т4. Те продължават да си вършат добре работата, но поради излишъка им настъпва ускорен метаболизъм и лошо здраве, изразяващо се в следните симптоми:

• сърцебиене;
• редовно повишена температура;
• рязка загуба на тегло с добър апетит;
• тремор на крайниците;
• лош сън;
• рязка смяна на настроението.

Какво се случва, когато има недостиг?

В допълнение към излишъка на хормони, произвеждани от щитовидната жлеза, има и дефицит. Изглежда, защото имунната система на тялото сякаш изяжда клетките на щитовидната жлеза, което води до влошаване на нейното функциониране. В организма се наблюдава намаляване на нивото на йод, което се проявява в липса на хормони Т3 и Т4. Малко количество трийодтиронин и тироксин причинява неизправности в работата на целия организъм, което се проявява в следните симптоми:

• обща слабост, сънливост;
• нарушение на стола;
• внезапно наддаване на тегло;
• увреждане на паметта;
• неуспехи на женския цикъл;
• проблем със зачеването;
• намалено сексуално желание;
• депресия.

Интересно! Можете самостоятелно да проверите дали тялото има дефицит на йод. За да направите това, нарисувайте йодна решетка върху тялото. Ако изчезне след 2 часа, значи има липса на йод, което води до дефицит на йодсъдържащи хормони.

Причини, поради които щитовидната жлеза произвежда ниски или високи нива на хормони

Човешкото тяло редовно изпитва негативни външни влияния, което води до изчезване на функционирането на щитовидната жлеза и в резултат на това до неуспех в синтеза на йод-съдържащи хормони. Тези причини включват:

• стрес;
• наследствен фактор;
• негативна екологична ситуация;
• повишено ниво на радиация;
• инфекциозни заболявания;
• заболяване на панкреаса;
• липса на витамини и органични вещества.

Производството на йодсъдържащи хормони е от съществено значение за функционирането на организма. Ако се открият някакви симптоми, е необходима консултация със специалист, който с помощта на прости тестове ще определи нивото на синтез на йод-съдържащи хормони и, ако е необходимо, ще предпише лечение.

Състои се от два лоба и провлак и се намира в предната част на ларинкса. Теглото на щитовидната жлеза е 30 g.

Основната структурна и функционална единица на жлезата са фоликулите - заоблени кухини, чиято стена е образувана от един ред кубовидни епителни клетки. Фоликулите са пълни с колоиди и съдържат хормони тироксини трийодтиронинсвързани с протеина тиреоглобулин. В междуфоликуларното пространство има С-клетки, които произвеждат хормона тирокалцитонин.Жлезата е богато снабдена с кръвоносни и лимфни съдове. Количеството, протичащо през щитовидната жлеза за 1 мин., е 3-7 пъти по-голямо от масата на самата жлеза.

Биосинтеза на тироксин и трийодтиронинОсъществява се поради йодиране на аминокиселината тирозин, следователно, активното усвояване на йод се осъществява в щитовидната жлеза. Съдържанието на йод във фоликулите е 30 пъти по-високо от концентрацията му в кръвта, а при хиперфункция на щитовидната жлеза това съотношение става още по-голямо. Абсорбцията на йод се осъществява поради активен транспорт. След комбинирането на тирозин, който е част от тиреоглобулина, с атомен йод се образуват монойодтирозин и дийодтирозин. Поради комбинацията от две молекули дийодтирозин се образува тетрайодтиронин или тироксин; кондензацията на моно- и дийодтирозин води до образуването на трийодтиронин. Впоследствие, в резултат на действието на протеазите, които разграждат тиреоглобулина, в кръвта се отделят активни хормони.

Активността на тироксина е няколко пъти по-малка от тази на трийодтиронина, но съдържанието на тироксин в кръвта е около 20 пъти по-голямо от това на трийодтиронина. Тироксинът може да бъде дейодиран до трийодтиронин. Въз основа на тези факти се приема, че основният хормон на щитовидната жлеза е трийодтиронин, а тироксинът функционира като негов предшественик.

Синтезът на хормоните е неразривно свързан с приема на йод в организма. Ако има недостиг на йод в района на пребиваване във водата и почвата, той също е дефицитен в хранителните продукти от растителен и животински произход. В този случай, за да се осигури достатъчен синтез на хормона, щитовидната жлеза на деца и възрастни се увеличава по размер, понякога много значително, т.е. възниква гуша. Увеличението може да бъде не само компенсаторно, но и патологично, така се нарича ендемична гуша.Липсата на йод в диетата се компенсира най-добре от водорасли и други морски дарове, йодирана сол, трапезна минерална вода, съдържаща йод, хлебни изделия с йодни добавки. Прекомерният прием на йод в организма обаче създава натоварване на щитовидната жлеза и може да доведе до сериозни последици.

Хормони на щитовидната жлеза

Ефекти на тироксин и трийодтиронин

Основен:

• активира генетичния апарат на клетката, стимулира метаболизма, консумацията на кислород и интензивността на окислителните процеси

Метаболитни:

• протеинов метаболизъм: стимулира синтеза на протеини, но в случай, че нивото на хормоните надвишава нормата, преобладава катаболизмът;
• метаболизъм на мазнините: стимулира липолизата;
• въглехидратен метаболизъм: при хиперпродукция се стимулира гликогенолизата, нивото на кръвната захар се повишава, влизането й в клетките се активира и чернодробната инсулиназа се активира

функционален:

• осигуряват развитие и диференциация на тъканите, особено на нервната;
• засилване на ефектите на симпатиковата нервна система чрез увеличаване на броя на адренорецепторите и инхибиране на моноаминоксидазата;
• просимпатиковите ефекти се проявяват в увеличаване на сърдечната честота, систолния обем, кръвното налягане, дихателната честота, чревната перисталтика, възбудимост на ЦНС, повишена телесна температура

Прояви на промени в производството на тироксин и трийодтиронин

Сравнителни характеристики на недостатъчното производство на соматотропин и тироксин

Ефектът на хормоните на щитовидната жлеза върху функциите на тялото

Характерното действие на хормоните на щитовидната жлеза (тироксин и трийодтиронин) е повишаване на енергийния метаболизъм. Въвеждането винаги е придружено от увеличаване на консумацията на кислород, а отстраняването на щитовидната жлеза е придружено от неговото намаляване. С въвеждането на хормона се засилва метаболизмът, увеличава се количеството освободена енергия и се повишава телесната температура.

Тироксинът увеличава разхода. Има загуба на тегло и интензивна консумация на глюкоза от кръвта от тъканите. Намаляването на глюкозата от кръвта се компенсира с нейното попълване поради повишеното разграждане на гликоген в черния дроб и мускулите. Запасите от липиди в черния дроб намаляват, количеството холестерол в кръвта намалява. Увеличава се отделянето на вода, калций и фосфор от тялото.

Хормоните на щитовидната жлеза причиняват повишена възбудимост, раздразнителност, безсъние, емоционален дисбаланс.

Тироксинът увеличава минутния обем на кръвта и сърдечната честота. Тиреоидният хормон е необходим за овулацията, помага за поддържане на бременността, регулира функцията на млечните жлези.

Растежът и развитието на тялото също се регулира от щитовидната жлеза: намаляването на нейната функция води до спиране на растежа. Тиреоидният хормон стимулира хемопоезата, повишава секрецията на стомаха, червата и секрецията на мляко.

В допълнение към йод-съдържащите хормони, щитовидната жлеза произвежда тирокалцитонин,намаляване на количеството калций в кръвта. Тирокалцитонинът е антагонист на паратироидния хормон. Тирокалцитонинът действа върху костната тъкан, засилва активността на остеобластите и процеса на минерализация. В бъбреците и червата хормонът инхибира реабсорбцията на калций и стимулира реабсорбцията на фосфат. Изпълнението на тези ефекти води до хипокалциемия.

Хипер- и хипофункция на жлезата

хиперфункция (хипертиреоидизъм)причинява заболяване, наречено Болест на Грейвс.Основните симптоми на заболяването: гуша, изпъкнали очи, повишен метаболизъм, сърдечен ритъм, повишено изпотяване, двигателна активност (придирчивост), раздразнителност (капризност, бързи промени в настроението, емоционална нестабилност), бърза уморяемост. Гуша се образува поради дифузно увеличение на щитовидната жлеза. Сега методите на лечение са толкова ефективни, че тежките случаи на заболяването са доста редки.

Хипофункция (хипотиреоидизъм)щитовидната жлеза, която се появява в ранна възраст, до 3-4 години, причинява развитието на симптоми кретинизъм.Децата, страдащи от кретинизъм, изостават във физически и умствено развитие. Симптоми на заболяването: растеж на джуджета и нарушение на пропорциите на тялото, широк, дълбоко хлътнал мост на носа, широко разположени очи, отворена уста и постоянно изпъкнал език, тъй като не попада в устата, къс и извити крайници, тъпо изражение. Продължителността на живота на такива хора обикновено не надвишава 30-40 години. През първите 2-3 месеца от живота може да се постигне последващо нормално психическо развитие. Ако лечението започне на една година, тогава 40% от децата, които са претърпели това заболяване, остават на много ниско ниво на умствено развитие.

Хипотиреоидизмът при възрастни води до заболяване, наречено микседем,или оток на лигавицата.При това заболяване интензивността на метаболитните процеси намалява (с 15-40%), телесната температура, пулсът става по-рядък, кръвното налягане намалява, появява се подуване, косата пада, ноктите се чупят, лицето става бледо, безжизнено, маска- като. Пациентите се характеризират с бавност, сънливост, лоша памет. Микседемът е бавно прогресиращо заболяване, което, ако не се лекува, води до пълно инвалидизиране.

Регулиране на функцията на щитовидната жлеза

Специфичният регулатор на дейността на щитовидната жлеза е йодът, самият тиреоиден хормон и TSH (тиреостимулиращ хормон). Йодът в малки дози повишава секрецията на TSH, а в големи дози го инхибира. Щитовидната жлеза е под контрола на централната нервна система. Такава хранителни продукти, подобно на зелето, рутабагата, ряпата, инхибират функцията на щитовидната жлеза. Производството на тироксин и трийодтиронин рязко се увеличава при условия на продължителна емоционална възбуда. Също така се отбелязва, че секрецията на тези хормони се ускорява с понижаване на телесната температура.

Прояви на нарушения на ендокринната функция на щитовидната жлеза

При повишаване на функционалната активност на щитовидната жлеза и прекомерно производство на хормони на щитовидната жлеза възниква състояние хипертиреоидизъм (хипертиреоидизъм)), характеризиращ се с повишаване на нивото на хормоните на щитовидната жлеза в кръвта. Проявите на това състояние се обясняват с ефектите на хормоните на щитовидната жлеза в повишени концентрации. Така че, поради повишаване на основния метаболизъм (хиперметаболизъм), пациентите изпитват леко повишаване на телесната температура (хипертермия). Намаляване на телесното тегло въпреки запазения или повишен апетит. Това състояние се проявява с увеличаване на нуждата от кислород, тахикардия, увеличаване на контрактилитета на миокарда, повишаване на систолното кръвно налягане и увеличаване на вентилацията на белите дробове. Активността на АТФ се увеличава, увеличава се броят на р-адренергичните рецептори, развива се изпотяване, топлинна непоносимост. Възбудимостта и емоционалната лабилност се повишават, може да се появи тремор на крайниците и други промени в тялото.

Повишеното образуване и секреция на хормони на щитовидната жлеза може да предизвика редица фактори, чиято правилна идентификация определя избора на метод за коригиране на функцията на щитовидната жлеза. Сред тях са фактори, които причиняват хиперфункция на фоликуларните клетки на щитовидната жлеза (тумори на жлезата, мутация на G-протеини) и повишаване на образуването и секрецията на тироидни хормони. Хиперфункцията на тироцитите се наблюдава при прекомерно стимулиране на тиротропиновите рецептори от повишено съдържание на TSH, например при тумори на хипофизата, или при намалена чувствителност на рецепторите на тиреоидните хормони в тиреотрофите на аденохипофизата. Честа причина за хиперфункция на тироцитите, увеличаването на размера на жлезата е стимулирането на TSH рецепторите от антитела, произведени срещу тях по време на автоимунно заболяване, наречена болест на Грейвс - Basedow (фиг. 1). Временно повишаване на нивото на тиреоидните хормони в кръвта може да се развие с разрушаване на тироцитите поради възпалителни процеси в жлезата (токсичен тиреоидит на Хашимото), приемане на прекомерно количество тироидни хормони и йодни препарати.

Може да има повишени нива на хормони на щитовидната жлеза тиреотоксикоза; в този случай се говори за хипертиреоидизъм с тиреотоксикоза. Но тиреотоксикозата може да се развие, когато в тялото се въведе прекомерно количество хормони на щитовидната жлеза, при липса на хипертиреоидизъм. Описано е развитието на тиреотоксикоза поради повишена чувствителност на клетъчните рецептори към хормоните на щитовидната жлеза. Има и противоположни случаи, когато чувствителността на клетките към хормоните на щитовидната жлеза намалява и се развива състояние на резистентност към хормоните на щитовидната жлеза.

Намаленото образуване и секреция на тиреоидни хормони може да бъде причинено от много причини, някои от които са резултат от нарушение на механизмите за регулиране на функцията на щитовидната жлеза. Така, хипотиреоидизъм (хипотиреоидизъм)може да се развие с намаляване на образуването на TRH в хипоталамуса (тумори, кисти, радиация, енцефалит в хипоталамуса и др.). Този хипотиреоидизъм се нарича третичен. Вторичният хипотиреоидизъм се развива поради недостатъчно образуване на THG от хипофизната жлеза (тумори, кисти, радиация, хирургично отстраняване на част от хипофизната жлеза, енцефалит и др.). Първичният хипотиреоидизъм може да се развие в резултат на автоимунно възпаление на жлезата, при дефицит на йод, селен, прекомерен прием на гуйтрогенни продукти - гойтрогени (някои сортове зеле), след облъчване на жлезата, продължителна употреба на редица лекарства (йод, литий, антитиреоидни лекарства) и др.

Ориз. 1. Дифузно увеличение на щитовидната жлеза при 12-годишно момиче с автоимунен тиреоидит (T. Foley, 2002)

Недостатъчното производство на хормони на щитовидната жлеза води до намаляване на интензивността на метаболизма, консумацията на кислород, вентилацията, контрактилитета на миокарда и минутния кръвен обем. При тежък хипотиреоидизъм, състояние, наречено микседем- оток на лигавицата. Развива се поради натрупване (може би под влияние на напреднало ниво TSH) мукополизахариди и вода в базалните слоеве на кожата, което води до подпухналост на лицето и пастообразна кожа, както и наддаване на тегло, въпреки намаляването на апетита. Пациентите с микседем могат да развият умствена и двигателна изостаналост, сънливост, втрисане, намалена интелигентност, тонус на симпатиковия отдел на ANS и други промени.

При осъществяването на сложни процеси на образуване на хормони на щитовидната жлеза участват йонни помпи, които осигуряват доставката на йод, редица ензими от протеинова природа, сред които тиреопероксидазата играе ключова роля. В някои случаи човек може да има генетичен дефект, водещ до нарушаване на тяхната структура и функция, което е придружено от нарушение на синтеза на хормони на щитовидната жлеза. Могат да се наблюдават генетични дефекти в структурата на тиреоглобулина. Често се произвеждат автоантитела срещу тиреопероксидаза и тиреоглобулин, което също е придружено от нарушение на синтеза на хормони на щитовидната жлеза. Активността на процесите на улавяне на йод и включването му в тиреоглобулина може да бъде повлияна от редица фармакологични средствачрез регулиране на синтеза на хормони. Синтезът им може да се повлияе от приема на йодни препарати.

Развитието на хипотиреоидизъм при плода и новороденото може да доведе до появата кретинизъм -физическо (нисък ръст, нарушение на телесните пропорции), сексуално и умствено недоразвитие. Тези промени могат да бъдат предотвратени чрез адекватна заместителна терапия с хормони на щитовидната жлеза през първите месеци след раждането на дете.

Структурата на щитовидната жлеза

Това е най-големият ендокринен орган по отношение на маса и размер. Обикновено се състои от два лоба, свързани с провлак, и се намира на предната повърхност на шията, като е фиксиран към предната и страничните повърхности на трахеята и ларинкса чрез съединителна тъкан. Средното тегло на нормалната щитовидна жлеза при възрастни варира от 15-30 g, но нейният размер, форма и топография на местоположението варират значително.

Функционално активната щитовидна жлеза е първата от ендокринните жлези, която се появява в процеса на ембриогенеза. Залагането на щитовидната жлеза в човешкия плод се формира на 16-17-ия ден от вътрематочното развитие под формата на натрупване на ендодермални клетки в корена на езика.

В ранните етапи на развитие (6-8 седмици) рудиментът на жлезата е слой от интензивно пролифериращи епителни клетки. През този период жлезата расте бързо, но хормоните все още не се образуват в нея. Първите признаци на тяхното отделяне се откриват на 10-11 седмици (при плода с размери около 7 см), когато клетките на жлезата вече са в състояние да абсорбират йод, образуват колоид и синтезират тироксин.

Под капсулата се появяват единични фоликули, в които се образуват фоликуларни клетки.

Парафоликуларни (близо до фоликуларни) или С-клетки растат в рудимента на щитовидната жлеза от 5-ия чифт хрилни джобове. До 12-14-та седмица от развитието на плода целият десен лоб на щитовидната жлеза придобива фоликуларна структура, а левият две седмици по-късно. Към 16-17-та седмица феталната щитовидна жлеза вече е напълно диференцирана. Щитовидните жлези на плода на възраст 21-32 седмици се характеризират с висока функционална активност, която продължава да нараства до 33-35 седмици.

В паренхима на жлезата се разграничават три типа клетки: А, В и С. По-голямата част от паренхимните клетки са тироцити (фоликуларни или А-клетки). Те покриват стената на фоликулите, в чиито кухини се намира колоида. Всеки фоликул е заобиколен от гъста мрежа от капиляри, в лумена на които се абсорбират тироксин и трийодтиронин, секретирани от щитовидната жлеза.

В непроменената щитовидна жлеза фоликулите са равномерно разпределени в целия паренхим. При ниска функционална активност на жлезата тироцитите обикновено са плоски, при висока са цилиндрични (височината на клетките е пропорционална на степента на активност на процесите, извършвани в тях). Колоидът, запълващ празнините на фоликулите, е хомогенна вискозна течност. По-голямата част от колоида е тиреоглобулин, секретиран от тироцитите в лумена на фоликула.

В клетките (клетките на Ashkenazi-Gurtl) са по-големи от тироцитите, имат еозинофилна цитоплазма и закръглено централно разположено ядро. Биогенни амини, включително серотонин, са открити в цитоплазмата на тези клетки. За първи път В-клетките се появяват на възраст 14-16 години. В голям брой те се срещат при хора на възраст 50-60 години.

Парафоликуларните или С-клетките (в руската транскрипция на К-клетките) се различават от тироцитите по липсата на способност да абсорбират йод. Те осигуряват синтеза на калцитонин, хормон, участващ в регулирането на калциевия метаболизъм в организма. С-клетките са по-големи от тироцитите, като правило са разположени поотделно в състава на фоликулите. Тяхната морфология е типична за клетки, синтезиращи протеин за износ (има груб ендоплазмен ретикулум, комплекс Голджи, секреторни гранули, митохондрии). На хистологичните препарати цитоплазмата на С-клетките изглежда по-светла от цитоплазмата на тироцитите, откъдето идва и името им - светли клетки.

Ако на ниво тъкан основната структурна и функционална единица на щитовидната жлеза са фоликули, заобиколени от базални мембрани, тогава една от предложените органни единици на щитовидната жлеза може да бъде микролобули, които включват фоликули, С-клетки, хемокапиляри, тъканни базофили. Съставът на микролобула включва 4-6 фоликула, заобиколени от мембрана от фибробласти.

Към момента на раждането щитовидната жлеза е функционално активна и структурно напълно диференцирана. При новородените фоликулите са малки (60-70 микрона в диаметър), с развитието на тялото на детето размерът им се увеличава и достига 250 микрона при възрастни. През първите две седмици след раждането фоликулите се развиват интензивно, до 6 месеца са добре развити в цялата жлеза, а до годината достигат диаметър от 100 микрона. По време на пубертета се наблюдава увеличаване на растежа на паренхима и стромата на жлезата, повишаване на нейната функционална активност, което се проявява чрез увеличаване на височината на тироцитите, повишаване на активността на ензимите в тях.

При възрастен, щитовидната жлеза е в непосредствена близост до ларинкса и горната част на трахеята по такъв начин, че провлакът е разположен на нивото на II-IV трахеални полукръгове.

Масата и размерът на щитовидната жлеза се променят през целия живот. При здраво новородено масата на жлезата варира от 1,5 до 2 г. До края на първата година от живота масата се удвоява и бавно се увеличава до пубертета до 10–14 г. Увеличаването на масата е особено забележимо при на възраст 5-7 години. Масата на щитовидната жлеза на възраст 20-60 години варира от 17 до 40 g.

Щитовидната жлеза има изключително обилно кръвоснабдяване в сравнение с други органи. Обемната скорост на кръвния поток в щитовидната жлеза е около 5 ml/g в минута.

Щитовидната жлеза се снабдява с кръв от сдвоените горна и долна щитовидна артерия. Понякога несдвоената най-ниска артерия (а. щитовидна жлезаима).

Изтичането на венозна кръв от щитовидната жлеза се осъществява през вените, които образуват плексуси в обиколката на страничните лобове и провлака. Щитовидната жлеза има широка мрежа от лимфни съдове, чрез които лимфата се грижи за дълбоките шийни лимфни възли, след това за надключичните и страничните шийни дълбоки лимфни възли. Еферентни лимфни съдове на латералния цервикален дълбок лимфни възлиобразуват югуларен ствол от всяка страна на шията, който се влива в гръдния канал отляво, а отдясно в десния лимфен канал.

Щитовидната жлеза се инервира от постганглионни влакна на симпатиковата нервна система от горните, средните (главно) и долните шийни възли на симпатиковия ствол. Щитовидните нерви образуват сплитове около съдовете, които отиват към жлезата. Смята се, че тези нерви изпълняват вазомоторна функция. Блуждаещият нерв също участва в инервацията на щитовидната жлеза, пренасяйки парасимпатиковите влакна към жлезата като част от горните и долните ларингеални нерви. Синтезът на йод-съдържащите хормони на щитовидната жлеза Т 3 и Т 4 се осъществява от фоликуларни А-клетки - тироцити. Хормоните Т 3 и Т 4 са йодирани.

Хормоните T 4 и T 3 са йодни производни на аминокиселината L-тирозин. Йодът, който е част от тяхната структура, съставлява 59-65% от масата на молекулата на хормона. Необходимостта от йод за нормалния синтез на хормони на щитовидната жлеза е представена в табл. 1. Последователността на процесите на синтез е опростена, както следва. Йодът под формата на йодид се взема от кръвта с помощта на йонна помпа, натрупва се в тироцитите, окислява се и се включва във фенолния пръстен на тирозина като част от тиреоглобулина (йодна организация). Йодирането на тиреоглобулин с образуването на моно- и дийодтирозини се случва на границата между тиреоцит и колоид. След това се осъществява свързването (кондензацията) на две молекули дийодтирозин с образуването на Т 4 или дийодтирозин и монойодтирозин с образуването на Т 3 . Част от тироксина се подлага на дейодиране в щитовидната жлеза с образуването на трийодтиронин.

Таблица 1. Норми за консумация на йод (СЗО, 2005 г. от И. Дедов и др. 2007 г.)

Йодираният тиреоглобулин, заедно с прикрепените към него Т 4 и Т 3, се натрупват и съхраняват във фоликулите под формата на колоид, действайки като депо тиреоидни хормони. Освобождаването на хормони се получава в резултат на пиноцитоза на фоликуларния колоид и последваща хидролиза на тиреоглобулин във фаголизозомите. Освободените Т 4 и Т 3 се секретират в кръвта.

Основната дневна секреция от щитовидната жлеза е около 80 μg T 4 и 4 μg T 3 В същото време тироцитите на фоликулите на щитовидната жлеза са единственият източник на ендогенно образуване на T 4. За разлика от Т 4 , Т 3 се образува в тироцитите в малко количество и основното образуване на тази активна форма на хормона се осъществява в клетките на всички тъкани на тялото чрез дейодиране на около 80% от Т 4 .

По този начин, в допълнение към жлезистото депо на хормоните на щитовидната жлеза, тялото има и второ - извънжлезисто депо на хормони на щитовидната жлеза, представено от хормони, свързани с протеини за кръвен транспорт. Ролята на тези депа е да предотвратяват бърз спаднивото на хормоните на щитовидната жлеза в организма, което може да настъпи при краткотрайно намаляване на синтеза им, например при кратко намаляване на приема на йод в организма. Свързаната форма на хормоните в кръвта предотвратява бързото им отделяне от организма през бъбреците, предпазва клетките от неконтролиран прием на хормони. Свободните хормони навлизат в клетките в количества, съизмерими с техните функционални нужди.

Тироксинът, влизащ в клетките, се подлага на дейодиране под действието на дейодиназните ензими и когато един йоден атом се разцепи, от него се образува по-активен хормон трийодтиронин. В този случай, в зависимост от пътищата на дейодиране, от Т 4 могат да се образуват както активен Т 3 , така и неактивен обратен Т 3 (3,3,5 "-трийод-L-тиронин - pT 3 ). Тези хормони се превръщат чрез последователно дейодиране в метаболити Т2, след това Т1 и Т0, които се конюгират с глюкуронова киселина или сулфат в черния дроб и се екскретират в жлъчката и през бъбреците от тялото. Не само Т3, но и други метаболити на тироксин също могат да проявят биологична активност.

Механизмът на действие на хормоните на щитовидната жлеза се дължи преди всичко на взаимодействието им с ядрените рецептори, които са нехистонови протеини, разположени директно в клетъчното ядро. Има три основни подтипа рецептори за тироидни хормони: TPβ-2, TPβ-1 и TPa-1. В резултат на взаимодействие с Т3, рецепторът се активира, хормон-рецепторният комплекс взаимодейства с хормон-чувствителната ДНК област и регулира транскрипционната активност на гените.

Разкрити са редица негеномни ефекти на тироидните хормони в митохондриите, плазмената мембрана на клетките. По-специално, хормоните на щитовидната жлеза могат да променят пропускливостта на митохондриалните мембрани за водородни протони и чрез разединяване на процесите на дишане и фосфорилиране, да намалят синтеза на АТФ и да увеличат образуването на топлина в тялото. Те променят пропускливостта на плазмените мембрани за Ca 2+ йони и засягат много вътреклетъчни процеси, осъществявани с участието на калций.

Основни ефекти и роля на хормоните на щитовидната жлеза

Нормалното функциониране на всички органи и тъкани на тялото без изключение е възможно при нормално ниво на хормони на щитовидната жлеза, тъй като те влияят върху растежа и съзряването на тъканите, енергийния метаболизъм и метаболизма на протеини, липиди, въглехидрати, нуклеинови киселини, витамини и други вещества. Разпределете метаболитните и други физиологични ефекти на хормоните на щитовидната жлеза.

Метаболитни ефекти:

• активиране на окислителните процеси и повишаване на основния метаболизъм, повишено усвояване на кислород от тъканите, повишено генериране на топлина и телесна температура;
• стимулиране на протеиновия синтез (анаболно действие) във физиологични концентрации;
• повишено окисляване на мастни киселини и намаляване на нивото им в кръвта;
• хипергликемия, дължаща се на активиране на гликогенолизата в черния дроб.

Физиологични ефекти:

• осигуряване на нормални процеси на растеж, развитие, диференциация на клетки, тъкани и органи, включително на централната нервна система (миелинизация на нервните влакна, диференциация на неврони), както и процесите на физиологична регенерация на тъканите;
• засилване на ефектите на SNS чрез повишена чувствителност на адренергичните рецептори към действието на Adr и NA;
• повишена възбудимост на централната нервна система и активиране на психичните процеси;
• участие в осигуряването на репродуктивна функция (допринасят за синтеза на GH, FSH, LH и прилагането на ефектите на инсулиноподобния растежен фактор - IGF);
• участие във формирането на адаптивни реакции на тялото към неблагоприятни ефекти, по-специално студ;
• участие в развитието на мускулната система, увеличаване на силата и скоростта на мускулните контракции.

Образуването, секрецията и трансформацията на хормоните на щитовидната жлеза се регулират от сложни хормонални, нервни и други механизми. Техните познания позволяват диагностициране на причините за намаляване или повишаване на секрецията на тиреоидни хормони.

Хормоните на оста хипоталамо-хипофиза-тироидна жлеза играят ключова роля в регулацията на секрецията на тиреоиден хормон (фиг. 2). Базалната секреция на тиреоидните хормони и нейните промени при различни влияния се регулират от нивото на TRH на хипоталамуса и TSH на хипофизата. TRH стимулира производството на TSH, който има стимулиращ ефект върху почти всички процеси в щитовидната жлеза и секрецията на Т 4 и Т 3 . При нормални физиологични условия образуването на TRH и TSH се контролира от нивото на свободния Т4 и Т в кръвта въз основа на механизми на отрицателна обратна връзка. В същото време секрецията на TRH и TSH се инхибира от високо ниво на тиреоидни хормони в кръвта, а при ниската им концентрация се повишава.

Ориз. Фиг. 2. Схематично представяне на регулацията на образуването и секрецията на хормони по оста хипоталамус - хипофиза - щитовидна жлеза

От голямо значение в механизмите на регулиране на хормоните на оста хипоталамо-хипофиза-щитовидна жлеза е състоянието на чувствителност на рецепторите към действието на хормоните на различни нива на оста. Промените в структурата на тези рецептори или тяхното стимулиране от автоантитела могат да бъдат причина за нарушено образуване на хормони на щитовидната жлеза.

Образуването на хормони в самата жлеза зависи от получаването на достатъчно количество йодид от кръвта – 1-2 микрограма на 1 kg телесно тегло (виж фиг. 2).

При недостатъчен прием на йод в организма в него се развиват адаптационни процеси, които са насочени към най-внимателно и ефективно използване на съдържащия се в него йод. Те се състоят в повишен кръвен поток през жлезата, по-ефективно улавяне на йод от щитовидната жлеза от кръвта, промени в процесите на хормонален синтез и секреция на Tu. Адаптивните реакции се задействат и регулират от тиротропин, чието ниво се повишава с йоден дефицит. Ако дневният прием на йод в организма е по-малък от 20 микрограма за дълго време, тогава продължителното стимулиране на клетките на щитовидната жлеза води до разрастване на нейната тъкан и развитие на гуша.

Механизмите за саморегулация на жлезата в условия на йоден дефицит осигуряват по-голямото й улавяне от тироцитите при по-ниско ниво на йод в кръвта и по-ефективно рециклиране. Ако около 50 mcg йод се доставят в тялото на ден, тогава чрез увеличаване на скоростта на усвояването му от тироцитите от кръвта (йод от хранителен произход и повторно използваем йод от метаболитни продукти), около 100 mcg йод на ден влизат в щитовидната жлеза жлеза.

Разписка от стомашно-чревния тракт 50 микрограма йод на ден е прагът, при който дългосрочната способност на щитовидната жлеза да го натрупва (включително повторно използван йод) в количества, когато съдържанието на неорганичен йод в жлезата остава на долната граница на нормата (около 10 mg ) все още се запазва. Под този праг на прием на йод в тялото на ден, ефективността на повишената скорост на усвояване на йод от щитовидната жлеза е недостатъчна, усвояването на йод и съдържанието му в жлезата намаляват. В тези случаи развитието на дисфункция на щитовидната жлеза става по-вероятно.

Едновременно с включването на адаптивните механизми на щитовидната жлеза при йоден дефицит се наблюдава намаляване на екскрецията му от организма с урината. В резултат на това адаптивните екскреторни механизми осигуряват отделянето на йод от тялото на ден в количества, еквивалентни на по-ниския му дневен прием от стомашно-чревния тракт.

Приемът на подпрагови йодни концентрации (по-малко от 50 mcg на ден) води до повишаване на секрецията на TSH и стимулиращия му ефект върху щитовидната жлеза. Това е придружено от ускоряване на йодирането на тирозилните остатъци на тиреоглобулина, увеличаване на съдържанието на монойодтирозини (MIT) и намаляване на дийодтирозините (DIT). Съотношението MIT/DIT се увеличава и в резултат на това синтезът на T 4 намалява и синтезът на T 3 се увеличава. Съотношението на T 3 /T 4 се увеличава в жлезата и кръвта.

При тежък йоден дефицит се наблюдава намаляване на серумните нива на Т4, повишаване на нивата на TSH и нормално или повишено съдържание на Т3. Механизмите на тези промени не са точно изяснени, но най-вероятно това е резултат от увеличаване на скоростта на образуване и секреция на T 3 , увеличаване на съотношението на T 3 T 4 и увеличаване на конверсията на T 4 до Т 3 в периферните тъкани.

Увеличаването на образуването на Т 3 в условия на йоден дефицит е оправдано от гледна точка на постигане на най-големи крайни метаболитни ефекти на TG с най-малкия от техния "йоден" капацитет. Известно е, че ефектът върху метаболизма на T 3 е приблизително 3-8 пъти по-силен от T 4, но тъй като T 3 съдържа само 3 йодни атома в структурата си (а не 4 като T 4), то за синтеза на един Молекула T3 са необходими само 75% от разходите за йод, в сравнение със синтеза на T4.

При много значителен йоден дефицит и намаляване на функцията на щитовидната жлеза на фона на високо ниво на TSH нивата на T 4 и T 3 намаляват. В кръвния серум се появява повече тиреоглобулин, чието ниво корелира с нивото на TSH.

Дефицитът на йод при деца има по-силен ефект, отколкото при възрастни, върху метаболитните процеси в тироцитите на щитовидната жлеза. В районите на живеене с дефицит на йод, дисфункцията на щитовидната жлеза при новородени и деца е много по-честа и по-изразена, отколкото при възрастните.

Когато малък излишък от йод навлезе в човешкото тяло, степента на йодидна организация, синтеза на триглицериди и тяхната секреция се увеличават. Има повишаване на нивото на TSH, леко намаляване на нивото на свободния Т4 в серума, като същевременно се увеличава съдържанието на тиреоглобулин в него. По-продължителният излишен прием на йод може да блокира синтеза на TG чрез инхибиране на активността на ензимите, участващи в биосинтетичните процеси. До края на първия месец се забелязва увеличаване на размера на щитовидната жлеза. При хроничен прекомерен прием на излишък от йод в организма може да се развие хипотиреоидизъм, но ако приемът на йод в организма се е нормализирал, тогава размерът и функцията на щитовидната жлеза може да се върнат към първоначалните си стойности.

Източници на йод, които могат да причинят прекомерен прием на йод, често са йодирана сол, комплексни мултивитаминови препарати, съдържащи минерални добавки, храни и някои йод-съдържащи лекарства.

Щитовидната жлеза има вътрешен регулаторен механизъм, който ви позволява ефективно да се справите с излишния прием на йод. Въпреки че приемът на йод в организма може да варира, концентрацията на TG и TSH в кръвния серум може да остане непроменена.

Вярва се, че максимална сумайод, който, когато се приема в организма, все още не предизвиква промяна в функцията на щитовидната жлеза, е около 500 mcg на ден за възрастни, но има повишаване на нивото на секреция на TSH в отговор на действието на тиротропин-освобождаващия хормон.

Приемът на йод в количества от 1,5-4,5 mg на ден води до значително намаляване на серумните нива, както на общия, така и на свободния T 4 , повишаване на нивото на TSH (нивото на T 3 остава непроменено).

Ефектът от потискане на функцията на щитовидната жлеза от излишък на йод се проявява и при тиреотоксикоза, когато чрез приемане на излишно количество йод (в сравнение с естественото дневна нужда) премахва симптомите на тиреотоксикоза и понижава серумните нива на триглицеридите. Въпреки това, при продължителен прием на излишък от йод в тялото, проявите на тиреотоксикоза се връщат отново. Смята се, че временното намаляване на нивото на TG в кръвта с прекомерен прием на йод се дължи преди всичко на инхибирането на секрецията на хормони.

Приемането на малки излишни количества йод в организма води до пропорционално увеличаване на усвояването му от щитовидната жлеза, до определена насищаща стойност на усвоения йод. Когато се достигне тази стойност, усвояването на йод от жлезата може да намалее, въпреки приема му в тялото в големи количества. При тези условия, под влияние на хипофизата TSH, активността на щитовидната жлеза може да варира в широки граници.

Тъй като нивото на TSH се повишава, когато излишъкът от йод навлезе в тялото, може да се очаква не първоначално потискане, а активиране на функцията на щитовидната жлеза. Установено е обаче, че йодът инхибира повишаването на активността на аденилатциклазата, инхибира синтеза на тиреопероксидаза, инхибира образуването на водороден пероксид в отговор на действието на TSH, въпреки че свързването на TSH с рецептора на тироцитната клетъчна мембрана е не се нарушава.

Вече беше отбелязано, че потискането на функцията на щитовидната жлеза от излишък на йод е временно и функцията скоро се възстановява въпреки продължаващия прием на излишни количества йод в тялото. Настъпва адаптация или бягство на щитовидната жлеза от влиянието на йода. Един от основните механизми на тази адаптация е намаляването на ефективността на усвояването и транспорта на йод в тироцита. Тъй като се смята, че транспортирането на йод през базалната мембрана на тироцитите е свързано с функцията на Na+/K+ ATPase, може да се очаква, че излишъкът от йод може да повлияе на неговите свойства.

Въпреки наличието на механизми за адаптиране на щитовидната жлеза към недостатъчен или прекомерен прием на йод за поддържане на нормална функцияйодният баланс трябва да се поддържа в организма. При нормално ниво на йод в почвата и водата на ден, до 500 μg йод под формата на йодид или йодат, които се превръщат в йодиди в стомаха, могат да попаднат в човешкото тяло с растителна храна и в по-малка степен , с вода. Йодидите се абсорбират бързо от стомашно-чревния тракт и се разпределят в извънклетъчната течност на тялото. Концентрацията на йодид в извънклетъчните пространства остава ниска, тъй като част от йодида бързо се улавя от извънклетъчната течност от щитовидната жлеза, а останалата част се отделя от тялото през нощта. Скоростта на усвояване на йод от щитовидната жлеза е обратно пропорционална на скоростта на екскрецията му от бъбреците. Йодът може да се отделя от слюнчените и други жлези на храносмилателния тракт, но след това се резорбира от червата в кръвта. Около 1-2% от йода се отделя от потните жлези, а при повишено изпотяване делът на йода, екскретиран с йод, може да достигне 10%.

От 500 μg йод, абсорбиран от горната част на червата в кръвта, около 115 μg се улавят от щитовидната жлеза и около 75 μg йод се използва на ден за синтеза на триглицериди, 40 μg се връщат обратно в извънклетъчната течност. Синтезираните Т 4 и Т 3 впоследствие се разрушават в черния дроб и други тъкани, докато освободеният йод в количество от 60 μg навлиза в кръвта и извънклетъчната течност, а около 15 μg йод, конюгиран в черния дроб с глюкурониди или сулфати, се екскретират в жлъчката.

В общия обем кръвта е извънклетъчна течност, която при възрастен човек съставлява около 35% от телесното тегло (или около 25 литра), в която са разтворени около 150 микрограма йод. Йодидът се филтрира свободно в гломерулите и приблизително 70% пасивно се реабсорбира в тубулите. През деня около 485 микрограма йод се отделят от тялото с урината и около 15 микрограма с изпражненията. Средната концентрация на йод в кръвната плазма се поддържа на ниво от около 0,3 μg / l.

С намаляване на приема на йод в организма, количеството му в телесните течности намалява, отделянето с урината намалява, а щитовидната жлеза може да увеличи усвояването му с 80-90%. Щитовидната жлеза е в състояние да съхранява йод под формата на йодтиронини и йодирани тирозини в количества, близки до 100-дневните нужди на организма. Благодарение на тези йод-съхраняващи механизми и отложения йод, синтезът на TG в условия на йоден дефицит в организма може да остане ненарушен до два месеца. По-продължителният йоден дефицит в организма води до намаляване на синтеза на триглицериди въпреки максималното му усвояване от жлезата от кръвта. Увеличаването на приема на йод в организма може да ускори синтеза на триглицериди. Въпреки това, ако дневният прием на йод надвишава 2000 mcg, натрупването на йод в щитовидната жлеза достига ниво, при което усвояването на йод и биосинтезата на хормоните се инхибират. Хроничната йодна интоксикация възниква, когато дневният му прием в организма е повече от 20 пъти над дневната нужда.

Постъпилият в тялото йодид се отделя от него основно с урината, поради което общото му съдържание в обема на дневната урина е най-точният индикатор за приема на йод и може да се използва за оценка на йодния баланс в целия организъм.

Следователно, достатъчен прием на екзогенен йод е необходим за синтеза на триглицериди в количества, адекватни на нуждите на организма. В същото време нормалната реализация на ефектите на TG зависи от ефективността на тяхното свързване с ядрените рецептори на клетките, които включват цинк. Следователно приемът на достатъчно количество от този микроелемент (15 mg/ден) също е важен за проявата на ефектите на TH на ниво клетъчно ядро.

Образуването на активни форми на TH от тироксин в периферните тъкани става под действието на дейодинази, наличието на селен е необходимо за проявата на тяхната активност. Установено е, че приемът на селен в организма на възрастен в количества от 55-70 μg на ден е необходимо условие за образуването на достатъчно количество T v в периферните тъкани.

Нервните механизми за регулиране на функцията на щитовидната жлеза се осъществяват чрез влиянието на невротрансмитерите ATP и PSNS. SNS инервира съдовете на жлезата и жлезистата тъкан със своите постганглионни влакна. Норепинефринът повишава нивото на сАМР в тироцитите, подобрява усвояването им на йод, синтеза и секрецията на хормони на щитовидната жлеза. PSNS влакната са подходящи и за фоликулите и съдовете на щитовидната жлеза. Повишаването на тонуса на PSNS (или въвеждането на ацетилхолин) е придружено от повишаване на нивото на cGMP в тироцитите и намаляване на секрецията на тироидни хормони.

Под контрола на централната нервна система е образуването и секрецията на TRH от малките клетъчни неврони на хипоталамуса и следователно секрецията на TSH и хормони на щитовидната жлеза.

Нивото на тироидните хормони в тъканните клетки, тяхното превръщане в активни форми и метаболити се регулира от система от дейодинази - ензими, чиято активност зависи от наличието на селеноцистеин в клетките и приема на селен. Има три вида дейодинази (D1, D2, DZ), които са различно разпределени в различните тъкани на тялото и определят пътищата за превръщане на тироксина в активен Т3 или неактивен рТ3 и други метаболити.

Ендокринна функция на парафоликуларните К-клетки на щитовидната жлеза

Тези клетки синтезират и секретират хормона калцитонин.

калцитонип (тирокалцитоин)- пептид, състоящ се от 32 аминокиселинни остатъка, съдържанието в кръвта е 5-28 pmol / l, действа върху целевите клетки, като стимулира T-TMS-мембранните рецептори и повишава нивото на cAMP и IGF в тях. Може да се синтезира в тимуса, белите дробове, централната нервна система и други органи. Ролята на екстратиреоидния калцитонин е неизвестна.

Физиологичната роля на калцитонина е регулирането на нивото на калций (Ca 2+) и фосфати (PO 3 4 -) в кръвта. Функцията се изпълнява чрез няколко механизма:

• инхибиране на функционалната активност на остеокластите и потискане на костната резорбция. Това намалява отделянето на Ca 2+ и PO 3 4 - йони от костната тъкан в кръвта;
• намаляване на реабсорбцията на Ca 2+ и PO 3 4 - йони от първичната урина в бъбречните тубули.

Поради тези ефекти повишаването на нивото на калцитонин води до намаляване на съдържанието на Ca 2 и PO 3 4 йони в кръвта.

Регулиране на секрецията на калцитонинизвършва се с пряко участие на Ca 2 в кръвта, чиято концентрация е нормално 2,25-2,75 mmol / l (9-11 mg%). Повишаването на нивото на калций в кръвта (хипскалцизма) предизвиква активна секреция на калцитонин. Намаляването на нивата на калций води до намаляване на секрецията на хормони. Стимулира секрецията на калцитонин катехоламини, глюкагон, гастрин и холецистокинин.

Повишаване на нивото на калцитонин (50-5000 пъти по-високо от нормалното) се наблюдава при една от формите на рак на щитовидната жлеза (медуларен карцином), който се развива от парафоликуларни клетки. В същото време определянето на високо ниво на калцитонин в кръвта е един от маркерите на това заболяване.

Повишаването на нивото на калцитонин в кръвта, както и почти пълната липса на калцитонин след отстраняване на щитовидната жлеза, може да не е придружено от нарушение на калциевия метаболизъм и състоянието на скелетната система. Тези клинични наблюдения предполагат, че физиологичната роля на калцитонина в регулирането на нивата на калций остава слабо разбрана.

За ендокринната система ключът е понятието "хормон". Хормони- междуклетъчни хуморални химични регулатори - секретирани по време вътрешна средатялото (главно в кръвта) от специализирани (ендокринни) клетки и действат върху целеви клетки, съдържащи рецепторни молекули за специфични хормони. Това далечно (чрез кръвния поток) взаимодействие между клетките, произвеждащи хормони, и целевите клетки е известно като ендокринна регулация.Паракринната регулация предполага ефектите на хормоните, които засягат съседните целеви клетки чрез дифузия, докато автокринната регулация засяга директно клетките, секретиращи тези хормони (виж Фиг. 4-7). Има и много други "некласически" жлези, произвеждащи хормони. Това включва ЦНС, бъбреците, стомаха, тънките черва, кожата, сърцето и плацентата. Най-новите изследвания в областта на клетъчната и молекулярната биология непрекъснато разширяват нашето разбиране за ендокринната система, например откритието лептинХормон, произведен от мастните клетки.

Информационни междуклетъчни взаимодействия, осъществявани от хормони се вписват в следната последователност от събития: "сигнал (хормон) - рецептор - (втори пратеник) - физиологичен отговор".Физиологичните концентрации на хормони, които осъществяват хуморална регулация на функциите, се колебаят в рамките на 10 -7 -10 -12 М, т.е. хормоните са ефективни при изключително ниски концентрации.

Разнообразие от хормони и хормонални системи регулират почти всички функции на тялото, включително метаболизъм, репродукция, растеж и развитие, баланс на течности и електролити и поведение. Регулирането на дейността на много ендокринни жлези се осъществява с помощта на механизмите за обратна връзка на хипофизата и хипоталамуса.

Синтезът на определени хормони (адреналин, норепинефрин и др.) не зависи пряко от регулаторното влияние на хипофизната жлеза и се контролира от симпатиковата нервна система.

Химия на хормоните

Според химическата структура хормоните, както и други биологично активни вещества с регулаторен характер (например растежни фактори, интерлевкини, интерферони, хемокини, ангиотензини, Pg и редица други) се разделят на пептидни, стероидни, производни на аминокиселини и арахидонова киселина.

Пептидни хормониса полярни вещества, които не могат директно да проникнат през биологичните мембрани. Следователно, за тяхното отделяне се използва механизмът на екзоцитоза. По същата причина рецепторите на пептидния хормон са вградени в плазмената мембрана на целевата клетка и предаването на сигнала към вътреклетъчните структури се осъществява от втори медиатори.

Стероидни хормони- минералокортикоиди, глюкокортикоиди, андрогени, естрогени, прогестини, калцитриол. Тези съединения - производни на холестерола - са неполярни вещества, така че те свободно проникват през биологичните мембрани. Поради тази причина секрецията на стероидни хормони протича без участието на секреторни везикули. По същата причина рецепторите за неполярни молекули са разположени вътре в целевата клетка. Такива рецептори обикновено се наричат ​​ядрени рецептори.

Производни на аминокиселини- тирозин (йод-съдържащи хормони на щитовидната жлеза, норепинефрин, адреналин и допамин), хистидин (хистамин), триптофан (мелатонин и серотонин).

Производни на арахидоновата киселина(ейкозаноиди или простаноиди). Ейкозаноиди (от гръцки. eikosi- двадесет) се състоят (като арахидонова киселина) от 20 въглеродни атома. Те включват простагландини (Pg), тромбоксани, простациклини, левкотриени, хидроксиейкозотетраеноева (HETE, от английски хидроксиейкозатетраенова) и епоксиейкозотетраенова киселини, както и производни на тези киселини. Всички ейкозаноиди имат висока и многостранна физиологична активност, много от тях функционират само вътре в клетката.

Механизми на действие на хормоните върху целевите клетки

Информационните междуклетъчни взаимодействия, реализирани в ендокринната система, осигуряват следната последователност от събития:

хормон - рецептор на целевата клетка - (втори месинджър) - отговор

целеви клетки

Всеки хормон упражнява регулаторен ефект върху целевата клетка, ако и само ако се свързва като лиганд със своя специфичен рецепторен протеин в целевата клетка.

Циркулация в кръвта. Хормоните циркулират в кръвта свободно или в комбинация с протеини, които ги свързват (Т4, Т3, стероидни хормони, инсулиноподобни растежни фактори, растежен хормон). Свързването с такива протеини значително увеличава полуживота на хормоните. Така Т4 в комплекса циркулира за около 1 седмица, докато полуживотът на свободния Т4 е няколко минути.

Резюме на раздела

Ендокринната система интегрира функциите на органите и системите чрез хормони, които се секретират както от класическите ендокринни жлези, така и от органи и тъкани, чиято основна функция не е ендокринна.

Хормоните могат да изпращат сигнали до клетките, които ги произвеждат (автокринна регулация) или съседни клетки (паракринна регулация), класическите ендокринни жлези освобождават химически сигнали в кръвта, които достигат до далечни тъканни цели.

Целевите клетки разпознават хормони в зависимост от специфични силно свързани рецептори, които могат да бъдат разположени на клетъчната повърхност, вътре в цитоплазмата или върху ядрото на целевата клетка.

Хормоналните сигнали са организирани в йерархична система за обратна връзка, каскади, които усилват ефектите милиони пъти и понякога определят естеството на освободената тайна.

Повечето хормони имат различни ефекти и имат способността, заедно с други хормони, да контролират жизненоважни параметри.

Химически, хормоните могат да бъдат метаболити на отделни аминокиселини, пептиди или холестеролни метаболити и в зависимост от

от тяхната разтворимост да се транспортират в кръвта в свободна форма (амини и пептиди) или във форма, свързана с транспортни протеини (стероидни и тироидни хормони).

ХОРМОНИ И ТЕХНОТО ФИЗИОЛОГИЧНО ЕФЕКТИ

В този раздел, дадени физиологична характеристикаразлични хормони, синтезирани и секретирани от клетките на ендокринната система.

ХИПОТАЛАМО-ХИПОФИЗИЧНА СИСТЕМА

Част от диенцефалона - хипоталамуса - и хипофизната жлеза, простираща се от основата му, анатомично и функционално образуват едно цяло - хипоталамо-хипофизната ендокринна система (виж фиг. 16-2, C, D).

Хипоталамус

В невросекреторните неврони на хипоталамуса се синтезират невропептиди, които навлизат в предния (освобождаващи хормони) и задния (окситоцин и вазопресин) лоб на хипофизната жлеза.

освобождаващи хормони

Освобождаващи хормони на хипоталамуса освобождаващ хормон)- група неврохормони, чиито мишени са ендокринните клетки на предната хипофизна жлеза. От функционална гледна точка освобождаващите хормони се делят на либерини (освобождаващи хормони, които засилват синтеза и секрецията на съответния хормон в ендокринните клетки на предната хипофизна жлеза) и статини (освобождаващи хормони, които инхибират синтеза и секрецията на хормони в целеви клетки). Либерините на хипоталамуса включват соматолиберин, гонадолиберин, тиреолиберин и кортиколиберин, а статините са представени от соматостатин и пролактиностатин.

Соматостатин- мощен регулатор на функциите на ендокринната и нервната система, инхибиращсинтез и секреция на много хормони и секрети.

Соматолиберин.Хипоталамусният соматолиберин стимулира секрецията на растежен хормон в предната хипофизна жлеза.

Гонадолиберин (лулиберин) и пролактиностатин.ген LHRH

кодира аминокиселинните последователности за GnRH и пролактиностатин. Гонадолиберинът е най-важният неврорегулатор на репродуктивната функция; той ли е стимулирасинтез и секреция на FSH и LH в клетки, произвеждащи гонадотропи, и пролактиностатин потискасекреция на пролактин от лактотрофни клетки на предната хипофиза. Лулиберинът е декапептид.

тиреолиберин- трипептид, който се синтезира от много неврони на ЦНС (включително невросекреторни неврони на паравентрикуларното ядро). тиреолиберин стимулирасекреция на пролактин от лактотрофи и тиротропин от тиротрофи на предната хипофизна жлеза.

Кортиколиберинсинтезиран в невросекреторните неврони на паравентрикуларното ядро ​​на хипоталамуса, плацентата, Т-лимфоцитите. В предната хипофизна жлеза кортиколиберинът стимулира синтеза и секрецията на ACTH и други експресионни продукти на проопиомеланокортин.

Меланостатининхибира образуването на меланотропини. Либерини и статини върху аксоните на хипоталамичните неврони

достигат средното издигане, където се секретират в кръвоносните съдове на системата на порталния кръвен поток, след което през порталните вени на хипофизната жлеза тези неврохормони навлизат в предния лоб на хипофизната жлеза и регулират дейността на нейните ендокринни клетки (табл. 18-1, виж Фиг. 16-2, C, D).

Таблица 18-1.Ефекти на хипоталамичните неврохормони върху секрецията на хормона на аденохипофизата

Ролята на допаминаМеждинен продукт от метаболизма на тирозина и предшественик на норепинефрин и адреналин, катехол амин допамин (3-хидрокситирамин), който влиза в клетките на предната хипофизна жлеза през кръвта, инхибира секрецията на FSH, лутропин (LH), TSH и пролактин.

Хормони на задната хипофиза

Нанопептидите вазопресин и окситоцин се синтезират в перикарионите на невросекреторните неврони на паравентрикуларните и супраоптичните ядра на хипоталамуса, транспортирани по аксоните им като част от хипоталамо-хипофизарния път до задния лоб на хипофизната жлеза, където се секретират в кръвта. (виж фиг. 16-2, D). Сигналът за секреция е импулсната активност на същите невросекреторни неврони.

вазопресин(аргинин-вазопресин, антидиуретичен хормон - ADH) има антидиуретик(регулатор на реабсорбцията на вода в тубулите на бъбреците) и вазоконстриктор(вазоконстриктор) ефекти(Тези ефекти на хормона причиняват повишаване на системното кръвно налягане). Основната функция на ADH е регулиране на водния обмен(поддържане на постоянно осмотично налягане на телесните течности), което протича в тясна връзка с обмяната на натрий.

Секреция на ADH стимулиратхиповолемия през барорецепторите на каротидната област, хиперосмоларност през осморецепторите на хипоталамуса, преход във вертикално положение, стрес, тревожност.

Секреция на ADH потискаталкохол, α-адренергични агонисти, глюкокортикоиди.

Окситоцинстимулирасвиването на SMC на миометриума по време на раждане, по време на оргазъм, в менструалната фаза, се секретира, когато зърното и ареолата са раздразнени и стимулирасвиване на миоепителни клетки, които изграждат алвеолите на кърмещата млечна жлеза (рефлекс за отделяне на мляко).

Предна хипофизна жлеза

В предния лоб се синтезират и секретират така наречените тропни хормони и пролактин. Тропичните хормони са хормони, чиито цели са други ендокринни клетки.

Според химическата структура хормоните на аденохипофизата са или пептидни хормони, или гликопротеини.

гликопротеини- тироид-стимулиращ хормон и гонадотропини (лутеинизиращ хормон - LH и фоликулостимулиращ хормон - FSH).

Полипептидни хормони- хормон на растежа, адренокортикотропен хормон (ACTH) и пролактин. Когато генът на проопиомеланокортин се експресира, освен ACTH се синтезират и секретират редица други пептиди: β- и γ-липотропини, меланокортини (α-, β- и γ-меланотропини), β-ендорфин, ACTH-подобен пептид , докато беше установено, че меланотропините изпълняват хормонална функция; функциите на други пептиди не са добре разбрани.

хормони на растежа

Растежният хормон (соматотрофен хормон - хормон на растежа, соматотропин) нормално се синтезира само в ацидофилни клетки (соматотрофи) на предната хипофизна жлеза. Друг хормон на растежа хорион соматомамотрофин(плацентарния лактоген). Ефектите на растежните хормони се медиират от инсулиноподобни растежни фактори – соматомедини. Растежните хормони са анаболи, те стимулират растежа на всички тъкани.

Регулатори на експресията(Таблица 18-2).

Таблица 18-2.Стимулиращ и потискащ ефект върху секрецията на растежен хормон

Ежедневна честота на секреция. STH навлиза в кръвта циклично - "експлозии на секреция", редуващи се с периоди на спиране на секрецията (продължителността на такъв цикъл е

la се измерва в минути). Пикът на секрецията на GH пада на третата и четвъртата фаза на съня.

Свързани с възрастта промени в секрецията на GH.Съдържанието на GH в кръвната плазма е максимално в ранна детска възраст, постепенно намалява с възрастта и възлиза на 6 ng / ml на възраст 5-20 години (с пик на етапа на пубертета), на 20-40 години на възраст 3 ng / ml, след 40 години - 1 ng / ml.

Функции

STG- анаболен хормон,стимулиране на растежа на всички клетки поради повишен прием на аминокиселини в клетките и повишен протеинов синтез. Дългосрочните ефекти на GH върху растежа на костите са най-очевидни. В този случай мишени на растежния хормон са клетките на епифизарната хрущялна плоча на дългите тръбни кости и остеобластите на периоста и ендостеума.

Метаболитни ефекти STH са двуфазни, насочени към поддържане на нивото на глюкозата в кръвта и осигуряване на енергийните разходи на тялото.

Начална фаза(инсулиноподобен ефект). STG се увеличаваусвояването на глюкоза от мускулите и мастната тъкан и усвояването на аминокиселини и синтеза на протеини от мускулите и черния дроб. В същото време STH инхибира липолизата в мастната тъкан. След няколко минути се развива забавена фаза на ефектите на GH.

Забавена фаза (антиинсулиноподобен или диабетогенен ефект). След няколко десетки минути, потисничествоусвояване и използване на глюкоза (кръвната глюкоза се повишава) и печалбалиполиза (увеличава се съдържанието на свободни мастни киселини в кръвта).

Протеинов обмен.STH стимулира доставката на аминокиселини и протеиновия синтез в клетките (анаболен ефект).

Обмяна на мазнини.STH засилва липолизата, а мастните киселини, освободени в същото време, се използват за попълване на енергийните разходи на клетките.

В резултат на това под въздействието на хормона на растежа се променя редът на използване на веществата, необходими за производството на енергия: използват се мазнини, а не въглехидрати или протеини. Тъй като GH има анаболен ефект, той води до наддаване на тегло без натрупване на мазнини.

Циркулация в кръвта.Полуживотът на GH в кръвта е около 25 минути. Приблизително 40% от освободения GH образува комплекс с GH-свързващия протеин, докато полуживотът на GH се увеличава значително.

GH рецепторпринадлежи (заедно с рецепторите за пролактин, редица интерлевкини и еритропоетин) към семейството на цитокиновите рецептори (рецептори, свързани с тирозин киназа). STH също се свързва с пролактиновия рецептор.

Соматомедин С и А(полипептиди от 70 и 67 аминокиселинни остатъци, съответно) медиират ефектите на растежния хормон, действайки като автокринни растежни фактори. И двата соматомедина имат изразена структурна хомология с проинсулина, поради което се наричат ​​още инсулиноподобни растежни фактори. Соматомединните рецептори, подобно на инсулиновия рецептор, са рецепторни тирозин кинази. Соматомедин С, свързващ се с неговите рецептори, стимулирасинтез на хипофизен растежен хормон и хипоталамичен соматостатин и потискасинтез на хипоталамичен соматолиберин.

адренокортикотропен хормон

Адренокортикотропен хормон (ACTH, кортикотропин). Структурата на ACTH е кодирана от гена на проопиомеланокортина.

Ежедневен ритъм.Секрецията на ACTH започва да се увеличава след заспиване и достига пик след събуждане.

Функции. ACTH стимулирасинтез и секреция на хормони на надбъбречната кора (главно глюкокортикоид кортизол).

ACTH рецептори(ACTH се свързва с рецептора на меланокортин тип 2) са мембранно свързани, G-протеин-свързани (активира аденилат циклазата, която с помощта на cAMP в крайна сметка активира множество ензими за синтеза на глюкокортикоиди).

Меланокортини

Меланокортините (меланотропини) контролират пигментацията на кожата и лигавиците. Експресията на ACTH и меланокортините е до голяма степен комбинирана. Меланостатин потискасекреция на меланотропини (вероятно също ACTH). Известни са няколко вида меланокортинови рецептори; ACTH също действа чрез тип 2 от тези рецептори.

Гонадотропни хормони

Тази група включва хипофизата фолитропин(фоликулостимулиращ хормон - FSH) и лутропин(LH, лутеинизиращ хормон), както и хорион гонадотропин(CHT) плацента.

Фоликулостимулиращ хормон(FSH, фолитропин) при жените причинява растежа на фоликулите на яйчниците, при мъжете регулира сперматогенезата (цели на FSH са клетките на Сертоли).

лутеинизиращ хормон(LH, лутропин) стимулира синтеза на тестостерон в клетките на Leydig на тестисите (при мъжете LH понякога се нарича интерстициален клетъчно стимулиращ хормон), синтеза на естрогени и прогестерон в яйчниците, стимулира овулацията и образуването на корпус лутеум в яйчниците.

Хорион гонадотропин(CHT) се синтезира от трофобластните клетки от 10-12-ия ден от развитието. По време на бременност HCG взаимодейства с клетките на жълтото тяло и стимулирасинтез и секреция на прогестерон.

Тиреостимулиращ хормон

Тиреотропният хормон гликопротеинов характер (TSH, тиротропин) стимулира синтеза и секрецията на йод-съдържащи хормони на щитовидната жлеза (T 3 и T 4). Тиротропинът стимулира диференциацията на тироидните епителни клетки (с изключение на т.нар. прозрачни клетки, които синтезират тирокалцитонин) и тяхното функционално състояние (включително синтеза на тиреоглобулин и секрецията на Т3 и Т4).

Пролактин

Пролактинът ускорява развитието на млечната жлеза и стимулира отделянето на мляко. Синтезът на пролактин се осъществява в ацидофилни аденоцити (лактотрофи) на предната хипофизна жлеза. Броят на лактотрофите е най-малко една трета от всички ендокринни клетки на аденохипофизата. По време на бременност обемът на предния лоб се удвоява поради увеличаване на броя на лактотрофите (хиперплазия) и увеличаване на техния размер (хипертрофия). Основната функция на пролактина е да стимулира функцията на млечната жлеза.

Резюме на раздела

Хипоталамо-хипофизната ос е представена от хипоталамуса, предната и задната хипофизна жлеза.

Аргинин-вазопресин и окситоцин се синтезират в хипоталамичните неврони, чиито аксони завършват в задната хипофизна жлеза.

Аргинин вазопресин повишава реабсорбцията на вода от бъбреците в отговор на повишаване на осмоларитета на кръвта или намаляване на кръвния обем.

Окситоцинът стимулира отделянето на мляко от млечната жлеза в отговор на сукане и свиване на мускулите на матката в отговор на разширяване на шийката на матката по време на раждане.

Хормоните ACTH, GH, пролактин, LH, FSH, TSH се синтезират в предната хипофизна жлеза и се освобождават в отговор на хипоталамичните освобождаващи хормони, навлизащи в кръвта на циркулацията на портала на хипофизата.

ЕПИНИЗНО ТЯЛО

Пинеално тяло (корпус пинеале)- малък (5-8 мм) израстък на диенцефалона, свързан чрез дръжка със стената на третата камера (фиг. 18-1). От паренхимните клетки на тази жлеза - пинеалоцитите - се секретират в цереброспиналната течност и кръвта

Ориз. 18-1. Топография и инервация на епифизната жлеза.

воден триптофан - мелатонин.Органът се снабдява с множество постганглионни нервни влакна от горния цервикален симпатичен ганглий. Жлезата участва в осъществяването на циркадните (циркадните) ритми.

циркаден ритъм.Циркадният ритъм е един от биологичните ритми (дневни, месечни, сезонни и годишни ритми), координиран с дневния цикъл на въртенето на Земята, донякъде не съответства на 24 часа. Много физиологични процеси, включително хипоталамичната невросекреция, се подчиняват на циркадния ритъм .

Мелатонин(N-ацетил-5-метокситриптамин) се секретира в цереброспиналната течност и кръвта главно през нощта. Съдържанието на мелатонин в плазмата през нощта е 250 pg / ml при деца на възраст от 1 до 3 години, при юноши - 120 pg / ml и при хора на възраст 50-70 години - 20 pg / ml. В същото време през деня съдържанието на мелатонин е само около 7 pg/ml при хора от всякаква възраст.

Регулиране на експресията на мелатонин възниква, когато норадреналинът взаимодейства с α- и β-адренергичните рецептори на пинеалоцитите: G-протеинът, свързан с рецепторите (активиране на аденилат циклаза), в крайна сметка причинява увеличаване на транскрипцията на арилалкиламин-L^-ацетилтрансфераза ген за мелатонин, основният ензим синтез. Пълната верига от събития - от ретината до пинеалоцитите - е както следва (виж Фиг. 18-1).

♦ Промените в осветяването на ретината през зрителния тракт и допълнителните пътища засягат изстрелването на неврони в супракросното ядро ​​(ростровентралната част на хипоталамуса).

■ Сигнали: от ретината към хипоталамуса не се срещат в пръчици и конуси, а в други клетки (вероятно амакринни) на ретината, съдържащи фотопигменти от криптохромната група.

■ Суперкръстосаното ядро ​​съдържа т.нар ендогенен часовник- генератор на биологични ритми с неизвестна природа (включително циркадни ритми), който контролира продължителността на съня и будността, хранителното поведение, секрецията на хормони и др. Сигнал

генератор - хуморален фактор, секретиран от суперкросното ядро ​​(включително в цереброспиналната течност).

♦ Сигнали: от супракръстното ядро ​​през неврони: паравентрикуларно ядро ​​(n. паравентрикуларис)активират преганглионните симпатикови неврони на страничните колони на гръбначния мозък (columna lateralis).

♦ Симпатиковите преганглионни нервни влакна активират невроните в горния цервикален ганглий на симпатиковия ствол.

♦ Постганглионните симпатикови влакна от горния цервикален ганглий отделят норепинефрин, който взаимодейства с адренорецепторите в пинеалоцитната плазмолема.

Ефекти на мелатонина слабо разбрано, но е известно, че мелатонинът в хипоталамуса и хипофизната жлеза инициира генна транскрипция Период-1(един от гените, свързани с т.нар. ендогенен часовник).

Мелатонинови рецептори- трансмембранни гликопротеини, свързани с G-протеин (активиране на аденилат циклаза), - открити: в хипофизната жлеза, супракръстно ядро ​​(n. suprachiasmaticus)хипоталамуса, в ретината, някои области на централната нервна система и редица други органи.

Щитовидна жлеза

В клетките на щитовидната жлеза се синтезират два химически и функционално различни класа хормони - йодсъдържащи (синтезирани в епителните фоликули на жлезата) и експресионни продукти на калцитониновите гени (синтезирани в т.нар. светли клетки на фоликулите). - С-клетки).

Йод-съдържащи хормонижлезите са производни на тирозина. Тироксин (T 4) и трийодтиронин (T 3) подобряват метаболитните процеси, ускоряват катаболизма на протеини, мазнини и въглехидрати, увеличават сърдечната честота и сърдечния дебит; те са необходими: за нормалното развитие на централната нервна система.

калцитонин(32 аминокиселинен пептид) и катакалцин(21 аминокиселинен пептид). Техните функции са антагонистични спрямо ефектите на PTH - хормона паращитовидна жлеза: калцитонинът намалява [Ca 2 +] в кръвта, стимулира минерализацията

костите, подобрява бъбречната екскреция на Ca 2 +, фосфати и Na + (реабсорбцията им в тубулите на бъбреците намалява).

Пептиди, свързани с гена на калцитонинα и β (37 аминокиселини) се експресират в редица неврони на ЦНС и в периферията (особено във връзка с кръвоносните съдове). Тяхната роля е участие в ноцицепцията, хранителното поведение, както и в регулирането на съдовия тонус. Рецепторите за тези пептиди се намират в централната нервна система, сърцето и плацентата.

Синтезът и секрецията на йод-съдържащи хормони се извършва в епителните фоликули на щитовидната жлеза. Тези фоликули имат различен размер и форма (предимно закръглени), състоят се от стена (образувана от един слой фоликуларни клетки) и кухина на фоликула, съдържаща т. нар. колоид. Функцията на фоликуларните клетки стимулиратиротропин. Фоликуларните клетки могат да имат различна височина (от ниска кубична до цилиндрична), което зависи от интензивността на тяхното функциониране: височината на клетките е пропорционална на интензивността на процесите, извършвани в тях. Между фоликуларните клетки и колоида се осъществява пълен цикъл на синтез и секреция на йод-съдържащи хормони

(фиг. 18-2).

Синтез на йод-съдържащи хормони

Синтезът и секрецията на Т 4 и Т 3 е многоетапен процес, който е под активиращия ефект на TSH.

Абсорбция на йод.Йод под формата на органични и неорганични съединениянавлиза в стомашно-чревния тракт с храна и пия вода. Транспортирането на йод от кръвоносните капиляри към жлезата се осъществява благодарение на фоликуларните клетки, вградени в плазмената мембрана на базалната част, които изграждат молекулите на трансмембранния носител на натриеви и йодни йони (т.нар. йоден капан). От апикалната част на фоликуларните клетки I навлиза в колоида с помощта на анионен транспортер (пендрин).

Дневната нужда на тялото от йод е 150-200 mcg. Дефицитът на йод се развива при недостатъчен прием на йод от храната и водата. Намален синтез

Ориз. 18-2. Етапи на синтез и секреция на йодсъдържащи хормони . В лявата част на фигурата посоката на процесите е показана отдолу нагоре (от лумена на кръвоносните капиляри към фоликуларните клетки и по-нататък в колоида), в дясната част на фигурата - отгоре надолу (от колоида до фоликуларните клетки и по-нататък в лумена на капилярите).

нивата на хормоните на щитовидната жлеза се появяват при прием на йод

намалява под 10 mcg/ден. Съотношението на концентрации I - в желязо и концентрация

I - в кръвния серум е нормално 25:1. Окисление на йод(I - - I +) възниква с помощта на йодид пероксидаза (тироидна пероксидаза) веднага след навлизането в колоида. Същият ензим катализира добавянето на окислен йод към тирозиновите остатъци в молекулите на тиреоглобулина.

Тиреоглобулин.Този гликопротеин, съдържащ 115 тирозинови остатъка, се синтезира във фоликуларните клетки и се секретира в колоида. Това е така нареченият незрял тиреоглобулин.

Тиреоглобулин йодиране

Узряването на тиреоглобулина става в рамките на около 2 дни на апикалната повърхност на фоликуларните клетки чрез йодиране с тиреопероксидаза.

Под действието на тиреопероксидазата окисленият йод реагира с тирозинови остатъци, което води до образуването на монойодтирозини и дийодтирозини. Моно- и дийодтирозините нямат хормонална активност; и двете съединения се освобождават от фоликуларните клетки, но бързо се улавят и дейодират. Две молекули дийодтирозин се кондензират, за да образуват йодтиронин (T 4), а монойодтирозин и дийодтирозин се кондензират, за да образуват йодтиронин (T 3).

Зрелият тиреоглобулин (напълно йодиран) е прохормон на йод-съдържащите хормони, формата на тяхното съхранение в колоида.

Ендоцитоза и разграждане на тиреоглобулин

Ако е необходимо, зрелият тиреоглобулин се прехвърля (интернализира) от колоида към фоликуларните клетки чрез медииран от рецептора Л-ацетилглюкозамин ендоцитоза.

Секреция на Т 3 и Т 4

Аминокиселините, образувани при разграждането на тиреоглобулина, се използват за нови процеси на синтез, а Т 3 и Т 4 от базалната част на фоликуларните клетки влизат в кръвния поток.

Обикновено щитовидната жлеза отделя 80-100 μg T 4 и 5 μg T 3 на ден. Други 22-25 μg T 3 се образуват в резултат на T 4 дейодиране в периферните тъкани, главно в черния дроб.

Регулиране на синтеза на йодтиронин

Синтезът и секрецията на йодтиронини се регулира от хипоталамо-хипофизната система чрез механизъм на обратна връзка (фиг. 18-3).

Ориз. 18-3. Регулаторна връзка между хипоталамуса, аденохипофизата и щитовидната жлеза. Активиращи въздействия - плътна линия, инхибиращи влияния - пунктирана линия. TSH-RG - тиротропин-освобождаващ хормон. Стимулът за повишаване на секрецията на TSH-RG и TSH е намаляването на концентрацията на йодтиронини в кръвта.

тироксин

тироксин (β-[(3,5-дийодо-4-хидроксифенокси)-3,5-дийодофенил]аланин, или 3,5,3",5"-тетрайодтиронин, C 15 H 11 I 4 NO 4 , T 4 mol. маса 776,87) се образува от двойка дийодтирозини. Тироксинът е основният йодсъдържащ хормон, Т4 представлява най-малко 90%

общ йод в кръвта.

Транспортът е в кръвта. В кръвта циркулира не повече от 0,05% Т4

в свободна форма почти целият тироксин е във формата, свързана с плазмените протеини. Основният транспортен протеин е тироксин-свързващият глобулин (свързва 80% Т4), тироксин-свързващият преалбумин, както и албуминът, представляват 20% Т4. Време за циркулацияв кръвта (полуживот) T 4 около 7 дни, с хипертиреоидизъм 3-4 дни, с хипотиреоидизъм - до 10 дни.

Л -формататироксинът е физиологично приблизително два пъти по-активен от рацемичния (DZ-тироксин), D-образнахормонално неактивен.

Дейодиране на външния пръстентироксинът, отчасти срещащ се в щитовидната жлеза, се осъществява главно в черния дроб и причинява образуването на Т 3 .

Обратим трийодтиронин.Дейодирането на вътрешния пръстен на тироксина се случва в щитовидната жлеза, предимно в черния дроб и отчасти в бъбреците. В резултат на това се образува обратен (обратен) T 3 - 3,3 ", 5" -трийодтиронин, rT 3 (от англ. reverse), който има малка физиологична активност след раждането.

Трийодтиронин

Трийодтиронинът се образува от монойодтиронин и дийодтиронин (около 15% от Т3, циркулиращ в кръвта, се синтезира в щитовидната жлеза, останалият трийодтиронин се образува при монодейодиране на външния пръстен на тироксин, което се среща главно в черния дроб). T 3 представлява само 5% от йода, съдържащ се в кръвта, но T 3 е от съществено значение за организма и за осъществяването на ефектите на йод-съдържащите хормони.

Транспортът е в кръвта.Не повече от 0,5% Т 3 циркулира в кръвта в свободна форма, почти целият трийодтиронин е в свързана форма.

Време за циркулацияв кръвта (полуживот) T 3 е около 1,5 дни.

Физиологична активност T 3 е около четири пъти по-висок от този на тироксина, но полуживотът е много по-кратък. Биологичната активност на Т3 и Т4 се дължи на несвързаната фракция.

Катаболизъм на йодтиронини. T 3 и T 4 се конюгират в черния дроб с глюкуронова или сярна киселина и се секретират в жлъчката, абсорбират се в червата, дейодират се в бъбреците и се екскретират с урината.

Рецептори за хормони на щитовидната жлеза

Ядрените рецептори за хормоните на щитовидната жлеза са транскрипционни фактори. Известни са поне три подтипа на тези рецептори: α 1 , α 2 и β. α 1 - и β-подтипове - трансформиращи гени ERBA1и ERBA2съответно.

Функции на йодсъдържащите хормони

Функциите на йодсъдържащите хормони са многобройни. T 3 и T 4 повишават интензивността на метаболитните процеси, ускоряват катаболизма на протеини, мазнини и въглехидрати, увеличават сърдечната честота и сърдечен дебит; те са необходими за нормалното развитие на ЦНС. Изключително разнообразните ефекти на йодсъдържащите хормони върху целевите клетки (те на практика са всички клетки на тялото) се обясняват с увеличаване на синтеза на протеини и консумацията на кислород.

Синтез на протеинисе увеличава в резултат на активирането на транскрипцията в целевите клетки, включително гена на растежния хормон. Йодтиронините се считат за синергисти на растежния хормон. При дефицит на Т 3 клетките на хипофизата губят способността си да синтезират GH.

Консумация на кислороднараства в резултат на повишаване на активността на Na + -, K + -АТФаза.

Черен дроб.Йодтиронините ускоряват гликолизата, синтеза на холестерол и синтеза на жлъчни киселини. В черния дроб и мастната тъкан Т3 повишава чувствителността на клетките към ефектите на адреналина (стимулиране на липолизата в мастната тъкан и мобилизиране на гликоген в черния дроб).

Мускули.Т3 повишава усвояването на глюкозата, стимулира протеиновия синтез и увеличава мускулната маса, повишава чувствителността към действието на адреналина.

Производство на топлина.Йодтиронините участват във формирането на реакцията на тялото към охлаждане чрез увеличаване на производството на топлина, повишаване на чувствителността на симпатиковата нервна система към норепинефрин и стимулиране на секрецията на норепинефрин.

Хипериодотиронинемия.Много високи концентрации на йодтиронини инхибират протеиновия синтез и стимулират катаболните процеси, което води до развитие на отрицателен азотен баланс.

Физиологичните ефекти на хормоните на щитовидната жлеза са дадени в табл. 18-3.

Оценка на функцията на щитовидната жлеза

Ф Радиоимуноанализпозволява директно измерване на съдържанието на T 3 , T 4 , TSH.

Ф Усвояване на хормонисмоли - индиректен метод за определяне на хормон-свързващи протеини.

Ф Индекс на свободен тироксин- оценка на свободен Т 4 .

Ф TSH стимулационен тест с тиролиберинопределя секрецията на тиротропин в кръвта в отговор на интравенозно приложение на тиролиберин.

Ф Тестове за откриване на антитела срещу TSH рецепториидентифицират хетерогенна група от Ig, които се свързват с TSH рецепторите на ендокринните клетки на щитовидната жлеза и променят нейната функционална активност.

Ф Сканиранещитовидната жлеза с помощта на изотопи на технеций (99p1 Ts)ви позволява да идентифицирате области с намалено натрупване на радионуклида (студвъзли), за откриване на ектопични огнища на щитовидната жлеза или дефект в паренхима на органа. 99m Tc се натрупва само в щитовидната жлеза, полуживотът е само 6 часа.

Ф Проучване на поглъщането на радиойодизползвайки йод-123 (123 I) и йод-131 (131 I).

Ф Съдържанието на йод в питейната вода.Йодирането на водата се извършва във водопроводите.

Ф Хранителна сол.В Русия е забранено производството на нейодирана ядлива сол.

Състояние на щитовидната жлезаопределя ендокринната функция на щитовидната жлеза. Еутиреоидизъм- без отклонения. Може да се подозира заболяване на щитовидната жлеза, когато се появят симптоми на ендокринен дефицит. (хипотиреоидизъм),излишните ефекти на хормоните на щитовидната жлеза (хипертиреоидизъм)или с фокално или дифузно увеличение на щитовидната жлеза (гуша).

Краят на масата. 18-3

Калцитонин и Катакалцин

С-клетки (произнасяни като "si-клетки", от Английскикалцитонин - калцитонин) в състава на фоликулите се нарича още парафоликуларен. ген CALC1съдържа нуклеотидни последователности, кодиращи пептидните хормони калцитонин, катакалцин и пептид α, свързани с гена на калцитонин. Регулаторите на метаболизма на Са2+, калцитонин и катакалцин, се синтезират в щитовидната жлеза; α пептидът не се експресира в нормалната щитовидна жлеза.

калцитонин- пептид, съдържащ 32 аминокиселинни остатъка, mol. тегло 3421.

Ф регулатор на експресията- [Ca 2 +] кръвна плазма. Интравенозното приложение на калциев хлорид значително повишава секрецията на калцитонин. β-адренергичните агонисти, допамин, естрогени, гастрин, холецистокинин, глюкагон и секретин също стимулират секрецията на калцитонин.

Ф Функциикалцитонин са разнообразни. Калцитонинът е един от регулаторите на калциевия метаболизъм; функциите на калцитонина са антагонистични спрямо функциите на паратироидния хормон.

♦ Намаляване на съдържанието на Ca 2 + в кръвта(паратиреокринни се увеличаваСъдържание на Ca 2+).

♦ Стимулиране на минерализациятакости (PTH подсилвакостна резорбция).

♦ Повишена бъбречна екскреция на Ca 2 +, фосфати и Na +(реабсорбцията им в тубулите на бъбреците намалява).

♦ Секреция на стомаха и панкреаса.калцитонин намалявакиселинност на стомашния сок и съдържанието на амилаза и трипсин в панкреатичния сок.

♦ Хормонална регулациясъстояния на костната тъкан(виж отдолу).

Ф Калцитонинов рецепторпринадлежи към семейството на секретиновите рецептори, когато калцитонинът се свързва с рецептора в целевите клетки (например остеокласти), съдържанието на cAMP се увеличава. Катакалцин- пептид от 21 аминокиселини

остатък, - изпълнява същите функции като калцитонин.

Резюме на раздела

Основните хормони на щитовидната жлеза са тироксин (Т4) и трийодтиронин (Т3), които включват йод.

Разграждането на тиреоглобулина във фоликуларните клетки освобождава тироидни хормони от щитовидната жлеза.

TSH регулира синтеза и освобождаването на хормони на щитовидната жлеза чрез активиране на аденилат циклаза и генериране на cAMP.

Концентрацията на тироидни хормони в кръвта регулира освобождаването на TSH от предната хипофизна жлеза.

В периферните тъкани ензимът 5'-дейодиназа дейодинира Т 4 във физиологично активния хормон Т 3 .

Хормоните на щитовидната жлеза са най-важните регулатори на развитието на централната нервна система.

Хормоните на щитовидната жлеза стимулират растежа, като регулират освобождаването на хормона на растежа от хипофизната жлеза и имат пряк ефект върху целевите тъкани като костите.

Тиреоидните хормони регулират основния и междинния метаболизъм, като влияят върху синтеза на АТФ в митохондриите и чрез експресията на гени, които контролират метаболитните ензими.

Повишената възбудимост и повишаването на метаболизма, водещо до загуба на тегло, показват излишък на хормони на щитовидната жлеза (хипертиреоидизъм).

Намаляването на основния метаболизъм, което води до наднормено тегло, характеризира дефицит на хормони на щитовидната жлеза (хипотиреоидизъм).

ПАРОТИРОИДНИ ЖЛЕЗИ

Четири малки паращитовидни жлези са разположени на задната повърхност и под капсулата на щитовидната жлеза.

Тъй като паращитовидните жлези са топографски свързани с щитовидната жлеза, съществува риск от отстраняване на паращитовидните жлези по време на хирургичната й резекция. В същото време се развиват хипокалцемия, тетания, конвулсии; възможна смърт.

Функцията на паращитовидните жлези е синтеза и секрецията на Ca 2 + - регулаторния пептиден хормон паратиреокрин (PTH). PTH, заедно с калцитонин на щитовидната жлеза и катакалцин, както и витамин D, регулира метаболизма на калция и фосфата.

Хормони

Паращитовидната жлеза синтезира и секретира паратироидния хормон (PTH) и свързания с PTH протеин в кръвта. Тези хормони кодират различни гени, но физиологичното значение на PTH-свързания протеин е много по-широко.

Паратиреокринни

Паратиреокрин (паратирин, паратхормон, паратироиден хормон, паратироиден хормон, PTH) е полипептид от 84 аминокиселинни остатъка.

PTH експресионни регулатори

F [Ca 2 +] серум - основен регулаторсекреция на PTH. Ca 2 + йони взаимодействат с Ca 2 + рецепторите (Ca 2 + -сензор) на основните клетки на паращитовидните жлези.

♦ хипокалциемия(↓[Ca 2+ ] в кръвта) подсилвасекреция

PTH.

♦ Хиперкалциемия[Ca 2+] в кръвта) намалявасекреция

PTH.

■ Ca 2+-сензор е трансмембранен гликопротеин, който се намира в основните клетки на паращитовидните жлези, както и в епитела на бъбречните тубули. Свързването на Са 2 + с рецептора стимулира фосфолипаза С, което води до освобождаване на ITP и диацилглицерол, последвано от освобождаване на Са 2 + от неговите вътреклетъчни депа. Активира се увеличаване на вътреклетъчния [Ca2+].

протеин киназа C. Краен резултат - потисканесекреция на PTH.

витамин D - спомагателен регулаторекспресия на PTH гена. Рецепторите на витамин D (калцитриол) са ядрени транскрипционни фактори. Свързване на рецепторния комплекс калцитриол-калцитриол с ДНК потискатранскрипция на PTH гена.

Магнезиеви йони.Намалено съдържание на Mg 2 + стимулирасекрецията на PTH, излишъкът от Mg 2 + има инхибиращ ефект върху него.

Секреция на PTH се увеличавапод влияние на активиране β -адренергични рецептори и cAMP.

PTH рецептори- трансмембранни гликопротеини, свързани с G-протеин - се намират в значителни количества в костната тъкан (остеобласти) и кортикалната част на бъбреците (епител на извитите тубули на нефрона). Известни са два типа PTH рецептори: тип I се свързва с PTH и свързания с PTH протеин, тип II се свързва само с PTH. Когато лигандите се свържат с рецептора в целевите клетки, не само се увеличава вътреклетъчното съдържание на cAMP, но също така се активира фосфолипаза С (освобождаване на ITP и диацилглицерол, освобождаване на Ca2+ от неговите вътреклетъчни депа, активиране на Ca2+-зависими протеин кинази).

Функции. PTH поддържа хомеостазата на калций и фосфат. F PTH увеличава количеството на калций в кръвта,засилване на костната резорбция и извличането на калций от костите, както и засилване на тубулната реабсорбция на калций в бъбреците.

F PTH стимулира образуването на калцитриолв бъбреците калцитриолът също така подобрява абсорбцията на калций и фосфат в червата.

F PTH намалява реабсорбцията на фосфати в тубулите на бъбреците и увеличава извличането им от костите.

Минерален метаболизъм и костна тъкан

Костите формират скелета на тялото, защитават и поддържат жизненоважни органи, действат като калциево депо за нуждите на целия организъм. В костта има две клетъчни линии – конструктивни (остеогенни клетки – остеобласти – остеоцити) и деструктивни (многоядрени остеокласти). костни клетки

заобиколен от костен матрикс. Има незрял (неминерализиран) костен матрикс - остеоиден и зрял (калцифициран или калцифициран) костен матрикс.

костен матрикс

Зрелият костен матрикс съставлява 50% от сухата костна маса и се състои от неорганични (50%) и органични (25%) части и

вода (25%).

органична част.Органичните вещества на костния матрикс се синтезират от остеобласти. Макромолекулите на органичната матрица включват колагени (колаген тип I - 90-95% и колаген тип V) и неколагенови протеини (остеонектин, остеокалцин, протеогликани, сиалопротеини, морфогенетични протеини, протеолипиди, фосфопротеини на фосфотана, сулфатни сулфатни керемиди, както и сулфат).

неорганична частсъдържа значително количество от две химичен елемент- калций (35%) и фосфор (50%), образуващи хидроксиапатитни кристали - . Съставът на неорганичната част на костта включва също бикарбонати, цитрати, флуориди, Mg 2 +, K +, Na + соли.

F Хидроксиапатитните кристали се свързват с колагеновите молекули чрез остеонектин. Този лигамент прави костите изключително устойчиви на напрежение и компресия.

F Тялото на възрастен човек съдържа около 1000 g калций. 99% от целия калций е в костите. Около 99% от калция в костите е част от хидроксиапатитните кристали. Само 1% от костния калций е под формата на фосфатни соли, те се обменят лесно между костите и кръвта и играят ролята на буфер („обмен на калций“), когато концентрацията на калций в кръвната плазма се промени.

Минерализация на остеоида

Остеоидът е неминерализиран органичен костен матрикс около остеобластите, които синтезират и секретират неговите компоненти. Впоследствие остеоидът се минерализира поради активността на алкалната фосфатаза. Този ензим хидролизира естерите на фосфорната киселина с образуването на ортофосфат, който взаимодейства с Ca 2 +, което води до образуването на утайка под формата на аморфен калциев фосфат Ca 3 (PO 4) 2 и последващо образуване на хидроксиапатитни кристали от него .

За нормална остеоидна минерализация е особено необходим 1α,25-дихидроксихолекалциферол (активната форма на витамин D 3 - калцитриол). Като улеснява абсорбцията на калций и фосфор в червата, калцитриолът им осигурява необходимата концентрация за започване на процеси на кристализация в костния матрикс. Директно действайки върху остеобластите, калцитриолът повишава активността на алкалната фосфатаза в тези клетки, допринасяйки за минерализацията на костния матрикс.

костни клетки

остеобластиактивно синтезират и секретират вещества от костния матрикс през почти цялата повърхност на клетката, което позволява на остеобласта да се обгради с матрикс от всички страни. Тъй като синтетичната и секреторната активност намаляват, остеобластите се превръщат в остеоцити, вградени в костния матрикс. И остеобластите, и остеоцитите експресират PTH и калцитриол рецептори.

Остеоцити- Зрели неделящи се клетки, разположени в костни кухини или лакуни. Тънките израстъци на остеоцитите са разположени в тубулите, простиращи се в различни посоки от костните кухини (лакунарно-тръбна система). Остеоцитите поддържат структурната цялост на минерализирания матрикс и участват в регулирането на метаболизма на Са 2 + в организма. Тази функция на остеоцитите се контролира от Са 2+ от кръвната плазма и различни хормони. Лакунарна канална системаизпълнен с тъканна течност, чрез която се осъществява обменът на вещества между остеоцитите и кръвта. В тубулите непрекъснато циркулира течност, което подпомага дифузията на метаболитите и обмена между лакуните и периосталните кръвоносни съдове. Концентрацията на Ca 2 + и PO 4 3- в лакунарната тубулна течност надвишава критично нивоза спонтанно утаяване на Ca 2 + соли, което показва наличието на инхибитори на седимента, секретирани от костните клетки, които контролират процеса на минерализация.

остеокласти- големи многоядрени клетки на мононуклеарната фагоцитна система. Предшествениците на остеокластите са моноцитите. Остеокластичната диференциация изисква стимулиращ фактор на колонията на макрофаги (M-CSF) и

калцитриол, а за тяхното активиране - IL-6 и фактор на диференциация на остеокластите, произведен от остеобластите (остеопротегеринов лиганд). Остеокластите са разположени в областта на резорбция (разрушаване) на костта (фиг. 18-4, I). F Гофрирана граница на остеокластите (фиг. 18-4, II) - множество цитоплазмени израстъци, насочени към повърхността на костта. Голямо количество H + и Cl - се отделя през мембраната на израстъци от остеокластите, което създава и поддържа киселинна среда в затвореното пространство на празнината (рН около 4), което е оптимално за разтваряне на калциевите соли на костта матрица. Образуването на Н+ в цитоплазмата на остеокластите се катализира от карбоанхидраза II. Остеокластите съдържат множество лизозоми, чиито ензими (киселинни хидролази, колагенази, катепсин К) разрушават органичната част на костния матрикс.

Хормонална регулация

регулиране на растежа

Синтезът на макромолекулите на костния матрикс се стимулира от калцитриол, PTH, соматомедини, трансформиращ растежен фактор β и полипептидни растежни фактори от костите.

Соматомединистимулират анаболните процеси в скелетните тъкани (синтез на ДНК, РНК, протеин, включително протеогликани), както и сулфатиране на гликозаминогликани. Активността на соматомедините се определя от хормона на растежа (соматотропин).

Витамин Цнеобходими за образуването на колаген. При недостиг на този витамин растежът на костите и зарастването на фрактури се забавят.

Витамин Аподпомага образуването и растежа на костите. Дефицитът на витамини инхибира остеогенезата и растежа на костите. Излишъкът от витамин А причинява свръхрастеж на епифизарните хрущялни плочи и забавя растежа на костта по дължина.

Регулиране на минерализацията

Калцитриолът, необходим за усвояването на Ca 2+ в тънките черва, подпомага процеса на минерализация. Калцитриолът стимулира минерализацията на транскрипционно ниво, засилвайки експресията на остеокалцин. Дефицитът на витамин D води до

Ориз. 18-4. Костен. аз - остеокласти. Цитоплазмените израстъци на гофрираната граница са насочени към повърхността на костния матрикс. Цитоплазмата съдържа множество лизозоми; II - остеокласти и костна резорбция. Когато остеокластът взаимодейства с повърхността на минерализирания костен матрикс, карбоанхидраза II (CA II) катализира образуването на H + и HCO 3 ". H + се изпомпва активно от клетката с помощта на протон H + -, K + -АТФаза, което води до подкисляване на затвореното пространство на празнината.Хидролитичните лизозомни ензими разграждат фрагменти от костния матрикс: A - остеокласти на повърхността на костта, B - част от гофрираната граница, C - част от остеокластична клетъчна мембрана в областта на гофрираната граница.

Ориз. 18-4.Продължение.Ill - трабекули на костната тъкан. Ляво - нормално, дясно - остеопороза; IV - възрастова динамика на костната маса. Дадени са относителни стойности за хидроксиапатит.

разрушаване на костната минерализация, което се наблюдава при рахит при деца и при остеомалация при възрастни. Регулиране на резорбцията

Костна резорбция усилват PTH, интерлевкини-1 и -6, трансформиращ растежен фактор α, Pg. Костна резорбция поддържайод-съдържащи хормони на щитовидната жлеза.

Увеличаването на резорбцията под действието на PTH не е свързано с директен ефект на този хормон върху остеокластите, тъй като тези клетки нямат PTH рецептори. Активиращият ефект на PTH и калцитриол върху остеокластите се медиира чрез остеобласти. PTH и калцитриол стимулират образуването на фактор на диференциация на остеокластите, лиганд на остеопротегерин.

Костна резорбция и активност на остеокластите потискаткалцитонин (чрез рецептори в плазмената мембрана на остеокласти) и γ-интерферон.

Естрогените инхибират производството на макрофагов колониестимулиращ фактор (M-CSF) от ретикуларните клетки в костния мозък, което е необходимо за образуването на остеокласти, което инхибира костната резорбция.

Резюме на раздела

Намаляването на съдържанието на калций в кръвната плазма под нормалното води до появата на спонтанни потенциали на действие в нервните окончания, което води до конвулсивни контракции на скелетните мускули.

Около половината от циркулиращия калций е в свободна или йонизирана форма, около 10% се свързва с малки аниони и около 40% се свързва с плазмените протеини. Повечето отФосфорът циркулира в кръвта като ортофосфати.

Основната част от приемания с храната калций не се абсорбира в стомашно-чревния тракт и се екскретира с изпражненията. Напротив, фосфатите почти напълно се абсорбират в стомашно-чревния тракт и се отделят от тялото с урината.

Намаляването на съдържанието на йонизиран калций в плазмата стимулира секрецията на PTH, полипептиден хормон, секретиран от паращитовидните жлези. PTH играе жизненоважна роля в хомеостазата на калция и фосфора и действа върху костите, бъбреците и червата, за да увеличи концентрациите на калций и да намали концентрациите на плазмените фосфати.

В черния дроб и бъбреците, в резултат на верига от реакции, витамин D се превръща в активния хормон 1,25-дихидрооксиферол. Този хормон стимулира абсорбцията на калций в червата и следователно повишава концентрацията на калций в плазмата.

Калцитонинът е полипептиден хормон, секретиран от щитовидната жлеза и действа като понижава плазмената концентрация на калций.

НАДБЪБРЕЧНИ

Надбъбречните жлези са сдвоени органи, разположени ретроперитонеално в горните полюси на бъбрека на нивото на Th 12 и L 1 . Формално това са две жлези - кораи мозъчна част,- с различен произход (надбъбречната кора се развива от мезодермата, хромафинните клетки на мозъчната част са производни на клетките на нервния гребен). Химическата структура на синтезираните хормони също е различна: клетките на кората на надбъбречната жлеза синтезират стероидни хормони (минералокортикоиди, глюкокортикоиди и андрогенни прекурсори), хромафинните клетки на мозъчната част - катехол амини. В същото време от функционална гледна точка всяка надбъбречна жлеза е част от единна система за бърз отговор на стресова ситуация, която осигурява изпълнението на поведенческата реакция „бягство или атака“. В този контекст са важни следните обстоятелства, които функционално осигуряват връзката между симпатиковата част на нервната система, хромафинните клетки и глюкокортикоидите.

Хуморалният ефектор на отговора „бягство или бий” е адреналинът, освободен в кръвния поток от надбъбречната медула.

Хромафинните клетки образуват синапси с преганглионни симпатикови неврони и се разглеждат като постганглионни клетки с еферентна симпатикова инервация, освобождаващи адреналин в кръвта в отговор на синаптичната секреция на ацетилхолин и свързването му с никотиновите холинергични рецептори.

Кръвта, съдържаща глюкокортикоиди, навлиза в надбъбречната медула от кортикалната част на органа. С други думи, синтезът и секрецията на адреналин от хромафинните клетки са под контрола на глюкокортикоидите.

Надбъбречната кора

Епителни стероидогенни клетки на надбъбречната кора - в зависимост от тяхната функция и морфология - изглеждат различно. Директно под капсулата на органа са клетките на гломерулната зона (заемащи 15% от общия обем на кората), клетките на фасцикуларната зона лежат по-дълбоко (70% от обема на кората), а на границата с медулата - клетките на ретикуларната зона. В различни зони на кората на надбъбречната жлеза се синтезират различни групи стероидни хормони: минералокортикоиди, глюкокортикоиди и андрогенни прекурсори.

Минералокортикоиди(гломерулна зона). Алдостерон- основният минералокортикоид. Неговата работа е да поддържа баланса на електролитите в телесните течности; в бъбреците алдостеронът повишава реабсорбцията на натриеви йони (в резултат на задържането на натрий се повишава съдържанието на вода в тялото и се повишава кръвното налягане), повишава екскрецията на калиеви йони (загубата на калий причинява хипокалиемия), както и реабсорбция на хлор, бикарбонат и отделяне на водородни йони. Синтез на алдостерон стимулиранангиотензин II.

Глюкокортикоиди(лъчева и ретикуларна зони). кортизол- основният глюкокортикоид, той представлява 80% от всички глюкокортикоиди. Останалите 20% са кортизон, кортикостерон, 11-деоксикортизол и 11-деоксикортикостерон. Глюкокортикоидите контролират метаболизма на протеини, въглехидрати и мазнини, потискат имунните реакции, а също така имат противовъзпалителен ефект. Синтез на глюкокортикоиди стимулирантропен хормон на аденохипофизата - ACTH.

Андрогенни предшественици(лъчева и ретикуларна зони). Дехидроепиандростеронът и андростендионът са предшественици на андрогените, техните по-нататъшни трансформации протичат извън надбъбречната жлеза и са разгледани в глава 19. Гонадотропни хормони на хипофизата не влияятвърху секрецията на полови хормони в ретикуларната зона.

Глюкокортикоиди

Основният естествен глюкокортикоид, секретиран от надбъбречните жлези е кортизол(обемът на секреция е от 15 до 20 mg / ден, концентрацията на кортизол в кръвта е около 12 μg / 100 ml). За кортизола, както и за регулиране на неговия синтез и секреция на кортикол-

Беринът и АКТХ се характеризират с изразена дневна периодичност. В нормален ритъмсънната секреция на кортизол се увеличава след заспиване и достига максимум при събуждане. Като лекарство в клинична практикаобикновено се използват синтетични глюкокортикоиди (дексаметазон, преднизолон, метилпреднизон и др.). На практика всички глюкокортикоиди също имат ефектите на минералокортикоидите.

Регулиране на глюкокортикоидната секреция(фиг. 18-5).

Активиращи (низходящи) влияния. Директен активатор на синтеза и секрецията на кортизол е ACTH. ACTH се секретира от клетките на предната хипофизна жлеза под действието на кортиколиберин, който навлиза в кръвта на хипоталамо-хипофизната портална система от хипоталамуса. Стресовите стимули активират цялата низходяща система от влияния, предизвиквайки бързо освобождаване на кортизол. Кортизолът има различни метаболитни ефекти, насочени към премахване на увреждащия характер на стреса.

Възходящо (спирачно) влияние на принципа на отрицателната обратна връзка има кортизол, който потиска секрецията на АКТХ в предната хипофизна жлеза и кортиколиберин в хипоталамуса. В резултат на това концентрацията на кортизол в плазмата намалява в момент, когато тялото не е изложено на стрес.

Метаболизъм

Свързани и свободни форми. Повече от 90% от глюкокортикоидите циркулират в кръвта във връзка с протеини - албумин и кортикоид-свързващ глобулин (транскортин). Около 4% от плазмения кортизол е свободната фракция.

Време за циркулация определя се от силата на свързване с транскортина (полуживот на кортизола - до 2 часа, кортикостерон - по-малко от 1 час).

водоразтворими форми. Модификацията на липофилния кортизол се извършва предимно в черния дроб; образуват се конюгати с глюкуронид и сулфат. Модифицирани глюкокортикоиди - водоразтворими съединенияспособни на екскреция.

Екскреция.Конюгираните форми на глюкокортикоидите се секретират с жлъчката в стомашно-чревния тракт, от които 20% се губят с

Ориз. 18-5. Регулаторни вериги в системата GnRH-ACTH-кортизол. Символите "+" и "-" означават стимулиращи и инхибиращи влияния.

скрап, 80% се абсорбира в червата. От кръвта 70% от глюко-

кортикоидите се екскретират с урината. Функцииглюкокортикоидите са разнообразни - от регулирането на метаболизма до модифицирането на имунологичните и възпалителните реакции.

въглехидратен метаболизъм. Основните събития се развиват между скелетните мускули, депата на телесни мазнини и черния дроб. Основните метаболитни пътища са стимулиране на глюкозата

конеогенеза, синтез на гликоген и намаляване на консумацията на глюкоза от вътрешните органи (с изключение на мозъка). Основният ефект е повишаване на концентрацията на глюкоза в кръвта.

♦ Глюконеогенеза- синтез на глюкоза благодарение на аминокиселини, лактат и мастни киселини, т.е. невъглехидратни субстрати.

■ В скелетните мускули, глюкокортикоиди усилватразграждане на протеини. Получените аминокиселини отиват в черния дроб.

■ В черния дроб, глюкокортикоиди стимулиратсинтез на ключови ензими от метаболизма на аминокиселините - субстрати на глюконеогенезата.

♦ Синтез на гликогензасилва сечрез активиране на гликоген синтетазата. Съхраненият гликоген лесно се превръща в глюкоза чрез гликогенолиза.

липиден метаболизъм.кортизол се увеличавамобилизиране на мастни киселини - източник на субстрати за глюконеогенеза.

♦ Липолизазасилва сев крайниците.

♦ Липогенезазасилва сев други части на тялото (торс и лице).

Протеини и нуклеинови киселини.

♦ Анаболен ефект в черния дроб.

♦ Катаболитен ефект в други органи (особено скелетната мускулатура).

Имунната система. При високи дози глюкокортикоидите действат като имуносупресори(използва се като средство за предотвратяване на отхвърлянето на трансплантирани органи, с тежка псевдопаралитична миастения гравис - Миастения гравис- резултат от появата на автоантитела към никотиновите ацетилхолинови рецептори).

Възпаление.Глюкокортикоидите имат изразен противовъзпалителен ефект.

Синтез на колаген. Глюкокортикоиди за продължителна употреба инхибиратсинтетична активност на фибробласти и остеобласти, което води до изтъняване на кожата и остеопороза.

Скелетни мускули. Дългосрочната употреба на глюкокортикоиди подпомага мускулния катаболизъм, което води до мускулна атрофия и мускулна слабост.

Φ Въздушни пътища.Въвеждането на глюкокортикоиди може да намали отока на лигавицата, който се развива, например, при бронхиална астма.

Φ Физиологичните реакции на органите и системите на тялото, причинени от кортизола, са дадени в табл. 18-4.

Таблица 18-4.Физиологични реакции към кортизола

Алдостерон

Алдостеронът е основният минералокортикоид. Нормалната концентрация на алдостерон в кръвта е около 6 ng на 100 ml, обемът на секрецията е от 150 до 250 mcg/ден. Други надбъбречни стероиди, считани за глюкокортикоиди (кортизол, 11-деоксикортизол, 11-деоксикортикостерон, кортикостерон), също имат минералокортикоидна активност, въпреки че общият им принос към минералокортикоидната активност не е толкова голям в сравнение с алдостерона.

Регулатори на синтеза и секрецията (фиг. 18-6).

Φ Ангиотензин II- компонент на ренин-ангиотензиновата система - основният регулатор на синтеза и секрецията на алдостерон. Този пептид стимулираосвобождаване на алдостерон.

Φ сърдечен натриуретичен фактор(атриопептин) инхибирасинтез на алдостерон.

Φ Na+.Ефектите на хипо- и хипернатриемията се реализират чрез ренин-ангиотензиновата система.

Ориз. 18-6. Поддържане на баланс в телесните течности. Символите "+" и "-" означават стимулиращи и инхибиращи влияния. ACE е ангиотензин-конвертиращ ензим.

Φ K+.Ефектите на калиеви йони не зависят от съдържанието на Na + и ангиотензин II в кръвта.

♦ Хиперкалиемиястимулирасекреция на алдостерон.

♦ хипокалиемиязабавясекреция на алдостерон. Φ простагландини.

♦ E 1и E 2стимулиратсинтез на алдостерон.

♦ F 1aи F2aзабависекреция на минералокортикоиди.

Φ Наранявания и стресови състояниянараствасекреция на алдостерон поради активиращия ефект на ACTH върху надбъбречната кора.

Метаболизъм.Алдостеронът практически не се свързва с плазмените протеини; поради тази причина времето за циркулация в кръвта (полуживот) не надвишава 15 минути. Алдостеронът се отстранява от кръвта от черния дроб, където се превръща в тетрахидроалдостерон-3-глюкуронид, екскретиран от бъбреците.

алдостеронов рецептор- вътреклетъчен (ядрен) полипептид - свързва алдостерона и активира транскрипцията на гени, преди всичко на гените за Na + -, K + -АТФаза и комбинирания трансмембранен носител Na +, K + и Cl - . Алдостероновите рецептори се намират в епителните клетки на бъбречните тубули, слюнчените и потните жлези. Рецептор с висок афинитет в системите инвитросъщо свързва кортизола, но in vivoпрактически няма взаимодействие между кортизола и рецептора, тъй като вътреклетъчната 11β-хидроксистероид дехидрогеназа превръща кортизола в кортизон, който се свързва слабо с минералкортикоидния рецептор. Следователно, глюкокортикоидният кортизол не проявява минералкортикоиден ефект в целевите клетки.

Функцияминералокортикоиди - поддържане на баланса на електролитите в телесните течности - се осъществява поради ефекта върху реабсорбцията на йони в бъбречните тубули (дистални извити тубули и началната част на събирателните канали). Φ Na + .Алдостерон подсилвареабсорбция на натриеви йони.

Като резултат задържане на натрийувеличава съдържанието на вода в тялото и повишава кръвното налягане.

Φ K + .Алдостерон се увеличаваекскреция на калиеви йони. Загуба на калийпричинява хипокалиемия.

Φ Cl-, HCO3-, H+.Алдостерон подсилвареабсорбция на хлор, бикарбонат и бъбречна екскреция на водородни йони.

Хромафинна тъкан

Ендокринната функция на медулата на надбъбречната жлеза се изпълнява от хромафинни клетки, произхождащи от нервния гребен, които също образуват параганглии. Малки клъстери и единични хромафинни клетки също се намират в сърцето, бъбреците и симпатиковите ганглии. Хромафинните клетки се характеризират с това, че съдържат или адреналин (те са по-голямата част) или норепинефринови гранули с електронно плътно съдържание, което с калиев бихромат дава хромафинна реакция. Гранулите съдържат също АТФ и хромогранини.

Катехол амини

Синтез.Катехоламините се синтезират от тирозин по веригата: тирозин (преобразуването на тирозина се катализира от тирозин хидроксилаза) - DOPA (DOPA-декарбоксилаза) - допамин (допамин- β -хидроксилаза) - норепинефрин (фенилетаноламин-N-метилтрансфераза) - адреналин.

Φ DOPA(дихидроксифенилаланин). Тази аминокиселина е изолирана от боб Vicia fabaкато антипаркинсонов агент се използва неговата L-форма - леводопа (X-DOPA,леводопа, 3-хидрокси-L-тирозин, L-дихидроксифенилаланин).

Φ допамин- 4-(2-аминоетил)пирокатехол.

Φ норепинефрин- деметилиран предшественик на адреналин. Ензимът за синтез на норепинефрин (допамин-β-хидроксилаза) се секретира от хромафинните клетки и норадренергичните терминали заедно с норепинефрина.

Φ адреналин- 1-1-(3,4-дихидроксифенил)-2-(метиламино)етанол - само хуморален фактор, не участва в синаптичното предаване.

Секреция.Когато симпатиковата нервна система се активира, хромафинните клетки освобождават катехол амини в кръвта (главно адреналин).Заедно с катехоламините от гранулите се освобождават АТФ и протеини. Адреналин-съдържащите клетки също съдържат опиоидни пептиди (енкефалини) и ги секретират заедно с адреналина.

Метаболизъмадреналин и други биогенни амини възниква под влиянието на катехол-О-метилтрансфераза и моноаминоксидази. В резултат на това се екскретира с урината

метанефрини и ванилилбадемова киселина, съответно. Полуживотът на катехоламините в плазмата е около 2 минути. При здрав мъж в легнало положение кръвното съдържание на норепинефрин е около 1,8 nmol / l, адреналин - 16 nmol / l и допамин - 0,23 nmol / l. Ефекти.Катехоламините имат широк спектър на действие (ефект върху гликогенолизата, липолизата, глюконеогенезата, значителен ефект върху сърдечно-съдовата система). Вазоконстрикцията, параметрите на свиването на сърдечния мускул и други ефекти на катехол амините се реализират чрез α- и β-адренергичните рецептори на повърхността на целевите клетки (SMCs, секреторни клетки, кардиомиоцити). Рецепторикатехол амини - адренергични. Φ Адренорецепторицелевите клетки (включително синаптичните) свързват норепинефрин, адреналин и различни адренергични лекарства (активиращи - агонисти, адреномиметици, блокиращи - антагонисти, адреноблокери). Адренергичните рецептори са разделени на α- и β-подтипове. Сред α- и β-адренергичните рецептори α 1 - (например постсинаптичен в симпатиковия отдел на вегетативната нервна система), α 2 - (например пресинаптичен в симпатиковия отдел на вегетативната нервна система и постсинаптичен в мозъка ), β 1 - (по-специално кардиомиоцити), β 2 - и β 3 -адренергични рецептори. Адренорецепторите са свързани с G-протеин.

♦ Всички подтипове β2-адренергични рецептори активират аденилат циклазата и нараства

♦ α 2 -адренергичните рецептори инхибират аденилатциклазата и намаляватвътреклетъчно съдържание на cAMP.

♦ α 1 -Адренорецепторите активират фосфолипаза С, която повишава (чрез ITP и диацилглицерол) интрацитоплазменото съдържание на Са 2+ йони.

ефекти,медиирани от различни подтипове адренергични рецептори - вижте също глава 15.

♦α 1

■ Гликогенолиза.Печалба.

■ SMC на съдовете и пикочно-половата система.Намаляване.

♦α 2

■ MMC GIT.Релаксация.

■ Липолиза.Потискане.

■ Инсулин, ренин.Потискане на секрецията.

■ Кардиомиоцити.Увеличаване на силата на свиване.

■ Липолиза.Печалба.

■ Инсулин, глюкагон, ренин.Повишена секреция.

■ ММС бронхи, стомашно-чревен тракт, кръвоносни съдове, пикочна система. Релаксация.

■ Черен дроб.Печалбагликогенолиза и глюконеогенеза.

■ Мускули.Печалбагликогенолиза.

■ Липолиза.Печалба.

Спешна функция на симпатоадреналната система

„Спешна функция на симпатоадреналната система“ („реакция на борба“, ситуация „бягство или атака“), както често се наричат ​​различните ефекти от внезапно повишено освобождаване на адреналин в кръвта, е представена в табл. 18-5.

Таблица 18-5.Физиологични промени по време на реакцията "борба".

Резюме на раздела

Надбъбречната жлеза се състои от външна кора, обграждаща вътрешната медула. Кората съдържа три хистологично различни зони(отвън навътре) - гломерулни, снопове и мрежести.

Хормоните, секретирани от кората на надбъбречната жлеза, включват глюкокортикоиди, минералокортикоиден алдостерон и надбъбречни андрогени.

Глюкокортикоидите кортизол и кортикостерон се синтезират във фасцикуларната и ретикуларната зона на кората на надбъбречната жлеза.

Минералкортикоидният алдостерон се синтезира в гломерула на кората на надбъбречната жлеза.

ACTH повишава синтеза на глюкокортикоиди и андрогени в клетките на фасцикуларната и ретикуларната зона, повишавайки вътреклетъчното съдържание на cAMP.

Ангиотензин II и ангиотензин III стимулират синтеза на алдостерон в клетките на гломерулната зона, повишавайки съдържанието на калций в цитозола и активирайки протеин киназа С.

Глюкокортикоидите се свързват с глюкокортикоидните рецептори, разположени в цитозола на целевите клетки. Глюкокортикоид-свързаният рецептор пътува до ядрото и се свързва с елементи, отговорни за глюкокортикоидните отговори в молекулата на ДНК, за да увеличи или намали транскрипцията на специфични гени.

Глюкокортикоидите са необходими на тялото, за да се адаптира към стрес, увреждане и стрес.

Хромафинните клетки на медулата на надбъбречната жлеза синтезират и отделят катехоламини: епинефрин и норепинефрин.

Катехоламините взаимодействат с адренергичните рецептори: α ρ α 2 , β 1 и β 2 , които медиират клетъчните ефекти на хормоните.

Стимули като нараняване, гняв, болка, студ, изтощителна работа и хипогликемия предизвикват импулси в холинергичните преганглионни влакна, които инервират хромафинните клетки, което води до секреция на катехоламини.

Противодействайки на хипогликемията, катехоламините стимулират образуването на глюкоза в черния дроб, освобождаването на млечна киселина от мускулите и липолизата в мастната тъкан.

ПАНКРЕАС

Панкреасът съдържа от половин милион до два милиона малки натрупвания от ендокринни клетки - островчетата на Лангерханс. В островчетата са идентифицирани няколко типа ендокринни клетки, които синтезират и секретират пептидни хормони: инсулин (β-клетки, 70% от всички островни клетки), глюкагон (α-клетки, 15%), соматостатин (δ-клетки), панкреатичен полипептид (PP-клетки, seu F-клетки) и при деца по-млада възраст- Гастрини (G-клетки, seu D клетки).

Инсулин- основният регулатор на енергийния метаболизъм в организма- контролира метаболизма на въглехидратите (стимулиране на гликолизата и потискане на глюконеогенезата), липиди (стимулиране на липогенезата), протеини (стимулиране на протеиновия синтез), а също така стимулира клетъчната пролиферация (митоген). Основните целеви органи на инсулина са черният дроб, скелетните мускули и мастната тъкан.

глюкагон- инсулинов антагонист - стимулира гликогенолизата и липолизата, което води до бързо мобилизиране на енергийни източници (глюкоза и мастни киселини). Генът на глюкагона кодира и структурата на т. нар. ентероглюкагони – глицентин и глюкагоноподобен пептид-1 – стимулатори на инсулиновата секреция.

Соматостатининхибира секрецията на инсулин и глюкагон в островчетата на панкреаса.

Панкреатичен полипептидСъстои се от 36 аминокиселинни остатъка. Той е класифициран като хранителен регулатор (по-специално, този хормон инхибира секрецията на екзокринната част на панкреаса). Секрецията на хормона се стимулира от богати на протеини храни, хипогликемия, гладуване, физическа активност.

Гастрини I и II(идентичните 17-аминокиселинни пептиди се отличават с наличието на сулфатна група в тирозил в позиция 12) стимулират секрецията на солна киселина в стомаха. Стимулатор на секрецията - гастрин-освобождаващ хормон, инхибитор на секрецията - солна киселина. Рецепторът на гастрин/холецистокинин се намира в ЦНС и стомашната лигавица.

Инсулин

Транскрипцията на инсулиновия ген води до образуването на препроинсулинова иРНК, съдържаща последователностите A, C и B, както и

същите непреведени 3"- и 5"-краища. След транслацията се образува проинсулин полипептидна верига, състояща се от последователни домени В, С и А в N-края.В комплекса на Голджи проинсулинът се разцепва от проинсулина на три пептида: А (21 аминокиселини), В (30 аминокиселини) и С (31 аминокиселини). Пептидите А и В, интегрирайки се с помощта на дисулфидни връзки, образуват димер - инсулин. Секреторните гранули съдържат еквимоларни количества хормонално активен инсулин и нехормонално активен С-пептид, както и следи от проинсулин.

секреция на инсулин

Количеството инсулин, секретиран на фона на относително гладуване (например сутрин преди закуска) е около 1 U/h; нараства 5-10 пъти след хранене. Средно през деня здрав възрастен мъж отделя 40 IU (287 mmol) инсулин.

Съдържание на секреторни гранулиβ -клетките навлизат в кръвта в резултат на екзоцитоза, причинена от повишаване на съдържанието на вътреклетъчния Ca 2 +. Точно вътреклетъчен калций(по-точнот) е непосредственият и основен сигнал за секреция на инсулин.Насърчаване на екзоцитозата също се активират[cAMP] протеин киназа А и се активират[диацилглицерол] протеин киназа С, която фосфорилира няколко протеина, участващи в екзоцитозата.Регулатори на инсулиновата секреция Стимулират секреция на инсулин, хипергликемия (повишена плазмена глюкоза), хиперкалиемия, някои аминокиселини, ацетилхолин, глюкагон и някои други хормони, прием на храна и производни на сулфонилурея.

♦ Глюкоза- главен регулатор на инсулиновата секреция

■ При повишено съдържание на глюкоза в кръвната плазма (повече от 5 mM, виж таблици 18-8), молекулите на тази захар, както и молекулите на галактоза, маноза, β-кето киселини са включенивβ -клетки чрез улеснена дифузия през трансмембранния транспортер (вносител) на глюкоза GLUT2.

■ Молекулите на захарта, които влизат в клетката, се подлагат на гликолиза, което води до се увеличаваСъдържание на АТФ.

■ Повишено съдържание на вътреклетъчен АТФ затварячувствителен към АТФ и калиеви канали на плазмената мембрана, което неизбежно води до нейната деполяризация.

■ Деполяризация на плазмената мембрана β - клетки се отваряпотенциално чувствителни калциеви канали на плазмената мембрана, в резултат на което калциевите йони навлизат в клетката от междуклетъчното пространство.

■ Увеличаване на цитозола стимулираекзоцитоза на секреторни гранули, инсулинът на тези гранули е отвън β - клетки.

♦ Хиперкалиемия

■ Повишаване съдържанието на К+ във вътрешната среда на организма блоковекалиеви канали на плазмената мембрана, което води до нейната деполяризация.

■ По-нататъшните събития се развиват, както е описано по-горе (виж точки 4 и 5).

♦ Аминокиселини(особено аргинин, левцин, аланин и лизин) влизат в β -клетки с помощта на трансмембранен носител на аминокиселини и метаболизират трикарбоксилните киселини в митохондриалния цикъл, което води до се увеличаваСъдържание на АТФ. По-нататъшните събития се развиват, както е описано по-горе (вж. параграфи 3-5).

♦ Сулфонилуреиблоккалиеви канали в плазмената мембрана β -клетки, взаимодействащи със сулфонилурейния рецептор като част от K + - и ATP-чувствителните калиеви канали на плазмената мембрана, което води до нейната деполяризация. По-нататъшните събития се развиват, както е описано по-горе (виж параграфи 4 и 5).

♦ ацетилхолин,секретиран от краищата на нервните влакна на десния блуждаещ нерв, взаимодейства с мускариновите холинергични рецептори на плазмената мембрана, свързани с G-протеин. G-протеинът активира фосфолипаза С, което води до разцепване на два втори медиатора, цитозолен ITP и мембранен диацилглицерол, от фосфоинозитол бифосфат на клетъчните мембранни фосфолипиди.

■ ITF, свързващ се с неговите рецептори, стимулираосвобождаването на Ca 2 + от цистерните на гладкия ендоплазмен ретикулум, което води до екзоцитоза на секреторни гранули с инсулин.

■ Диацилглицеролът активира протеин киназа С, което води до фосфорилиране на някои протеини, участващи в екзоцитозата, което води до секреция на инсулин.

♦ Холецистокининвзаимодейства с неговите рецептори (рецептори, свързани с G-протеин). G протеинът активира фосфолипаза С. Настъпват по-нататъшни събития, както е описано по-горе за ацетилхолина.

♦ Гастринсе свързва с рецептора на холецистокинин тип В. По-нататъшни събития настъпват, както е описано по-горе за холецистокинин и ацетилхолин.

♦ Гастрин-освобождаващ хормонсъщо стимулирасекреция на инсулин.

♦ Глюкагоноподобен пептид-1(виж отдолу) - най-мощният стимулантсекреция на инсулин.

Инхибитори на инсулиновата секреция

♦ Адреналин и норепинефрин (чрез α2-адренергичните рецептори и намаляване на съдържанието на сАМР) потискат секрецията на инсулин. Чрез β-адренергичните рецептори (съдържанието на cAMP се увеличава), тези агонисти стимулират секрецията на инсулин, но α-адренергичните рецептори преобладават в островчетата на Лангерханс, в резултат потисничествосекреция на инсулин.

■ Стрес.Инхибиторната роля на адреналина в инсулиновата секреция е особено голяма при развитие на стрес, когато симпатиковата системавъзбуден. Адреналин един -

временно повишава концентрацията на глюкоза и мастни киселини в кръвната плазма. Значението на този двоен ефект е следното: адреналинът предизвиква мощна гликогенолиза в черния дроб, което води до освобождаване на значително количество глюкоза в кръвта в рамките на няколко минути и в същото време има пряк липолитичен ефект върху клетките на мастната тъкан, повишаване на концентрацията на мастни киселини в кръвта. Следователно адреналинът създава възможности за използване на мастни киселини при стрес.

♦ Соматостатини невропептид галанин,свързвайки се с техните рецептори, причиняват намаляване на вътреклетъчното съдържание на cAMP и потискатсекреция на инсулин. Φ Диетае изключително важен както за секрецията на инсулин и съдържанието на глюкоза в кръвната плазма, така и за инсулинозависимия метаболизъм на протеини, мазнини и въглехидрати в целевите органи на инсулина (Таблица 18-6).

Таблица 18-6.Ефектът от гладуването и приема на храна върху съдържанието и ефектите на инсулина

инсулинов метаболизъм. Инсулинът и С-пептидът в кръвта циркулират в свободна форма за 3-5 минути. Повече от половината от инсулина се разцепва в черния дроб веднага, когато влезе в този орган през порталните вени. С-пептидът не се разрушава в черния дроб, а се екскретира през бъбреците. Поради тези причини надеждна лаборатория

Индикаторът за секреция на инсулин не е самият хормон (инсулин), а С-пептидът.

Физиологични ефекти на инсулина

целеви органи на инсулин.Основните мишени на инсулина са черният дроб, скелетните мускули и клетките на мастната тъкан. Тъй като инсулинът е основният регулатор на метаболизма на молекулите - източници на енергиен метаболизъм в организма - именно в тези органи се проявяват основните физиологични ефекти на инсулина върху метаболизма на протеини, мазнини и въглехидрати.

Функцииинсулина са разнообразни (регулиране на обмяната на енергийни източници - въглехидрати, липиди и протеини). В целевите клетки, инсулин стимулиратрансмембранен транспорт на глюкоза и аминокиселини, синтез на протеини, гликоген и триглицериди, гликолиза и клетъчен растеж и пролиферация, но потискапротеолиза, липолиза и окисление на мазнините (вижте повече по-долу).

Скоростта на проявление на ефектите на инсулина.Физиологичните ефекти на инсулина според скоростта на тяхното възникване след взаимодействието на хормона с неговите рецептори се разделят на бързи (развиващи се в рамките на секунди), бавни (минути) и забавени (Таблица 18-7).

Таблица 18-7.Продължителност на инсулиновите ефекти

Ефект на инсулина върху въглехидратния метаболизъм

Черен дроб.Инсулинът има следните ефекти върху хепатоцитите: Φ глюкозата постоянно навлиза в чернодробните клетки чрез трансмембранен носител GLUT2;инсулин мобилизира допълнителен трансмембранен транспортер GLUT4,допринася за вграждането му в плазмената мембрана на хепатоцитите;

Φ от навлизане в хепато-

глюкозни клетки, повишавайки транскрипцията на глюкокина-

PS и активираща гликоген синтаза; Φ предотвратява разграждането на гликогена,инхибиране на активността на гли-

когенфосфорилаза и глюкозо-6-фосфатаза; Φ активиране на глу-

кокиназа, фосфофруктокиназа и пируват киназа; Φ активира метаболизма на глюкозата чрез хексоза монофосфат-

шунт;

Φ ускорява окисляването на пирувата,чрез активиране на пируват дехидрогеназа;

Φ инхибира глюконеогенезата,инхибиране на активността на фосфоенолпируват карбоксикиназа, фруктозо-1,6-бифосфатаза и глюкозо-6-фосфатаза.

Скелетни мускули.В скелетните мускули инсулин:

Φ през

насърчава синтеза на гликогенот навлизане в хепато-

глюкозни клетки чрез увеличаване на транскрипцията на хексокиназния ген

и активиране на гликоген синтаза; Φ стимулира гликолизата и въглехидратното окисление,активиране на шестнадесетичния

сокиназа, фосфофруктокиназа и пируват киназа;

Мастна тъкан.Инсулинът влияе върху метаболизма на адипоцитите по следните начини:

Φ активира навлизането на глюкоза в саркоплазматапрез

трансмембранен транспортер GLUT4, допринасящ за неговата

вграждане в плазмената мембрана; Φ стимулира гликолизата,това, което насърчава образованието

α-глицерофосфат, който се използва за изграждане на триглицериди; Φ ускорява окисляването на пирувата,чрез активиране на пируват дехидро-

геназа и ацетил-КоА карбоксилаза, което благоприятства

синтез на свободни мастни киселини.

ЦНС.Инсулинът практически няма ефект нито върху транспортирането на глюкоза в нервните клетки, нито върху техния метаболизъм. Невроните на мозъка се различават от клетките на други органи по това, че използват предимно глюкоза като основен източник на енергия, а не мастни киселини. Освен това нервните клетки не са в състояние да синтезират глюкоза. Ето защо непрекъснатото доставяне на глюкоза в мозъка е толкова важно за функционирането и оцеляването на невроните.

Други органи.Подобно на ЦНС, много органи (като бъбреците и червата) не са чувствителни към инсулин.

Глюкозна хомеостаза

Съдържанието на глюкоза във вътрешната среда на тялото трябва да бъде в строго ограничени граници. Така че на празен стомах концентрацията на глюкоза в кръвната плазма варира от 60-90 mg% (нормогликемия), нараства до 100-140 mg% (хипергликемия) в рамките на един час след хранене и обикновено се връща към нормалното в рамките на 2 часа . Има ситуации, когато концентрацията на глюкоза в кръвната плазма намалява до 60 mg% и под (хипогликемия). Необходимостта от поддържане на постоянна концентрация на глюкоза в кръвта е продиктувана от факта, че мозъкът, ретината и някои други органи и клетки използват основно глюкоза като източник на енергия. Така че в интервалите между храненията основната част от глюкозата във вътрешната среда на тялото се използва за мозъчния метаболизъм.

Глюкозната хомеостаза се поддържа чрез следните механизми. Φ Черният дроб заглушава колебанията в концентрацията на глюкоза.Така,

когато кръвната захар се повиши до високи концентрации след хранене и секрецията на инсулин се увеличава, повече от 60% от глюкозата, абсорбирана от червата, се отлага в черния дроб под формата на гликоген. В следващите часове, когато концентрацията на глюкоза и секрецията на инсулин намаляват, черният дроб освобождава глюкоза в кръвта.

Φ Инсулинът и глюкагонът реципрочно регулират нормалните нива на кръвната захар.Повишените нива на глюкоза в сравнение с нормата чрез механизма за обратна връзка действат върху β-клетките на островчетата на Лангерханс и причиняват повишена секреция на инсулин, което води до

концентрацията на глюкоза до нормална. По-ниско от нормалното съдържание на глюкоза инхибира образуването на инсулин, но стимулира секрецията на глюкагон, което връща съдържанието на глюкоза към нормалното.

Φ Хипогликемията има пряк ефект върху хипоталамуса,който възбужда симпатиковата нервна система. В резултат на това адреналинът се секретира от надбъбречните жлези и увеличава отделянето на глюкоза от черния дроб.

Φ Продължителната хипогликемия стимулира освобождаването на растежен хормон и кортизол,които намаляват скоростта на усвояване на глюкозата от повечето клетки в тялото, което води до връщане на нивата на кръвната захар към нормалните нива.

След хранене монозахариди, абсорбирани в червата: триглицеридите и аминокиселините през системата на порталната вена влизат в черния дроб, където различни монозахариди се превръщат в глюкоза. Глюкозата се съхранява в черния дроб като гликоген (синтезът на гликоген също се извършва в мускулите) и само малка част от глюкозата се окислява в черния дроб. Глюкозата, която не се използва от хепатоцитите, попада в общата циркулационна система и навлиза в различни органи, където се окислява до вода и CO 2 и осигурява енергийните нужди на тези органи. Φ Инкретини.Когато химусът навлезе в червата от ендокринните клетки на стената му, във вътрешната среда на тялото се освобождават така наречените инкретини: стомашен инхибиторен пептид, ентероглюкагон (глицентин) и глюкагоноподобен пептид 1, които усилват индуцираната от глюкоза инсулинова секреция. Φ Абсорбция на глюкозаот чревния лумен, Na+-зависими ко-транспортери на натриеви и глюкозни йони се вграждат в апикалната плазмена мембрана на ентероцитите, което изисква (за разлика от носителите на глюкоза GLUT) енергийни разходи. Напротив, освобождаването на глюкоза от ентероцитите във вътрешната среда на тялото, което се осъществява чрез плазмолемата на базалната им част, се осъществява чрез улеснена дифузия. Φ Екскреция на глюкоза през бъбреците

♦ Филтриранеглюкозни молекули от лумена на кръвоносните капиляри на бъбречните телца в кухината на капсулата на Боуман-

Shumlyansky се извършва пропорционално на концентрацията на глюкоза в кръвната плазма.

♦ Реабсорбция.Обикновено цялата глюкоза се реабсорбира в първата половина на проксималния извит тубул със скорост 1,8 mmol/min (320 mg/min). Реабсорбцията на глюкоза се осъществява (както и нейната абсорбция в червата) чрез комбинирания транспорт на натриеви и глюкозни йони.

♦ Секреция.Глюкозата при здрави хора не се секретира в лумена на нефронните тубули.

♦ глюкозурия.Глюкозата се появява в урината, когато съдържанието й в кръвната плазма надвишава 10 mM.

Между хранениятаГлюкозата навлиза в кръвта от черния дроб, където се образува поради гликогенолиза (разграждане на гликоген до глюкоза) и глюконеогенеза (образуване на глюкоза от аминокиселини, лактат, глицерол и пируват). Поради ниската активност на глюкозо-6-фосфатазата, глюкозата не влиза в кръвта от мускулите.

Φ В покойсъдържанието на глюкоза в кръвната плазма е 4,5-5,6 mM, а общото съдържание на глюкоза (изчисления за възрастен здрав мъж) в 15 литра междуклетъчна течност е 60 mmol (10,8 g), което приблизително съответства на почасовата консумация на това захар. Трябва да се помни, че нито в централната нервна система, нито в еритроцитите глюкозата не се синтезира и съхранява под формата на гликоген и в същото време е изключително важен източник на енергия.

Φ Гликогенолизата, глюконеогенезата и липолизата преобладават между храненията. Дори при кратко гладуване (24-48 часа) се развива обратимо състояние, близко до захарен диабет - гладен диабет.В същото време невроните започват да използват кетонни тела като източник на енергия.

По време на физическа активностконсумацията на глюкоза се увеличава няколко пъти. В същото време се повишава гликогенолизата, липолизата и глюконеогенезата, регулирани от инсулин, както и функционалните инсулинови антагонисти (глюкагон, катехоламини, растежен хормон, кортизол).

Φ глюкагон.Вижте по-долу за ефектите на глюкагон. Φ Катехоламини.Физическа активност през хипоталамичните центрове (хипоталамичен глюкостат) активира

симпатоадренална система. В резултат на това освобождаването на инсулин от β-клетките намалява, секрецията на глюкагон от α-клетките се увеличава, навлизането на глюкоза в кръвта от черния дроб се увеличава и липолизата се увеличава. Катехоламините също потенцират увеличаването на консумацията на кислород в митохондриите, причинено от Т 3 и Т 4 . Φ Благодаря хормон на растежасъдържанието на глюкоза в кръвната плазма се увеличава, тъй като гликогенолизата в черния дроб се увеличава, чувствителността на мускулите и мастните клетки към инсулин намалява (в резултат на това усвояването им на глюкоза намалява), както и освобождаването на глюкагон от α-клетките стимулиран.

Φ Глюкокортикоидистимулиратгликогенолиза и глюконеогенеза, но инхибират транспорта на глюкоза от кръвта към различни клетки.

Глюкостат.Регулирането на глюкозата, съдържаща се във вътрешната среда на тялото, има за цел да поддържа хомеостазата на тази захар в нормални стойности (концепцията за глюкостат) и се осъществява на различни нива. Механизмите, които позволяват поддържане на глюкозната хомеостаза на ниво панкреас и инсулинови таргетни органи (периферен глюкостат), са разгледани по-горе. Смята се, че централната регулация на глюкозата (централен глюкостат) се осъществява от инсулин-чувствителни нервни клетки на хипоталамуса, които допълнително изпращат сигнали за активиране към симпатоадреналната система, както и към синтезирането на кортиколиберинови и соматолиберинови неврони на хипоталамуса. Тъй като съдържанието на глюкоза във вътрешната среда на тялото се отклонява от нормалните стойности, както се съди по съдържанието на глюкоза в кръвната плазма, се развива хипергликемия или хипогликемия.

Φ хипогликемия- намаляване на кръвната захар под 3,33 mmol / l. Хипогликемия може да се появи при здрави хора след няколко дни на гладуване. Клинично хипогликемията се проявява, когато нивото на глюкозата падне под 2,4-3,0 mmol / l. Ключът към диагнозата на хипогликемията е триадата на Уипъл: невропсихични прояви по време на гладуване, кръвна захар под 2,78 mmol / l, облекчаване на атака чрез перорално или интравенозно приложение на

разтвор на декстроза (40-60 ml 40% разтвор на глюкоза). Крайната проява на хипогликемията е хипогликемичната кома. Φ Хипергликемия.Масовият прием на глюкоза във вътрешната среда на тялото причинява повишаване на съдържанието й в кръвта - хипергликемия (съдържанието на глюкоза в кръвната плазма надвишава 6,7 mM). хипергликемия стимулирасекреция на инсулин от β-клетките и потискасекреция на глюкагон от α-клетките на островчетата на Лангерханс. И двата хормона блокират образуването на глюкоза в черния дроб по време на гликогенолиза и глюконеогенеза. Хипергликемията, поради факта, че глюкозата е осмотично активно вещество, може да причини дехидратация на клетките, развитие на осмотична диуреза със загуба на електролити. Хипергликемията може да причини увреждане на много тъкани, особено на кръвоносните съдове. Хипергликемията е характерен симптом за захарен диабет.

Ефект на инсулина върху метаболизма на мазнините

Черен дроб.Инсулин в хепатоцитите:

Φ насърчавасинтез на мастни киселини от глюкоза чрез активиране на ацетил-КоА карбоксилаза и синтаза на мастни киселини. Мастните киселини, добавяйки α-глицерофосфат, се превръщат в триглицериди;

Φ потискаокисление на мастни киселини поради повишено превръщане на ацетил-КоА в малонил-КоА. Malonyl-CoA инхибира активността на карнитин ацилтрансфераза (пренася мастните киселини от цитоплазмата до митохондриите за тяхното β-окисление и превръщане в кето киселини. С други думи, инсулинът има антикетогенен ефект.

Мастна тъкан.В липоцитите инсулинът насърчава превръщането на свободните мастни киселини в триглицериди и отлагането им като мазнини. Този ефект на инсулина се осъществява по няколко начина. инсулин:

Φ повишава окисляването на пируват,активиране на пируват дехидрогеназа и ацетил-КоА карбоксилаза, което благоприятства синтеза на свободни мастни киселини;

Φ се увеличаватранспорт на глюкоза в липоцити, чиято последваща трансформация допринася за появата на α-глицерофосфат;

Φ насърчава синтеза на триглицеридиот α-глицерофосфат и свободни мастни киселини;

Φ предотвратява разграждането на триглицеридитевърху глицерол и свободни мастни киселини, инхибирайки активността на хормон-чувствителната триглицеридна липаза;

Φ активира синтеза на липопротеин липаза,транспортиран до ендотелните клетки, където този ензим разцепва триглицеридите на хиломикроните и липопротеините с много ниска плътност.

Ефекти на инсулина върху протеиновия метаболизъм и растежа на тялото

Инсулинът в черния дроб, скелетните мускули и други целеви органи и целеви клетки стимулира синтеза на протеини и инхибира неговия катаболизъм. С други думи, инсулин- силен анаболен хормон.Анаболният ефект на инсулина се реализира по няколко начина. инсулин:

стимулираусвояване на аминокиселини от клетките;

подсилвагенна транскрипция и транслация на иРНК;

потискаразграждането на протеините (особено на мускулите) и инхибира тяхното освобождаване в кръвта;

намаляваскорост на глюконеогенеза от аминокиселини. Анаболните ефекти на инсулина и растежния хормон са синергични

нас. Това не на последно място се определя от факта, че ефектите на растежния хормон се осъществяват чрез инсулиноподобния растежен фактор - соматомедин С.

Глюкагон и глюкагоноподобни пептиди

Генът на глюкагон съдържа последователности, кодиращи структурата на няколко физиологично свързани хормона с глюкагонови ефекти. Транскрипцията произвежда препроглюкагонова иРНК, но тази иРНК се разцепва по различен начин (диференциално сплайсинг) в α-клетките на островчетата на Лангерханс и ендокринните L-клетки на лигавицата на горната част на тънките черва, причинявайки образуването на различни проглюкагонови иРНК.

Φ глицентинСъстои се от 69 аминокиселинни остатъка, стимулира секрецията на инсулин и стомашен сок, а също така участва в регулирането на стомашно-чревния мотилитет. Глицентин се намира и в нервните клетки на хипоталамуса и мозъчния ствол.

Φ Глюкагоноподобен пептид-1(аминокиселинни последователности 7-37) е най-мощният стимулатор на индуцираната от глюкоза инсулинова секреция (затова по-специално тестът за глюкозен толеранс се извършва орално, а не интравенозно). Този пептид инхибира стомашната секреция и се счита за физиологичен медиатор на ситост. Пептидът също се синтезира в неврони на паравентрикуларното ядро ​​на хипоталамуса и неврони на централното ядро амигдала. И двете групи нервни клетки участват пряко в регулирането на хранителното поведение.

Φ Глюкагоноподобен пептид-2стимулира пролиферацията на клетките на чревната крипта и абсорбцията в тънките черва.

секреция на глюкагон

Вътреклетъчните събития, които задействат секрецията на глюкагон от α-клетките, следват същите механизми като инсулиновата секреция от β-клетките (вижте Регулатори на инсулиновата секреция по-горе), но същите извънклетъчни сигнали, които задействат секрецията на глюкагон, често се появяват (но не винаги!) водят до противоположни резултати.

Стимулирайтесекреция на аминокиселината глюкагон (особено аргинин и аланин), хипогликемия, инсулин, гастрин, холецистокинин, кортизол, упражнения, гладуване,β -адренергични стимуланти, прием на храна (особено богата на протеини).

потискатсекреция на глюкагон глюкоза, инсулин, соматостатин, секретин, свободни мастни киселини, кетонни тела,α -адренергични стимуланти.

Полуживотът на глюкагона в кръвта е около 5 минути.

Физиологични ефекти на глюкагон

Основната цел на глюкагона е черният дроб (хепатоцитите), в по-малка степен - адипоцитите и набраздената мускулна тъкан (включително кардиомиоцитите). Рецепторът за глюкагон се намира в плазмалемата на целевите клетки, той се свързва само с глюкагон и чрез G-протеина активирааденилат циклаза. Мутациите в гена на глюкагоновия рецептор причиняват инсулинонезависим захарен диабет. Глюкагонът се счита за инсулинов антагонист, този хормон стимулира гликогенолизата и липолизата, което

води до бързо мобилизиране на енергийни източници (глюкоза и мастни киселини). В същото време глюкагонът има кетогенен ефект, т.е. стимулира образуването на кетонни тела.

Глюкагонът повишава нивата на глюкозата(допринася за хипергликемия) в кръвната плазма.Този ефект се реализира по няколко начина.

Φ Стимулиране на гликогенолизата.Глюкагонът, чрез активиране на гликоген фосфорилазата и инхибиране на гликоген синтазата в хепатоцитите, предизвиква бързо и изразено разграждане на гликогена и освобождаването на глюкоза в кръвта.

Φ Потискане на гликолизата.Глюкагонът инхибира ключовите ензими на гликолизата (фосфофруктокиназа, пируват киназа) в черния дроб, което води до повишаване на съдържанието на глюкоза-6-фосфат в хепатоцитите, неговото дефосфорилиране и освобождаване на глюкоза в кръвта.

Φ Стимулиране на глюконеогенезата.Глюкагонът засилва транспорта на аминокиселини от кръвта към хепатоцитите и в същото време активира основните ензими на глюконеогенезата (пируват карбоксилаза, фруктозо-1,6-дифосфатаза), което допринася за повишаване на съдържанието на глюкоза в клетъчната цитоплазма и навлизането му в кръвта.

Глюкагонът насърчава образуването на кетонни тела,стимулиране на окисляването на мастните киселини: тъй като активността на ацетил-КоА карбоксилазата е инхибирана, съдържанието на инхибитора на карнитин ацилтрансфераза, малонил-КоА, намалява, което причинява повишен поток на мастни киселини от цитоплазмата към митохондриите, където се появяват β -окисляване и превръщане в кето киселини. С други думи, за разлика от инсулина, глюкагонът има кетогенен ефект.

Резюме на раздела

Разпределението на алфа, бета, делта и F клетките във всяко от островчетата на Лангерханс има определен модел, което показва, че е възможна паракринна регулация на секрецията.

Плазмената глюкоза е основният физиологичен регулатор на секрецията на инсулин и глюкагон. В този процес участват също аминокиселини, мастни киселини и някои стомашно-чревни хормони.

Инсулинът има анаболен ефект върху въглехидратния, мастния и протеиновия метаболизъм в тъканите, които са обект на неговото действие.

Ефекти на глюкагон върху въглехидратите, мазнините и протеинов метаболизъмПроявява се предимно в черния дроб и има катаболен характер.

тестисите

В тестисите се синтезират стероидни андрогени и α-инхибин. Тяхното физиологично значение е разгледано в глава 19, тук са кратки характеристики на хормоните.

Стероидни андрогенипроизвежда се от интерстициални клетки на Leydig (тестостерон и дихидротестостерон) и клетки на ретикуларната зона на кората на надбъбречната жлеза (дехидроепиандростерон и андростендион, които имат слаба андрогенна активност).

Φ Тестостероне основният циркулиращ андроген. В ембриогенезата андрогените контролират развитието на плода по мъжки модел. По време на пубертета те стимулират формирането на мъжки характеристики. С настъпването на пубертета тестостеронът е необходим за поддържане на сперматогенезата, вторичните полови белези, секреторната активност на простатната жлеза и семенните везикули.

Φ Дихидротестостерон. 5α-редуктазата катализира превръщането на тестостерон в дихидротестостерон в клетките на Leidig, простатата, семенните мехурчета.

α -Инхибин.Този гликопротеинов хормон се синтезира в клетките на Сертоли на извитите семенни тубули и блокира синтеза на хипофизен FSH.

ЯЙЧНИЧНИ

В яйчниците се синтезират стероидни женски полови хормони, гликопротеинови хормони инхибин и пептидни релаксини. Тяхното физиологично значение е разгледано в глава 19, тук са кратки характеристики на хормоните.

женски полови хормониестрогените (естрадиол, естрон, естриол) и прогестините (прогестерон) са стероиди.

Φ Естрогенипо време на пубертета стимулират формирането на женски характеристики. При жени в детеродна възраст естрогените активират пролиферацията на фоликуларните клетки, а в ендометриума контролират пролиферативната фаза на менструалния цикъл.

♦ естрадиол(17β-естрадиол, Е 2) - 17β-естра-1,3,5(10)-триен-3,17-диол - образува се от тестостерон чрез неговата ароматизация, има изразена естрогенна активност. Образуването на ароматни С18-естрогени от С19-андрогени катализира ароматаза,наричан още естроген синтаза. Синтезът на този ензим в яйчника се индуцира от FSH.

♦ Естрон(Е 1) - 3-хидроксиестра-1,3,5(10)-триен-17-он - метаболит на 17β-естрадиол, образуван от ароматизация на андростендион, има ниска естрогенна активност, екскретира се в урината на бременни жени.

♦ естриол- 16α,17β-естри-1,3,5(10)-триен-3,16,17-триол - образуван от естрон. Този слаб естроген се екскретира с урината на бременни жени и присъства в значителни количества в плацентата.

♦ естрогенен рецепторсе отнася до ядрени рецептори, полипептид от 595 аминокиселинни остатъци, има изразена хомология с протоонкогена v-erbA.

Φ Прогестеронсе отнася до прогестини, той се синтезира от клетките на жълтото тяло на яйчника в лутеалния стадий на яйчниково-менструалния цикъл, както и от хорионните клетки по време на бременност. Прогестеронът в ендометриума контролира секреторната фаза на менструалния цикъл и значително повишава прага на възбудимост на миометриалния SMC. Стимулирайтесинтез на прогестерон LH и HCG. Прогестиновият рецептор е ядрен транскрипционен фактор; поради генни дефекти в рецептора, няма промени в ендометриума, характерни за секреторната фаза на менструалния цикъл. Релаксини- пептидните хормони от семейството на инсулина, синтезирани от клетките на жълтото тяло и цитотрофобласта, по време на бременност имат релаксиращ ефект върху SMC на миометриума, а преди раждането спомагат за омекотяване на срамната симфиза и шийката на матката.

Инхибините, синтезирани в яйчника, инхибират синтеза и секрецията на хипоталамичния гонадолиберин и хипофизата

FSH.

ПЛАЦЕНТАТА

Плацентата синтезира много хормони и други биологично активни веществакоито са важни за нормалното протичане на бременността и развитието на плода.

Пептидни хормони (включително невропептиди и освобождаващи хормони): човешки хорион гонадотропин (CTG), хормон на растежа на плацентата, хорионни соматомамотропини 1 и 2 (плацентарни лактогени), тиротропин (TSH), тиролиберин (TSH-RG), кортиколиберин (ACTH-liberin), гонадо соматолиберин, соматостатин, субстанция P, невротензин, невропептид Y, ACTH-свързан пептид, гликоделин А (инсулиноподобен протеин, свързващ растежен фактор), инхибини.

Стероидни хормони: прогестерон, естрон, естрадиол, естриол.

БЪБРЕЦИ

Различните бъбречни клетки синтезират значително количество вещества, които имат хормонален ефект.

Ренинне е хормон, този ензим (протеаза, чийто субстрат е ангиотензиноген) е началната връзка в системата ренин-ангиотензиноген-ангиотензин (ренинангиотензиновата система), най-важният регулатор на системното кръвно налягане. Ренинът се синтезира в модифицирани (епителиоидни) SMC стени на аферентните артериоли на бъбречните телца, които са част от перигломерулния комплекс, и се секретира в кръвта. Регулатори на синтеза и секрецията на ренин: 1) симпатикова инервация, медиирана от β-адренергични рецептори (стимулиране на секрецията на ренин); 2) ангиотензини (по принципа на отрицателната обратна връзка); 3) рецептори на плътното петно ​​като част от перигломерулния комплекс (регистриране на съдържанието на NaCl в дисталните тубули на нефрона); 4) барорецептори в стената на аферентната артериола на бъбречните телца.

Калцитриол(1α, 25-дихидроксихолекалциферол) - активната форма на витамин D 3 - се синтезира в митохондриите на проксималните извити тубули, насърчава абсорбцията

калций и фосфат в червата, стимулира остеобластите (ускорява минерализацията на костите). Образуването на калцитриол се стимулира от ПТХ и хипофосфатемия (нисък кръвен фосфат), инхибира се от хиперфосфатемия (висок фосфат в кръвта).

Еритропоетин- съдържащ протеин на сиалова киселина - синтезиран от интерстициални клетки, стимулира еритропоезата в етапа на образуване на проеритробласти. Основният стимул за производството на еритропоетин е хипоксията (намаляване на рО2 в тъканите, включително в зависимост от броя на циркулиращите еритроцити).

Вазодилататори- вещества, които отпускат SMC стените на кръвоносните съдове, като разширяват лумена им и по този начин намаляват кръвното налягане. По-специално, брадикинин и някои простагландини (Pg) се синтезират в интерстициалните клетки на бъбречната медула.

Φ Брадикинин- нонапептид, образуван от декапептида калидин (лизил-брадикинин, кининоген, брадикининоген), който от своя страна се отцепва от α 2 -глобулин под действието на пептидази - каликреини (кининогенини).

Φ Простагландин Е 2отпуска SMC на кръвоносните съдове на бъбреците, като по този начин намалява вазоконстриктивните ефекти на симпатиковата стимулация и ангиотензин II.

СЪРЦЕ

Натриуретични фактори (предсърден фактор - атриопептин) се синтезира от кардиомиоцитите на дясното предсърдие и някои неврони на ЦНС. Мишените на натриуретичните пептиди са клетките на бъбречните телца, събирателните канали на бъбреците, гломерулната зона на кората на надбъбречната жлеза и SMC на съдовете. Функциите на натриуретичните фактори са да контролират обема на извънклетъчната течност и електролитната хомеостаза (инхибиране на синтеза и секрецията на алдостерон, ренин, вазопресин). Тези пептиди имат силен съдоразширяващ ефект и намаляват кръвното налягане.

СТОМАХ И ЧРЕВА

Стената на тръбните органи на стомашно-чревния тракт съдържа огромен брой различни ендокринни клетки (ентероендокринни

клетки, които отделят хормони. Заедно с клетките на собствената нервна система на стомашно-чревния тракт (чревна нервна система), които произвеждат различни невропептиди, ентероендокринната система регулира много функции на храносмилателната система (обсъдено в Глава 21). Тук например ще назовем пептидните хормони гастрин, секретин и холецистокинин.

Гастринстимулира секрецията на HCl от париеталните клетки на стомашната лигавица.

секретинстимулира отделянето на бикарбонат и вода от секреторните клетки на жлезите на дванадесетопръстника и панкреаса.

Холецистокининстимулира контракциите на жлъчния мехур и освобождаването на ензими от панкреаса.

РАЗЛИЧНИ ТЕЛА

клетки различни телапроизвеждат много регулаторни химикали, които не са формално свързани с хормоните и ендокринната система (например Pg, интерферони, интерлевкини, растежни фактори, хематопоетини, хемокини и др.).

Ейкозаноидиповлияват контрактилитета на SMCs на кръвоносните съдове и бронхите, променят прага на чувствителност към болка и участват в регулирането на много функции на тялото (поддържане на хемостазата, регулиране на тонуса на SMCs, секреция на стомашен сок, поддържане на имунен статус и др.). Например в белите дробове PgD 2 и левкотриен С 4 са мощни контрактилни агонисти на SMC дихателните пътища, като ефектите им са съответно 30 и 1000 пъти по-силни от ефектите на хистамин. В същото време PgE 2 е вазодилататор, а левкотриените D 4 и E 4 са вазоконстриктори, те също повишават пропускливостта на стената на кръвоносните съдове.

Φ Pg при физиологични стойности на рН прониква слабо през биологичните мембрани. Трансмембранният им транспорт се осъществява от специални транспортни протеини, вградени в клетъчните мембрани.

Φ Pg рецепторите са вградени в плазмената мембрана на целевите клетки и са свързани с G-протеини.

хистамин- мощен стимулатор на секрецията на солна киселина в стомаха, най-важният медиатор на непосредствена алергия

реакции и възпаления, предизвиква свиване на SMC дихателните пътища и бронхоконстрикция, но в същото време е вазодилататор за малките съдове.

интерферони- гликопротеини с антивирусна активност; разпределете най-малко четири вида интерферони (α, β, γ, ω).

интерлевкини(най-малко 31) - цитокини, които действат като фактори на растеж и диференциация на лимфоцити и други клетки.

растежни фактористимулират растежа и диференциацията, а понякога и трансформацията (злокачествеността) на различни клетки. Известни са няколко десетки растежни фактори: епидермални, фибробласти, хепатоцити, нерви и др.

хемокини(няколко десетки) - малки секреторни протеини, основно регулиращи движението на левкоцитите. Примери за имена на хемокини: фракталкин, лимфотактин, моноцитен хемотаксисен фактор, IL-18, евтактин и много други.

колонии стимулиращи фактори- протеинови фактори, необходими за оцеляването, пролиферацията и диференциацията на хематопоетичните клетки. Те са кръстени на клетките, които стимулират: гранулоцитен колониестимулиращ фактор (G-CSF), гранулоцитен и макрофагов колониестимулиращ фактор (GM-CSF), макрофагов колониестимулиращ фактор (M-CSF) и много клетъчен тип колониистимулиращ фактор (IL -3) . Тези фактори се произвеждат от макрофаги, Т-лимфоцити, ендотел, фибробласти.

Лептинът, хормон, произвеждан в адипоцитите, действа върху хипоталамуса, за да намали приема на храна и да увеличи разхода на енергия.

Адипонектинът е хормон, произвеждан по същия начин като лептина в адипоцитите, но действа като антагонист на лептина.