Файл: Нервная и гуморальная регуляция как единая система регуляции обмена веществ. Гормоны первичные посредники в передаче информации.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 08.11.2023
Просмотров: 69
Скачиваний: 4
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
местностях, где вводе и почве отмечается недостаток йода. Это так называемый эндемический зоб. Щитовидная железа при этом заболевании увеличена (зоб, возрастает количество фолликулов, однако из-за недостатка йода гормонов разуется мало, что приводит к соответствующим нарушениям в организме, проявляющимся в виде гипотиреоза.
11.Гормоны паращитовидных желез. Химическая природа. Биологическая роль. Изменения метаболизма при гипо- и гиперпаратиреозе Химическая природа - пептиды гормон функция гипер гипо
Паратгормон
1). усиливает функцию остеокластов, - деминерализация кости и повышению содержания кальция в плазме крови
2). В почках усиливает реабсорбцию кальция.
3). стимулирует синтез кальцитриола деминерализация костной ткани и остеопороз. Склонность к камнеобразованию в почках, возникновение язв Уменьшение количества кальция в крови
- повышенная возбудимость нервной системы и возникновение – тетании – приступов тонических судорог. Гормон паращитовидной железы
Паратгормон — вырабатывается скоплениями секреторных клеток в паренхиме железы. Необходим для поддержания концентрации ионов кальция в крови на физиологическом уровне. Снижение уровня ионизированного кальция в крови активирует секрецию паратгормона, который повышает высвобождение кальция из кости за счёт активации остеокластов. Уровень кальция в крови повышается, но кости теряют жёсткость и легко деформируются. Гормон паращитовидной железы приводит к эффектам, противоположным по действию тирокальцитонина, секретируемого С-клетками щитовидной железы. Регуляция деятельности паращитовидных желез осуществляется по принципу обратной связи, регулирующим фактором является уровень, кальция в крови, регулирующим гормоном — паратгормон. Основным стимулом к выбросу в кровоток паратгормона служит снижение концентрации кальция в крови норма 2,25—2,75 ммоль/л, или 9—11 мг мл. Основная функция паратгомона заключается в поддержании постоянного уровня ионизированного кальция в крови и эту функцию он выполняет, влияя на кости, почки, и посредством витамина D — на кишечник. Как известно, в организме человека содержится около 1 кг кальция, 99% которого локализуется в костях в форме гидроксиапатита. Около
1% кальция организма содержится в мягких тканях и во внеклеточном пространстве, где он принимает участие во всех биохимических процессах. Действие паратгормона на кости. Кость, как известно, состоит из белкового каркаса — матрикса и минералов. Постоянный обмен веществ и структура костной ткани обеспечиваются согласованным действием остеобластов и остеокластов. Остеокласты — клетки, которые участвуют в процессах резорбции, то есть рассасывания костной ткани
11.Гормоны паращитовидных желез. Химическая природа. Биологическая роль. Изменения метаболизма при гипо- и гиперпаратиреозе Химическая природа - пептиды гормон функция гипер гипо
Паратгормон
1). усиливает функцию остеокластов, - деминерализация кости и повышению содержания кальция в плазме крови
2). В почках усиливает реабсорбцию кальция.
3). стимулирует синтез кальцитриола деминерализация костной ткани и остеопороз. Склонность к камнеобразованию в почках, возникновение язв Уменьшение количества кальция в крови
- повышенная возбудимость нервной системы и возникновение – тетании – приступов тонических судорог. Гормон паращитовидной железы
Паратгормон — вырабатывается скоплениями секреторных клеток в паренхиме железы. Необходим для поддержания концентрации ионов кальция в крови на физиологическом уровне. Снижение уровня ионизированного кальция в крови активирует секрецию паратгормона, который повышает высвобождение кальция из кости за счёт активации остеокластов. Уровень кальция в крови повышается, но кости теряют жёсткость и легко деформируются. Гормон паращитовидной железы приводит к эффектам, противоположным по действию тирокальцитонина, секретируемого С-клетками щитовидной железы. Регуляция деятельности паращитовидных желез осуществляется по принципу обратной связи, регулирующим фактором является уровень, кальция в крови, регулирующим гормоном — паратгормон. Основным стимулом к выбросу в кровоток паратгормона служит снижение концентрации кальция в крови норма 2,25—2,75 ммоль/л, или 9—11 мг мл. Основная функция паратгомона заключается в поддержании постоянного уровня ионизированного кальция в крови и эту функцию он выполняет, влияя на кости, почки, и посредством витамина D — на кишечник. Как известно, в организме человека содержится около 1 кг кальция, 99% которого локализуется в костях в форме гидроксиапатита. Около
1% кальция организма содержится в мягких тканях и во внеклеточном пространстве, где он принимает участие во всех биохимических процессах. Действие паратгормона на кости. Кость, как известно, состоит из белкового каркаса — матрикса и минералов. Постоянный обмен веществ и структура костной ткани обеспечиваются согласованным действием остеобластов и остеокластов. Остеокласты — клетки, которые участвуют в процессах резорбции, то есть рассасывания костной ткани
действуют только на минерализованную кость и не изменяют матрикс кости. Остеобласты
— клетки, участвующие в новообразовании костной ткани и процессах ее минерализации. Действие паратгормона на кость характеризуется двумя фазами. В период ранней фазы происходит увеличение метаболической активности остеокластов, это проявляется в виде выхода кальция из костей и восстановления его уровня во внеклеточной жидкости. В период поздней фазы происходит синтез белка и наблюдаются процессы образования новых клеток, а также повышается синтез лизосомальных и других ферментов, участвующих в процессах резорбции кости. Гиперкальциемия, вызванная паратгормоном, является результатом проявления обеих фаз. Механизм действия паратгормона на костную ткань осуществляется через цАМФ, активирование цАМФзависимых протеинкиназ, фосфолипазы С, диацилглицерина, инозитолтрифосфата и ионов Са. Паратгормон связывается с рецепторами, расположенными на мембранах остеокластов и остеобластов, ив клетках отмечается повышение цАМФ. При длительной гиперсекреции паратгормона наблюдается не только деминерализация костной ткани, но и деструкция матрикса. Это сопровождается повышением гидроксипролина в плазме крови и экскреции его с мочой. Действие паратгормона на почки. Паратгормон угнетает реабсорбцию фосфатов, ив некоторой степени натрия и бикарбонатов в проксимальных канальцах почек. Это ведет к фосфатурии и гипофосфатемии. Также увеличивается реабсорбция кальция в дистальных отделах канальцев, то есть уменьшает выделение кальция наружу. Однако при длительной гиперсекреции паратгормона развивается такая значительная гиперкальциемия, которая, несмотря на повышение реабсорбции кальция, приводит к гиперкальцийурии. Рецепторы к паратгормону выявлены в клубочке, в проксимальных и дистальных канальцах, а также восходящей части петли Генле. На молекулярном уровне паратгормон основное действие на почки осуществляет через образование цАМФ. Однако, помимо цАМФ, вторичными мессенджерами паратгормона в почках являются диацилглицерин, ионы кальция и инозитолтрифосфат. Под влиянием паратгормона в почках стимулируется образование активного метаболита витамина D — 1,25диоксихолекальциферола, который способствует увеличению всасывания кальция из кишечника, посредством активизации специфического кальцийсвязывающего белка. То, действие паратгормона на всасывание кальция из кишечника может быть непрямым, а косвенным. После взаимодействия витамина D с рецепторами клеток слизистой оболочки тонкого кишечника происходит экспрессия гена, ответственного за синтез кальцийсвязывающего белка, получившего название кальбиндина. Кальбиндины представлены в большом количестве в проксимальном отделе кишечника ив почках. Считается, что эти белки ответственны за транспорт кальция через мембрану клеток кишечника и почек соответственно.
Паратгормон уменьшает отложение кальция в хрусталике (при нехватке этого гормона возникает катаракта, оказывает косвенное влияние на все кальцийзависимые ферменты и катализируемые ими реакции, в том числе на реакции, формирующие свертывающую систему крови.
Метаболизируется паратгормон в основном в печении почках, его экскреция через почки не превышает 1 % от введенного в организм гормона. Время биологической полужизни паратгормона составляет 8—20 мин. Расстройства, связанные с паращитовидными железами Одним из серьёзнейших заболеваний паращитовидных желёз считается гиперактивность одного или более участков паращитовидных желёз, вызывающее выделение слишком большого количества паратгормона в кровь, что может привести к серьёзному дисбалансу
— клетки, участвующие в новообразовании костной ткани и процессах ее минерализации. Действие паратгормона на кость характеризуется двумя фазами. В период ранней фазы происходит увеличение метаболической активности остеокластов, это проявляется в виде выхода кальция из костей и восстановления его уровня во внеклеточной жидкости. В период поздней фазы происходит синтез белка и наблюдаются процессы образования новых клеток, а также повышается синтез лизосомальных и других ферментов, участвующих в процессах резорбции кости. Гиперкальциемия, вызванная паратгормоном, является результатом проявления обеих фаз. Механизм действия паратгормона на костную ткань осуществляется через цАМФ, активирование цАМФзависимых протеинкиназ, фосфолипазы С, диацилглицерина, инозитолтрифосфата и ионов Са. Паратгормон связывается с рецепторами, расположенными на мембранах остеокластов и остеобластов, ив клетках отмечается повышение цАМФ. При длительной гиперсекреции паратгормона наблюдается не только деминерализация костной ткани, но и деструкция матрикса. Это сопровождается повышением гидроксипролина в плазме крови и экскреции его с мочой. Действие паратгормона на почки. Паратгормон угнетает реабсорбцию фосфатов, ив некоторой степени натрия и бикарбонатов в проксимальных канальцах почек. Это ведет к фосфатурии и гипофосфатемии. Также увеличивается реабсорбция кальция в дистальных отделах канальцев, то есть уменьшает выделение кальция наружу. Однако при длительной гиперсекреции паратгормона развивается такая значительная гиперкальциемия, которая, несмотря на повышение реабсорбции кальция, приводит к гиперкальцийурии. Рецепторы к паратгормону выявлены в клубочке, в проксимальных и дистальных канальцах, а также восходящей части петли Генле. На молекулярном уровне паратгормон основное действие на почки осуществляет через образование цАМФ. Однако, помимо цАМФ, вторичными мессенджерами паратгормона в почках являются диацилглицерин, ионы кальция и инозитолтрифосфат. Под влиянием паратгормона в почках стимулируется образование активного метаболита витамина D — 1,25диоксихолекальциферола, который способствует увеличению всасывания кальция из кишечника, посредством активизации специфического кальцийсвязывающего белка. То, действие паратгормона на всасывание кальция из кишечника может быть непрямым, а косвенным. После взаимодействия витамина D с рецепторами клеток слизистой оболочки тонкого кишечника происходит экспрессия гена, ответственного за синтез кальцийсвязывающего белка, получившего название кальбиндина. Кальбиндины представлены в большом количестве в проксимальном отделе кишечника ив почках. Считается, что эти белки ответственны за транспорт кальция через мембрану клеток кишечника и почек соответственно.
Паратгормон уменьшает отложение кальция в хрусталике (при нехватке этого гормона возникает катаракта, оказывает косвенное влияние на все кальцийзависимые ферменты и катализируемые ими реакции, в том числе на реакции, формирующие свертывающую систему крови.
Метаболизируется паратгормон в основном в печении почках, его экскреция через почки не превышает 1 % от введенного в организм гормона. Время биологической полужизни паратгормона составляет 8—20 мин. Расстройства, связанные с паращитовидными железами Одним из серьёзнейших заболеваний паращитовидных желёз считается гиперактивность одного или более участков паращитовидных желёз, вызывающее выделение слишком большого количества паратгормона в кровь, что может привести к серьёзному дисбалансу
кальция в организме. Такое нарушение называется гиперпаратиреоз (впервые описан в
1925), его последствиями могут стать гиперкальциемия и паратиреоидная остеодистрофия (болезнь Реклингхаузена). В качестве лечения гиперпаратиреоза может применяться хирургическая операция по удалению неисправного участка паращитовидной железы. Однако известны случаи, когда при хирургическом удалении щитовидной железы случайно удалялись все паращитовидные железы. Это приводило к скорой смерти, которая следовала за периодом мышечных судорог, что связано с ролью паратиреоидного гормона в обмене кальция.
1925), его последствиями могут стать гиперкальциемия и паратиреоидная остеодистрофия (болезнь Реклингхаузена). В качестве лечения гиперпаратиреоза может применяться хирургическая операция по удалению неисправного участка паращитовидной железы. Однако известны случаи, когда при хирургическом удалении щитовидной железы случайно удалялись все паращитовидные железы. Это приводило к скорой смерти, которая следовала за периодом мышечных судорог, что связано с ролью паратиреоидного гормона в обмене кальция.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
12. Строение, биосинтез и механизм действия кальцитриола (витамина D3). Причины и проявления рахита.
Кальцитриол синтезируется из холестерола. Действие направлено на повышение кальция в крови Механизм действия кальцитриола. Кальцитриол оказывает воздействие на тонкий кишечник, почки и кости. Кальцитриол связывается с внутриклеточным рецептором клетки-мишени. Образуется комплекс гормон-рецептор, который взаимодействует с хроматином и индуцирует транскрипцию структурных генов, в результате чего синтезируются белки, опосредующие действие кальцитриола. Рахит -заболевание детского возраста, связанное с недостаточной минерализацией костной ткани. Нарушение минерализации кости - следствие дефицита кальция. Рахит может быть обусловлен следующими причинами недостатком витамина D 3 в пищевом рационе, нарушением всасывания витамина D 3 в тонком кишечнике, снижением синтеза. При рахите поражаются
кости черепа грудная клетка вместе с грудиной выступает вперёд; деформируются кости и суставы руки ног увеличивается и выпячивается живот задерживается моторное развитие. Рахит — это болезнь быстpоpастущих маленьких детей, связанная с нарушением обмена веществ и недостатком витамина D, и затрагивающая в пеpвую очеpедь костную и неpвную системы. Рахит был известен ещё в древние времена. Во втором веке до нашей эры Соран Эффесский и Гален описывали рахитические изменения костной системы. Примерно к XV-XVI векам рахит был довольно распространенным заболеванием среди маленьких детей, особенно из крупных (по тем временам) городов Европы. Неслучайно многие известные голландские, фламандские, немецкие и датские художники того времени нередко изображали в своих творениях детей с типичными признаками рахита (нависающие надбровные дуги, сглаженный затылок, распластанный живот, искривленные конечности и т.д.). И даже сейчас рахит — довольно распространенное заболевание. Им болеют от 20 до 60 процентов российских детей. Особенно это касается живущих в северных районах и крупных загазованных городах — сельские дети и южане болеют меньше. Причины Витамин D (кальциферол) в отличие от других витаминов не только поступает в организм с пищей, но и образуется в коже под действием солнечных лучей и искусственного УФ облучения. Витамин D регулирует обмен кальция и фосфора и необходим для нормального образования костей. Он повышает всасывание этих минеральных веществ пищи из кишечника, способствует их усвоению организмом и отложению в костях. Соответственно, выделяют следующие основные пpичины возникновения pахита: недостаточное пpебывание подсолнечными лучами (недостаток ультрафиолета) — поэтому риск развития рахита увеличивается зимой недостаточное поступление витамина D с пищей и дефицит минеpальных веществ в pационе питания. Коме того, рахит может возникать вследствие лечения пpотивосудоpожными пpепаpатами; наpушенного всасывания витамина D в кишечнике пи некотоpых заболеваниях и др. Как проявляется Нехватка витамина D, или авитаминозу детей проявляется в виде рахита, у пожилых – в виде остеопороза и остеомаляции. Особенно широко распространена недостаточность витамина D среди детей раннего возраста. Начальные симптомы рахита у них связаны с поражением нервной системы нарушения сна (поверхностный или прерывистый сон повышенная плаксивость раздражительность повышенная потливость и затылочное облысение. Потливость может быть настолько сильной, что во сне вокpуг головы pебенка обpазуется влажное пятно (так называемый симптом мокpой подушки. Сам по себе липкий пот вызывает pаздpажение кожи, а пpоцесс потения — беспокойство малыша. Отсюда и «вытиpание» волос в области затылка пи частых повоpотах головы в кpоватке.
Практически постоянным спутником рахита является мышечная гипотония — дряблость мышц, которую нередко отмечают родители ребенка. Кроме того, может возникать так называемый лягушачий живот, то есть pаспластанность живота. У детей, страдающих рахитом, отмечается задержка закрытия родничка и позднее прорезывание молочных зубов. Хаpактеpно их пpоpезывание в непpавильном поpядке. В дальнейшем, зубы pахитичных детей неpедко поpажает каpиес или же pазвивается гипоплазия (pазмягчение и pазpушение) зубной эмали. При дальнейшем развитии заболевания в процесс вовлекается костная ткань, в частности, гpудная клетка, кости чеpепа, конечностей и позвоночника. Типичные костные деформации при рахите
Х-обpазные, или О-обpазные ноги дефоpмация костей таза у девочек, котоpая в дальнейшем может служить препятствием для ноpмальных pодов; олимпийский лоб — разросшиеся теменные и лобные бугры вследствие размягчения и податливости костей черепа. Голова пpиобpетает кубическую фоpму, чеpеп становится непpопоpционально большим pахитические «чётки» — утолщения pёбеp в местах пеpехода костной ткани в хpящевую; вдавление нижней части гpудины («гpудь сапожника. Пи тяжёлом pахите наблюдается выпячивание гpудины (так называемая «куpиная гpудь»). При дальнейшем развитии болезнь может затрагивать и внутренние органы (печень, селезенку и т.д.). При этом могут отмечаться частые сpыгивания и pвота; боли в животе поносы или наобоpот, запоpы; увеличение pазмеpов печени бледность кожи, возникающая вследствие анемии. Рахит нередко ведет к задеpжке pазвития гpудных детей. Дети позже начинают удеpживать головку, сидеть, самостоятельно стоять, ползать и ходить. В некотоpых случаях, когда pахит pазвивается после годовалого возpаста, pебёнок может пеpестать ходить. Рахит нив коем случае нельзя запускать — если заболевание зашло достаточно далеко, то последствия останутся на всю жизнь. Эта болезнь может способствовать развитию сколиоза, плоскостопия, деформации таза (плоский таз, Х или О-образных ног. В школьном возрасте может развиться близорукость. Витамин D Под этим названием объединяют несколько жирорастворимых веществ, в том числе —
1,25(OH)2D3, холекальциферол и эргокальциферол.
1,25(OH)2D3
(1,25- дигидроксивитамин D3, кальцитриол) образуется из холекальциферола (витамина D3) или эргокальциферола (витамина D2). Холекальциферол синтезируется в организме человека и поступает в него с пищей, а эргокальциферол поступает только с пищей. А. Холекальциферол и эргокальциферол Предшественник холекальциферола — превитамин D3 — синтезируется в эпидермисе из провитамина D3 (7-дегидрохолестерина) под действием ультрафиолетового облучения.
Превитамин D3 превращается в холекальциферол путем термической изомеризации (при температуре тела. В эпидермисе холекальциферол связывается с витамин-D-связывающим белком ив таком виде поступает в кровь и переносится в печень. Витамин-D-связывающий
Х-обpазные, или О-обpазные ноги дефоpмация костей таза у девочек, котоpая в дальнейшем может служить препятствием для ноpмальных pодов; олимпийский лоб — разросшиеся теменные и лобные бугры вследствие размягчения и податливости костей черепа. Голова пpиобpетает кубическую фоpму, чеpеп становится непpопоpционально большим pахитические «чётки» — утолщения pёбеp в местах пеpехода костной ткани в хpящевую; вдавление нижней части гpудины («гpудь сапожника. Пи тяжёлом pахите наблюдается выпячивание гpудины (так называемая «куpиная гpудь»). При дальнейшем развитии болезнь может затрагивать и внутренние органы (печень, селезенку и т.д.). При этом могут отмечаться частые сpыгивания и pвота; боли в животе поносы или наобоpот, запоpы; увеличение pазмеpов печени бледность кожи, возникающая вследствие анемии. Рахит нередко ведет к задеpжке pазвития гpудных детей. Дети позже начинают удеpживать головку, сидеть, самостоятельно стоять, ползать и ходить. В некотоpых случаях, когда pахит pазвивается после годовалого возpаста, pебёнок может пеpестать ходить. Рахит нив коем случае нельзя запускать — если заболевание зашло достаточно далеко, то последствия останутся на всю жизнь. Эта болезнь может способствовать развитию сколиоза, плоскостопия, деформации таза (плоский таз, Х или О-образных ног. В школьном возрасте может развиться близорукость. Витамин D Под этим названием объединяют несколько жирорастворимых веществ, в том числе —
1,25(OH)2D3, холекальциферол и эргокальциферол.
1,25(OH)2D3
(1,25- дигидроксивитамин D3, кальцитриол) образуется из холекальциферола (витамина D3) или эргокальциферола (витамина D2). Холекальциферол синтезируется в организме человека и поступает в него с пищей, а эргокальциферол поступает только с пищей. А. Холекальциферол и эргокальциферол Предшественник холекальциферола — превитамин D3 — синтезируется в эпидермисе из провитамина D3 (7-дегидрохолестерина) под действием ультрафиолетового облучения.
Превитамин D3 превращается в холекальциферол путем термической изомеризации (при температуре тела. В эпидермисе холекальциферол связывается с витамин-D-связывающим белком ив таком виде поступает в кровь и переносится в печень. Витамин-D-связывающий
белок транспортирует и другие производные холекальциферола и эргокальциферола, в том числе 1,25(OH)2D3. Холекальциферол содержится во многих продуктах. Его особенно много в рыбьем жире, печени млекопитающих, птиц и рыба также в яичном желтке.
2.Эргокальциферол образуется в клетках растений из эргостерола. Основные источники эргокальциферола
— хлеб и молоко. Эргокальциферол, всосавшийся в кишечнике, переносится в печень витамин- связывающим белком. Холекальциферол и эргокальциферол входят в состав многих витаминных препаратов. Их также добавляют к пищевым продуктам, в частности — к молоку и крупам. С диагностическими целями обычно определяют суммарное содержание холекальциферола и эргокальциферола и их производных в сыворотке, но можно измерять концентрации каждого вещества по отдельности. Суммарная концентрация холекальциферола и эргокальциферола в сыворотке обычно составляет 1—2 нг/мл. Холекальциферол и эргокальциферол гормонально-неактивны. Б. 25(OH)D3. В печени холекальциферол и эргокальциферол превращаются в 25(OH)D3
(25-гидроксивитамин D3, кальцидиол) путем 25-гидроксилирования. 25(OH)D3 — это основной циркулирующий метаболит холекальциферола и эргокальциферола. Поэтому по концентрации 25(OH)D3 можно судить о содержании в организме всех форм витамина D. В норме концентрация 25(OH)D3 в сыворотке составляет 15—60 нг/мл. Надо учитывать, что уровень 25(OH)D3 максимален летом и минимален зимой и ранней весной. Гормональная активность 25(OH)D3 враз ниже активности 1,25(OH)2D3. В. 1,25(OH)2D3. Образовавшийся в печени 25(OH)D3 в комплексе с витамин- связывающим белком поступает в кровь и переносится к почкам. В клетках проксимальных извитых канальцев 25(OH)D3 подвергается 1- или 24-гидроксилированию. В результате образуются гормонально-активная форма витамина D — 1,25(OH)2D3 (кальцитриол) либо гормонально-неактивная форма — 24,25(OH)2D3 (24,25дигидроксивитамин D3). Обе реакции катализируются митохондриальным ферментом 1альфа-гидроксилазой. Регуляция синтеза. Скорость образования 1,25(OH)2D3 зависит от количества и состава пищи и от сывороточной концентрации кальция, фосфата, ПТГ и, возможно, других гормонов — кальцитонина, эстрогенов, СТГ, инсулина. ПТГ непосредственно стимулирует синтез 1,25(OH)2D3, активируя 1альфагидроксилазу. Синтез 1,25(OH)2D3 усиливается при снижении внутри- и внеклеточной концентрации кальция и фосфора. Изменения концентрации кальция и фосфора влияют на синтез 1,25(OH)2D3 опосредованно, через
ПТГ: при гипокальциемии и гипофосфатемии секреция ПТГ усиливается, при гиперкальциемии и гиперфосфатемии — подавляется.
2.Эргокальциферол образуется в клетках растений из эргостерола. Основные источники эргокальциферола
— хлеб и молоко. Эргокальциферол, всосавшийся в кишечнике, переносится в печень витамин- связывающим белком. Холекальциферол и эргокальциферол входят в состав многих витаминных препаратов. Их также добавляют к пищевым продуктам, в частности — к молоку и крупам. С диагностическими целями обычно определяют суммарное содержание холекальциферола и эргокальциферола и их производных в сыворотке, но можно измерять концентрации каждого вещества по отдельности. Суммарная концентрация холекальциферола и эргокальциферола в сыворотке обычно составляет 1—2 нг/мл. Холекальциферол и эргокальциферол гормонально-неактивны. Б. 25(OH)D3. В печени холекальциферол и эргокальциферол превращаются в 25(OH)D3
(25-гидроксивитамин D3, кальцидиол) путем 25-гидроксилирования. 25(OH)D3 — это основной циркулирующий метаболит холекальциферола и эргокальциферола. Поэтому по концентрации 25(OH)D3 можно судить о содержании в организме всех форм витамина D. В норме концентрация 25(OH)D3 в сыворотке составляет 15—60 нг/мл. Надо учитывать, что уровень 25(OH)D3 максимален летом и минимален зимой и ранней весной. Гормональная активность 25(OH)D3 враз ниже активности 1,25(OH)2D3. В. 1,25(OH)2D3. Образовавшийся в печени 25(OH)D3 в комплексе с витамин- связывающим белком поступает в кровь и переносится к почкам. В клетках проксимальных извитых канальцев 25(OH)D3 подвергается 1- или 24-гидроксилированию. В результате образуются гормонально-активная форма витамина D — 1,25(OH)2D3 (кальцитриол) либо гормонально-неактивная форма — 24,25(OH)2D3 (24,25дигидроксивитамин D3). Обе реакции катализируются митохондриальным ферментом 1альфа-гидроксилазой. Регуляция синтеза. Скорость образования 1,25(OH)2D3 зависит от количества и состава пищи и от сывороточной концентрации кальция, фосфата, ПТГ и, возможно, других гормонов — кальцитонина, эстрогенов, СТГ, инсулина. ПТГ непосредственно стимулирует синтез 1,25(OH)2D3, активируя 1альфагидроксилазу. Синтез 1,25(OH)2D3 усиливается при снижении внутри- и внеклеточной концентрации кальция и фосфора. Изменения концентрации кальция и фосфора влияют на синтез 1,25(OH)2D3 опосредованно, через
ПТГ: при гипокальциемии и гипофосфатемии секреция ПТГ усиливается, при гиперкальциемии и гиперфосфатемии — подавляется.
Физиологическая роль. Как и ПТГ, 1,25(OH)2D3 регулирует перестройку костной ткани.
1,25(OH)2D3 — это главный стимулятор всасывания кальция в кишечнике. Благодаря действию 1,25(OH)2D3 концентрация Ca2+ во внеклеточной жидкости поддерживается на уровне, необходимом для минерализации органического матрикса костной ткани. При дефиците 1,25(OH)2D3 нарушается образование аморфного фосфата кальция и кристаллов гидроксиапатита в органическом матриксе, что приводит к рахиту или остеомаляции. Недавно было установлено, что 1,25(OH)2D3 усиливает резорбцию костной ткани. В опытах на культурах клеток паращитовидных желез показали, что 1,25(OH)2D3 подавляет секрецию ПТГ. Роль 24,25(OH)2D3 окончательно не выяснена. Считается, что образование 24,25(OH)2D3
— это главный способ катаболизма и экскреции производных витамина D, поскольку
24,25(OH)2D3 превращается в водорастворимую кальцитроевую кислоту. Вероятно также, что при нарушении синтеза 1,25(OH)2D3 (те. при нарушении 1-гидроксилирования) происходит переключение метаболизма 25(OH)D3: он превращается преимущественно в
24,25(OH)2D3, а не в 1,25(OH)2D3. Кроме того, показано, что 24,25(OH)2D3 участвует в перестройке кости. Г. Рецепторы 1,25(OH)2D3, 25(OH)D3 и 24,25(OH)2D3 обнаружены не только в тонкой кишке и костях, но ив почках, поджелудочной железе, скелетных мышцах, гладких мышцах сосудов, клетках костного мозга, лимфоцитах. По-видимому, роль метаболитов витамина
D не ограничивается регуляцией уровня кальция во внеклеточной жидкости.
13. Гормоны коры надпочечников глюкокортикоиды и минералокортикоиды. Химическая природа. Биологическая роль. Изменения метаболизма при гипо- и
гиперкортицизме. Химическая природа - стероидные гормоны гормон действие гипо гипер
Минералокортикоиды альдостерон, дезоксикортикостерон усиливает реабсорбцию ионов натрия и хлора и уменьшает обратное всасывание ионов калия, способствует развитию воспалительной реакции. надпочечниковая недостаточность проявляется сосудистым коллапсом, резкой адинамией, потерей сознания. гиперкортицизм - гипергликемия и снижение толерантности к глюкозе стероидный диабет, Характерно своеобразное
1,25(OH)2D3 — это главный стимулятор всасывания кальция в кишечнике. Благодаря действию 1,25(OH)2D3 концентрация Ca2+ во внеклеточной жидкости поддерживается на уровне, необходимом для минерализации органического матрикса костной ткани. При дефиците 1,25(OH)2D3 нарушается образование аморфного фосфата кальция и кристаллов гидроксиапатита в органическом матриксе, что приводит к рахиту или остеомаляции. Недавно было установлено, что 1,25(OH)2D3 усиливает резорбцию костной ткани. В опытах на культурах клеток паращитовидных желез показали, что 1,25(OH)2D3 подавляет секрецию ПТГ. Роль 24,25(OH)2D3 окончательно не выяснена. Считается, что образование 24,25(OH)2D3
— это главный способ катаболизма и экскреции производных витамина D, поскольку
24,25(OH)2D3 превращается в водорастворимую кальцитроевую кислоту. Вероятно также, что при нарушении синтеза 1,25(OH)2D3 (те. при нарушении 1-гидроксилирования) происходит переключение метаболизма 25(OH)D3: он превращается преимущественно в
24,25(OH)2D3, а не в 1,25(OH)2D3. Кроме того, показано, что 24,25(OH)2D3 участвует в перестройке кости. Г. Рецепторы 1,25(OH)2D3, 25(OH)D3 и 24,25(OH)2D3 обнаружены не только в тонкой кишке и костях, но ив почках, поджелудочной железе, скелетных мышцах, гладких мышцах сосудов, клетках костного мозга, лимфоцитах. По-видимому, роль метаболитов витамина
D не ограничивается регуляцией уровня кальция во внеклеточной жидкости.
13. Гормоны коры надпочечников глюкокортикоиды и минералокортикоиды. Химическая природа. Биологическая роль. Изменения метаболизма при гипо- и
гиперкортицизме. Химическая природа - стероидные гормоны гормон действие гипо гипер
Минералокортикоиды альдостерон, дезоксикортикостерон усиливает реабсорбцию ионов натрия и хлора и уменьшает обратное всасывание ионов калия, способствует развитию воспалительной реакции. надпочечниковая недостаточность проявляется сосудистым коллапсом, резкой адинамией, потерей сознания. гиперкортицизм - гипергликемия и снижение толерантности к глюкозе стероидный диабет, Характерно своеобразное
Глюкокортикоиды
(кортизол, кортизон, кортикостерон) вызывают повышение содержания глюкозы в плазме крови, угнетают все компоненты воспалительной реакции, оказывают противоаллергическое действие, угнетают иммунитет. перераспределение отложений жира лунообразное лицо, выступающий живот. В коре надпочечников синтезируется более 40 различных стероидов, различающихся по структуре и биологической активности. Биологически активные кортикостероиды объединяют в 3 основные класса в зависимости от их преобладающего действия.
Глюкокортикоиды, С21-стероиды, играют важную роль в адаптации к стрессу. Они оказывают разнообразные эффекты, но наиболее важный - стимуляция глюконеогенеза (см. раздел 7). Основной глюкокортикоид человека - кор-тизол.
Минералокортикоиды, С21-стероиды, необходимы для поддержания уровня Na+ и К. Самый активный гормон этого класса - альдостерон (см. ниже подраздел VI). Биологические функции кортикостероидов отличаются широким спектром влияний на процессы метаболизма и подробно рассматриваются в соответствующих разделах. Важнейший фактор в механизме действия кортикостеровдов - взаимодействие их со специфическими рецепторами, расположенными в цитозоле клетки или в ядре. Регуляция внутриклеточных процессов под влиянием кортико-стероидных гормонов проявляется в изменении количества белков, обычно ключевых ферментов метаболизма, путём регуляции транскрипции генов в клетках-мишенях. Влияние глюкокортикоидов на промежуточный метаболизм связано сих способностью координированно воздействовать на разные ткани и разные процессы, как анаболические, таки катаболические.
Кортизол стимулирует образование глюкозы в печени, усиливая глюконеогенез и одновременно увеличивая скорость освобождения аминокислот - субстратов глюконеогенеза из периферических тканей. В печени кортизол индуцирует синтез ферментов катаболизма аминокислот (аланинаминотрансферазы, триптофанпирролазы и тирозинаминотрансферазы и ключевого фермента глюконеогенеза
- фосфоенолпируваткарбоксикиназы). Кроме того, кортизол стимулирует синтез гликогена в печении тормозит потребление глюкозы периферическими тканями. Это действие кортизола проявляется в основном при голодании и недостаточности инсулина (см. ниже подраздел V). У здоровых людей эти эффекты кортизола уравновешиваются инсулином. Избыточное количество кортизола стимулирует липолиз в конечностях и липогенез в других частях тела (лицо и туловище. Кроме того, глюкокортикоиды усиливают липолитическое действие катехоламинов и гормона роста.
Влияние глюкокортикоидов на обмен белков и нуклеиновых кислот проявляется двояко в печени кортизол в основном оказывает анаболический эффект (стимулирует синтез белков и нуклеиновых кислот. В мышцах, лимфоидной и жировой ткани, коже и костях кортизол тормозит синтез белков, РНК и ДНК и стимулирует распад РНК и белков. При высокой концентрации глюкокортикоиды подавляют иммунные реакции, вызывая гибель лимфоцитов и инволюцию лимфоидной ткани подавляют воспалительную реакцию, снижая число циркулирующих лейкоцитов, а также индуцируя синтез липокортинов, которые ингибируют фосфолипазу А, снижая таким образом синтез медиаторов воспаления - простагландинов и лейкотриенов (см. раздел 8). Высокая концентрация глюкокортикоидов вызывает торможение роста и деления фибробластов, а также синтез коллагена и фибронектина (см. раздел 15). Для гиперсекреции глюкокортикоидов типичны истончение кожи, плохое заживление ран, мышечная слабость и атрофия мышц.
Глюкокортикоиды участвуют в физиологическом ответе на стресс, связанный с травмой, инфекцией или хирургическим вмешательством. В этом ответе в первую очередь участвуют кате-холамины, ново многих случаях для проявления их максимальной активности необходимо участие глюкокортикоидов.
Минералокортикоиды стимулируют реабсорбцию Na+ в дистальных извитых канальцах и собирательных трубочках почек. Кроме того, они способствуют секреции Кв почках, а также в других эпителиальных тканях потовых железах, слизистой оболочке кишечника и слюнных железах. В организме человека альдостерон - наиболее активный минералокортикоид.
. Изменения метаболизма при гипо- и гиперфункции коры надпочечников Заболевания коры надпочечников могут проявиться симптомами как гипо-, таки гиперпродукции гормонов. Большинство клинических проявлений надпочечниковой недостаточности обусловлено дефицитом глюкокортикоидов и минералокортикоидов. Острая надпочечниковая недостаточность представляет большую угрозу для жизни, так как сопровождается декомпенсацией всех видов обмена и процессов адаптации. Она проявляется сосудистым коллапсом, резкой адинамией, потерей сознания. Такое состояние возникает вследствие нарушения обмена электролитов, которое приводит к потере ионов
Na+ и С- с мочой, обезвоживанию за счёт потери внеклеточной жидкости, повышению уровня Кв сыворотке крови, в межклеточной жидкости и клетках, в результате чего может нарушаться сократительная способность миокарда. Изменение углеводного обмена проявляется в снижении уровня сахара в крови, уменьшении запаса гликогена в печении скелетных мышцах. Острая недостаточность функции коры надпочечников может быть следствием декомпенсации хронических заболеваний, а также развивается у больных, лечившихся длительное время глюкокортикоидными препаратами по поводу неэндокринных заболеваний, например инфекционно-аллергических заболеваний.
Глюкокортикоиды участвуют в физиологическом ответе на стресс, связанный с травмой, инфекцией или хирургическим вмешательством. В этом ответе в первую очередь участвуют кате-холамины, ново многих случаях для проявления их максимальной активности необходимо участие глюкокортикоидов.
Минералокортикоиды стимулируют реабсорбцию Na+ в дистальных извитых канальцах и собирательных трубочках почек. Кроме того, они способствуют секреции Кв почках, а также в других эпителиальных тканях потовых железах, слизистой оболочке кишечника и слюнных железах. В организме человека альдостерон - наиболее активный минералокортикоид.
. Изменения метаболизма при гипо- и гиперфункции коры надпочечников Заболевания коры надпочечников могут проявиться симптомами как гипо-, таки гиперпродукции гормонов. Большинство клинических проявлений надпочечниковой недостаточности обусловлено дефицитом глюкокортикоидов и минералокортикоидов. Острая надпочечниковая недостаточность представляет большую угрозу для жизни, так как сопровождается декомпенсацией всех видов обмена и процессов адаптации. Она проявляется сосудистым коллапсом, резкой адинамией, потерей сознания. Такое состояние возникает вследствие нарушения обмена электролитов, которое приводит к потере ионов
Na+ и С- с мочой, обезвоживанию за счёт потери внеклеточной жидкости, повышению уровня Кв сыворотке крови, в межклеточной жидкости и клетках, в результате чего может нарушаться сократительная способность миокарда. Изменение углеводного обмена проявляется в снижении уровня сахара в крови, уменьшении запаса гликогена в печении скелетных мышцах. Острая недостаточность функции коры надпочечников может быть следствием декомпенсации хронических заболеваний, а также развивается у больных, лечившихся длительное время глюкокортикоидными препаратами по поводу неэндокринных заболеваний, например инфекционно-аллергических заболеваний.
В результате длительного приёма глюкокортикоидов подавляется функция гипоталамо- гипофизарно- надпочечниковой системы и развивается атрофия клеток коры надпочечников. Резкая отмена гормональных препаратов может сопровождаться острой надпочечниковой недостаточностью (так называемый синдром "отмены. Первичная недостаточность надпочечников (болезнь Аддисона) развивается в результате поражения коры надпочечников туберкулёзным или аутоиммунным процессом. Основные клинические проявления выражаются в снижении массы тела, общей слабости, снижении аппетита, тошноте, рвоте, снижении АД и типичной для первичной надпочечниковой недостаточности гиперпигментацйи кожи бронзовая болезнь) Причина гиперпигментации - повышение продукции ПОМК - предшественника АКТГ и меланоцитстимулирующего гормона. Вторичная недостаточность надпочечников может развиться при дефиците АКТГ, что, в свою очередь, может быть следствием опухоли или инфекционного поражения гипофиза. При вторичной недостаточности надпочечников, в отличие от болезни Аддисона, отсутствует гиперпигментация. При врождённой гиперплазии надпочечников нарушается синтез кортизола. В 95% случаев при этой патологии обнаруживается дефект 21-гидроксилазы (реже 11-гидроксилазы). Снижение продукции кортизола сопровождается увеличением секреции АКТГ, накоплением промежуточных продуктов синтеза кортикостероидов, в частности, предшественников андрогенов. Избыток андрогенов ведёт к усилению роста тела, раннему половому созреванию у мальчиков и развитию мужских половых признаков у девочек (адреногенитальный синдром. При частичной недостаточности 21-гидроксилазы у женщин может нарушаться менструальный цикл.
Гиперпродукция глюкокортикоидов (гиперкортицизм) может быть следствием повышения уровня АКТГ при опухолях гипофиза (болезнь Иценко-Кушинга) и опухолях других клеток бронхов, тимуса, поджелудочной железы, вырабатывающих кортикотропинподобные вещества, или избыточного синтеза кортизола при гормонально-активных опухолях коры надпочечников (синдром Иценко-Кушинга). При гиперкортицизме наблюдаются гипергликемия и снижение толерантности к глюкозе, обусловленные стимуляцией глюконеогенеза (стероидный диабет, усиление катаболизма белков, уменьшение мышечной массы, истончение кожи, остеопороз, инволюция лимфоидной ткани. Характерно своеобразное перераспределение отложений жира (лунообразное лицо, выступающий живот. Гипернатриемия, гипертензия, гипокалиемия обусловлены некоторой минералокортикоидной активностью кортизола, которая проявляется при его избытке. Для выявления первичной причины гиперкортицизма, помимо определения концентрации
АКТГ в плазме крови, используют тесты с применением высоких доз синтетического глюкокортикоида дексаметазона (структурного аналога кортизола). Дексаметазон подавляет секрецию АКТГ по механизму отрицательной обратной связи. Для болезни Иценко-Кушинга характерно снижение концентрации кортизола после применения дексаметазона более чем на 50%. Отсутствие реакции на введение
Гиперпродукция глюкокортикоидов (гиперкортицизм) может быть следствием повышения уровня АКТГ при опухолях гипофиза (болезнь Иценко-Кушинга) и опухолях других клеток бронхов, тимуса, поджелудочной железы, вырабатывающих кортикотропинподобные вещества, или избыточного синтеза кортизола при гормонально-активных опухолях коры надпочечников (синдром Иценко-Кушинга). При гиперкортицизме наблюдаются гипергликемия и снижение толерантности к глюкозе, обусловленные стимуляцией глюконеогенеза (стероидный диабет, усиление катаболизма белков, уменьшение мышечной массы, истончение кожи, остеопороз, инволюция лимфоидной ткани. Характерно своеобразное перераспределение отложений жира (лунообразное лицо, выступающий живот. Гипернатриемия, гипертензия, гипокалиемия обусловлены некоторой минералокортикоидной активностью кортизола, которая проявляется при его избытке. Для выявления первичной причины гиперкортицизма, помимо определения концентрации
АКТГ в плазме крови, используют тесты с применением высоких доз синтетического глюкокортикоида дексаметазона (структурного аналога кортизола). Дексаметазон подавляет секрецию АКТГ по механизму отрицательной обратной связи. Для болезни Иценко-Кушинга характерно снижение концентрации кортизола после применения дексаметазона более чем на 50%. Отсутствие реакции на введение
дексаметазона может указывать на наличие опухоли надпочечников или внегипофизарной секреции АКТГ.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
14. Регуляция водно-солевого обмена. Строение и функции альдостерона и
вазопрессина. Система ренин-ангиотензин и вазопрессин. Ангиотензин-
превращающий фермент. Биохимические механизмы возникновения гипертонии, отеков, дегидратации. Важнейшие параметры вводно-солевого гомеостаза - осмотическое давление, рН и объём внутриклеточной и внеклеточной жидкости. Изменение этих параметров может привести к изменению АД, ацидозу или алкалозу, дегидратации и отёкам тканей. Основные гормоны, участвующие в тонкой регуляции водно-солевого баланса антидиуретический гормон (АДГ), альдостерон. Антидиуретический гормон
Антидиуретический гормон (АДГ), или вазопрессин - пептид, содержащий 9 аминокислот, соединённых одним дисульфидным мостиком.
Альдостерон - наиболее активный минералокортикостероид, синтезирующийся в коре надпочечников из холестерола.
Ангиотензин II стимулирует секрецию альдостерона
, который вызывает задержку ионов натрия и воды, в результате чего объём жидкости в организме восстанавливается (дегидратация) . Ангиотензин II, присутствуя в крови в высоких концентрациях, оказывает сосудосуживающее действие и повышает АД (гипертония. Избыток альдостерона усиливает реабсорбцию натрия в почечных канальцах. Увеличение концентрации Na + в плазме служит стимулом к секреции АДГ и задержке воды почками (отеки. Антидиуретический гормон (АДГ), или вазопрессин - пептид с молекулярной массой около
1100 Д, содержащий 9 аминокислот, соединённых одним дисульфидным мостиком.
1. Синтез и секреция антидиуретического гормона
АДГ синтезируется в нейронах гипоталамуса в виде предшественника препрогормона, который поступает в аппарат Гольджи и превращается в прогормон. В составе нейросекреторных гранул прогормон переносится в нервные окончания задней доли гипофиза (нейрогипофиз). Вовремя транспорта гранул происходит процессинг прогормона, в результате чего он расщепляется на зрелый гормон и транспортный белок - нейрофизин. Гранулы, содержащие зрелый антидиуретический гормон и нейрофизин, хранятся в терминальных расширениях аксонов в задней доле гипофиза, из которых секретируются в кровоток при соответствующей стимуляции.
Стимулом, вызывающим секрецию АДГ, служит повышение концентрации ионов натрия и увеличение осмотического давления внеклеточной жидкости. При недостаточном потреблении воды, сильном потоотделении или после приёма большого количества соли осморецепторы гипоталамуса, чувствительные к колебаниям осмолярности, регистрируют повышение осмотического давления крови. Возникают нервные импульсы, которые передаются в заднюю долю гипофиза и вызывают высвобождение АДГ. Секреция АДГ происходит также в ответ на сигналы от барорецепторов предсердий. Изменение осмолярности всего на 1% приводит к заметным изменениям секреции АДГ.
2. Механизм действия Для АДГ существуют 2 типа рецепторов V1 и V2. Рецепторы V2, опосредующие главный физиологический эффект гормона, обнаружены на базолатеральной мембране клеток собирательных трубочек и дистальных канальцев - наиболее важных клеток-мишеней для
АДГ, которые относительно непроницаемы для молекул воды. В отсутствие АДГ моча не концентрируется и может выделяться в количествах, превышающих 20 л в сутки (норма 1,0-1,5 л в сутки. Связывание АДГ с V2 (рис. 11-32) стимулирует аденилатциклазную систему и активацию протеинкиназы А. В свою очередь, протеинкиназа А фосфорилирует белки, стимулирующие экспрессию гена мембранного белка - аквапорина-2. Аквапорин-2 перемещается к апикальной мембране собирательных канальцев и встраивается вне, образуя водные каналы. Это обеспечивает избирательную проницаемость мембраны клеток для воды, которые свободно диффундируют в клетки почечных канальцев и затем поступают в интерстициальное пространство. Поскольку в результате происходит реабсорбция воды из почечных канальцев и экскреция малого объёма высококонцентрированной мочи
(антидиурез), гормон называют антидиуретическим гормоном. Рецепторы типа V1 локализованы в мембранах ГМК сосудов. Взаимодействие АДГ с рецептором V1 приводит к активации фосфолипазы С, которая гидролизует фосфатидилинозитол-4,5-бисфосфат с образованием инозитолтрифосфата и диацилглицерола. Инозитолтрифосфат вызывает высвобождение Са2+ из ЭР. Результатом действия гормона через рецепторы V1 является сокращение гладкомышечного слоя сосудов. Сосудосуживающий эффект АДГ проявляется при высоких концентрациях гормона. Поскольку сродство АДГ к рецептору V2 выше, чем к рецептору V1, при физиологической концентрации гормона в основном проявляется его антидиуретическое действие.
3. Несахарный диабет Дефицит АДГ, вызванный дисфункцией задней доли гипофиза, а также нарушениями в системе передачи гормонального сигнала, приводит к развитию несахарного диабета. При этом происходит нерегулируемая экскреция воды, а наиболее опасным последствием является дегидратация организма. Под названием "несахарный диабет" объединяют заболевания с разной этиологией. Так, основными причинами центрального несахарного диабета могут быть генетические дефекты синтеза препро-
АДГ в гипоталамусе, дефекты процессинга и транспорта проАДГ (наследственная форма, а также повреждения гипоталамуса или нейрогипофиза (например, в результате черепно- мозговой травмы, опухоли, ишемии. Нефрогенный несахарный диабет возникает вследствие мутации гена рецептора АДГ типа V2 (наследственная форма, следствием
которого является неспособность почек реагировать на гормон. Основное проявление несахарного диабета - гипотоническая полиурия, те. выделение большого количества мочи низкой плотности. Снижение секреции АДГ приводит также к усиленному потреблению воды. Диагностические критерии несахарного диабета выраженная полиурия (дол в сутки, плотность мочи
<1,010, в норме - 1,020). Б. Альдостерон
Альдостерон - наиболее активный минера-локортикостероид, синтезирующийся в коре надпочечников из холестерола. Синтез и секреция альдостерона клетками клубочковой зоны непосредственно стимулируются низкой концентрацией Na+ и высокой концентрацией Кв плазме крови. На секрецию альдостерона влияют также простагландины,
АКТГ. Однако наиболее важное влияние на секрецию альдостерона оказывает ренинангиотензиновая система.
Альдостерон не имеет специфических транспортных белков, но за счёт слабых взаимодействий может образовывать комплексы с альбумином. Гормон очень быстро захватывается печенью, где превращается в тетрагидроальдостерон-3-глюкуронид и экскретируется с мочой. Механизм действия альдостерона
Вклетках-мишенях гормон взаимодействует с рецепторами, которые могут быть локализованы как в ядре, таки в цитозоле клетки. Образовавшийся комплекс гормон- рецептор взаимодействует с определённым участком ДНК и изменяет скорость транскрипции специфических генов. Результат действия альдостерона - индукция синтеза а) белков-транспортёров Na+ из просвета канальца в эпителиальную клетку почечного канальца б) Nа+,К+,-АТФ-азы, обеспечивающей удаление ионов натрия из клетки почечного канальца в межклеточное пространство и переносящей ионы калия из межклеточного пространства в клетку почечного канальца в) белков-транспортёров ионов калия из клеток почечного канальца в первичную мочу г) митохондриальных ферментов ЦТК, в частности цитратсинтазы, стимулирующих образование молекул АТФ, необходимых для активного транспорта ионов (рис. 11-33). Суммарным биологическим эффектом индуцируемых альдостероном белков является увеличение реабсорбции ионов натрия в канальцах нефронов, что вызывает задержку NaCl в организме, и возрастание экскреции калия.
2. Роль системы ренин-ангиотензин- альдостерон в регуляции водно-солевого обмена Главным механизмом регуляции синтеза и секреции альдостерона служит система ренинангиотензин. Ренин - протеолитический фермент, продуцируемый юкстагломерулярными клетками, расположенными вдоль конечной части афферентных (приносящих) артериол, входящих в почечные клубочки (рис. 11-34).
Юкстагломерулярные клетки особенно чувствительны к снижению перфузионного давления в почках. Уменьшение АД (кровотечение, потеря жидкости, снижение концентрации NaCl) сопровождается падением перфузионного давления в приносящих артериолах клубочка и соответствующей стимуляцией высвобождения ренина. Субстратом для ренина служит ангиотензиноген. Ангиотензиноген - глобулин, содержащий более чем 400 аминокислотных остатков. Образование ангиотензиногена происходит в печении стимулируется глюкокортикоидами и эстрогенами. Ренин гидролизует пептидную связь в молекуле ангиотензиногена и отщепляет концевой декапептид (ангиотензин I), не имеющий биологической активности. Под действием карбоксидипептидилпептидазы, или антиотензин-превращающего фермента (АПФ), выявленного в эндотелиальных клетках, лёгких и плазме крови, с С-конца ангиотензина I удаляются 2 аминокислоты и образуется октапептид - ангиотензин II. Ангиотензин II, связываясь со специфическими рецепторами, локализованными на поверхности клеток клубочковой зоны коры надпочечников и ГМК, вызывает изменение внутриклеточной концентрации диацилглицерола и инозитолтрифосфата.
Инозитолтрифосфат стимулирует высвобождение из ЭР ионов кальция, совместно с которым активирует протеинкиназу С, опосредуя тем самым специфический биологический ответ клетки на действие ангиотензина П. При участии аминопептидаз ангиотензин II превращается в ангиотензин III - гептапептид, проявляющий активность ангиотензина II. Однако концентрация гептапептида в плазме крови в 4 раза меньше концентрации октапептида, и поэтому большинство эффектов являются результатом действия ангиотензина П. Дальнейшее расщепление ангиотензина II и ангиотензина III протекает при участии специфических протеаз (ангиотензиназ). Ангиотензин II оказывает стимулирующее действие на продукцию и секрецию альдостерона клетками клубочковой зоны коры надпочечников, который, в свою очередь, вызывает задержку ионов натрия и воды, в результате чего объём жидкости в организме восстанавливается. Кроме этого, ангиотензин II, присутствуя в крови в высоких концентрациях, оказывает мощное сосудосуживающее действие и тем самым повышает АД.
3. Восстановление объёма крови при обезвоживании организма Уменьшение общего объёма жидкости, например в результате кровопотери, при обильной рвоте, диарее вызывает высвобождение ренина. Этому способствует также снижение импульсации от барорецепторов предсердий и артерий в результате уменьшения внутрисосудистого объёма жидкости. В результате увеличивается продукция ангиотензина
II, наиболее мощного стимулятора секреции альдостерона. Повышение концентрации альдостерона в крови вызывает задержку ионов натрия, что является сигналом для осморецепторов гипоталамуса и секреции из нервных окончаний передней доли гипофиза
АДГ, стимулирующего реабсорбцию воды из собирательных трубочек. Ангиотензин II, оказывая сильное
сосудосуживающее действие, повышает АД и, кроме этого, усиливает жажду. Поступающая с питьём вода в большей мере, чем это происходит в норме, задерживается в организме. Увеличение объёма жидкости а, также повышение АД приводят к устранению стимула, который вызвал активацию ренинангиотензиновой системы, секрецию альдостерона и восстановление объёма крови (рис. 11-35).
4. Гиперальдостеронтм
Гиперальдостеронизм - заболевание, вызванное гиперсекрецией альдостерона надпочечниками. Причиной первичного гиперальдостеронизма (синдром Кона) примерно у 80% больных является аденома надпочечников, в остальных случаях - диффузная гипертрофия клеток клубочковой зоны, вырабатывающих альдостерон. При первичном гиперальдостеронизме избыток альдостерона усиливает реабсорбцию натрия в почечных канальцах. Увеличение концентрации Na+ в плазме служит стимулом к секреции АДГ и задержке воды почками. Кроме того, усиливается выведение ионов калия, магния и протонов. В результате развиваются гипернатриемия, вызывающая, в частности, гипертонию, гипер-волемию и отёки, а также гипокалиемия, ведущая к мышечной слабости, возникают дефицит магния ил гкий метаболический алкалоз. Вторичный гиперальдостеронизм встречается гораздо чаще, чем первичный, и может быть связан с рядом состояний (например, сердечная недостаточность, хронические заболевания почек, а также сопровождающиеся нарушением кровоснабжения опухоли, секретирующие ренин. При вторичном гиперальдостеронизме у больных наблюдают повышенный уровень ренина и ангиотензина II, что стимулирует кору надпочечников продуцировать и секретировать избыточное количество альдостерона. Клинические симптомы менее выражены, чем при первичном альдостеронизе. Одновременное определение концентрации альдостерона и активности ренина в плазме позволяет окончательно дифференцировать
первичный (активность ренина в плазме снижена) и вторичный (активность ренина в плазме повышена) гиперальдостеронизм.
Рис. 11-34. Система ренинангиотензинальдостерон. Ренин, протеолитический фермент, катализирует превращение ангиотензиногена (гликопротеина) в ангиотензин I
(декапептид). 1 - ренин, протеолитический фермент, катализирует превращение ангиотензиногена (глйкопротеина) в ангиотензин I; 2 - ангиотензин I превращается в ангиотензин II под действием АПФ, отщепляющего два аминокислотных остатка от декапептида; 3 - ангиотензин II стимулирует синтез и секрецию альдостерона; 4 - ангйотензин II вызывает сужение сосудов периферических артерий 5 - альдостерон стимулирует реабсорбцию Na+ и экскрецию К 6, 7, 8, 9 - торможение секреции ренина и альдостерона по механизму отрицательной обратной связи. Пунктирные линии - регуляция по принципу обратной связи.
15. Гормоны мозгового слоя надпочечников. Их синтез, химическая природа и биологическая роль. Изменения метаболизма при гипо- и гиперфункции. Мозговой слой надпочечников вырабатывает вещества, относящиеся к катехоламинам. Основные гормоны — адреналин и норадреналин Физиологическое действие
1). Адреналин стимулирует деятельность сердца, суживает сосуды
2). расслабляет мышцы бронхов, тормозит перистальтику и секрецию кишечника
3). усиливает расщепление гликогена, в результате чего повышается содержание глюкозы в плазме крови. Действие норадреналина антогонистично
Гипер - при опухоли надпочечников. К основным ее проявлениям относятся повышения АД, приступы тахикардии, одышка.
Гипо - Редко, не отмечается даже при полном разрушении мозгового слоя, т. к. его отсутствие компенсируется усиленным выделением гормонов других органов
Подобно задней доле гипофиза, мозговой слой надпочечников - производное нервной ткани. Его можно рассматривать как продолжение симпатической нервной системы, так как преганглионарные волокна чревного нерва оканчиваются на хромаффинных клетках мозгового слоя надпочечников.
Своё название эти клетки получили потому, что они содержат гранулы, окрашивающиеся бихроматом калия в красный цвет. Такие клетки находятся также в сердце, печени, почках, половых железах, постганглионарных нейронах симпатической нервной системы ив ЦНС. При стимуляции преганглионарного нейрона хромаффинные клетки продуцируют катехол-амины - дофамин, адреналин и норадреналин. У большинства видов животных хромаффинные клетки секретируют в основном адреналин ( 80%) ив меньшей степени норадреналин.
По химическому строению катехоламины - 3,4-дигидроксипроизводные фенилэтиламина. Непосредственным предшественником гормонов служит тирозин (см. раздел 9).
1. Синтез и секреция катехоламинов Синтез катехоламинов происходит в цитоплазме и гранулах клеток мозгового слоя надпочечников (рис. 11-
22). В гранулах происходит также запасание катехоламинов.
Катехоламины поступают в гранулы путём АТФ-зависимого транспорта и хранятся в них в комплексе с АТФ в
соотношении 4:1 (гормон-АТФ). Разные гранулы содержат разные катехоламины: некоторые только адреналин, другие - норадреналин, третьи - оба гормона. Секреция гормонов из гранул происходит путём экзоцитоза. Катехоламины и АТФ освобождаются из гранул в
том же соотношении, в каком они сохраняются в гранулах. В отличие от симпатических нервов, клетки мозгового слоя надпочечников лишены механизма обратного захвата выделившихся катехоламинов.
Вплазме крови катехоламины образуют непрочный комплекс с альбумином. Адреналин транспортируется в основном к печении скелетным мышцам. Норадреналин образуется в основном в органах, иннервируемых симпатическими нервами (80% от общего количества. Норадреналин лишь в незначительных количествах достигает периферических тканей. Т катехоламинов - 10-30 с. Основная часть катехоламинов быстро метаболизируется в различных тканях при участии специфических ферментов (см. раздел 9). Лишь небольшая часть адреналина ( 5%) выделяется с мочой.
2. Механизм действия и биологические функции катехоламинов
Катехоламины действуют на клетки-мишени через рецепторы, локализованные в плазматической мембране. Выделяют 2 главных класса таких рецепторов α- адренергические и адренергические. Все рецепторы катехоламинов - гликопротеины, которые являются продуктами разных генов, различаются сродством к агонистам и антагонистами передают сигналы в клетки с помощью разных вторичных посредников. Это определяет характер их влияния на метаболизм клеток-мишеней. Рис. 11-22. Синтез и секреция катехоламинов. Биосинтез катехоламинов происходит в цитоплазме и гранулах клеток мозгового слоя надпочечников. В одних гранулах содержится адреналин, в других норадреналина в некоторых - оба гормона. При стимуляции содержимое гранул высвобождается во внеклеточную жидкость. А - адреналин НА - норадреналин. Адреналин взаимодействует как с α-, таки с рецепторами норадреналин в физиологических концентрациях главным образом взаимодействует с рецепторами. Взаимодействие гормона с рецепторами активирует аденилатциклазу, тогда как связывание с рецептором её ингибирует. При взаимодействии гормона с рецептором происходит активация фосфолипазы Си стимулируется инозитолфосфатный путь передачи сигнала (см. раздел 5). Биологические эффекты адреналина и норадреналина затрагивают практически все функции организма и рассматриваются в соответствующих разделах. Общее во всех этих эффектах заключается в стимуляции процессов, необходимых для противостояния организма чрезвычайным ситуациям.
3. Патология мозгового вещества надпочечников Основная патология мозгового вещества надпочечников - феохромоцитома, опухоль, образованная хромаффинными клетками и продуцирующая катехоламины. Клинически
феохромоцитома проявляется повторяющимися приступами головной боли, сердцебиения, потливости, повышением АД и сопровождается характерными изменениями метаболизма.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
вазопрессина. Система ренин-ангиотензин и вазопрессин. Ангиотензин-
превращающий фермент. Биохимические механизмы возникновения гипертонии, отеков, дегидратации. Важнейшие параметры вводно-солевого гомеостаза - осмотическое давление, рН и объём внутриклеточной и внеклеточной жидкости. Изменение этих параметров может привести к изменению АД, ацидозу или алкалозу, дегидратации и отёкам тканей. Основные гормоны, участвующие в тонкой регуляции водно-солевого баланса антидиуретический гормон (АДГ), альдостерон. Антидиуретический гормон
Антидиуретический гормон (АДГ), или вазопрессин - пептид, содержащий 9 аминокислот, соединённых одним дисульфидным мостиком.
Альдостерон - наиболее активный минералокортикостероид, синтезирующийся в коре надпочечников из холестерола.
Ангиотензин II стимулирует секрецию альдостерона
, который вызывает задержку ионов натрия и воды, в результате чего объём жидкости в организме восстанавливается (дегидратация) . Ангиотензин II, присутствуя в крови в высоких концентрациях, оказывает сосудосуживающее действие и повышает АД (гипертония. Избыток альдостерона усиливает реабсорбцию натрия в почечных канальцах. Увеличение концентрации Na + в плазме служит стимулом к секреции АДГ и задержке воды почками (отеки. Антидиуретический гормон (АДГ), или вазопрессин - пептид с молекулярной массой около
1100 Д, содержащий 9 аминокислот, соединённых одним дисульфидным мостиком.
1. Синтез и секреция антидиуретического гормона
АДГ синтезируется в нейронах гипоталамуса в виде предшественника препрогормона, который поступает в аппарат Гольджи и превращается в прогормон. В составе нейросекреторных гранул прогормон переносится в нервные окончания задней доли гипофиза (нейрогипофиз). Вовремя транспорта гранул происходит процессинг прогормона, в результате чего он расщепляется на зрелый гормон и транспортный белок - нейрофизин. Гранулы, содержащие зрелый антидиуретический гормон и нейрофизин, хранятся в терминальных расширениях аксонов в задней доле гипофиза, из которых секретируются в кровоток при соответствующей стимуляции.
, который вызывает задержку ионов натрия и воды, в результате чего объём жидкости в организме восстанавливается (дегидратация) . Ангиотензин II, присутствуя в крови в высоких концентрациях, оказывает сосудосуживающее действие и повышает АД (гипертония. Избыток альдостерона усиливает реабсорбцию натрия в почечных канальцах. Увеличение концентрации Na + в плазме служит стимулом к секреции АДГ и задержке воды почками (отеки. Антидиуретический гормон (АДГ), или вазопрессин - пептид с молекулярной массой около
1100 Д, содержащий 9 аминокислот, соединённых одним дисульфидным мостиком.
1. Синтез и секреция антидиуретического гормона
АДГ синтезируется в нейронах гипоталамуса в виде предшественника препрогормона, который поступает в аппарат Гольджи и превращается в прогормон. В составе нейросекреторных гранул прогормон переносится в нервные окончания задней доли гипофиза (нейрогипофиз). Вовремя транспорта гранул происходит процессинг прогормона, в результате чего он расщепляется на зрелый гормон и транспортный белок - нейрофизин. Гранулы, содержащие зрелый антидиуретический гормон и нейрофизин, хранятся в терминальных расширениях аксонов в задней доле гипофиза, из которых секретируются в кровоток при соответствующей стимуляции.
Стимулом, вызывающим секрецию АДГ, служит повышение концентрации ионов натрия и увеличение осмотического давления внеклеточной жидкости. При недостаточном потреблении воды, сильном потоотделении или после приёма большого количества соли осморецепторы гипоталамуса, чувствительные к колебаниям осмолярности, регистрируют повышение осмотического давления крови. Возникают нервные импульсы, которые передаются в заднюю долю гипофиза и вызывают высвобождение АДГ. Секреция АДГ происходит также в ответ на сигналы от барорецепторов предсердий. Изменение осмолярности всего на 1% приводит к заметным изменениям секреции АДГ.
2. Механизм действия Для АДГ существуют 2 типа рецепторов V1 и V2. Рецепторы V2, опосредующие главный физиологический эффект гормона, обнаружены на базолатеральной мембране клеток собирательных трубочек и дистальных канальцев - наиболее важных клеток-мишеней для
АДГ, которые относительно непроницаемы для молекул воды. В отсутствие АДГ моча не концентрируется и может выделяться в количествах, превышающих 20 л в сутки (норма 1,0-1,5 л в сутки. Связывание АДГ с V2 (рис. 11-32) стимулирует аденилатциклазную систему и активацию протеинкиназы А. В свою очередь, протеинкиназа А фосфорилирует белки, стимулирующие экспрессию гена мембранного белка - аквапорина-2. Аквапорин-2 перемещается к апикальной мембране собирательных канальцев и встраивается вне, образуя водные каналы. Это обеспечивает избирательную проницаемость мембраны клеток для воды, которые свободно диффундируют в клетки почечных канальцев и затем поступают в интерстициальное пространство. Поскольку в результате происходит реабсорбция воды из почечных канальцев и экскреция малого объёма высококонцентрированной мочи
(антидиурез), гормон называют антидиуретическим гормоном. Рецепторы типа V1 локализованы в мембранах ГМК сосудов. Взаимодействие АДГ с рецептором V1 приводит к активации фосфолипазы С, которая гидролизует фосфатидилинозитол-4,5-бисфосфат с образованием инозитолтрифосфата и диацилглицерола. Инозитолтрифосфат вызывает высвобождение Са2+ из ЭР. Результатом действия гормона через рецепторы V1 является сокращение гладкомышечного слоя сосудов. Сосудосуживающий эффект АДГ проявляется при высоких концентрациях гормона. Поскольку сродство АДГ к рецептору V2 выше, чем к рецептору V1, при физиологической концентрации гормона в основном проявляется его антидиуретическое действие.
3. Несахарный диабет Дефицит АДГ, вызванный дисфункцией задней доли гипофиза, а также нарушениями в системе передачи гормонального сигнала, приводит к развитию несахарного диабета. При этом происходит нерегулируемая экскреция воды, а наиболее опасным последствием является дегидратация организма. Под названием "несахарный диабет" объединяют заболевания с разной этиологией. Так, основными причинами центрального несахарного диабета могут быть генетические дефекты синтеза препро-
АДГ в гипоталамусе, дефекты процессинга и транспорта проАДГ (наследственная форма, а также повреждения гипоталамуса или нейрогипофиза (например, в результате черепно- мозговой травмы, опухоли, ишемии. Нефрогенный несахарный диабет возникает вследствие мутации гена рецептора АДГ типа V2 (наследственная форма, следствием
2. Механизм действия Для АДГ существуют 2 типа рецепторов V1 и V2. Рецепторы V2, опосредующие главный физиологический эффект гормона, обнаружены на базолатеральной мембране клеток собирательных трубочек и дистальных канальцев - наиболее важных клеток-мишеней для
АДГ, которые относительно непроницаемы для молекул воды. В отсутствие АДГ моча не концентрируется и может выделяться в количествах, превышающих 20 л в сутки (норма 1,0-1,5 л в сутки. Связывание АДГ с V2 (рис. 11-32) стимулирует аденилатциклазную систему и активацию протеинкиназы А. В свою очередь, протеинкиназа А фосфорилирует белки, стимулирующие экспрессию гена мембранного белка - аквапорина-2. Аквапорин-2 перемещается к апикальной мембране собирательных канальцев и встраивается вне, образуя водные каналы. Это обеспечивает избирательную проницаемость мембраны клеток для воды, которые свободно диффундируют в клетки почечных канальцев и затем поступают в интерстициальное пространство. Поскольку в результате происходит реабсорбция воды из почечных канальцев и экскреция малого объёма высококонцентрированной мочи
(антидиурез), гормон называют антидиуретическим гормоном. Рецепторы типа V1 локализованы в мембранах ГМК сосудов. Взаимодействие АДГ с рецептором V1 приводит к активации фосфолипазы С, которая гидролизует фосфатидилинозитол-4,5-бисфосфат с образованием инозитолтрифосфата и диацилглицерола. Инозитолтрифосфат вызывает высвобождение Са2+ из ЭР. Результатом действия гормона через рецепторы V1 является сокращение гладкомышечного слоя сосудов. Сосудосуживающий эффект АДГ проявляется при высоких концентрациях гормона. Поскольку сродство АДГ к рецептору V2 выше, чем к рецептору V1, при физиологической концентрации гормона в основном проявляется его антидиуретическое действие.
3. Несахарный диабет Дефицит АДГ, вызванный дисфункцией задней доли гипофиза, а также нарушениями в системе передачи гормонального сигнала, приводит к развитию несахарного диабета. При этом происходит нерегулируемая экскреция воды, а наиболее опасным последствием является дегидратация организма. Под названием "несахарный диабет" объединяют заболевания с разной этиологией. Так, основными причинами центрального несахарного диабета могут быть генетические дефекты синтеза препро-
АДГ в гипоталамусе, дефекты процессинга и транспорта проАДГ (наследственная форма, а также повреждения гипоталамуса или нейрогипофиза (например, в результате черепно- мозговой травмы, опухоли, ишемии. Нефрогенный несахарный диабет возникает вследствие мутации гена рецептора АДГ типа V2 (наследственная форма, следствием
которого является неспособность почек реагировать на гормон. Основное проявление несахарного диабета - гипотоническая полиурия, те. выделение большого количества мочи низкой плотности. Снижение секреции АДГ приводит также к усиленному потреблению воды. Диагностические критерии несахарного диабета выраженная полиурия (дол в сутки, плотность мочи
<1,010, в норме - 1,020). Б. Альдостерон
Альдостерон - наиболее активный минера-локортикостероид, синтезирующийся в коре надпочечников из холестерола. Синтез и секреция альдостерона клетками клубочковой зоны непосредственно стимулируются низкой концентрацией Na+ и высокой концентрацией Кв плазме крови. На секрецию альдостерона влияют также простагландины,
АКТГ. Однако наиболее важное влияние на секрецию альдостерона оказывает ренинангиотензиновая система.
Альдостерон не имеет специфических транспортных белков, но за счёт слабых взаимодействий может образовывать комплексы с альбумином. Гормон очень быстро захватывается печенью, где превращается в тетрагидроальдостерон-3-глюкуронид и экскретируется с мочой. Механизм действия альдостерона
Вклетках-мишенях гормон взаимодействует с рецепторами, которые могут быть локализованы как в ядре, таки в цитозоле клетки. Образовавшийся комплекс гормон- рецептор взаимодействует с определённым участком ДНК и изменяет скорость транскрипции специфических генов. Результат действия альдостерона - индукция синтеза а) белков-транспортёров Na+ из просвета канальца в эпителиальную клетку почечного канальца б) Nа+,К+,-АТФ-азы, обеспечивающей удаление ионов натрия из клетки почечного канальца в межклеточное пространство и переносящей ионы калия из межклеточного пространства в клетку почечного канальца в) белков-транспортёров ионов калия из клеток почечного канальца в первичную мочу г) митохондриальных ферментов ЦТК, в частности цитратсинтазы, стимулирующих образование молекул АТФ, необходимых для активного транспорта ионов (рис. 11-33). Суммарным биологическим эффектом индуцируемых альдостероном белков является увеличение реабсорбции ионов натрия в канальцах нефронов, что вызывает задержку NaCl в организме, и возрастание экскреции калия.
2. Роль системы ренин-ангиотензин- альдостерон в регуляции водно-солевого обмена Главным механизмом регуляции синтеза и секреции альдостерона служит система ренинангиотензин. Ренин - протеолитический фермент, продуцируемый юкстагломерулярными клетками, расположенными вдоль конечной части афферентных (приносящих) артериол, входящих в почечные клубочки (рис. 11-34).
<1,010, в норме - 1,020). Б. Альдостерон
Альдостерон - наиболее активный минера-локортикостероид, синтезирующийся в коре надпочечников из холестерола. Синтез и секреция альдостерона клетками клубочковой зоны непосредственно стимулируются низкой концентрацией Na+ и высокой концентрацией Кв плазме крови. На секрецию альдостерона влияют также простагландины,
АКТГ. Однако наиболее важное влияние на секрецию альдостерона оказывает ренинангиотензиновая система.
Альдостерон не имеет специфических транспортных белков, но за счёт слабых взаимодействий может образовывать комплексы с альбумином. Гормон очень быстро захватывается печенью, где превращается в тетрагидроальдостерон-3-глюкуронид и экскретируется с мочой. Механизм действия альдостерона
Вклетках-мишенях гормон взаимодействует с рецепторами, которые могут быть локализованы как в ядре, таки в цитозоле клетки. Образовавшийся комплекс гормон- рецептор взаимодействует с определённым участком ДНК и изменяет скорость транскрипции специфических генов. Результат действия альдостерона - индукция синтеза а) белков-транспортёров Na+ из просвета канальца в эпителиальную клетку почечного канальца б) Nа+,К+,-АТФ-азы, обеспечивающей удаление ионов натрия из клетки почечного канальца в межклеточное пространство и переносящей ионы калия из межклеточного пространства в клетку почечного канальца в) белков-транспортёров ионов калия из клеток почечного канальца в первичную мочу г) митохондриальных ферментов ЦТК, в частности цитратсинтазы, стимулирующих образование молекул АТФ, необходимых для активного транспорта ионов (рис. 11-33). Суммарным биологическим эффектом индуцируемых альдостероном белков является увеличение реабсорбции ионов натрия в канальцах нефронов, что вызывает задержку NaCl в организме, и возрастание экскреции калия.
2. Роль системы ренин-ангиотензин- альдостерон в регуляции водно-солевого обмена Главным механизмом регуляции синтеза и секреции альдостерона служит система ренинангиотензин. Ренин - протеолитический фермент, продуцируемый юкстагломерулярными клетками, расположенными вдоль конечной части афферентных (приносящих) артериол, входящих в почечные клубочки (рис. 11-34).
Юкстагломерулярные клетки особенно чувствительны к снижению перфузионного давления в почках. Уменьшение АД (кровотечение, потеря жидкости, снижение концентрации NaCl) сопровождается падением перфузионного давления в приносящих артериолах клубочка и соответствующей стимуляцией высвобождения ренина. Субстратом для ренина служит ангиотензиноген. Ангиотензиноген - глобулин, содержащий более чем 400 аминокислотных остатков. Образование ангиотензиногена происходит в печении стимулируется глюкокортикоидами и эстрогенами. Ренин гидролизует пептидную связь в молекуле ангиотензиногена и отщепляет концевой декапептид (ангиотензин I), не имеющий биологической активности. Под действием карбоксидипептидилпептидазы, или антиотензин-превращающего фермента (АПФ), выявленного в эндотелиальных клетках, лёгких и плазме крови, с С-конца ангиотензина I удаляются 2 аминокислоты и образуется октапептид - ангиотензин II. Ангиотензин II, связываясь со специфическими рецепторами, локализованными на поверхности клеток клубочковой зоны коры надпочечников и ГМК, вызывает изменение внутриклеточной концентрации диацилглицерола и инозитолтрифосфата.
Инозитолтрифосфат стимулирует высвобождение из ЭР ионов кальция, совместно с которым активирует протеинкиназу С, опосредуя тем самым специфический биологический ответ клетки на действие ангиотензина П. При участии аминопептидаз ангиотензин II превращается в ангиотензин III - гептапептид, проявляющий активность ангиотензина II. Однако концентрация гептапептида в плазме крови в 4 раза меньше концентрации октапептида, и поэтому большинство эффектов являются результатом действия ангиотензина П. Дальнейшее расщепление ангиотензина II и ангиотензина III протекает при участии специфических протеаз (ангиотензиназ). Ангиотензин II оказывает стимулирующее действие на продукцию и секрецию альдостерона клетками клубочковой зоны коры надпочечников, который, в свою очередь, вызывает задержку ионов натрия и воды, в результате чего объём жидкости в организме восстанавливается. Кроме этого, ангиотензин II, присутствуя в крови в высоких концентрациях, оказывает мощное сосудосуживающее действие и тем самым повышает АД.
3. Восстановление объёма крови при обезвоживании организма Уменьшение общего объёма жидкости, например в результате кровопотери, при обильной рвоте, диарее вызывает высвобождение ренина. Этому способствует также снижение импульсации от барорецепторов предсердий и артерий в результате уменьшения внутрисосудистого объёма жидкости. В результате увеличивается продукция ангиотензина
II, наиболее мощного стимулятора секреции альдостерона. Повышение концентрации альдостерона в крови вызывает задержку ионов натрия, что является сигналом для осморецепторов гипоталамуса и секреции из нервных окончаний передней доли гипофиза
АДГ, стимулирующего реабсорбцию воды из собирательных трубочек. Ангиотензин II, оказывая сильное
сосудосуживающее действие, повышает АД и, кроме этого, усиливает жажду. Поступающая с питьём вода в большей мере, чем это происходит в норме, задерживается в организме. Увеличение объёма жидкости а, также повышение АД приводят к устранению стимула, который вызвал активацию ренинангиотензиновой системы, секрецию альдостерона и восстановление объёма крови (рис. 11-35).
4. Гиперальдостеронтм
Гиперальдостеронизм - заболевание, вызванное гиперсекрецией альдостерона надпочечниками. Причиной первичного гиперальдостеронизма (синдром Кона) примерно у 80% больных является аденома надпочечников, в остальных случаях - диффузная гипертрофия клеток клубочковой зоны, вырабатывающих альдостерон. При первичном гиперальдостеронизме избыток альдостерона усиливает реабсорбцию натрия в почечных канальцах. Увеличение концентрации Na+ в плазме служит стимулом к секреции АДГ и задержке воды почками. Кроме того, усиливается выведение ионов калия, магния и протонов. В результате развиваются гипернатриемия, вызывающая, в частности, гипертонию, гипер-волемию и отёки, а также гипокалиемия, ведущая к мышечной слабости, возникают дефицит магния ил гкий метаболический алкалоз. Вторичный гиперальдостеронизм встречается гораздо чаще, чем первичный, и может быть связан с рядом состояний (например, сердечная недостаточность, хронические заболевания почек, а также сопровождающиеся нарушением кровоснабжения опухоли, секретирующие ренин. При вторичном гиперальдостеронизме у больных наблюдают повышенный уровень ренина и ангиотензина II, что стимулирует кору надпочечников продуцировать и секретировать избыточное количество альдостерона. Клинические симптомы менее выражены, чем при первичном альдостеронизе. Одновременное определение концентрации альдостерона и активности ренина в плазме позволяет окончательно дифференцировать
4. Гиперальдостеронтм
Гиперальдостеронизм - заболевание, вызванное гиперсекрецией альдостерона надпочечниками. Причиной первичного гиперальдостеронизма (синдром Кона) примерно у 80% больных является аденома надпочечников, в остальных случаях - диффузная гипертрофия клеток клубочковой зоны, вырабатывающих альдостерон. При первичном гиперальдостеронизме избыток альдостерона усиливает реабсорбцию натрия в почечных канальцах. Увеличение концентрации Na+ в плазме служит стимулом к секреции АДГ и задержке воды почками. Кроме того, усиливается выведение ионов калия, магния и протонов. В результате развиваются гипернатриемия, вызывающая, в частности, гипертонию, гипер-волемию и отёки, а также гипокалиемия, ведущая к мышечной слабости, возникают дефицит магния ил гкий метаболический алкалоз. Вторичный гиперальдостеронизм встречается гораздо чаще, чем первичный, и может быть связан с рядом состояний (например, сердечная недостаточность, хронические заболевания почек, а также сопровождающиеся нарушением кровоснабжения опухоли, секретирующие ренин. При вторичном гиперальдостеронизме у больных наблюдают повышенный уровень ренина и ангиотензина II, что стимулирует кору надпочечников продуцировать и секретировать избыточное количество альдостерона. Клинические симптомы менее выражены, чем при первичном альдостеронизе. Одновременное определение концентрации альдостерона и активности ренина в плазме позволяет окончательно дифференцировать
первичный (активность ренина в плазме снижена) и вторичный (активность ренина в плазме повышена) гиперальдостеронизм.
Рис. 11-34. Система ренинангиотензинальдостерон. Ренин, протеолитический фермент, катализирует превращение ангиотензиногена (гликопротеина) в ангиотензин I
(декапептид). 1 - ренин, протеолитический фермент, катализирует превращение ангиотензиногена (глйкопротеина) в ангиотензин I; 2 - ангиотензин I превращается в ангиотензин II под действием АПФ, отщепляющего два аминокислотных остатка от декапептида; 3 - ангиотензин II стимулирует синтез и секрецию альдостерона; 4 - ангйотензин II вызывает сужение сосудов периферических артерий 5 - альдостерон стимулирует реабсорбцию Na+ и экскрецию К 6, 7, 8, 9 - торможение секреции ренина и альдостерона по механизму отрицательной обратной связи. Пунктирные линии - регуляция по принципу обратной связи.
15. Гормоны мозгового слоя надпочечников. Их синтез, химическая природа и биологическая роль. Изменения метаболизма при гипо- и гиперфункции. Мозговой слой надпочечников вырабатывает вещества, относящиеся к катехоламинам. Основные гормоны — адреналин и норадреналин Физиологическое действие
1). Адреналин стимулирует деятельность сердца, суживает сосуды
2). расслабляет мышцы бронхов, тормозит перистальтику и секрецию кишечника
3). усиливает расщепление гликогена, в результате чего повышается содержание глюкозы в плазме крови. Действие норадреналина антогонистично
Гипер - при опухоли надпочечников. К основным ее проявлениям относятся повышения АД, приступы тахикардии, одышка.
Гипо - Редко, не отмечается даже при полном разрушении мозгового слоя, т. к. его отсутствие компенсируется усиленным выделением гормонов других органов
Подобно задней доле гипофиза, мозговой слой надпочечников - производное нервной ткани. Его можно рассматривать как продолжение симпатической нервной системы, так как преганглионарные волокна чревного нерва оканчиваются на хромаффинных клетках мозгового слоя надпочечников.
Своё название эти клетки получили потому, что они содержат гранулы, окрашивающиеся бихроматом калия в красный цвет. Такие клетки находятся также в сердце, печени, почках, половых железах, постганглионарных нейронах симпатической нервной системы ив ЦНС. При стимуляции преганглионарного нейрона хромаффинные клетки продуцируют катехол-амины - дофамин, адреналин и норадреналин. У большинства видов животных хромаффинные клетки секретируют в основном адреналин ( 80%) ив меньшей степени норадреналин.
(декапептид). 1 - ренин, протеолитический фермент, катализирует превращение ангиотензиногена (глйкопротеина) в ангиотензин I; 2 - ангиотензин I превращается в ангиотензин II под действием АПФ, отщепляющего два аминокислотных остатка от декапептида; 3 - ангиотензин II стимулирует синтез и секрецию альдостерона; 4 - ангйотензин II вызывает сужение сосудов периферических артерий 5 - альдостерон стимулирует реабсорбцию Na+ и экскрецию К 6, 7, 8, 9 - торможение секреции ренина и альдостерона по механизму отрицательной обратной связи. Пунктирные линии - регуляция по принципу обратной связи.
15. Гормоны мозгового слоя надпочечников. Их синтез, химическая природа и биологическая роль. Изменения метаболизма при гипо- и гиперфункции. Мозговой слой надпочечников вырабатывает вещества, относящиеся к катехоламинам. Основные гормоны — адреналин и норадреналин Физиологическое действие
1). Адреналин стимулирует деятельность сердца, суживает сосуды
2). расслабляет мышцы бронхов, тормозит перистальтику и секрецию кишечника
3). усиливает расщепление гликогена, в результате чего повышается содержание глюкозы в плазме крови. Действие норадреналина антогонистично
Гипер - при опухоли надпочечников. К основным ее проявлениям относятся повышения АД, приступы тахикардии, одышка.
Гипо - Редко, не отмечается даже при полном разрушении мозгового слоя, т. к. его отсутствие компенсируется усиленным выделением гормонов других органов
Подобно задней доле гипофиза, мозговой слой надпочечников - производное нервной ткани. Его можно рассматривать как продолжение симпатической нервной системы, так как преганглионарные волокна чревного нерва оканчиваются на хромаффинных клетках мозгового слоя надпочечников.
Своё название эти клетки получили потому, что они содержат гранулы, окрашивающиеся бихроматом калия в красный цвет. Такие клетки находятся также в сердце, печени, почках, половых железах, постганглионарных нейронах симпатической нервной системы ив ЦНС. При стимуляции преганглионарного нейрона хромаффинные клетки продуцируют катехол-амины - дофамин, адреналин и норадреналин. У большинства видов животных хромаффинные клетки секретируют в основном адреналин ( 80%) ив меньшей степени норадреналин.
По химическому строению катехоламины - 3,4-дигидроксипроизводные фенилэтиламина. Непосредственным предшественником гормонов служит тирозин (см. раздел 9).
1. Синтез и секреция катехоламинов Синтез катехоламинов происходит в цитоплазме и гранулах клеток мозгового слоя надпочечников (рис. 11-
22). В гранулах происходит также запасание катехоламинов.
Катехоламины поступают в гранулы путём АТФ-зависимого транспорта и хранятся в них в комплексе с АТФ в
соотношении 4:1 (гормон-АТФ). Разные гранулы содержат разные катехоламины: некоторые только адреналин, другие - норадреналин, третьи - оба гормона. Секреция гормонов из гранул происходит путём экзоцитоза. Катехоламины и АТФ освобождаются из гранул в
том же соотношении, в каком они сохраняются в гранулах. В отличие от симпатических нервов, клетки мозгового слоя надпочечников лишены механизма обратного захвата выделившихся катехоламинов.
Вплазме крови катехоламины образуют непрочный комплекс с альбумином. Адреналин транспортируется в основном к печении скелетным мышцам. Норадреналин образуется в основном в органах, иннервируемых симпатическими нервами (80% от общего количества. Норадреналин лишь в незначительных количествах достигает периферических тканей. Т катехоламинов - 10-30 с. Основная часть катехоламинов быстро метаболизируется в различных тканях при участии специфических ферментов (см. раздел 9). Лишь небольшая часть адреналина ( 5%) выделяется с мочой.
2. Механизм действия и биологические функции катехоламинов
Катехоламины действуют на клетки-мишени через рецепторы, локализованные в плазматической мембране. Выделяют 2 главных класса таких рецепторов α- адренергические и адренергические. Все рецепторы катехоламинов - гликопротеины, которые являются продуктами разных генов, различаются сродством к агонистам и антагонистами передают сигналы в клетки с помощью разных вторичных посредников. Это определяет характер их влияния на метаболизм клеток-мишеней. Рис. 11-22. Синтез и секреция катехоламинов. Биосинтез катехоламинов происходит в цитоплазме и гранулах клеток мозгового слоя надпочечников. В одних гранулах содержится адреналин, в других норадреналина в некоторых - оба гормона. При стимуляции содержимое гранул высвобождается во внеклеточную жидкость. А - адреналин НА - норадреналин. Адреналин взаимодействует как с α-, таки с рецепторами норадреналин в физиологических концентрациях главным образом взаимодействует с рецепторами. Взаимодействие гормона с рецепторами активирует аденилатциклазу, тогда как связывание с рецептором её ингибирует. При взаимодействии гормона с рецептором происходит активация фосфолипазы Си стимулируется инозитолфосфатный путь передачи сигнала (см. раздел 5). Биологические эффекты адреналина и норадреналина затрагивают практически все функции организма и рассматриваются в соответствующих разделах. Общее во всех этих эффектах заключается в стимуляции процессов, необходимых для противостояния организма чрезвычайным ситуациям.
3. Патология мозгового вещества надпочечников Основная патология мозгового вещества надпочечников - феохромоцитома, опухоль, образованная хромаффинными клетками и продуцирующая катехоламины. Клинически
1. Синтез и секреция катехоламинов Синтез катехоламинов происходит в цитоплазме и гранулах клеток мозгового слоя надпочечников (рис. 11-
22). В гранулах происходит также запасание катехоламинов.
Катехоламины поступают в гранулы путём АТФ-зависимого транспорта и хранятся в них в комплексе с АТФ в
соотношении 4:1 (гормон-АТФ). Разные гранулы содержат разные катехоламины: некоторые только адреналин, другие - норадреналин, третьи - оба гормона. Секреция гормонов из гранул происходит путём экзоцитоза. Катехоламины и АТФ освобождаются из гранул в
том же соотношении, в каком они сохраняются в гранулах. В отличие от симпатических нервов, клетки мозгового слоя надпочечников лишены механизма обратного захвата выделившихся катехоламинов.
Вплазме крови катехоламины образуют непрочный комплекс с альбумином. Адреналин транспортируется в основном к печении скелетным мышцам. Норадреналин образуется в основном в органах, иннервируемых симпатическими нервами (80% от общего количества. Норадреналин лишь в незначительных количествах достигает периферических тканей. Т катехоламинов - 10-30 с. Основная часть катехоламинов быстро метаболизируется в различных тканях при участии специфических ферментов (см. раздел 9). Лишь небольшая часть адреналина ( 5%) выделяется с мочой.
2. Механизм действия и биологические функции катехоламинов
Катехоламины действуют на клетки-мишени через рецепторы, локализованные в плазматической мембране. Выделяют 2 главных класса таких рецепторов α- адренергические и адренергические. Все рецепторы катехоламинов - гликопротеины, которые являются продуктами разных генов, различаются сродством к агонистам и антагонистами передают сигналы в клетки с помощью разных вторичных посредников. Это определяет характер их влияния на метаболизм клеток-мишеней. Рис. 11-22. Синтез и секреция катехоламинов. Биосинтез катехоламинов происходит в цитоплазме и гранулах клеток мозгового слоя надпочечников. В одних гранулах содержится адреналин, в других норадреналина в некоторых - оба гормона. При стимуляции содержимое гранул высвобождается во внеклеточную жидкость. А - адреналин НА - норадреналин. Адреналин взаимодействует как с α-, таки с рецепторами норадреналин в физиологических концентрациях главным образом взаимодействует с рецепторами. Взаимодействие гормона с рецепторами активирует аденилатциклазу, тогда как связывание с рецептором её ингибирует. При взаимодействии гормона с рецептором происходит активация фосфолипазы Си стимулируется инозитолфосфатный путь передачи сигнала (см. раздел 5). Биологические эффекты адреналина и норадреналина затрагивают практически все функции организма и рассматриваются в соответствующих разделах. Общее во всех этих эффектах заключается в стимуляции процессов, необходимых для противостояния организма чрезвычайным ситуациям.
3. Патология мозгового вещества надпочечников Основная патология мозгового вещества надпочечников - феохромоцитома, опухоль, образованная хромаффинными клетками и продуцирующая катехоламины. Клинически
феохромоцитома проявляется повторяющимися приступами головной боли, сердцебиения, потливости, повышением АД и сопровождается характерными изменениями метаболизма.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10