ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 12.12.2023
Просмотров: 122
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Лекция 6. Гормоны щитовидной железы. Регуляция обмена кальция.
Цель
Уметь интерпретировать действие гормонов щитовидной железы на обмен веществ, а также возможные нарушения. Знать особенности гормональной регуляции обмена кальция в организме последствия нарушений для последующего использования полученных знаний на клинических кафедрах.
План
-
Гормоны щитовидной железы
1.1 Структура и этапы синтеза три- и тетрайодтиронинов (Т3 и Т4) - йодсодержащих гормонов щитовидной железы. Биологические эффекты данных гормонов
1.2 Биохимические характеристики гипо- и гиперфункции щитовидной железы
2. Регуляция метаболизма кальция и фосфатов:
2.1. Кальцитонин: структура, механизм действия и роль в метаболизме кальция и фосфатов
2.2. Паратгормон: структура, механизм действия и роль в метаболизме кальция и фосфатов
2.3. Кальцитриол: структура, этапы синтеза, механизм действия и роль в метаболизме кальция и фосфатов. Рахит
Гормоны щитовидной железы 1.1 Структура и этапы синтеза три- и тетрайодтиронинов (Т3 и Т4) - йодсодержащих гормонов щитовидной железы. Биологические эффекты данных гормонов
1.1. продолжение
Йодтиронины и их эффекты
Йодсодержащие тиреоидные гормоны оказывают влияние на все виды обмена веществ и такие фундаментальные физиологические процессы как клеточная дифференцировка, рост и метаболизм тканей. Особенностью йодсодержащих гормонов щитовидной железы является присутствие в их молекуле йода.
Синтез гормонов щитовидной железы осуществляется в четыре этапа. На первом этапепроисходит включение йода в щитовидную железус помощью йодидного насоса, в работе которого принимает участие Na+,K+-зависимая АТФ-аза. На втором этапе происходит синтез тиреоидных гормонов, который начинается с включения йода в молекулы тирозинов, входящих в состав тиреоглобулина. Тиреоглобулин — это главный белок коллоида, заполняющего фолликулы щитовидной железы. Процесс йодирования тирозинов проходит последовательно. Он стимулируется тиреотропным гормоном гипофиза (ТТГ) и осуществляется с помощью тиреопероксидазы и перекиси водорода. На данном этапе образуются моно- и дийодтиронины.
Третий этап синтеза йодтиронинов включает конденсацию моно- и дийодтиронинов с образованием три- и тетрайодтиронинов. Реакция катализируется йодопероксидазой. По мере йодирования остатков тирозина молекулы тиреоглобулина перемещаются в просвет фолликула, где они накапливаются «про запас». На четвертом этапе происходит секреция гормонов, которые высвобождаются из тиреоглобулина при участии лизосомальных гидролаз эпителиальных клеток фолликулов щитовидной железы.В крови концентрация Т4 выше, чем концентрация Т3. Однако активность трийодтиронина превышает активность тироксина. Йодтиронины транспортируются по крови в ткани-мишени с помощью белков-переносчиков. Мишенями для данных гормонов являются все ткани и органы, кроме селезенки и семенников. В клетках большая часть тироксина дейодируется и превращается либо в активный трийодтиронин, либо в неактивный реверсивный трийодтиронин. Соотношение этих форм гормонов зависит от энергетического статуса клеток.
Эффекты тиреоидных гормонов сохраняются на протяжении недели, что связано с длительным временем полувыведения гормонов из системы циркуляции, а также с продолжительным действием на геном клеток-мишеней и низкой скоростью деградации. Реализация эффекта на ткани-мишени осуществляется по внутриклеточному механизму действия. Взаимодействуя с участками ДНК, комплексы гормона и рецептора контролируют экспрессию ряда генов. Регуляция синтеза и секреции йодсодержащих гормонов щитовидной железы осуществляется гипоталамо-гипофизарной системой по принципу обратной связи. Повышение уровня Т3 ингибирует высвобождение и синтез тиреотропина в гипофизе и тиреолиберина в гипоталамусе.
Эффекты йодтиронинов в норме. Биохимические характеристики гипо- и гиперфункции щитовидной железы
Йодсодержащие гормоны щитовидной железы необходимы для нормального роста и развития организма. Влияние тиреоидных гормонов на рост и созревание обусловлено стимуляцией
синтеза СТГ (гормона роста). Особую роль йодсодержащие гормоны играют в процессе созревания мозга, дифференцировке коры больших полушарий и мозжечка.
Они контролируют образование тепла, скорость поглощения кислорода, участвуют в поддержании нормальной функции дыхательного центра, оказывают инотропный (повышают силу сокращений) и хронотропный (повышают частоту сокращений) эффекты на сердце, увеличивают количество β-адренергических рецепторов в сердечной и скелетной мыщцах,
жировой ткани и лимфоцитах, увеличивают образование эритропоэтина и повышают эритропоэз, стимулируют моторику желудочно-кишечного тракта и синтез многих структурных белков в организме.
Влияние йодтиронинов на метаболизм заколючается в том, что данные гормоны:
1) усиливают основной обмен, расход кислорода и теплообразование в тканях, что, прежде всего, касается сердца, печени и почек;
2) стимулируют как липогенез, так и липолиз, активируя синтез следующих ферментов: малатдегидрогеназы, глюкозо-6-фосфатазы, синтетазы жирных кислот; однако их липолитические эффекты преобладают за счет повышения чувствительности клеток к катехоламинам. При этом повышается доступность жирных кислот и кетонов для окисления тканями;
3) уменьшают уровень холестерола в сыворотке, увеличивая активность печеночной липопротеинлипазы, которая переводит липопротеины промежуточной плотности в липопротеины низкой плотности (ЛПНП);
4) активируют глюконеогенез, в результате которого повышается уровень глюкозы крови. Однако из-за ее активного потребления периферическими тканями гипергликемия невысокая.
Суммарный эффект T4 и T3 оценивается по изменению скорости потребления кислорода тканями, отражающей интенсивность протекания в них метаболических процессов. Йодтиронины влияют на все виды обмена веществ и обладают калоригенным действием. Благодаря метаболическим эффектам йодтиронинов в клетках повышается использование АТФ, что приводит к возрастанию уровня АДФ и активации процесса тканевого дыхания с последующим синтезом АТФ. Кроме того, под влиянием йодтиронинов увеличивается количество крист на внутренней митохондриальной мембране, а также повышается синтез белков-переносчиков электронов в митохондриальной дыхательной цепи. Стимулируют синтез ферментов окислительного катаболизма (β-окисления ВЖК, окислительного декарбоксилирования пируата, ЦТК). При этом гормон не оказывает воздействия на синтез АТФ-синтетазы. Известен разобщающий эффект высоких концентраций T3 на процесс тканевого дыхания и окислительного фосфорилирования в митохондриях. Повышение потребления кислорода под действием тиреоидных гормонов связано, главным образом, с усилением окисления жирных кислот. Йодтиронины увеличивают активность мембраносвязанной Na
+,K+-ATФазы клеток, влияя тем самым на механизмы активного транспорта веществ.
Проявления гипо- и гиперфункции щитовидной железы
Нарушения синтеза и секреции йодтиронинов приводят к тяжелым для организма последствиям. Увеличение размера щитовидной железы называется зобом. Образование зоба рассматривается как «попытка» организма компенсировать сниженное образование тиреоидных гормонов.
Гипофункция щитовидной железы, или гипотиреоз, — это состояние, развивающееся при нарушении синтеза или транспорта гормонов щитовидной железы. Главным последствием гипотиреоза является снижение основного обмена. Гипотиреоз у плода и новорожденного приводит к нарушению роста, тяжелой необратимой задержке умственного развития (кретинизму). Концентрация глюкозы и температура тела при гипотиреозе снижены. Концентрация ТТГ в крови повышена из-за атрофических изменений в щитовидной железе.
У взрослых гипофункция щитовидной железы проявляется следующим образом: одутловатое лицо, сухие, ломкие и редкие волосы, повышенная масса тела, слизистый отек (микседема), брадикардия, плохая переносимость холода, апатия, повышенная сонливость. В крови повышены концентрации холестерола и ЛПНП, что свидетельствует о развитии атеросклеротических изменений в организме.
Эндемический зоб – состояние, обусловленное эндемическим дефицитом йода в пищевом рационе. Если у человека зрелого возраста количество йода, поступающего с пищей, меньше 100 мг/сут, то наблюдается снижение синтеза йодтиронинов на фоне повышения секреции ТТГ (тиреотропного гормона). ТТГ стимулирует клетки фолликулов щитовидной железы, усиливается секреторная активность тиреоцитов, увеличивается расщепление тиреоглобулина, вследствие чего уменьшается количество коллоида в просвете фолликула, коллоид становится разжиженным.
Гиперфункция щитовидной железы, или гипертиреоз, возникает при повышенной продукции гормоновщитовидной железы. Встречается у взрослых, преимущественно у женщин. Наиболее известная патология — базедова болезнь. Проявления гипертиреоза: потеря массы тела, повышенная раздражительность и возбудимость, тахикардия, субфебрильная температура тела, повышенная потливость и горячая кожа, экзофтальм. При гипотиреозе больные плохо переносят высокие температуры и жару. Большая часть физиологических и биохимических эффектов высоких концентраций йодтиронинов связана с пермиссивным действием этих гормонов в отношении адреналина. В крови больных гипертиреозом отмечаются повышенная концентрация глюкозы, свободных аминокислот и мочевины, высших жирных кислот. Концентрация ТТГ снижена в том случае, если гипертиреоз вызван опухолью щитовидной железы.
2. . Регуляция метаболизма кальция и фосфатов: кальцитонин, паратгормон, кальцитриол
Гормональная регуляция фосфорно-кальциевого обмена
Кальций и фосфаты являются наиболее распространенными в организме человека и животных макроэлементами, так как они играют чрезвычайно важную роль в жизнедеятельности. Содержание кальция в организме составляет от 1 до 1,5 кг, а фосфатов – около 1 кг. Большая часть кальция и фосфатов находится в организме в составе минерализованных тканей, меньшая – в биологических жидкостях. Соотношение кальция и фосфатов у взрослых составляет 1 : 1, а у детей – 2 : 1.
Фосфорно-кальциевый обмен контролируется главным образом тремя гормонами: кальцитонином, паратгормоном и кальцитриолом. Кальцитонин синтезируется в С-клетках (парафолликулярных клетках) щитовидной железы, паратгормон образуется в паращитовидных железах, а кальцитриол является активной формой витамина D3, или холекальциферола. Мишенями для этих гормонов являются костная ткань, почки и тонкий кишечник.
Кальцитонин (тиреокальцитонин)
Кальцитонин секретируется С-клетками щитовидной железы. Он состоит из 32-х аминокислот и относится к группе гормонов белково-пептидной природы. Для кальцитонина характерен 7-ТМС тип рецепторов в клетках мишенях. Свое действие гормон реализует через аденилатциклазную мессенджерную систему.
Кальцитонин является гормоном гипокальциемического и гипофосфатемического типов действия. Секреция гормона стимулируется при повышении концентрации кальция в крови более 2,25 ммоль/л. Кальцитонин ускоряет минерализацию костной ткани и стимулирует включение в неё фосфатов, ингибирует активность и уменьшает количество остеокластов. Кальцитонин ингибирует метаболическую активность остеокластов, что приводит к снижению протеолиза белков костной ткани и, как результат, к уменьшению разрушения гидроксиапатитов и вымывания кальция и фосфатов. В почках гормон снижает реабсорбцию, но усиливает выведение фосфатов и кальция.
Паратирин (паратгормон)
Гормон синтезируется паращитовидными железами. Он является полипептидом, состоящим из 84-х аминокислот. Краткосрочная регуляция секреции паратгормона осуществляется только концентрацией кальция в крови, а в течение длительного времени — кальцитриолом cовместно с кальцием.