Механізми дії міжклітинних регуляторів
Все міжклітинні регулятори (надалі, гормони) керують тільки шляхом втручання в ауторегуляцию клітини. Обов'язковою учасником гормонального впливу є рецептор.
Рецептори - це білкові молекули, специфічно зв'язують даний гормон, в результаті чого виникає якийсь ефект.
Гормон починає свою дію з з'єднання з рецептором, утворюючи гормон-рецепторний комплекс.
Гормон і рецептор мають однакове значення. Ефект залежить від кожного з них в рівній мірі.
Рецептори можуть перебувати всередині клітини, а також на клітинній мембрані.
Механізм дії гормонів через внутрішньоклітинні рецептори
Гормон проникає в клітину, зв'язується з рецептором. Утворений таким чином гормон-рецепторний комплекс переміщається в ядро і діє на генетичний апарат клітини. В результаті змінюється процес транскрипції, а в подальшому, синтез білків. Таким чином, дані гормони впливають на кількість ферментів в клітці.
Механізм дії гормонів через рецептори плазматичних мембран
В цьому випадку гормон не проникає в клітину, а взаємодіє з рецептором на поверхні мембрани. Далі, можливі два варіанти подій:
Перший варіант - з рецептором пов'язаний фермент, який зі специфічного субстрату утворює другий посередник. другий посередник
далі зв'язується зі своїм рецептором в клітці. Найчастіше рецептором посередника є протеинкиназа, яка за рахунок фосфату АТФ, фосфорилирует білки. В результаті змінюються їх властивості, виникає біохімічний і фізіологічний ефект.
Другий варіант - рецептор пов'язаний не з ферментом мембрани, а з іонним каналом. При зв'язуванні гормону з рецептором, канал відкривається, іон надходить в клітку і виконує функції другого посередника.
Добре вивченими другими посередниками є циклічні нуклеотиди (цАМФ, цГМФ) і Ca 2+.
Механізм дії гормонів через цАМФ
Коли відповідний гормон зв'язується з рецептором, в мембрані активується фермент аденилатциклаза, який з АТФ утворює цАМФ. цАМФ є аллостерическим активатором протеїнкінази, яка фосфорилювання білки і змінює їх властивості. Наприклад, фосфорилювання фосфорілази призводить до підвищення її активності, а фосфорилювання глікогенсинтетазу - до зниження. цАМФ розщеплюється до АМФ фосфодіестеразою.
функції цАМФ
Як другий посередник бере участь в регуляції:
в нейронах - збільшення збудливості;
в серці - стимуляції;
в гладких м'язах - розслаблення;
в залозах - збільшення секреції;
зміни імунних реакцій;
Механізм дії гормонів черезСа2 +
Са 2+ в якості другого посередника виконує ті ж функції, що і цАМФ, за винятком того, що в гладких м'язах викликає скорочення, тромбоцитах - агрегацію.
Механізм регуляції ендокринних залоз через гіпоталамус-гіпофіз
Коли концентрація периферичного гормону в крові знижується, тоді з гіпоталамуса виділяються ліберіни, які діють на гіпофіз і стимулюють звільнення Тропіних. Тропіних діють на периферичні залози і підсилюють звільнення з них гормонів, концентрація яких зростає. Це фіксується рецепторами гіпоталамуса. Він припиняє звільнення либеринов, але посилює викид статинів, які гальмують гіпофіз.
Білково - пептидні гормони
Ліберини, статини, андідіуретіческій гормон, окситоцин - гормонигіпоталамуса.
Тропіних (соматотропін, тиреотропин, кортикотропін, фолікулостимулюючий, лютеонізірующего, пролактин) - гормони гіпофіза.
Тиреокальцитонін - гормон щитовидної залози.
Паратгормон - гормон паращитовидної залози.
Тимозин - гормон тимуса.
Інсулін - гормон В-клітин підшлункової залози.
Глюкагон - гормон А-клітин підшлункової залози.
Гастрін, секретин, холецистокінін, ентерогастрон - гормони шлунково-кишкового тракту.
Фактори росту клітин, нервів, судин.
Ангіотензин-II, кініни - гормони крові.
Соматотропний гормон (СТГ, гормон росту)
СТГ - простий білок (молекулярна маса 21000). Має високу видову специфічність.
СТГ виконує наступні функції:
Стимулює синтез білка на рівні транскрипції і трансляції;
Активує трігліцерідліпази, окислення жирних кислот;
Стимулює звільнення глюкагону, що призводить до гіперглікемії.
Вироблення СТГ підсилює соматолиберин, знижує - соматостатин.
Дія СТГ на клітини здійснюється через цАМФ і рістстимулюючих фактори (Соматомедин).
Патологія, викликана порушенням освіти СТГ.
Акромегалія виникає при надмірному утворенні СТГ у дорослої людини. Ознаки: надмірний ріст кісток рук, ніг та обличчя, м'яких тканин носа, губ, підборіддя, волосся на тілі.
Акромегалія зазвичай обумовлена наявністю пухлини аденогіпофіза або зниженням вироблення статинів.
Гігантизм розвивається при гіперсекреції СТГ у людей до завершення окостеніння. Відбувається загальний надмірний ріст скелета; деякі хворі досягають зростання 210-240 см і більше.
Гіпофізарна карликовість (нанізм) спостерігається при гіпосекреції СТГ в дитячому віці. Карлики зазвичай не мають ознак деформації скелета, не страждають розумовою недорозвиненням. Зростання дорослої людини 110-130 см.
Глюкагон відноситься до білково-пептидних гормонів. Утворюється в А-клітинах підшлункової залози. Складається з 29 амінокислот, має молекулярну масу 3485. Утворюється з проглюкагона шляхом відщеплення 8 амінокислот. Секреція глюкагону посилюється при підвищенні вмісту в крові Са 2+. аргініну; гальмується глюкозою і соматостатином. Рецептори для глюкагону знаходяться на мембрані клітин. Він діє шляхом збільшення концентрації цАМФ в клітці. Мішенями глюкагону є печінку, жирова тканина і, в меншій мірі, м'язи.
Ефекти глюкагону:
Підсилює розпад глікогену в печінці і м'язах.
Посилює ліполіз, що призводить до підвищення жирних кислот і гліцерину в крові.
Підсилює окислення жирних кислот в печінці, утворення ацетил-КоА і утворення з нього кетонових тел.
Збільшує катаболізм білків і використання утворилися амінокислот в глюконеогенезі.
Підсилює синтез сечовини.
Інсулін є білки-пептидним гормоном з молекулярної масою 5700. Синтезується в В-клітинах підшлункової залози з проінсуліну. Перетворення проінсуліну в інсулін відбувається шляхом видалення внутрішнього пептидного сегмента (С-пептиду). Швидкість секреції інсуліну залежить від концентрації глюкози в крові: при підвищенні концентрації секреція інсуліну збільшується, а при зниженні - зменшується.
Секрецію інсуліну також підсилюють: глюкагон, секретин, холецистокінін, СТГ і їжа, багата на білки.
Рецептори для інсуліну знаходяться на клітинній мембрані, тому свої ефекти він здійснює, не проникаючи в клітину. Головними мішенями для інсуліну є м'язи, печінку, жирова тканина, фібробласти і лімфоцити. Головний мозок не залежить від інсуліну.
Інсулінова недостатність пріводітксахарному діабету. Може бути 2 причини цукрового діабету:
Абсолютна недостатність інсуліну. У цьому випадку концентрація інсуліну в крові нижче норми. Це може бути пов'язано або з пошкодженням островковой тканини залози, або з виснаженням запасів інсуліну, або з прискореним його руйнуванням.
Відносна недостатність виникає в результаті зниження числа рецепторів до інсуліну, або зниження їх чутливості.
Розрізняють інсулінозалежний (юнацький, ювенільний) і інсулін-незалежний (стабільний) цукровий діабет.
При инсулинзависимом діабеті спостерігається абсолютна недостатність інсуліну, і життя хворих залежить від ін'єкції інсуліну.
При інсуліннезалежному діабеті спостерігається відносна недостатність інсуліну, підтримання глюкози на нормальному рівні досягається цукрознижувальними засобами, ін'єкції інсуліну не потрібні.
Цукровий діабет призводить до порушення всіх видів обміну.
Порушення обміну вуглеводів
Гіперглікемія. яка виникає в результаті:
а) зниження проникності клітинних мембран для глюкози. Глюкоза накопичується в крові.
б) посилення процесів, що поставляють глюкозу в кров (розпад глікогену печінки, глюконеогенез).
в) гальмування процесів, які споживають глюкозу (синтез глікогену, гліколіз, пентозофосфатний шлях).
У нормі концентрація глюкози в крові становить 3,3-5,5 ммоль / л, при цукровому діабеті - 7,8 ммоль / л і вище, при 8,9 ммоль / л виникає глюкозурія.
Загальмований пентозофосфатний шлях. В результаті цього знижено освіту НАДФН, що призводить до катаракти.
Гіперглікемія викликає неферментативне гликозилирование білків. в тому числі білків клітинних мембран всіх органів і систем, в першу чергу, судин. Виникають микроангиопатии (рання ознака цукрового діабету).
Порушення обміну ліпідів
Порушення обміну ліпідів характерні для інсулінозалежного діабету.
Посилюється ліполіз. в крові підвищується концентрація НЕЖК. Хворі в цьому випадку худнуть.
Посилюється окислення жирних кислот і утворення ацетил-КоА.
Зростає синтез кетонових тіл. накопичення яких небезпечно, так як призводить до метаболічного ацидозу.
Зростає синтез холестерину. що є фактором ризику для розвитку атеросклерозу.
Посилюється перекисне окислення ліпідів.
Порушення обміну білків
Збільшується синтез глікопротеїдів.
Посилюється розпад білків, синтез сечовини, зростає залишковий азот.
Ускладнення при цукровому діабеті
Поліурія і полідипсія.
Діабетична кома. Ознаки: гіперглікемія (14-16 ммоль / л), різке збільшення вмісту кетонових тіл, підвищення рівня холестерину, ЛПНЩ, рН крові зсувається до 6,8. Це призводить до зниження пов'язаності інсуліну з рецептором.
Ангіопатії (мікро- і макро-). Мікроангіопатія судин сітківки ока знижує гостроту зору, мікроангіопатія судин нирок призводить до важкої ниркової недостатності. Макроангіопатія - порушення великих судин - характеризується атеросклерозом, ураженням судин нижніх кінцівок.
Гіперосмолярна кома виникає при концентрації глюкози в крові 50-60 ммоль / л. В результаті підвищується осмотичний тиск крові, що призводить до зневоднення організму.
Гіпоглікемічна кома може виникнути при передозуванні інсуліну.
Діагностика цукрового діабету
Розрізняють: преддиабет, латентний діабет і явний діабет (легкий і важкий).
При латентному діабеті проводять пробу з цукровим навантаженням.