Авто Еда Мода Ответы Разные Хозяйство Юридическая
Лучшие статьи
загрузка...

Загрузка...
03.10.15

Гормональная регуляция | Кинезиолог

Структура модуля

Темы

Модульная единица 1

11.1. Роль гормонов в регуляции метаболизма

11.2. Механизмы передачи гормональных сигналов в клетки

11.3. Строение и синтез гормонов

11.4. Регуляция обмена основных энергоносителей при нормальном ритме питания

11.5. Изменение метаболизма при гипо- и гиперсекреции гормонов

Модульная единица 2

11.6. Изменения гормонального статуса и метаболизма при голодании

11.7. Изменения гормонального статуса и метаболизма при сахарном диабете

Модульная единица 3

11.8. Регуляция водно-солевого обмена

11.9. Регуляция обмена кальция и фосфатов. Строение, синтез и механизм действия паратгормона, кальцитриола и кальцитонина

Структура модуля

Темы

Модульная единица 1

11.1. Роль гормонов в регуляции метаболизма

11.2. Механизмы передачи гормональных сигналов в клетки

11.3. Строение и синтез гормонов

11.4. Регуляция обмена основных энергоносителей при нормальном ритме питания

11.5. Изменение метаболизма при гипо- и гиперсекреции гормонов

Модульная единица 2

11.6. Изменения гормонального статуса и метаболизма при голодании

11.7. Изменения гормонального статуса и метаболизма при сахарном диабете

Модульная единица 3

11.8. Регуляция водно-солевого обмена

11.9. Регуляция обмена кальция и фосфатов. Строение, синтез и механизм действия паратгормона, кальцитриола и кальцитонина

Модульная единица 1 РОЛЬ ГОРМОНОВ В РЕГУЛЯЦИИ МЕТАБОЛИЗМА. РЕГУЛЯЦИЯ ОБМЕНА УГЛЕВОДОВ, ЛИПИДОВ, АМИНОКИСЛОТ ПРИ НОРМАЛЬНОМ РИТМЕ ПИТАНИЯ

Цели изучения Уметь:

1. Применять знания о молекулярных механизмах регуляции обмена веществ и функций организма для понимания биохимических основ гомеостаза и адаптации.

2. Использовать знания о механизмах действия гормонов (инсулина и контринсулярных гормонов: глюкагона, кортизола, адреналина, соматотропина, йодтиронинов) для характеристики изменений энергетического обмена при смене периодов пищеварения и постабсорбтивного состояния.

3. Анализировать изменения метаболизма при гипо- и гиперпродукции кортизола и гормона роста, болезнь и синдром Иценко-Кушинга (акромегалия), а также при гипер- и гипофункции щитовидной железы (диффузный токсический зоб, эндемический зоб).

Знать:

1. Современную номенклатуру и классификацию гормонов.

2. Основные этапы передачи гормональных сигналов в клетку.

3. Этапы синтеза и секреции инсулина и основных контринсулярных гормонов.

4. Механизмы поддержания в крови концентрации основных энергоноси-

телей при нормальном ритме питания.

Тема 11.1. РОЛЬ ГОМОНОВ В РЕГУЛЯЦИИ МЕТАБОЛИЗМА

1. Для нормального функционирования многоклеточного организма необходима взаимосвязь между отдельными клетками, тканями и органами. Эту взаимосвязь осуществляют:

 нервная система (центральная и периферическая) через нервные импульсы и нейромедиаторы;

 эндокринная система через эндокринные железы и гормоны, которые синтезируются специализированными клетками этих желез, выделяются в кровь и транспортируются к различным органам и тканям;

 паракринная и аутокринная системы посредством различных соединений, которые секретируются в межклеточное пространство и взаимодействуют с рецепторами либо близлежащих клеток, либо той же клетки (простагландины, гормоны желудочно-кишечного тракта, гистамин и др.);

 иммунная система через специфические белки (цитокины, антитела).

2. Эндокринная система обеспечивает регуляцию и интеграцию метаболизма в разных тканях в ответ на изменения условий внешней и внутренней среды. Гормоны функционируют как химические посредники, переносящие информацию об этих изменениях в различные органы и ткани. Ответная реакция клетки на действие гормона определяется как химическим строением гормона, так и типом клетки, на которую направлено его действие. Гормоны присутствуют в крови в очень низкой концентрации, и их действие обычно кратковременно.

Это обусловлено, во-первых, регуляцией их синтеза и секреции и, во-вторых, высокой скоростью инактивации циркулирующих гормонов. Основные связи между нервной и эндокринной системами регуляции осуществляются с помощью специальных отделов мозга - гипоталамуса и гипофиза. В системе нейрогуморальной регуляции существует своя иерархия, вершиной которой является ЦНС и строгая последовательность протекания процессов.

3. Иерархия регуляторных систем. Системы регуляции обмена веществ и функций организма образуют три иерархических уровня (рис. 11.1).

Первый уровень - центральная нервная система. Нервные клетки получают сигналы, поступающие из внешней и внутренней среды, преобразуют их в форму нервного импульса, который в синапсе вызывает освобождение медиатора. Медиаторы вызывают изменения метаболизма в эффекторных клетках через внутриклеточные механизмы регуляции.

Второй уровень - эндокринная система - включает гипоталамус, гипофиз, периферические эндокринные железы, а также специализированные клетки некоторых органов и тканей (ЖКТ, адипоциты), синтезирующие гормоны и высвобождающие их в кровь при действии соответствующего стимула.

Третий уровень - внутриклеточный - составляют изменения метаболизма в пределах клетки или отдельного метаболического пути, происходящие в результате:

•  изменения активности ферментов путем активации или ингибирования;

•  изменения количества ферментов по механизму индукции или репрессии синтеза белков или изменения скорости их деградации;

•  изменения скорости транспорта веществ через мембраны клеток. Синтез и секреция гормонов стимулируется внешними и внутренними

сигналами, поступающими в ЦНС. Эти сигналы по нервным связям поступают в гипоталамус, где стимулируют синтез пептидных гормонов (так называемых рилизинг-гормонов) - либеринов и статинов. Либерины и статины транспортируются в переднюю долю гипофиза, где стимулируют или тормозят синтез тропных гормонов. Тропные гормоны гипофиза стимулируют синтез и секрецию гормонов периферических эндокринных желез, которые поступают в общий кровоток. Некоторые гипоталамические гормоны сохраняются в задней доле гипофиза, откуда секретируются в кровь (вазопрессин, окситоцин).

Изменение концентрации метаболитов в клетках-мишенях по механизму отрицательной обратной связи подавляет синтез гормонов, действуя либо на эндокринные железы, либо на гипоталамус; синтез и секреция тропных гормонов подавляется гормонами периферических желез.

ТЕМА 11.2. МЕХАНИЗМЫ ПЕРЕДАЧИ ГОРМОНАЛЬНЫХ СИГНАЛОВ В КЛЕТКИ

Биологическое действие гормонов проявляется через их взаимодействие с клетками, имеющими рецепторы к данному гормону (клетками-мишенями). Для проявления биологической активности связывание гормона с рецептором должно приводить к образованию химического сигнала внутри клетки, который вызывает специфический биологический ответ, например, изменение скорости синтеза ферментов и других белков или изменение их активности (см. модуль 4). Мишенью для гормона могут служить клетки одной или нескольких тканей. Воздействуя на клетку-мишень, гормон вызывает специфическую ответную реакцию, проявление которой зависит от того, какие метаболические пути активируются или тормозятся в этой клетке. Например, щитовидная железа - специфическая мишень для тиреотропина, под действием которого увеличивается количество ацинарных клеток щитовидной железы, повышается скорость биосинтеза тиреоидных гормонов. Глюкагон, воздействуя на адипоциты, активирует липолиз, в печени стимулирует мобилизацию гликогена и глюконеогенез.

 Рецепторы гормонов могут быть расположены или в плазматической мембране или внутри клетки (в цитозоле или ядре).

 По механизму действия гормоны можно разделить на две группы:

- к первой группе относятся гормоны, взаимодействующие с мембранными рецепторами (пептидные гормоны, адреналин, а также гормоны местного действия - цитокины, эйкозаноиды);

вторая группа включает гормоны, взаимодействующие с внутриклеточными рецепторами - стероидные гормоны, тироксин (см. модуль 4).

Связывание гормона (первичного мессенджера) с рецептором приводит к изменению конформации рецептора. Эти изменения улавливается другими макромолекулами, т.е. связывание гормона с рецептором приводит к сопряжению одних молекул с другими (трансдукция сигнала). Таким образом, генерируется сигнал, который регулирует клеточный ответ. В зависимости от способа передачи гормонального сигнала скорость реакций метаболизма в клетках меняется:

•  в результате изменения активности ферментов;

•  в результате изменения количества ферментов (рис. 11.2).

Рис. 11.2. Основные этапы передачи гормональных сигналов в клетки-мишени

ТЕМА 11.3. СТРОЕНИЕ И БИОСИНТЕЗ ГОРМОНОВ

1. Пептидные гормоны синтезируются, как и другие белки, в процессе трансляции из аминокислот. Некоторые пептидные гормоны - это короткие пептиды; например, гормон гипоталамуса тиреотропин - либерин - трипептид. Большинство гормонов передней доли гипофиза - гликопротеины.

Некоторые пептидные гормоны являются продуктами общего гена (рис. 11.3). Большинство полипептидных гормонов синтезируется в виде неактивных предшественников - препрогормонов. Образование активных гормонов происходит путем частичного протеолиза.

2. Инсулин - полипептид, состоящий из двух полипептидных цепей. Цепь А содержит 21 аминокислотный остаток, цепь В - 30 аминокислотных остатков. Обе цепи соединены между собой двумя дисульфидными мостиками. Молекула инсулина содержит также внутримолекулярный дисульфидный мостик в А-цепи.

Биосинтез инсулина начинается с образования неактивных предшественников, препроинсулина и проинсулина, которые в результате последовательного протеолиза превращаются в активный гормон. Биосинтез препроинсулина начинается с образования сигнального пептида на полирибосомах, связанных с эндоплазматическим ретикулумом. Сигнальный

Рис. 11.3. Образование пептидных гормонов, являющихся продуктами общего гена:

А - ПОМК (проопиомеланокортин) синтезируется в передней и промежуточной долях гипофиза и в некоторых других тканях ( кишечнике, плаценте). Полипептидная цепь состоит из 265 аминокислотных остатков; Б - после отщепления N-концевого сигнального пептида полипептидная цепь расщепляется на два фрагмента: АКТГ (39 а.к.) и β-липотропин (42-134 а.к.); В, Г, Д - при дальнейшем протеолизе происходит образование α- и β-МСГ (Меланоцитстимулирующего гормона) и эндорфинов. КППДГ - кортикотропиноподобный гормон промежуточной доли гипофиза. Процессинг ПОМК в передней и промежуточной долях гипофиза протекает по-разному, с образованием разного набора пептидов

пептид проникает в просвет эндоплазматического ретикулума и направляет в ЭР растущую полипептидную цепь. После окончания синтеза препроинсулина сигнальный пептид отщепляется (рис. 11.4).

Проинсулин (86 аминокислотных остатков) поступает в аппарат Гольджи, где под действием специфических протеаз расщепляется в нескольких участках с образованием инсулина (51 аминокислотный остаток) и С-пептида, состоящего из 31 аминокислотного остатка. Инсулин и С-пептид в эквимолярных количествах включаются в секреторные гранулы. В гранулах инсулин соединяется с цинком, образуя димеры и гексамеры. Зрелые гранулы сливаются с плазматической мембраной, и инсулин и С-пептид секретируются во внеклеточную жидкость в результате экзоцитоза. После секреции в кровь олигомеры инсулина распадаются. Период полураспада инсулина в плазме крови составляет 3-10 минут, С-пептида - около 30 минут. Деградация инсулина происходит под действием фермента инсулиназы в основном в печени и в меньшей степени - в почках.

Главным стимулятором синтеза и секреции инсулина является глюкоза. Секреция инсулина усиливается также некоторыми аминокислотами (особенно аргинином и лизином), кетоновыми телами и жирными кислотами. Адреналин, соматостатин и некоторые пептиды ЖКТ тормозят секрецию инсулина.

Рис. 11.4. Схема биосинтеза инсулина в клетках поджелудочной железы:

1 - синтез полипептидной цепи проинсулина; 2 - синтез происходит на полирибосомах, прикрепленных к наружной поверхности мембраны ЭР; 3 - сигнальный пептид отщепляется о завершении синтеза полипептидной цепи и образуется проинсулин; 4 - проинсулин транспортируется из ЭР в аппарат Гольджи и расщепляется на инсулин и С-пептид; 5 - инсулин и С-пептид включаются в секреторные гранулы и выделяются путем экзоцитоза (6); ЭР - эндоплазматический ретикулум; N - концевая часть молекулы;

3. Глюкагон - одноцепочечный полипептид, состоящий из 29 аминокислотных остатков. Биосинтез глюкагона происходит в α-клетках островков Лангерганса из неактивного предшественника препроглюкагона, который в результате частичного протеолиза превращается в активный гормон. Глюкоза и инсулин подавляют секрецию глюкагона; многие соединения, включая аминокислоты, жирные кислоты, нейромедиаторы (адреналин), ее стимулируют. Период полураспада гормона составляет ~5 минут. В печени глюкагон быстро разрушается под действием специфических протеаз.

4. Соматотропин синтезируется в виде прогормона в соматотрофных клетках, которые являются наиболее многочисленными в передней доле гипофиза. Гормон роста у всех видов млекопитающих представляет собой одноцепо-

чечный пептид с молекулярной массой 22 кД, состоящий из 191 аминокислотного остатка и имеющий две внутримолекулярные дисульфидные связи. Секреция гормона роста носит пульсирующий характер с интервалами в 20-30 минут. Один из самых больших пиков отмечается вскоре после засыпания. Под влиянием различных стимулов (физические упражнения, голодание, белковая пища, аминокислота аргинин) даже у нерастущих взрослых людей уровень гормона роста в крови может возрастать до 30-100 нг/мл. Регуляция синтеза и секреции гормона роста осуществляется множеством факторов. Основной стимулирующий эффект оказывает соматолиберин, основной тормозящий - гипоталамический соматостатин.

чечный
пептид с молекулярной массой 22 кД, состоящий из 191 аминокислотного
остатка и имеющий две внутримолекулярные дисульфидные связи. Секреция
гормона роста носит пульсирующий характер с интервалами в 20-30 минут.
Один из самых больших пиков отмечается вскоре после засыпания. Под
влиянием различных стимулов (физические упражнения, голодание, белковая
пища, аминокислота аргинин) даже у нерастущих взрослых людей уровень
гормона роста в крови может возрастать до 30-100 нг/мл. Регуляция
синтеза и секреции гормона роста осуществляется множеством факторов.
Основной стимулирующий эффект оказывает соматолиберин, основной
тормозящий - гипоталамический соматостатин.

5. Иодтиронины синтезируются в составе белка - тиреоглобулина (Тг)

(рис. 11.5).

Рис. 11.5. Синтез йодтиронинов:

ЭР - эндоплазматический ретикулум; ДИТ - дийодтиронин; Тг - тиреоглобулин; Т3 - трийодтиронин, Т4
- тироксин. Тиреоглобулин синтезируется на рибосомах, далее поступает в
комплекс Гольджи, а затем во внеклеточный коллоид, где он хранится и
где происходит иодирование остатков тирозина. Образование йодтиронинов
происходит в несколько этапов: транспорт иода в клетки щитовидной
железы, окисление йода, йодирование остатков тирозина, образование
йодтиронинов, транспорт йодтиронинов в кровь

Тиреоглобулин -
гликопротеин, содержит 115 остатков тирозина, синтезируется в базальной
части клетки и хранится во внеклеточном коллоиде, где происходит
йодирование остатков тирозина и образование йодтиронинов.

Под действием тиреопероксидазы окисленный
йод реагирует с остатками тирозина с образованием моноиодтиронинов
(МИТ) и дийодтиронинов (ДИТ). Две молекулы ДИТ конденсируются с
образованием Т4, а МИТ и ДИТ - с образованием Т3. Йодтиреоглобулин транспортируется в клетку путем эндоцитоза и гидролизуется ферментами лизосом с освобождением Т3 и Т4 (рис. 11.6).

Рис. 11.6. Структура гормонов щитовидной железы

Т3 является основной биологически активной формой йодтиронинов; его сродство к рецептору клеток-мишеней в 10 раз выше, чем у Т4. В периферических тканях в результате дейодирования части Т4 по пятому углеродному атому образуется так называемая «реверсивная» форма Т3, которая почти полностью лишена биологической активности

В крови йодтиронины находятся в связанной форме в комплексе с тироксинсвязывающим белком. Только 0,03% Т4 и 0,3% Т3
находятся в свободном состоянии. Биологическая активность йодтиронинов
обусловлена несвязанной фракцией. Транспортные белки служат своеобразным
депо, которое может обеспечить дополнительное количество свободных
гормонов. Синтез и секреция иодтиронинов регулируется
гипоталамо-гипофизарной системой

(рис. 11.7).

Рис. 11.7. Регуляция синтеза и секреции йодтиронинов:

1
- тиреотропин-либерин стимулирует освобождение ТТГ; 2 - ТТГ стимулирует
синтез и секрецию йодтиронинов; 3, 4 - иодтиронины тормозят синтез и
секрецию ТТГ

Йодтиронины регулируют процессы двух типов:

•  рост и дифференцировку тканей;

•  энергетический обмен.

6. Кортикостероиды. Общим
предшественником всех кортикостероидов является холестерол. Источником
холестерола для синтеза кортикостероидов служат его эфиры, поступающие в
клетку в составе ЛПНП или депонированные в клетке. Освобождение
холестерола из его эфиров и синтез кортикостероидов стимулируются
кортикотропином. Реакции синтеза кортизола происходят в разных
компартментах клеток коры надпочечников (см. рис. 11.12). При синтезе
кортикостероидов образуется более 40 метаболитов, различающихся по
структуре и биологической активности. Основными кортикостероидами,
обладающими выраженной гормональной активностью, являются кортизол -
главный представитель группы глюкокортикоидов, альдостерон - основной
минералокортикоид и андрогены.

На первом этапе синтеза
кортикостероидов происходит превращение холестерола в прегненолон путем
отщепления 6-углеродного фрагмента от боковой цепи холестерола и
окисления углеродного атома С20. Прегненолон превращается в прогестерон - С21 предшественник стероидов - кортизола и альдостерона - и стероиды С19
- предшественники андрогенов. Каким именно стероидом окажется конечный
продукт, зависит от набора ферментов в клетке и последовательности
реакций гидроксилирования (рис. 11.8).

Рис. 11.8. Синтез основных кортикостероидов:

1 - превращение холестерола в прегненолон; 2 - образование прогестерона;

3 -гидроксилирование прогестерона (17-21-11) и образование кортизола;

4 - гидроксилирование прогестерона (21-11) и образование альдостерона;

5 - путь синтеза андрогенов

Первичное
гидроксилирование прогестерона 17-гидроксилазой, а затем 21- и
11-гидроксилазой приводит к синтезу кортизола. Реакции образования
альдостерона включают гидроксилирование прогестерона сначала 21-гид-
роксилазой, а затем 11-гидроксилазой (см. рис. 11.8). Скорость синтеза и
секреции кортизола регулируется гипоталамо-гипофизарной системой по
механизму обратной отрицательной связи (рис. 11.9).

Стероидные гормоны транспортируются кровью в комплексе со специфическими транспортными белками.

Катаболизм гормонов коры надпочечников происходит прежде всего в печени. Здесь протекают реакции гидроксилирования, окисления и

Рис. 11.9. Регуляция синтеза и секреции кортизола:

1
- стимуляция синтеза кортикотропин-либерина; 2 - кортикотропинлиберин
стимулирует синтез и секрецию АКТГ; 3 - АКТГ стимулирует синтез и
секрецию кортизола; 4 - кортизол тормозит секрецию АКТГ и
кортиколиберина

восстановления гормонов. Продукты катаболизма кортикостероидов (кроме кортикостерона и альдостерона) выводятся с мочой в форме 17-кетостероидов. Эти
продукты метаболизма выделяются преимущественно в виде конъюгатов с
глюкуроновой и серной кислотами. У мужчин 2/3 кетостероидов образуется
за счет кортикостероидов и 1/3 - за счет тестостерона (всего 12-17 мг в
сутки). У женщин 17-кетостероиды образуются преимущественно за счет
кортикостероидов (7-12 мг в сутки).

ТЕМА 11.4. РЕГУЛЯЦИЯ ОБМЕНА ОСНОВНЫХ ЭНЕРГОНОСИТЕЛЕЙ ПРИ НОРМАЛЬНОМ РИТМЕ

ПИТАНИЯ

1. Энергетическая
ценность основных пищевых веществ выражается в килокалориях и
составляет: для углеводов - 4 ккал/г, для жиров - 9 ккал/г, для белков -
4 ккал/г. Взрослому здоровому человеку в сутки требуется 2000- 3000
ккал (8000-12 000 кДж) энергии.

При обычном ритме
питания промежутки между приемами пищи составляют 4-5 часов с
8-12-часовым ночным перерывом. В течение пищеварения и абсорбтивного периода (2-4
часа) основные энергоносители, используемые тканями (глюкоза, жирные
кислоты, аминокислоты), могут поступать в кровь непосредственно из
пищеварительного тракта. В постабсорбтивном периоде (промежуток времени после завершения пищеварения до следующего приема пищи) и при голодании энергетические субстраты образуются

в процессе катаболизма депонированных энергоносителей. Основную роль в регуляции этих процессов играют инсулин и глюкагон. Антагонистами инсулина являются также адреналин, кортизол, иодтиронины и соматотропин

(так называемые контринсулярные гормоны).

Инсулин
и контринсулярные гормоны обеспечивают баланс между потребностями и
возможностями организма в получении энергии, необходимой для нормального
функционирования и роста. Этот баланс определяется как энергетический гомеостаз. При
нормальном ритме питания концентрация глюкозы в крови поддерживается на
уровне 65-110 мг/дл (3,58-6,05 ммоль/л) благодаря влиянию двух основных
гормонов - инсулина и глюкагона. Инсулин и глюкагон - главные
регуляторы метаболизма при смене состояний пищеварения,
постабсорбтивного периода и голодания. На периоды пищеварения приходится
10-15 час в сутки, а расход энергии происходит в течение 24 часов.
Поэтому часть энергоносителей во время пищеварения запасается для
использования в постабсорбтивном периоде.

Печень,
жировая ткань и мышцы - главные органы, обеспечивающие изменения
метаболизма в соответствии с ритмом питания. Режим запасания включается
после приема пищи и сменяется режимом мобилизации запасов после
завершения абсорбтивного периода.

2. Изменения метаболизма основных энергоносителей в абсорбтивном периоде обусловлены, в основном, высоким инсулин-глюкагоновым индексом

(рис. 11.10).

Изменения метаболизма в печени. В
печени увеличивается потребление глюкозы, что является следствием
ускорения метаболических путей, в которых глюкоза превращается в
депонируемые формы энергоносителей: гликоген и жиры.

При
повышении концентрации глюкозы в гепатоцитах происходит активация
глюкокиназы, превращающей глюкозу в глюкозо-6-фосфат. Кроме этого,
инсулин индуцирует синтез мРНК глюкокиназы. В результате повышается
концентрация глюкозо-6-фосфата в гепатоцитах, что обусловливает
ускорение синтеза гликогена. Этому также способствует
одновременная инактивация гликогенфосфорилазы и активация
гликогенсинтазы. Под влиянием инсулина в гепатоцитах ускоряется гликолиз в
результате повышения активности и количества ключевых ферментов:
глюкокиназы, фосфофруктокиназы и пируваткиназы. В то же время происходит
торможение глюконеогенеза в результате инактивации
фруктозо-1,6-бисфосфатазы и репрессии инсулином синтеза
фосфоенолпируваткарбоксикиназы - ключевых ферментов глюконеогенеза (см.
модуль 6).

Повышение концентрации глюкозо-6-фосфата в
гепатоцитах в абсорбтивном периоде сочетается с активным использованием
NADPH для синтеза жирных кислот, что способствует стимуляции пентозофосфатного пути.

Ускорение синтеза жирных кислот обеспечивается
доступностью субстратов (ацетил-КоА и NADPH), образующихся при
метаболизме глюкозы, а также активацией и индукцией ключевых ферментов
синтеза жирных кислот инсулином.

Рис. 11.10. Пути использования основных энергоносителей в абсорбтивном периоде:

1
- биосинтез гликогена в печени; 2 - гликолиз; 3 - биосинтез ТАГ в
печени; 4 - биосинтез ТАГ в жировой ткани; 5 - биосинтез гликогена в
мышцах; 6 - биосинтез белков в разных тканях, в том числе в печени; ЖК -
жирные кислоты

Аминокислоты,
поступающие в печень из пищеварительного тракта, используются для
синтеза белков и других азотсодержащих соединений, а их излишек либо
поступает в кровь и транспортируется в другие ткани, либо дезаминируется
с последующим включением безазотистых остатков в общий путь катаболизма
(см. модуль 9).

Изменения метаболизма в адипоцитах. Основная функция жировой ткани - запасание энергоносителей в форме триацилглицеролов. Под влиянием инсулина ускоряется транспорт глюкозы в
адипоциты. Повышение внутриклеточной концентрации глюкозы и активация
ключевых ферментов гликолиза обеспечивают образование ацетил-КоА и
глицерол-3-фосфата, необходимых для синтеза ТАГ. Стимуляция
пентозофосфатного пути обеспечивает образование NADPH, необходимого для
синтеза жирных кислот. Однако биосинтез жирных кислот de novo в жировой
ткани человека протекает с высокой скоростью только после
предшествующего голодания. При нормальном ритме питания для синтеза ТАГ
используются в основном жирные кислоты, поступающие из хиломикронов и
ЛПОНП под действием ЛП-липазы (см. модуль 8).

Так как
гормончувствительная ТАГ-липаза в абсорбтивном состоянии находится в
дефосфорилированной, неактивной форме, процесс липолиза тормозится.

Изменение метаболизма в мышцах. Под влиянием инсулина ускоряется транспорт глюкозы в
клетки мышечной ткани. Глюкоза фосфорилируется и окисляется для
обеспечения клеток энергией, а также используется для синтеза гликогена.
Жирные кислоты, поступающие из хиломикронов и ЛПОНП, в этот период
играют незначительную роль в энергетическом обмене мышц. Поток
аминокислот в мышцы и биосинтез белков также возрастает под влиянием
инсулина, особенно после приема белковой пищи и в период мышечной
работы.

3. Изменения метаболизма основных энергоносителей при смене абсорбтивного состояния на постабсорбтивное. В
постабсорбтивном периоде при снижении инсулин-глюкагонового индекса
изменения метаболизма направлены главным образом на поддержание
концентрации в крови глюкозы, которая служит главным энергетическим
субстратом для мозга и единственным источником энергии для эритроцитов.
Основные изменения метаболизма в этот период происходят в печени и
жировой ткани (рис. 11.11) и направлены на пополнение глюкозы за счет
внутренних резервов и на использование других энергетических субстратов
(жиров и аминокислот).

Изменения метаболизма в печени. Под влиянием глюкагона ускоряется мобилизация гликогена (см.
модуль 6). Запасы гликогена в печени истощаются в течение
18-24-часового голодания. Главным источником глюкозы по мере исчерпания
запасов гликогена становится глюконеогенез, который начинает ускоряться через 4-6 часов после последнего приема пищи. Субстратами для синтеза глюкозы служат лактат, глицерол и аминокислоты. Скорость
синтеза жирных кислот снижается вследствие фосфорилирования и
инактивации ацетил-КоА-карбоксилазы при фосфорилировании, а скорость
β-окисления возрастает. Вместе с тем увеличивается снабжение печени
жирными кислотами, которые транспортируются из жировых депо в результате
ускорения липолиза. Ацетил-КоА, образующийся при окислении жирных
кислот, используется в печени для синтеза кетоновых тел.

В жировой ткани снижается
скорость синтеза ТАГ и стимулируется липолиз. Стимуляция липолиза
является результатом активации гормончувствительной ТАГ-липазы
адипоцитов под влиянием глюкагона. Жирные кислоты становятся важными
источниками энергиии в печени, мышцах и жировой ткани.

Таким
образом, в постабсорбтивном периоде концентрация глюкозы в крови
поддерживается на уровне 60-100 мг/дл (3,5-5,5 ммоль/л), а уровень
жирных кислот и кетоновых тел возрастает.

Рис. 11.11. Пути использования основных энергоносителей при смене абсорбтивного состояния на постабсорбтивное:

I -
снижение инсулин-глюкагонового индекса; 2 - распад гликогена; 3, 4 -
транспорт глюкозы в мозг и эритроциты; 5 - катаболизм жиров; 6 -
транспорт жиров в печень и мышцы; 7 - синтез кетоновых тел в печени; 8 -
транспорт кетоновых тел в мышцы; 9 - глюконеогенез из аминокислот; 10 -
синтез и выведение мочевины;

II - транспорт
лактата в печень и включение в глюконеогенез; 12 - глюконеогенез из
глицерола; КТ -кетоновые тела; ЖК - жирные кислоты

ТЕМА 11.5. ИЗМЕНЕНИЯ МЕТАБОЛИЗМА ПРИ ГИПО- И ГИПЕРСЕКРЕЦИИ ГОРМОНОВ

Изменение
скорости синтеза и секреции гормонов может происходить не только как
адаптационный процесс, возникающий в ответ на изменение физиологической
активности организма, но часто является результатом нарушений
функциональной активности эндокринных желез при развитии в них
патологических процессов или нарушений регуляции. Эти нарушения могут
проявляться либо в форме гипофункции, приводящей к снижению количества гормона, либо гиперфункции, сопровождающейся избыточным его синтезом.

1. Гиперфункция щитовидной железы (гипертиреоз) проявляется в нескольких клинических формах. Диффузный токсический зоб (базедова
болезнь, болезнь Грейвса) - наиболее распространенное заболевание
щитовидной железы. При этом заболевании отмечается увеличение размеров
щитовидной железы (зоб), повышение концентрации йодтиронинов в 2-5 раз и
развитие тиреотоксикоза.

Характерными признаками
тиреотоксикоза являются увеличение основного обмена, учащение
сердцебиений, мышечная слабость, потеря массы тела (несмотря на
повышенный аппетит), потливость, повышение температуры тела, тремор и
экзофтальм (пучеглазие). Эти симптомы отражают одновременную стимуляцию
йодтиронинами как анаболических (рост и дифференцировка тканей), так и
катаболических процессов (катаболизм углеводов, липидов и беков). В
большей мере усиливаются процессы катаболизма, о чем свидетельствует
отрицательный азотистый баланс. Гипертиреоз может возникать в
результате различных причин: развития опухоли, воспаления (тиреоидит),
избыточного поступления йода и йодсодержащих препаратов, аутоиммунных
реакций.

Аутоиммунный гипертиреоз возникает в
результате образования антител к рецепторам тиреотропного гормона в
щитовидной железе. Один из них - иммуноглобулин (IgG) - имитирует
действие тиреотропина, взаимодействуя с рецепторами ТТГ на мембране
клеток щитовидной железы. Это приводит к диффузному разрастанию
щитовидной железы и избыточной неконтролируемой продукции Т3 и Т4,
поскольку образование IgG не регулируется по механизму обратной связи.
Уровень ТТГ при этом заболевании снижен вследствие подавления функции
гипофиза высокими концентрациями йодтиронинов.

2. Гипотиреоз может
быть результатом недостаточного поступления йода в организм -
эндемического зоба. Реже гипотиреоз возникает в результате врожденных
дефектов ферментов, участвующих в синтезе (например, тиреопероксиразы)
йодтиронинов, или как осложнение других болезней, при которых
повреждаются гипоталамус, гипофиз или щитовидная железа. При некоторых
формах гипотиреоза в крови обнаруживаются антитела к тиреоглобулину.
Гипофункция щитовидной железы в раннем детском возрасте приводит к
задержке физического и умственного развития - кретинизм. У взрослых гипофункция проявляется как микседему (слизистый
отек). Главным проявлением микседемы является избыточное накопление в
коже протеогликанов и воды. Основные симптомы гипотиреоза: сонливость,
снижение толерантности к холоду, увеличение массы тела, снижение
температуры тела.

3. Гиперкортицизм. Избыточное образование кортикостероидов, главным образом кортизола, - гиперкортицизм - часто является результатом нарушения регуляторных механизмов синтеза кортизола:

• при опухоли гипофиза и повышенной продукции кортикотропина (болезнь Иценко-Кушинга);

• при опухолях надпочечников, продуцирующих кортизол (синдром Иценко-Кушинга).

Главные
проявления гиперкортицизма: гиперглюкоземия и снижение толерантности к
глюкозе вследствие стимуляции глюконеогенеза и гипертензия как результат
проявления минералокортикоидной активности кортизола и повышения
концентрации ионов Na+.

4. Гипокортицизм. Наследственная адреногенитальная дистрофия в
95% случаев является следствием дефицита 21-гидроксилазы (см. рис.
11.8). При этом увеличивается образование 17-ОН прогестерона и продукции
андрогенов. Характерными симптомами заболевания являются раннее половое
созревание у мальчиков и развитие мужских половых признаков у девочек.
При частичной недостаточности 21-гидроксилазы у женщин может нарушаться
менструальный цикл.

Приобретенная недостаточность надпочечников может
развиваться в результате туберкулезного или аутоиммунного повреждения
клеток коры надпочечников и снижения синтеза кортикостероидов. Потеря
регуляторного контроля со стороны надпочечников приводит к повышению
секреции кортикотропина. В этих случаях у больных отмечается усиление
пигментации кожи и слизистых (аддисонова болезнь), что
обусловлено повышенной продукцией кортикотропина и других производных
ПОМК, в частности меланоцитстимулирующего гормона (см. рис. 11.3).
Основные клинические проявления надпочечниковой недостаточности:
гипотензия, мышечная слабость, гипонатриемия, потеря массы тела,
непереносимость стресса.

Не смотря на малые размеры и массу всего около полуграмма, гипофиз по сути представляет собой две железы, объединенные в одном органе (передняя доля - одна железа, а задняя и промежуточная доля - вторая железа).

Гипофиз состоит из трех долей - передней, состоящей из клеток железистой ткани, задней, состоящей из клеток нервной ткани, и промежуточной, тесно связанной с задней долей. Каждая из долей гипофиза вырабатывает собственные гормоны.

Гормоны регулируют активность всех клеток организма. Они влияют на остроту мышления и физическую подвижность, телосложение и рост, определяют рост волос, тональность голоса, половое влечение и поведение. Благодаря эндокринной системе человек может приспосабливаться к сильным температурным колебаниям, излишку или недостатку пищи, к физическим и эмоциональным стрессам. Изучение физиологического действия эндокринных желез позволило раскрыть секреты половой функции и чудо рождения детей, а также ответить на вопрос, почему одни люди высокого роста, а другие низкого, одни полные, другие худые, одни медлительные, другие проворные, одни сильные, другие слабые.

В нормальном состоянии существует гармоничный баланс между активностью эндокринных желез, состоянием нервной системы и ответом тканей-мишеней (тканей

  • Что благодарен я судьбе
  • Тебе я посвящаю этот стих
  • С 23 февраля поздравить
  • Где отметить день рождения
  • Как наладить отношения с невесткой
(голосов:0)
Похожие статьи:

Как определить тип диабета

Сахарный диабет - типы, признаки и лечение, питание

Причиной возникновения сахарного диабета является недостаточность инсулина - гормона поджелудочной железы, который контролирует на уровне тканей и клеток организма переработку глюкозы.

Факторы риска развития сахарного диабета

Если у человека одновременно наблюдается несколько фактов, риск заболеть сахарным диабетом для него возрастает до 30 раз.


Действие физических упражнений на организм

Лечебное действие физических упражнений.


Изучением действия физических упражнений как основного средства лечебной физкультуры занимались многие исследователи (А. Н. Крестовников, И. М. Саркизов-Серазини, В. Н. Мошков, В. К. Добровольский, В. В. Гориневская и др.). Вопрос этот очень сложный, так как физические упражнения по характеру своего физиологического воздействия на организм и по форме применения не являются однородными, а, наоборот, весьма разнообразны. Обычно на организм воздействует не одно какое-нибудь упражнение, а их комплекс в самых разнообразных сочетаниях. При этом большое значение имеет методическое оформление упражнений, правильность и целесообразность их расположения на протяжении всего занятия, умение применять физические упражнения к данному больному или группе больных, влияние факторов внешней среды и многое другое. Изучение механизма действия физических упражнений на больного продолжает оставаться центральной проблемой всей теории лечебной физкультуры.


Какие продукты питания содержат коллаген

Коллаген для лица. В каких продуктах содержится коллаген и какие крема необходимо использовать. Что способствует выработке коллагена

Наверняка многие женщина задают себе вопрос, что же такое коллаген и для чего он нужен? Коллаген – это белковый компонент нашей кожи, который образуется наряду с эластином, создавая тем самым упругий ее каркас. Коллагеновые волокна – это своего рода спиральки, которые заплетаются в тугую косичку.


Какие грибы самые полезные

Полезные свойства грибов. | Здоровый образ жизни

Любите ли Вы грибы? Я очень люблю лесные грибы и все то,  что с ними связано. Начиная от процесса их поиска и сбора в лесу, до приготовления и поедания. Я только не люблю их чистить. Но этого, к сожалению, избежать никак невозможно.

Бродить по лесу в поисках вкусных грибов – что может быть чудесней в солнечный осенний день? Но какие грибы самые вкусные, а значит, самые желанные в лукошке грибника? Сложно ответить на этот вопрос однозначно. Кто-то любит жареные боровики, кто-то – маринованные опята, кто-то – соленые рыжики. Главное, собирать дары леса внимательно, обходя стороной ядовитые экземпляры, готовить их правильно и с любовью, и тогда блюда эти получатся необыкновенно вкусными. А теперь о том, какие грибы лучше выбрать для своих кулинарных шедевров.


Какие могут быть причины

КАКИЕ могут быть причины задержки месячных :: в чем может быть причина задержки месячных :: Здоровье и медицина :: Другое :: KakProsto.ru: как просто сделать всё

Инструкция

"О самом главном" – все самое главное о вашем здоровье.


У посетителей сайта Russia.tv теперь есть возможность просматривать выпуски программы "О самом главном" за текущую неделю. Если по какой-то причине вы пропустили любимое шоу, вы можете посмотреть его в любое время дня и ночи на нашем сайте. Будьте здоровы!


Комментарии к статье Гормональная регуляция обмена веществ:

Загрузка...


2015