Фізіологія залоз внутрішньої секреції
Фізіологія залоз внутрішньої секреції Курс 2 I. Гормони щитовидної залози II. Гормони, що виробляються наднирковими залозами
I. Гормони щитовидної залози (Т 3 і Т 4) Щитовидна залоза, розташована під гортанню, спереду від трахеї Морфо-функціональна одиниця = фолікул щитовидної залози Секрети: - Т 3 + Т 4 (з фолікулів), - Кальцитонін (із клітин С) B 3 синтез і Т 4 вимагає йоду = 150-500 мкг/добу (кухонна сіль йодується для запобігання дефіциту йоду) Йод, що потрапляє всередину (I 2) I - розсмоктується (йодид) I - в крові 1/5 досягає щитовидної залози, при гл . травний, гл. молочні залози, відпочинок виводиться нирками На рівні щитовидної залози всі процеси залежать від ТТГ.
Обмін гормонів щитовидної залози (Т 3 і Т 4)
1. Роль гормонів щитовидної залози У плазмі: T 3 = трийодтиронін (7%), але в 4 рази активніший T 4 = тироксин (93%), але IC: T 4 T 3; Вони виробляються щитовидною залозою: йодуванням тирозину в молекулі ТГ; Механізм дії: T 3/T 4 Ядерні рецептори Транскрипція гена РНК m Ефект синтезу білка; Основні ефекти: Метаболічна активність майже у всіх тканинах Окислювальні процеси АТФ + тепло Стимулює ріст клітин + диференціювання.
Роль гормонів щитовидної залози 1) Роль у зростанні: - безпосередньо - опосередковано через: - ГР - соматомедин, особливо у дітей, забезпечує нормальний ріст + розвиток тканин (особливо кісток) Патологічний: [T] швидкість росту, особливо кісток [T ] -початковий темп зростання, але - з часом: [T] швидше закриття росту хряща зупиняє ріст у висоту (зменшує період зростання у висоту).
Роль гормонів щитовидної залози 2) Розвиток + дозрівання нервової системи (СН), оскільки внутрішньоутробне життя (місяць IV) стимулює нейроногенез та розвиток мієлінізації СН + розвиток дозрівання кори нервових центрів + психічний розвиток Патологічний: [Т] карликовість та розумова відсталість 3) Активація СН метаболічна активність мозку у дорослих + тонус кори і інтелект пам'яті + стимулювання рухової реактивності SNVS та Nr. β-рецептори Патологічні: [T] сонливість, повільність, збудливість. [T] збудливість, здатність до концентрації уваги, втома, м’язовий тремор (швидкий і тонкий)
Роль гормонів щитовидної залози 4) Метаболічні ефекти а) Білковий обмін: обидві сторони метаболізму балансують анаболізм - катаболізм Патологічний: [T] катаболізм Pr. Баланс азоту - b) Метаболізм вуглеводів: [G] шляхом - кишкового всмоктування G - неоглюкогенез - засвоєння глікогенолізу ІС G + Патологічна енергія гліколізу: [T] [G] Інсулін (II) у часі DZ II.
Роль гормонів щитовидної залози в) Ліпідний метаболізм: ліполіз Плазмова енергія: [Ліпіди], [Найнижчий], [ТГ], [PO-L], [АГЛ] патологічний: [Т] [Найнижчий] Ризик атеросклерозу г) Енергетичний метаболізм: головна роль метаболізму Біологічне окиснення - Біологічно корисна енергія (АТФ) - шляхом поєднання окислення з фосфорилюванням - Тепловий термогенез - роль у терморегуляції (адаптація до холоду) Патологічне: [T] роз'єднання фосфорилювання АТФ при окисленні та втратах тепла [T] сонливість + непереносимість застуда
Роль гормонів щитовидної залози Оцінка: за базальним метаболізмом (МБ) = мінімальна енергія, необхідна для забезпечення життєдіяльності в базальних умовах ВН: МБ = 33-40 ккал/м 2/год МБ = -10% + 15% Гіпотиреоз Гіпертиреоз (-60% - 30%) (+ 30% + 50%) д) Мінеральний метаболізм: -за допомогою метаболічної активності Необхідні вітаміни (частина ферментних систем)
Роль гормонів щитовидної залози 5) Серцево-судинні системні ефекти: тиреоїдні гормони ефекти катехоламінів + відсутність β-рецепторів: FC, якщо [T] тахіаритмії F скорочення, але якщо [T] F скорочення внаслідок протеолізу) DC Дихальний: частота та амплітуда дихання (у відповідь на метаболізм) Травний: секреція та рухливість [T] діарея
Роль гормонів щитовидної залози 6) Трофічний вплив на: шкіру скелетних м’язів - при гіпотиреозі утримання гелевих рідин через голку. гіалуронова та хондроїтин сульфатована мікседема. 7) Вплив оптимізації статевої функції у обох статей: вплив + на ефект метаболізму гонад + на гонадотропії гіпофіза 8) Взаємозв'язок з іншими гормонами T 3 T 4 катехоламінами інсуліном у відповідь на рівень глюкози в крові ПТГ у відповідь на остеогенез кортизолу T 3 T 4 GH та GH T 3 T 4
2. Регуляція секреції гормонів щитовидної залози 1) Вісь гіпоталамус-гіпофіз-щитовидна залоза з потрійним зворотним зв’язком = основна роль підтримує нормальний рівень Т 3 Т 4 (див. Малюнок). 2) Психоемоційний стрес, біль, травма, стимуляція гіпоталамусу TRH TSH T 3 T 4 гіперфункція щитовидної залози 3) Перепади температур при адаптації термогенезу холоду T 3 T 4 до термогенезу холодного холоду T 3 T 4 4) Дія на передню частку гіпофіза: NA, кібер-естрогени ТТГ, соматостатин ТТГ
- - Ендокринний гіпоталамус + СТРЕС - TRH GIH TRH + - Гіпоталамо-гіпофізарно-тиреоїдна вісь Потрійний зворотний зв'язок - - Аденогіпофіз TSH + Щитовидна залоза T 3 і T 4 TSH Гіперфункція щитовидної залози
Патологічні варіації T 3 T 4 Гіпертиреоз Хвороба Баудовса-Грейвса Підвищує активність всієї залози ТТГ З аутоімунними змінами Гіперсекретуюча токсична аденома Збільшує місцеву активність + решта залози - ТТГ Немає аутоімунних змін T 3 T 4 Гіпотиреоз у дітей = кретинізм (карликовість + розумова відсталість) у дорослих = мікседема Ендемічний зоб: гіпертрофована залоза, ТТГ, ± T 3 T 4.
3. Роль синтезу ТТГ: у передній частині гіпофіза під контролем ТРГ Механізм дії: другим месенджером ІС: цАМФ Основні ефекти: на щитовидну залозу ТТГ контролює всю активність, пов’язану з синтезом гормонів щитовидної залози (Т) 1. Метаболізм щитовидної залози 2. Інфузія щитовидної залози 3. трофічна роль немає. і розмір тироцитів у фолікулах 4. синтез і секреція гормонів. щитовидна залоза: внутрішньоклітинне поглинання йоду (активний транспорт) йодування тиреоглобуліну і утворення Т 3 і Т 4 розщеплення йодованого тиреоглобуліну вивільнення Т 3, Т 4 вивільнення Т 3, Т 4 в крові
Інші ефекти ТТГ: ліполіз Регулювання секреції ТТГ: вісь гіпоталамус-гіпофіз-щитовидна залоза з потрійним зворотним зв’язком забезпечує механізм фізіологічного контролю Психоемоційний стрес, біль, травма, стимуляція гіпоталамусом ТРГ ТТГ Т 3 Т 4 Перепади температури Холод Т 3 Термогенез T 4 Гарячий термогенез T 3 T 4 Дія на передню частку гіпофіза: НС, естрогени ТТГ Кіберніни, соматостатин ТТГ Патологічна функція ТЩГ щитовидної залози.
II. Гормони надниркових залоз Кортикальні (клубочкові z) Мінералокортикоїди (альдостерон) Нирки Підтримує рівновагу Na, Cl, HCO 3, K Кортикальні (z. Fasciculata) Глюкокортикоїди (кортизол) Загальне Пристосування до стресу кр., Гіперглікемічна кортикала (z. Reticupianda) Dehyde ) Анаболічні статеві ознаки II Медулярний адреналін (адреналін) М’язи, печінка Адаптація до стресу змін. Гіперглікемічний медулярний норадреналін (норадреналін) Кровоносні судини Вазоконстрикція Тахікардія
Кортикоадреналові гормони - це стероїдні гормони, що синтезуються з холестерину: холестерин Прегненолон Прогестерон 17OH-Прегненолон 17OH-Прогестерон Альдостерон Кортизол Андрогени
1. Вплив глюкокортикоїдних гормонів (ГХ) Синтез: в корі надниркових залоз (z. Fasciculata) Стероїдні гормони: кортизол (гідрокортизон) 95% кортикостерон
Механізм дії: GC передає IC і зв’язується зі складною дією рецептора GC рецептора GC на ядро (елемент GRE-глюкокортикоїдної відповіді) стимуляція або інгібування стимулювання синтезу мРНК або інгібування синтезу деяких білків ефекту (через 45-60 хв). Основні дії: Адаптація до хронічного стресу забезпечує ендокринну підтримку. Контроль клітинного метаболізму Вплив ГХ: 1. Метаболічний 2. На органи та системи 3. Фармакологічний
1) Метаболічні ефекти ГК а) Метаболізм білка: ГК у високих дозах синтез білка шляхом: катаболізм білка анаболізм білка негативний баланс азоту АА мобілізація з позапечінкових тканин Виняток: печінка, де поглинання АА використовується для: Неоглюкогенезу Синтез білка плазми
1) Метаболічні ефекти ГК b) Метаболізм вуглеводів: ГК підвищує рівень цукру в крові за рахунок: кишкової абсорбції глюкози печінковим неоглюкогенезом глюкоза глікоген зберігає глікогеноліз, що продукується адреналіном та глюкагоном, вживання глюкози (прим. Спорідненості до інсуліну), вторинної до глікемії інсуліновий наліт . З часом чутливість тканин до інсуліну (особливо м’язів та адипоцитів) вторинний діабет (наднирники)
1) Метаболічні ефекти ГХ в) Ліпідний обмін: ГК посилює ліполіз: ліпіди АГЛ кетонові тіла Енергетичний печінковий кетогенез ліполіз, що супроводжується відкладенням ліпідів в інших областях: ліполіз на відкладеннях кінцівок на обличчі (порівняно з повним місяцем), грудній клітці, животі важливо: у голодування або стресу, ГХ змінює енергетичний метаболізм з вуглеводного на ліпідний із збереженням глюкози.
1) Метаболічні ефекти ГК г) Гідромінеральний метаболізм: ГХ збільшує затримку NaCl та води (мінералокортикоїдна функція) обсягу набряку при кортикотерапії (побічний ефект) демінералізація кісток (побічний ефект)
2) Вплив на системи ГХ ГХ забезпечує належне функціонування: всіх типів м’язів Серцево-судинна діяльність підтримка нервово-психічної реактивності обсяг функціональна здатність адаптація до стресу.
3) Фармакологічні ефекти ГХ 1) Протизапальний (запалення = реакція пошкодженої тканини за будь-яким механізмом) Запобігає розвитку запалення шляхом: Стабілізація проникності капілярної мембрани лізосомальної мембрани пригнічення міграції лейкоцитів імунної системи Корисність ГХ при лікуванні запальних захворювань. 2) Протиалергічний: зменшує алергічний процес запобігає смерті від анафілактичного шоку.
3) Фармакологічні ефекти GC 3) Кров: еритроцити, еозинофіли, лімфоцити 4) Придушення сприйнятливості імунної системи до інфекцій (побічний ефект 5) кислотність шлункового соку ризик виразки. 6) Об'єм АТ 7) Перерозподіл жирової тканини 8) Нейропсихічні зміни маніакального психозу 9) Ризик демінералізації кісток остеопорозу 10) Глікемія з часом ризик вторинного діабету 11) Зміни шкіри: гірсутизм + вугрі 12) У високих дозах у дітей швидкість росту функція яєчка
2. Регуляція секреції ГХ 1) Гіпоталамо-гіпофізарно-кортико-надниркова вісь з потрійним зворотним зв’язком: головна роль підтримує нормальний ГХ. Секреція АКТГ має циркадний ритм (максимум вранці та мінімум ввечері) ГК концентрація = максимальна вранці. 2) Психоемоційний стрес, біль, травми, т о, крововиливи, хірургічна стимуляція гіпоталамусом CRH ACTH GC CSR гіперфункція: при тривалому стресі безперервна петля зворотного зв’язку GC блокується при періодичному хронічному стресі з декількома загостреннями на добу. результат: ГХ ініціює компенсаторну метаболічну реакцію на шкідливий агент.
- - Ендокринний гіпоталамус + СТРЕС - CRH + CRH Гіпоталамо-гіпофізарна вісь - наднирники Потрійний зворотний зв'язок - - Аденогіпофіз ACTH + ACTH Кора надниркових залоз GC Гіперфункція CSR
3. Синтез АКТГ: у передній частині гіпофіза - циркадний ритм Механізм дії: за допомогою цАМФ Основні ефекти: на кору надниркових залоз: Основна роль фасцикульованої зони: спочатку: вивільнення ГК із відкладень. з часом: гіперплазія ділянки + синтез ГХ. Сітчаста зона менша роль: спочатку: вивільнення андрогенів з відкладень. з часом: гіперплазія ділянки + синтез андрогену. Незначна роль клубочкової області: вивільнення ALDO.
Інші ефекти: пігментований ліполіз шкіри та слизових оболонок (меланін) Регуляція секреції АКТГ: Максимальний циркадний ритм вранці (8 годин) та мінімальний ввечері (24 години) Секреція ГК відбувається за тією ж схемою концентрація ГК = максимальна вранці. Зміна ритму сну змінює цикл КГ.
4. Вплив мінералокортикоїдних гормонів Синтез: кора надниркових залоз клубочковий гормон Стероїдні гормони - основний представник = ALDO. Основні дії: підтримання гідро-електролітичного балансу, регулювання обсягу, АТ, Na + -K + роль балансу в підтримці життєво важливих функцій (рятувальний гормон) відсутність шокової смерті від ALDO через 3 дні - 2 тижні. Ефекти: 1. на нирковому рівні 2. позанирковий 3. м’язи та нерви
1. Ниркові ефекти: дія на останню частину ниркової трубки (1/3 кінцевих ТКД і ТК): реабсорбція Na + та секреція K +: на верхівковому полюсі: проникність для Na + і K + на базальному полюсі: активність насоса Na +/K + Пасивна реабсорбція Cl - і HCO 3 - Вторинна секреція реабсорбції води H +, NH 4+, Ca 2+, Mg 2+ ALDO втручається у підтримку: АТ, обсягу, гідро-електролітного балансу кислотно-лужного балансу
Нефроцитна кров Сеча K + pl Na + pl SRAA ALDO Rec IC. Ядро мРНК ДНК Синтез Pr Vol TA SNVS Na + Na + K + K + HCO 3 - Cl - H 2 O Mg 2+ Ca 2+ H + NH + 4
2. Позаниркові ефекти: реабсорбція Na + та секреція K + на рівні: Потові залози: економія NaCl для підтримки обсягу потовиділення за допомогою NaCl у адаптації тепла. Травні залози 3. Вплив на м’язи та нерви: діяльність Na +/K + Na + IC та K + IC
Вплив ALDO на гідро-електролітний баланс Константи Нормальні значення Гіперальдостеронізм (хвороба Конна) Гіпоальдостеронізм (хвороба Аддісона) Na + pl 142 мекв/л (лише незначно через реабсорбцію води) K + pl 4,5 мекв/л (викликає м'язову гіпотонію) токсичність серцевий Na +/K + сеча 2 Об'єм 5 л гіпертонія TA кров рН шок 7,35-7,45 Метаболічний алкалоз Метаболічний ацидоз
5. Регулювання секреції ALDO 1) [K +] секреція ALDO у плазмі K + екскреція 2) [Na +] секреція ALDO у плазмі реабсорбція Na +, наприклад: сильна діарея, інтенсивне потовиділення, прийом Na + 3) система ренін-ангіотензин-альдостерону Вивільнення РЕНІНУ на рівні AJG стимулюється: АТ, Волемія, [Na +] мкл, сечовий [Na +] при активації MD SNVS Вивільнення ALDO стимулюється Ag. II та Ag. III інгібування SRAA: ALDO + ANP негативний відгук 4) ACTH - незначний ефект
(α2-глобулін неактивний печінковий глобулін) TA Ренінова система ангіотензин альдостерон [Na +] AgII ANP TA Vol [Na +] SNVS RENINA - - Ангіотензин I Ангіотензин II Ангіотензин III КОНВЕРСІЙНИЙ ЕНЗИМ (10 АА, неактивний) Ангіотензин синогенний Системний: VC RPT Нирки: - VC ae FG = const -VC aa FG - Реабсорбція Na + ALDO ADH Reabs. вода ANGIO- TENSINASE VC (докладніше) ALDO Reabs. Na + вода Vol
Ренін-ангіотензин-альдостеронова система
6. Секреція андрогенів КСВ: сітчаста зона КСО, під дією АКТГ початок секреції: у пубертатному віці, у хлопчиків (адренарія). Роль: анаболічна та трофічна: - синтез Pr. - остеогенез та м’язова маса визначають чоловічі вторинні статеві ознаки (лише за наявності гормонів статеві залози) + їх надмірні юнацькі прищі причини: у чоловіків: акцентуація сухих статевих ознак передпубертатного періоду: рання поява сухих статевих ознак у жінок: маскулінізація - sindr. Адрено-генітальний
B. Медулярні гормони надниркових залоз (MSR) Катехоламіни: - адреналін (A), - норадреналін (NA), - дофамін Синтез та зберігання: у хромосомних клітинах (феохромоцитах), синтезованих з тирозину, стимульованих SNVS, GC Метаболізується 2 ферментними системами: COMT а норметенефрин МАО, що виділяється нирками ванільманделінової кислоти (VAL = 1-7 мг/мл), дає інформацію про функцію MSR. Вплив: діючи на специфічні рецептори
Дія катехоламінів Норадреналін (NA) Домінантна дія на серцево-судинну систему Сродство до адренергічних рецепторів α та β 1 + β 3 (β 2) Адреналін (A) Домінантна дія на гладкі м’язи та метаболізм Сродство з адренергічними рецепторами α та β 1 + β 2 (β 3) Дофамін Домінуюча дія на серцево-судинну систему: типи рецепторів Inotrop + та RPT: DA 1 (збудники) та DA 2 (інгібітори)
Вплив катехоламінів A, NA α 1 R судин, матки, райдужки, піломоторних м’язів Празозин (-) Gq PLC IP2 IP3 + DAG A, NA α 2 R кишечник, піт потовиділення Йохімбін (-) Gi AC ATP AMPc Метопролол (-) Бутоксамін (-) A, NA/A β 1 R/β 2 R Gs серцеві судини, бронхи, матка, кишечник Ca ++ Ca ++ PKC Pr PO Pr PKA Pr PO Pr
α 1 -адренергічні рецептори Ефекти: - скорочення гладких м’язів: судини, матка, зіниця (випромінюють м’язи), волосяний м’яз - клітини печінки Глікемія Механізм дії: α 1 рецептори поєднуються з активацією білка Gq фосфоліпазою C (PLC), трансформує IP2 в: інозитол-1,4,5-трисфосфат (IP3) збільшення цитозольного Са ++ шляхом його мобілізації з ендоплазматичного ретикулуму діацилгліцерол (DAG) стимулює протеїнкіназу С (РКС), викликає фосфорилювання цільових білків, що мають спорідненість до катехоламінів NA і A α 1 -блокер: PRAZOSIN
α 2 -адренергічні рецептори Ефекти: скорочення гладких м’язів: судини, кишечник на потових залозах потовиділення Механізм дії: α 2 рецептори укупі з білком Gi пригнічує аденілциклазу внутрішньоклітинний цАМФ протилежні ефекти β рецепторів (внутрішньоклітинний цАМФ). мають спорідненість до обох катехоламінів NA та A 2 -блокаторів: YOHIMBIN
β 1 -адренергічні рецептори Ефекти: переважає в міокарді + на властивості серця гликогеноліз гепатоцитів + неоглюкогенез Глікемія ліполіз жирової тканини Механізм дії: β 1 рецептори в поєднанні з білком Gs стимулюють аденилциклазу AMPc. мають спорідненість до обох катехоламінів NA + A β 1 -блокатор: МЕТОПРОЛОЛ Неселективний β-блокатор: ПРОПРАНОЛОЛ
β 2 -адренергічні рецептори Ефекти: переважає у розслабленні гладких м’язів коронарних судин, скелетних м’язах, церебральних VD бронхах BD матка кишечник Механізм дії: β 2 рецептори в поєднанні з білком Gs стимулює аденилциклазу AMPc. мають високу спорідненість до A, тоді як NA дуже слабо зв'язується з β 2 -блокатором: БУТОКСАМІН
β 3 - нещодавно охарактеризовані адренергічні рецептори, розташовані в жировій тканині (особливо в коричневій жировій тканині) Ефекти: термогенні, проти ожиріння, протидіабетичні. мають високу спорідненість до NA, тоді як A пов'язується дуже слабо (на відміну від β 2 -рецепторів).
Основні ефекти катехоламінів
Десенсибілізація β-рецепторів, що зв’язують агоністи β-рецепторів, швидко індукує (хв) десенсибілізаційні механізми десенсибілізації: фосфорилювання рецептора протеїнкіназою - β-кором (β-адренергічна рецепторна кіназа) з подальшим зв’язуванням іншого білка, що зупиняє роз’єднання рецептора з білком G. він також може активувати білок G. фосфорилювання рецептора PKA, що не вимагає зупинки арешту. З часом відбувається інтерналізація та синтез поверхневих рецепторів.
Регуляція функції MSR 1) Нервовий механізм: при MSR приходять прегангліонарні волокна SNVS (Ach) MSR як симпатичний ганглій, що вивільняє катехоламіни: Стимуляція SNVS: Фізичні подразники: біль, холодний ретикулозний шлях HIPOT Хімічні подразники: [G], O 2 спинний TA барор - сонний синус Прессорний рефлекс - сідниця Ао 2) Гуморальний механізм: Синтез кортизолу катехоламінів Т і Т: Nr. Адренергічні рецептори Негативні відгуки