МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ПЕНЗЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра «Общая биология и биохимия»
Реферат по дисциплине «Молекулярные механизмы биорегуляции»
на тему:
«Гормоны надпочечников»
Направление подготовки – 06.03.01 Биология
Профиль подготовки – Биохимия
Выполнил: студент
Группа» 15ФБ2
Руководитель: д. б.н.,проф
Пенза,2017
Содержание
Введение……………………………………………………………………..……3
1.Гормоны коры надпочечников………………………………………………..4
2.Гормоны мозгового вещества……………………………………………..….10
3.Некоторые особенности физиологии и патологии надпочечников у детей………………………………………………………………………………12
Заключение……………………………………………………………………….14
Список литературы………………………………………………………………15
Введение
Надпочечники – парные эндокринные железы, расположенные у верхних полюсов почек и состоящие из двух разных по эмбриональному происхождению тканей: коркового (производное мезодермы) и мозгового (производное эктодермы) вещества. Каждый надпочечник имеет массу в среднем 4 – 5 г. В железистых эпителиальных клетках коры надпочечников вырабатывается более 50 различных стероидных соединений (стероидов). В мозговом веществе, называемом также хромаффинной тканью, синтезируются катехоламины: адреналин и норадреналин. Надпочечники обильно кровоснабжаются и имеют развитую нервную сеть, начинающуюся от солнечного и надпочечникового сплетений. В них имеется воротная система сосудов. Первая сеть капилляров располагается в коре надпочечников, а вторая – в мозговом веществе (кортизол контролирует синтез в хромаффинных клетках фермента фенилэтаноламин-N-метилтрансеразы, необходимого для образования адреналина из норадреналина).
В состав надпочечников входят две структуры – мозговое и корковое вещество. Оба данных вещества регулируются центральной нервной системой. Мозговое вещество отвечает за выработку адреналина и норадреналина, а вот корковое вещество синтезирует кортикостероиды (стероидные гормоны). В состав коры данных парных желез входят три слоя, а именно: Клубочковая зона; Сетчатая зона; Пучковая зона. Корковому веществу присуща парасимпатическая иннервация, при которой тела первых нейронов располагаются в заднем ядре блуждающего нерва. Клубочковая зона отвечает за выработку таких гормонов как кортикостерон, альдостерон и дезоксикортикостерон. Пучковая зона синтезирует кортикостерон и кортизол, а вот сетчатая зона производит половые гормоны, которые оказывают прямое воздействие на развитие вторичных половых признаков. Выработка чрезмерного количества половых гормонов может стать причиной развития вирилизации, т. е. состояния, при котором у женщин появляются признаки, характерные исключительно для мужчин. Корковое вещество отвечает также за поддержание в организме водно-электролитного баланса. Мозговое вещество осуществляет синтез катехоламинов (адреналина и норадреналина), которым свойственно улучшать работу сердца, увеличивать количество сахара в крови, повышать артериальное давление, а также расширятьпросветыбронхов.
1.Гормоны коры надпочечников
Кора надпочечников.
Занимает по объему 80% всей железы и состоит из трех клеточных зон. Наружная клубочковая зона образует минералокортикоиды; средняя (самая большая) пучковая зона синтезирует глюкокортикоиды; внутренняя (окружающая мозговой слой) сетчатая зона продуцирует половые стероиды – как мужские, так и женские независимо от пола человека. Кора надпочечников служит единственным источником глюко-и минералокортикоидов в организме.
Минералокортикоиды (альдостерон, 11 – дезоксикортикостерон) являются жизненно важными гормонами. После удаления надпочечников гибель организма связана с нехваткой этих гормонов, и смерть можно предотвратить только путем их введения. У человека важнейшим и наиболее активным минералокортикоидом является альдостерон.
Альдостерон – гормон стероидной структуры, синтезируемый из холестерола или ацетилкоэнзима А. Суточная секреция гормона составляет в среднем 50 – 250 мкг, содержание в крови 50 – 150 нг/л. Альдостерон слабо связывается белками и транспортируется как в свободной (50%), так и связанной (50%) форме. Период его полураспада составляет около 15 мин. Метаболизируется печенью и частично выводится с мочой. За один пассаж через печень инактивируется 75% альдостерона, присутствующего в крови.
Альдостерон действует на специфические внутриклеточные цитоплазматические рецепторы. Образующиеся гормон-рецепторные комплексы проникают в ядро клетки и, связываясь с ДНК, регулируют транскрипцию определенных генов. Это стимулирует образование специфических информационных РНК, которые влияют на синтез белков и ферментов, регулирующих, например, поступление ионов в клетку.
Физиологическое значение альдостерона заключается в регуляции водно-солевого гомеостаза (изоосмии) и реакции среды (рН).
Гормон усиливает синтез Na-K-АТФазы в клетках дистальных канальцев почек; это ведет к усиленной реабсорбции натрия и секреции в просвет канальцев ионов калия или водорода. Такое же действие альдостерон оказывает на энтероциты и железистые клетки потовых желез. Таким образом, под его влиянием в организме происходит задержка натрия, хлоридов и воды и увеличивается объем циркулирующей крови и артериальное давление крови, а также усиливается выведение Н+-ионов и аммония и формируется сдвиг кислотно-основного состояния крови в щелочную сторону.
Кроме того, минералокортикоиды усиливают реакции иммунной системы и воспаление, а также повышают тонус и работоспособность мышц.
Регуляция синтеза и секреции альдостерона осуществляется несколькими механизмами: главный из них – ангиотензиновый. Это дало основание считать альдостерон частью ренин-ангиотензин-альдостероновой системы (РААС). Ренин (белок, фермент) образуется в юкстагломерулярных клетках почки, его синтез и секреция регулируются содержанием калия и натрия в крови и влиянием катехоламинов через в-адренорецепторы. Ренин катализирует отщепление от ангиотензиногена (б2-глобулин крови, синтезируемый печенью) пептида из 10 аминокислотных остатков – ангиотензина I, который затем превращается в сосудах легких под влиянием конвертазы в ангиотензин II (пептид из 8 аминокислотных остатков). Ангиотензин II является мощным сосудосужающим фактором и стимулирует в надпочечниках синтез и выделение альдостерона.
Повышают продукцию альдостерона также высокое содержание калия и низкое натрия в плазме крови и в меньшей степени – действие АКТГ гипофиза.
Избыток натрия и недостаток калия в плазме крови, гиперволемия (увеличение объема циркулирующей крови) и действие атриопептидов (гормонов, синтезируемых типичными кардиомиоцитами предсердий) снижают секрецию альдостерона.
Избыточная секреция альдостерона может приводить: к задержке натрия, хлора и воды и потере калия и водорода; развитию алкалоза с гипергидратацией и появлением отеков; гиперволемии и гипертензии (повышению артериального давления крови). При недостаточной секреции альдостерона развивается потеря натрия, хлора и воды, задержка калия и метаболический ацидоз, дегидратация, падение артериального давления и шок, а при отсутствии заместительной терапии – происходит гибель организма.
Глюкокортикоиды синтезируются в клетках пучковой зоны коры надпочечников, затем попадают в кровь. Основным представителем является кортизол.
Кортизол – гормон стероидной структуры, производное холестерола. Его суточная секреция составляет в среднем 15 – 30 мг, содержание в крови – около 150 мкг/л. Кортизол хорошо связывается с белками крови (транскортином и альбумином) и транспортируется в связанной (95%) и свободной (5%) форме, период его полураспада составляет около 1 – 2 ч. Метаболизируется печенью и частично выводится с мочой.
Кортизол действует на специфические внутриклеточные цитоплазматические рецепторы. Образующиеся гормон-рецепторные комплексы проникают в ядро клетки и, связываясь с ДНК, регулируют транскрипцию определенных генов и образование специфических информационных РНК, влияющих на синтез очень многих белков и ферментов.
Физиологическое значение кортизола заключается в регуляции межуточного обмена. Выделяют метаболические и неметаболические эффекты глюкокортикоидов.
Основные метаболические эффекты: 1) стимуляция глюконеогенеза за счет усиления активности и повышения синтеза ключевых ферментов глюконеогенеза, гипергликемия и усиление синтеза гликогена в печени; 2) усиление гидролиза белков до аминокислот (катаболическое действие) в опорных тканях (костях, скелетных мышцах, коже), исключая печень, где наблюдается усиление синтеза белков; 3) ускорение липолиза и повышение содержания жирных кислот в крови; 4) усиление секреции инсулина из-за гипергликемии и более интенсивное отложение жира в верхней половине тела, жировые депо которых имеют большую чувствительность к инсулину, чем к кортизолу (ожирение при синдроме Иценко – Кушинга).
Основные неметаболические системные эффекты: 1) участие в формировании стресса и повышение устойчивости организма к действию экстремальных раздражителей (поэтому глюкокортикоиды называют адаптивными гормонами). При их отсутствии сильный стресс может вызывать падение давления крови, шок и смерть: 2) сенсибилизация вазомоторной системы к действию катехоламинов (выход б-адренорецепторов из цитоплазмы на клеточную мембрану гладких миоцитов и увеличение их синтеза в клетках) и положительное инотропное действие (увеличение силы сердечных сокращений); 3) повышение кровотока в клубочках и увеличение фильтрации, снижение реабсорбции воды (в физиологических дозах кортизол является функциональным антагонистом АДГ). При недостатке кортизола могут возникать отеки из-за усиления действия АДГ и задержки воды в организме; 4) повышение минералокортикоидной активности (большие дозы глюкокортикоидов задерживают натрий, хлор и воду и способствуют выведению калия и водорода из организма); 5) проявление стимулирующего действия на скелетную мускулатуру. При недостатке гормона развивается мышечная слабость из-за неспособности сосудистой системы адекватно реагировать на повышение мышечной активности. При избытке гормонов - атрофия мышц из-за катаболического действия гормонов; 6) возбуждающее действие на ЦНС и увеличение склонности к судорогам; 7) повышение восприимчивости органов чувств к действию специфических раздражителей: вкусовых, обонятельных и звуковых; 8) подавление клеточного и гуморального иммунитета, инволюция тимуса и лимфатических узлов, прямое цитолити - ческое действие на лимфоциты и эозинофилы, антиаллергическая активность; 9) жаропонижающее и противовоспалительное действие за счет угнетения синтеза простагландинов и стабилизации клеточных мембран (антиоксидантная активность гормонов); 10) изъязвление слизистой оболочки желудка и двенадцатиперстной кишки (в больших дозах); 11) повышение чувствительности остеокластов к действию паратгормона и развитие остеопороза; 12) повышение синтеза гормона роста, адреналина, ангиотензина II.
Регуляция синтеза и секреции глюкокортикоидов осуществляется АКТГ аденогипофиза с участием кортиколиберина гипоталамуса и имеет четкие суточные ритмы: максимум – утром и минимум – вечером и ночью. Стресс (физический или психический), гипогликемия, лихорадка являются мощными стимулами повышения активности гипоталамо-гипофизарнонадпочечниковой эндокринной оси и увеличения уровня кортизола крови. По механизму отрицательной обратной связи кортизол подавляет секрецию кортиколиберина и АКТГ.
Избыточная секреция глюкокортикоидов проявляется нарастанием массы тела и перераспределением жировых депо в виде ожирения лица (лунообразное лицо) и верхней половины тела. Задержка натрия, хлора и воды вследствие минералокортикоидного действия кортизола сопровождается гипертензией и головными болями, жаждой и полидипсией, а также гипокалиемией и алкалозом. Кортизол вызывает также угнетение иммунной системы из-за инволюции тимуса, цитолиза лимфоцитов и эозинофилов, снижения функциональной активности других видов лейкоцитов. При этом наблюдается усиление резорбции костной ткани и образование язв на слизистой желудка. Недостаточная секреция кортизола проявляется общей и мышечной слабостью из-за нарушений углеводного и электролитного обмена, уменьшением массы тела за счет снижения аппетита, тошноты, рвоты и развития дегидратации организма. Она сопровождается избыточным выделением АКТГ из гипофиза и гиперпигментацией, а также артериальными гипотониями, гиперкалиемией, гипонатриемией, гипогликемией, гиповолюмией, эозинофилией и лимфоцитозом.
Половые гормоны. Синтезируются в надпочечниках. Клетки сетчатой зоны коры надпочечников секретируют в кровь преимущественно мужские половые гормоны (прежде всего, дегидроэпиандростендион и его эфиры, андрогенная активность которых существенно ниже, чем у тестостерона) и в меньшей мере – женские половые гормоны (прогестерон, 17б-прогестерон и др.).
По структуре половые гормоны являются стероидными соединениями, циркулируют в крови в свободной (20%) и связанной (80%) форме, действуют через внутриклеточные цитоплазматические рецепторы.
Физиологическая роль – половые гормоны имеют большое значение в детском возрасте, когда эндокринная функция половых желез выражена незначительно, стимулируют развитие половых признаков, участвуют в формировании полового поведения, оказывают анаболическое действие, повышая синтез белка в коже, мышечной и костной ткани.
Регуляция секреции половых гормонов надпочечников осуществляется АКТГ. Избыточная секреция андрогенов надпочечников вызывает ингибирование женских (дефеминизация) и усиление мужских (маскулинизация) половых признаков. Клинически у женщин это проявляется оволосением по мужскому типу (усы, борода), аменореей, атрофией грудных желез и матки, огрублением голоса (низкий тембр), увеличением мышечной массы и облысением.
2.Гормоны мозгового вещества
Мозговое вещество надпочечников.
Составляет 20% от его массы и содержит хромаффинные клетки, которые по своей сути являются постганглионарными нейронами симпатической нервной системы и синтезируют нейрогормоны катехол - амины – адреналин и норадреналин (НА). Их называют гормонами срочного приспособления к действию сверхпороговых раздражителей среды. В отличие от типичных симпатических нейронов эти клетки синтезируют в основном адреналин (80 – 90% его содержится в оттекающей от надпочечника венозной крови) и в меньшей мере – НА.
Структура, транспорт, метаболизм, механизм действия катехоламинов. Они являются производными аминокислоты тирозина (тирозин → ДОФА (дезоксифенилаланин) дофамин → НА → адреналин), транспортируются в свободной (период их полураспада составляет 30 с) или в связанной форме в гранулах тромбоцитов. Катехоламины метаболизируются ферментами моноаминоксидазами (МАО) и катехол-О-метилтрансферазой (КОМТ) и частично выводятся с мочой в неизмененном виде. Они действуют через б - и в-адренорецепторы клеточных мембран (семейство 7-ТМС-мем - бранных рецепторов) и систему внутриклеточных посредников (цАМФ, ИТФ, Са2+). Основным источником поступления НА в кровоток являются не надпочечники, а симпатические нервные окончания. Поэтому содержание НА в крови составляет в среднем около 0,3 мкг/л, а адреналина – 0,06 мкг/л.
Основные физиологические эффекты катехоламинов реализуются за счет взаимодействия с б - и в-адренорецепторами. Многие клетки организма содержат эти рецепторы (нередко оба типа), поэтому область влияния катехоламинов очень широкая, а его направление обусловлено типом адренорецепторов и их избирательной чувствительностью к адреналину или НА. Так, адреналин обладает большим сродством к в-адренорецепторам, а НА – к б-адренорецепторам. Повышают чувствительность адренорецепторов к катехоламинам глюкокортикоиды и тиреоидные гормоны. Выделяют функциональные и метаболические эффекты катехоламинов.
Функциональные эффекты катехоламинов: 1) увеличиваются частота и сила сердечных сокращений и повышается артериальное давление крови; 2) сужаются вены и артерии кожи и органов брюшной полости, расширяются артерии работающих скелетных мышц; 3) повышается теплообразование в тканях (бурой жировой ткани, мышцах и др.); 4) угнетается перистальтика гладких мышц желудка и кишечника и повышается тонус их сфинктеров; 5) расслабляются гладкие миоциты бронхов и улучшается вентиляция легких; 6) стимулируется секреция ренина почкой; 7) расслабляются гладкие миоциты мочевого пузыря и уменьшается выделение мочи; 8) повышается возбудимость нервной системы и эффективность приспособительных реакций к неблагоприятным влияниям среды.
Метаболические эффекты катехоламинов: 1) стимулируется потребление тканями кислорода и окисление веществ (общее катаболическое действие); 2) усиливается гликогенолиз и угнетается синтез гликогена в печени и в мышцах; 3) стимулируется глюконеогенез (образование глюкозы из других органических веществ) в гепатоцитах, выход глюкозы в кровь и гипергликемия; 4) активируется липолиз в жировой ткани и выход жирных кислот в кровь.
Регуляция секреции катехоламинов. Осуществляется симпатическим отделом АНС. Происходит рефлекторно при мышечной работе, охлаждении, гипогликемии и т. д. Из окончаний преганглионарных симпатических нервных волокон выделяется медиатор ацетилхолин, который через никотиновые холинорецепторы нейронального типа вызывает секрецию адреналина и НА из хромаффинных клеток мозгового вещества надпочечников.
Проявления избыточной секреции катехоламинов – гипертензия, тахикардия, повышение основного обмена и температуры тела, плохая переносимость человеком высокой температуры, повышенная возбудимость и т. д. Недостаточная секреция адреналина и НА проявляется противоположными изменениями, прежде всего понижением давления крови (гипотензией), снижением силы и частоты сердечных сокращений.
3.Некоторые особенности физиологии и патологии надпочечников у детей
У детей раннего, дошкольного и младшего школьного возраста экскреция 17-оксикортикостероидов, отражающих секрецию гидрокортизона корковым веществом надпочечников, понижена по сравнению со взрослыми. По мере развития ребенка происходит постепенное увеличение секреции всех гормонов коркового вещества. До пубертатного развития не отмечается достоверного различия в экскреции 17-оксикортикостероидов у мальчиков и девочек; различия обнаруживаются лишь после окончательного формирования половых желез.
Важно подчеркнуть, что у мальчиков в пубертатном периоде наряду с высоким базальным уровнем глюкокортикоидов отмечается снижение резервных возможностей коркового вещества; у девочек эти функции резервы значительно выше. Это определяет их различную реакцию на стрессовые ситуации, включая патологические процессы.
Мозговое вещество надпочечников происходит из эмбриональных симпатических нервных образований области брюшной аорты. К моменту врастания мозгового вещества в интерреналовое тело, т. е. к началу образования единого органа, уже имеется дифференцировка клеток мозгового вещества. Появление гранул, содержащих катехоламины, наблюдается уже на 8—9-й неделе антенатального развития. С 13-й недели в мозговом веществе обнаруживаются адреналин и дофамин, однако основным гормональным продуктом мозгового вещества в течение всей эмбриональной и постнатальной жизни является норадреналин.
Процесс формирования мозгового вещества продолжается до периода школьного возраста. В возрасте 7—10 лет отмечается значительное увеличение количества мозгового вещества и дифференцировка его клеточных элементов.
Становление суточного ритма деятельности надпочечников происходит в первые две недели жизни ребенка. До двух-недельного возраста суточные колебания содержания кортикостероидов в биологических жидкостях незначительны; в последующем у здоровых детей они соответствуют суточному ритму у взрослых. Ритм секреции катехоламинов устанавливается к школьному возрасту в соответствии с формированием ткани мозгового вещества. Активность секреции кортикостероидов и катехоламинов наибольшая в утренние часы, что необходимо учитывать при проведении гормональной терапии.
Стрессовые реакции, характеризующиеся усиленной продукцией всех гормонов надпочечников, особенно отчетливо выражены у детей старше 5—7 лет.
Дисфункция коркового вещества надпочечников, в основе которой лежит пониженная продукция 17-оксикортикостероидов при сохраненном или слегка повышенном синтезе 17-дезокси - соединений (соотношение между ни - ми уменьшается), обнаруживается у детей главным образом при инфекционно-аллергических заболеваниях, склонных к затяжному и волнообразному течению, а также при инфекционных болезнях в период выработки иммунитета, при хроническом тонзиллите. Дисфункция коркового вещества обнаруживается у детей при заболеваниях, протекающих с отечным синдромом (недостаточность кровообращения в активной фазе ревматизма, нефротическая форма гломерулонефрита), а также при проведении гормональной терапии без учета суточного ритма секреции кортикостероидов и их активности в организме ребенка.
Наследственные дефекты биосинтеза кортикостероидов, связанные с недостаточностью отдельных ферментов, обусловливают развитие
наследственного адреногениталъного синдрома, а также врожденного гипоальдостеронизма,
Заключение
Гормональные препараты занимают одно из важнейших мест в медицине при лечении самых разных заболеваний, а также часто применяются и в спортивной практике. В медицинской практике гормональные препараты используются в основном в качестве средств заместительной терапии (при недостаточной функции какой-либо железы внутренней секреции). Также они используются как средства симптоматической терапии (адреналин при гипотонии). Сосудосуживающее действие адреналина используется в хирургии – вызывает спазм сосудов и, следовательно, анемию в области операционного поля, что уменьшает кровотечение при операции и улучшает условия осмотра операционного поля.
Адреналин нашел широкое применение в различных областях медицинской практики: в хирургии – с целью остановки кровотечений; в терапии – для стимуляции альфа– и бета-адренорецепторов при различных заболеваниях и для купирования, например приступов бронхиальной астмы; в эндокринологии – при передозировке инсулина (при гипогликемической коме); в офтальмологии – для понижения внутриглазного давления при глаукоме в виде глазных капель, в оториноларингологии – как сосудосуживающие капли при ринитах и носовых кровотечениях; в аллергологии – при отеке гортани и при аллергических реакциях немедленного типа, вызванных лекарственными веществами, сыворотками и другими аллергенами; в анестезиологии и реаниматологии – при аллергических реакциях во время анестезии, остановке сердца, для устранения атрио-вентрикулярной блокады. В наше время адреналин входит в арсенал лекарственных препаратов для неотложной помощи.
Адреналин – один из самых активных биологических стимуляторов человеческого организма. Адреналин и норадреналин мобилизуют все наличные ресурсы организма на борьбу, с чем связано их применение в спортивной практике.
Введение малых доз катехоламинов (строго под наблюдением врача) способно восстановить истощенные резервы катехоламинов центральной нервной системы (ЦНС) и повысить работоспособность как общую, так и спортивную. Восстановление резервов ЦНС без рациональной лекарственной терапии невозможно. Более того, современные тренировочные нагрузки большого спорта столь велики, что сами по себе являются серьезным истощающим фактором. На сегодняшний день наиболее детально разработана методика введения в организм малых доз адреналина. Адреналин вводится 1 раз в день подкожно в дозах от 1/10 до 1/20 от среднетерапевтических. Подкожное введение адреналина позволяет добиться вполне ощутимого анаболического эффекта.
Список литературы
1., «Надпочечники - железы внутренней секреции»/ /, Казань, 1979
2. , «Физиология человека»//, Москва «Медицина», 2001
3., «Надпочечники»/ /, Москва, 1982
