Гормоны и их роль в обмене веществ


Гормоны — биологически активные вещества, синтезируемые и секретируемые органами эндокринной системы или определенными тканями — тканевые гормоны. К тканевым гормонам относят дефомин, норадреналин, серотонин, синтезируемые мозговым слоем надпочечников. В последние годы появились сообщения о гормонах сердца — натрийуретических пептидах-NP, которые оказывают мощное мочегонное натрийуретическое и сосудорасширяющее действие, участвуют в поддержании водно-электролитного гомеостаза и регуляции уровня артериального давления [5].

К стероидным гормонам принадлежат кортикостерон, кортизол, альдостерон, прогестерон, эстрадиол, эстрон, эстриол, тестостерон, которые секретируются корой надпочечников и половыми железами. К производным аминокислот относят простагландины, адреналин, норадреналин, тироидные гормоны — производные тирозина. Белковые гормоны циркулируют в крови в свободном состоянии, а стероидные и тироидные в основном связаны с белками. Гормональный эффект осуществляется благодаря взаимосвязи с рецепторами — информационными молекулами, превращающими гормональный сигнал в гормональное действие. Гормональные рецепторы находятся на мембранах клеток или реже внутри клеток и других структурах.

Взаимосвязь гормонов с рецепторами, локализованными на плазматической мембране, осуществляется с участием циклического аденозинмонофосфата (цАМФ) или ионизированного кальция (Са+2) и других веществ. С участием цАМФ осуществляется биологическое действие гормонов: АКТГ, ТТГ, ЛГ, МФГ, вазопрессина, катехоламинов, глюкогона, паратирина, калыдитонина, секретина, гонадотропина, тириолиберина, липотропина.

С участием ионизированного кальция осуществляется действие окситоцина, гастрина, холецистокина, ангиотензина, катехоламинов. Кальций находится в связанном с белками состоянии внутри клетки и в свободной форме во внеклеточной жидкости. В клетку свободный кальций поступает из внеклеточной жидкости или высвобождается в ней из связанного с белком элемента. Свободный внутриклеточный кальций становится активным после связывания с внутриклеточным белком — кальмодулином. Кальмодулин — рецепторный белок, в свободном состоянии не активен. Повышение уровня внутриклеточного свободного кальция приводит кальмодулин в активное состояние. Повышенный уровень внутриклеточного кальция стимулирует кальциевый насос: свободный кальций перемещается во внеклеточную жидкость, кальмодулин теряет активность, и в клетке наступает состояние функционального покоя. Кальмодулин представляет аналог мышечного белка тропина С, который путем связывания кальция образует комплекс актина и миозина.

Рецепторы, чувствительные к инсулину, располагаются на плазматических мембранах и состоят из трех или четырех субъединиц. Комплексирование гормона с рецептором обеспечивает транспорт вещества через клеточную мембрану. Посредниками взаимодействия инсулина и клеткой-мишенью могут быть ионы кальция, калия, магния.

Стероидные гормоны, находящиеся в крови в связанном с белками состоянии, диффундируют в клетку-мишень, где и проявляется их действие. Тироидные гормоны тироксин (Т4) и трийодтиронин (Т3) легко диффундируют через липидную клеточную мембрану и связываются внутриклеточными белками. Таким образом, специфическое действие гормонов проявляется лишь после соединения их с соответствующими рецепторами. Рецепторы после опознавания и связывания гормонов генерируют химические или физические сигналы, которые вызывают последовательную цепь пострецепторных взаимодействий и заканчиваются появлением специфического биологического эффекта гормона.

Изменение чувствительности органов и тканей к гормонам осуществляется посредством механизмов обратной связи. Чувствительность к гормону падает при снижении количества функционирующих рецепторов, их инактивации и разрушении. Гормоны имеют свои агонисты и антагонисты. Агонисты, комплектуясь с соответствующими рецепторами, усиливают действие гормона, антагонисты способны конкурентно связывать рецептор с гормоном, снижать его биологический эффект. Например, для кортизола антагонистом служит прогестерон, а агонистом — кортикостерон. Это следует учитывать при лечении животных, назначая гормональные препараты.

Гормоны участвуют в метаболизме углеводов, липидов, белков и других веществ. В метаболизме углеводов участвует инсулин, катехоламины, глюкогон, гормон роста, глюкокортикоиды, а также ТТГ, тироидные и половые гормоны. Глюкоза, поступающая из желудочно-кишечного тракта (ЖКТ), превращается в печени и меньше в других тканях в гликоген. Синтез гликогена происходит при участии нескольких ферментов (фосфоглюкомутаза, гликогенсинтетазы и др.). Синтез гликогена называют гликогенезом, а его распад — гликогенолизом. В процессе гликогенолиза принимают участие фосфорилаза, фосфоглюкомутаза и др. По мере расхода запасов гликогена глюкоза может образовываться из лактата (молочная кислота), аминокислот и других соединений. Этот процесс носит название глюконеогенеза. Глюконеогенез сопровождается образованием кетоновых тел (бета-оксимасляная, ацетоуксусная кислоты и ацетон).

Основной гормон, который поддерживает гомеостаз глюкозы в организме, — инсулин. Под его влиянием происходит активация ферментов фосфорилирования глюкозы, катализирующих образование глюкозо-6-фосфата (Г-6-Ф), повышается интенсивность участия глюкозы в процессах образования энергии, гликогена. Инсулин ингибирует глюкозо-6-фосфатазу печени, тормозя выход свободной глюкозы в кровь. Снижение глюкозы в крови, в свою очередь, приводит к увеличению секреции антагонистов инсулина — адреналина, норадреналина (катехоламины), глюкогона, СТГ, глюкокортикоидов, тироидных гормонов. Под влиянием адреналина, норадреналина активируется фосфорилаза печени, ускоряется распад гликогена с образованием глюкозы, повышается тонус сердечной и скелетных мышц. Под действием глюкогона активируется аденилатциклаза, увеличивается образование цАМФ, фосфорилазы, усиливается гликогенолиз, выход глюкозы из печени в кровяное русло. Однако глюкогон тормозит проникновение глюкозы в клетки и др.

Гормон роста (СТГ) способствует выходу глюкозы из печени в кровь, усиливает глюконеогенез, ведет к повышению концентрации в крови свободных жирных кислот, кетоновых тел (наблюдение автора), которые подавляют действие инсулина на мембранный транспорт глюкозы. Глюкокортикоиды стимулируют распад белков, глюконеогенез, но уменьшают мембранный транспорт глюкозы и ее утилизацию на периферии. На углеводный обмен опосредованно действуют АКТГ, тироидные и половые гормоны.

В жировом обмене участвуют инсулин, тириотропный гормон, гормоны щитовидной железы, адреналин, норадреналин, глюкогон, СТГ, АКТГ, кортикостероиды. Инсулин стимулирует в печени и тканях образование жирных кислот и тиацилглицерина, обладает антилиполитическим свойством. Тироидные гормоны стимулируют синтез липидов печенью и распад их в тканях, т. е. участвуют в процессах липогенеза и липолиза. Катехоламины (адреналин, норадреналин) и глюкогон обладают липолитическим действием, т. е. усиливают распад жиров. Гормон роста увеличивает концентрацию свободных жирных кислот в плазме крови.

В белковом обмене непосредственное и опосредственное участие принимают инсулин, глюкогон, СТГ, тироидные гормоны, эстрагены, глюкокортикоиды. Инсулин стимулирует транспорт аминокислот через мембрану клетки, угнетает активность аминотрансфераз. Глюкогон усиливает катаболизм аминокислот и мобилизирует их для процессов глюконеогенеза. Гормон роста стимулирует процессы анаболизма, ускоряет синтез белка, рост скелета. При избытке СТГ возрастает синтез коллагена в костях и других тканях. Тироидные гормоны стимулируют основной обмен, ускоряют распад гликогена в сердце, вызывают тахикардию. Эстрагены и андрогены повышают активность ферментов, участвующих в синтезе белка и транспорте аминокислот. Кортизол в избыточном количестве ведет к ускорению дезаминирования аминокислот, увеличению скорости распада белков. Глюкокортикоиды регулируют мышечную массу, уменьшают скорость включения аминокислот в белки мышц, костной ткани.

Гомеостаз кальция, фосфора, калия и других макроэлементов обеспечивают паратгормон, кальцитонин, глюкокортикоиды, АКТГ и другие гормоны. Паратгормон синтезируется в паращитовидных железах; обеспечивает постоянный уровень кальция в крови через костную ткань, почки и кишечник. Паратгормон тесно связан с активной формой витамина D3 — 1,25-(OH)2-D3, что обеспечивает усвоение кальция из кормов и перенос его в виде кальция связанного с белком (СаСБ) в кровь, органы и ткани, в том числе и в костную ткань. В костной ткани с участием паратгормона осуществляется деятельность остеокластов (резорбция кости) и остеобластов (новообразование кости, ее минерализация). При недостатке паратгормона и активной формы витамина D3 нарушается процесс усвоения кальция из кормов, снижается его содержание в крови и происходит компенсаторная мобилизация этого элемента из костяка. Процесс активации витамина D3 происходит в печени и почках. В печени под действием фермента 25-гидроксилазы витамин D3 превращается в 25-гидроксихолекальциферол (25-OH-D3), затем в почках также путем гидроксилирования — в 1,25-дигидроксихоле-кальциферол 1,25-(OH)2-D3. В почках может происходить образование менее активного метаболита витамина D3 — 24,25-(OH)2-D3. Витамин D2 тем же путем, что и витамин D3, гидроксилируется с образованием 1,25-(OH)2-D2. Синтез 1,25-(OH)2-D3 в почках осуществляется при наличии паратгормона и кальцитонина.

Глюкокортикоиды повышают резорбцию кости, снижают активность остеобластов и скорость образования новой костной ткани, повышают экскрецию кальция почками и снижают абсорбцию кальция в ЖКТ. Кортизол, регулируя гомеостаз калия и натрия, может вызывать гипо- и гиперкалиемию.

СТГ повышает экскрецию кальция почками, активность остеобластов и процесс минерализации во вновь образовывающейся костной ткани и увеличивает активность остеокластов и деминерализацию в ранее образовавшейся кости.

Тироксин (Т4) и трийодтиронин (Т3) повышают экскрецию кальция с мочой, ускоряют процессы резорбции кости, влияют на образование и рост костной ткани. Поэтому при эндемическом зобе отмечается низкорослость животных.

Непосредственное участие в обмене минеральных веществ принимает гипокальциемический гормон кальцитонин — антагонист паратгормона. Он секретируется С-клетками щитовидной железы и высвобождается в ответ на гиперкальциемию. Биологический эффект кальцитонина проявляется снижением содержания кальция и фосфора в крови. В кости кальцитонин угнетает процессы резорбции кальция и белковой матрицы. При этом снижаются выделение гидроксипролина, содержание в крови кальция, фосфора, натрия, калия и магния. Глюкогон снижает процессы резорбции кости, способствует высвобождению из нее кальцитонина, развитию гипокальциемии. Половые гормоны снижают выделение (экскрецию) кальция с мочой и калом, стимулируют активность остеобластов.

Таким образом, обмен углеводов, липидов, белков и минеральных веществ находится под непосредственным контролем и влиянием многочисленных гормонов. Познание сложных закономерностей воздействия гормонов позволяет клиницисту правильно ориентироваться в выборе лекарственных средств при болезнях обмена веществ, эндокринных и других органов.

Оставить комментарий

avatar
Photo and Image Files
 
 
 
Audio and Video Files
 
 
 
Other File Types
 
 
 
  Подписаться  
Уведомление о