Гуморальная регуляция физиологических функций организма

1.

ГУМОРАЛЬНАЯ РЕГУЛЯЦИЯ
ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ФУНКЦИЙ
ОРГАНИЗМА
Шутова С.В.
зав. каф. мед. биологии
с курсом инфекционных болезней
к.б.н.
Тамбов 2017

2.

ГУМОРАЛЬНАЯ РЕГУЛЯЦИЯ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ФУНКЦИЙ
ОРГАНИЗМА
1. Понятие гуморальной регуляции
2. Местная гуморальная саморегуляция
3. Гормональная регуляция
3.1. Функции гормонов
3.2. Общие свойства гормонов
3.3. Химическая классификация гормонов
3.4. Источники гормонов
3.4.1. Железы внутренней секреции
3.4.2. Одиночные гормонпродуцирующие клетки
3.4.3. Хромаффинные клетки
3.5. Динамика образования и действия гормонов
3.5.1. Ритмы секреции
3.5.2. Скорость секреции гормонов
3.5.3. Формы переноса гормонов кровью
3.5.4. Механизмы действия гормонов на клетки
3.5.5. Продолжительность жизни гормонов
3.6. Регуляция секреции гормонов
Частная физиология нервной системы
Шутова С.В.

3.

1. Понятие гуморальной регуляции
Частная физиология нервной системы
Шутова С.В.

4.

Гуморальная регуляция – это регуляция процессов
жизнедеятельности с помощью веществ, поступающих во
внутреннюю среду организма (кровь, лимфу, ликвор и
др.).
Биологически активные вещества (БАВ) – вещества,
оказывающие в малых концентрациях информационные
(сигнальные) и специализированные регуляторные
воздействия и не используемые организмом в качестве
энергетического или пластического материала.
Частная физиология нервной системы
Шутова С.В.

5.

Типы воздействия БАВ
Нейронный тип - адреналин,
ацетилхолин
Эндокринный тип - инсулин,
тироксин
Нейроэндокринный тип – окситоцин,
вазопрессин
Паракринный и аутокринный тип –
цитокины: фактор роста
тромбоцитов, интерлейкин-2 (фактор
роста Т-клеток), фактор роста нервов,
эпидермальный фактор роста
Частная физиология нервной системы
Шутова С.В.

6.

Гуморальная
регуляция
Местная
саморегуляция
Гормональная
регуляция
Частная физиология нервной системы
Шутова С.В.

7.

2. Местная гуморальная саморегуляция
Частная физиология нервной системы
Шутова С.В.

8.

Местная саморегуляция обеспечивается передачей
химических сигналов в пределах одной ткани или органа с
помощью простейших метаболитов и более сложных
продуктов обмена — «тканевых гормонов».
Частная физиология нервной системы
Шутова С.В.

9.

Простейшие метаболиты – вещества, получаемые в
результате биохимических реакций.
_
Интенсивная
деятельность
мышц
Дефицит кислорода
Увеличение
притока крови
Избыток метаболитов
(молочная к-та,
пировиноградная к-та)
Расширение
артериол и
прекапилляров
Частная физиология нервной системы
Шутова С.В.

10.

"Тканевые гормоны, гистогормоны" – это метаболиты
сложного химического строения, которые в отличие от
«классических» гормонов вырабатываются
неспециализированными клетками или образуются в
плазме крови (например, кинины) из химических
предшественников при определенных воздействиях
(болевое раздражение, воспаление, инсоляция и др.).
Креаторные связи – это обмен между клетками
макромолекулами, несущими информацию для
обеспечения дифференцировки, роста и развития и, в
конечном счете, функционирования отдельных клеток ткани
как единой многоклеточной системы.
Частная физиология нервной системы
Шутова С.В.

11.

ГИСТОГОРМОНЫ
Тканеспецифические
гистогормоны локального
действия:
факторы роста нервов,
тромбоцитов
(тромбопоэтины),
эритроцитов (эритропоэтины)
и другие цитокины, кейлоны
или халоны, антикейлоны .
Тканенеспецифические
гистогормоны широкого
спектра действия:
простагландины,
вазоактивные кинины
(брадикинин, каллидин),
некоторые биогенные
амины (гистамин,
серотонин), аденозин,
гепарин, нейромодуляторы
(некоторые пептиды).
Частная физиология нервной системы
Шутова С.В.

12.

3. Гормональная регуляция
Частная физиология нервной системы
Шутова С.В.

13.

Гормоны (греч. hormaino — приводить в движение,
побуждать) — химические вещества, образуемые и
выделяемые специальными эндокринными клетками,
тканями или органами во внутреннюю среду для
обеспечения гуморальной регуляции.
Частная физиология нервной системы
Шутова С.В.

14.

Локализация эндокринных
клеток организма
Частная физиология нервной системы
Шутова С.В.

15.

3.1. Функции гормонов
Частная физиология нервной системы
Шутова С.В.

16.

Функции гормонов:
метаболическая
• изменение обмена веществ;
морфогенетическая
• дифференциация тканей и органов, действие на рост, стимуляция
формообразовательного процесса;
кинетическая или пусковая
• вызывает определенную деятельность исполнительных органов;
корригирующая
• изменение интенсивности функций органов и тканей.
Частная физиология нервной системы
Шутова С.В.

17.

Механизмы действия гормонов:
Регулируют активность
ферментов
Гормоны
Изменяют
мембранную
проницаемость
Контролируют
генетический аппарат
Частная физиология нервной системы
Шутова С.В.

18.

3.2. Общие свойства гормонов
Частная физиология нервной системы
Шутова С.В.

19.

Общие свойства гормонов:
1. Строгая специфичность
2. Высокая биологическая активность
3. Дистантный характер действия
4. Отсутствие видовой специфичности
5. Множественность локализации их синтеза
6. Генерализованное действие
7. Полиморфизм
Частная физиология нервной системы
Шутова С.В.

20.

3.3. Химическая классификация гормонов
Частная физиология нервной системы
Шутова С.В.

21.

Химическая классификация гормонов:
Класс
Производные
аминокислот
Гормоны
Место синтеза
Амины
• норадреналин
• адреналин
ЦНС, мозговое вещество
надпочечников
Мозговое вещество надпочечников
• дофамин
Периферическая хромаффинная ткань
надпочечников
• меланотонин
Эпифиз
Йодтиронины
• тироксин
Щитовидная железа
• трийодтиронин
Щитовидная железа
Частная физиология нервной системы
Шутова С.В.

22.

Химическая классификация гормонов и гистогормонов:
Класс
Гормоны
Место синтеза
Белковопептидные
гормоны
Аргинин-вазопрессин (антидиуретический Гипоталамус
гормон, АДГ)
»
Окситоцин
»
Меланоцитостимулирующий гормон (МСТ) Аденогипофиз
Небольшие Пролактин (ПРЛ)
»
пептиды
Паратирин (паратгормон, ПТГ)
Околощитовидные
железы
β-Липотропин и энкефалин
Гипофиз, ЦНС
Кальцитонин
Кортикоторопин (адренокортикотропный
гормон, АКТГ)
Секретин, холецистокинин, гастрин
К-клетки
щитовидной
железы
Аденогипофиз
ЖКТ, ЦНС
Частная физиология нервной системы
Шутова С.В.

23.

Класс
Гормоны
Место синтеза
Гликопротеины Фоллитропин
Аденогипофиз
(фолликулостимулирующий
гормон, ФСГ)
Лютропин (лютеинизирующий
»
гормон, ЛГ)
Тиролиберин (тиротропинГипоталамус
рилизинг-гормон)
Гонадолиберин
»
(гонадотропин-рилизинггормон)
Кортиколиберин
»
(кортикотропин-рилизинггормон)
Ангиотензин
Печень, кровь,
ЦНС
Частная физиология нервной системы
Шутова С.В.

24.

Химическая классификация гормонов и гистогормонов:
Класс
Белки
Гормоны
Инсулин
Место синтеза
β-клетки
панкреатических
островков, ЦНС
α-клетки
панкреатических
островков
Глюкагон
Соматотропин (гомон роста, Аденогипофиз
СТГ)
Хорионический гонадотропин Плацента
Тиротропин (тиреотропный
гормон)
Плацентарный лактоген
Аденогипофиз
Плацента
Частная физиология нервной системы
Шутова С.В.

25.

Химическая классификация гормонов и гистогормонов:
Класс
Стероиды
Гормоны
Эстрогены
Прогестерон (П)
Тестостерон (Т)
Кортикостероиды:
глюкокортикоиды
минералокортикоиды
Альдостерон
Гормональная форма
витамина D
Производные Простагландины
жирных
Тромбоксан
кислот
Лейкотриены
Место синтеза
Яичники, плацента
»
Яички
Корковое
вещество
надпочечников
»
Почки
Неспецифические
клетки
Частная физиология нервной системы
Шутова С.В.

26.

3.4. Источники гормонов
Частная физиология нервной системы
Шутова С.В.

27.

Гормоны вырабатываются:
• железами внутренней секреции (эндокринными
железами);
• одиночными гормонпродуцирующими клетками;
• хромаффинными клетками.
Частная физиология нервной системы
Шутова С.В.

28.

3.4.1. Железы внутренней секреции
Частная физиология нервной системы
Шутова С.В.

29.

Железы внутренней секреции — самостоятельные органы с
особой морфологической структурой и специализированными
функциями по выработке гормонов.
Частная физиология нервной системы
Шутова С.В.

30.

Железы внутренней
секреции
Центральные
Эпифиз
Гипофиз
Периферические
Гипофиззависимые
Щитовидная
Гонады
Надпочечники
(корковый слой)
Гипофизнезависимые
Паращитовидная
Поджелудочная
Надпочечники
(мозговой слой)
Частная физиология нервной системы
Шутова С.В.

31.

Гормоны
аденогипофиза
Тиреотропин
Аденокортикотропный гормон
(АКТГ)
Фоллитропин (ФСГ)
Гормон, стимулирующий
интерстициальные
эндокриноциты
Соматотропин (СТГ)
Лактотропин (пролактин) (ЛТГ)
Меланоцитостимулирующий
гормон (МСГ), меланотропин
Лютропин (ЛГ)

32.

Гормоны
нейрогипофиза
Окситоцин
Антидиуретический
гормон (АДГ),
вазопрессин
Частная физиология нервной системы
Шутова С.В.

33.

Гормоны эпифиза
Мелатонин
Серотонин
Частная физиология нервной системы
Шутова С.В.

34.

Гормоны щитовидной железы
Тироксин (Т4)
(тетрайодтиронин),
трийодтиронин (Т3)
Частная физиология нервной системы
Шутова С.В.

35.

Гормоны К-клеток щитовидной, вилочковой и
околощитовидных желез
Тирокальцитонин
Паратгормон
Частная физиология нервной системы
Шутова С.В.

36.

Гормоны поджелудочной железы
беттаклетки
альфаклетки
Инсулин
Глюкагон
Частная физиология нервной системы
Шутова С.В.

37.

Гормоны надпочечников
Гидрокортизон
корковое
вещество
Альдостерон
Андрогены
мозговое
вещество
Адреналин,
норадреналин
Частная физиология нервной системы
Шутова С.В.

38.

Гормоны яичников
Эстрогены:
эстрадиол,
эстрон,
эстриол
Прогестерон
Частная физиология нервной системы
Шутова С.В.

39.

Гормоны семенников (яичек)
Андрогены:
тестостерон,
андростерон,
андростендион
Частная физиология нервной системы
Шутова С.В.

40.

3.4.2. Одиночные гормонпродуцирующие клетки
Частная физиология нервной системы
Шутова С.В.

41.

Одиночные гормонпродуцирующие клетки
Клетки APUD-системы
Диффузная
эндокринная
система
(ДЭС)
Энтериновая система
Частная физиология нервной системы
Шутова С.В.

42.

Основные БАВ одиночных гормонпродуцирующих клеток
Место Вещество
Физиологические эффекты
синтеза
Почки Эритропо- Стимулирует эритропоэз (образование эритроцитов).
этин
Мощный допинг.
Ренин
Компонент ренин-ангиотензиновой системы,
обеспечивающей экстренное повышение кровяного
давления.
Сердце Предсерд- Мощный вазодилятатор (расширяет кровеносные
ный
сосуды, снижая артериальное давление). Снижает
натрийуре реабсорбцию (обратное всасывание) натрия и воды в
-тический почках (снижает объем воды в сосудистом русле).
пептид
Желудок Гастрин
Стимулирует выделение соляной кислоты и пепсина;
возбуждает моторику желудка и двенадцатиперстной
кишки; сокращает желчный пузырь.
Частная физиология нервной системы
Шутова С.В.

43.

Основные БАВ одиночных гормонпродуцирующих клеток
Место Вещест
Физиологические эффекты
синтеза
во
Почки Эритроп Стимулирует эритропоэз (образование эритроцитов).
оэтин
Мощный допинг.
Тонкая Секрети Стимулирует выделение панкреатического сока
кишка н
поджелудочной железой, печенью и железами
бруннеровыми; пепсина — желудком; тормозит моторику
желудка; тормозит абсорбцию воды и натрия; сокращает
пилорический канал, усиливает действие
холецистокинина
Холицис Стимулирует секрецию панкреатического сока и
токинин
сокращения желчного пузыря, подавляет моторику
желудка, действует как сигнал сытости
Жировы Лептин Регулирует энергетический обмен.
е клетки
Оказывает анорексигенное действие (подавляет аппетит).
Снижение концентрации лептина ведёт к
развитию ожирения.
Частная физиология нервной системы
Шутова С.В.

44.

Основные БАВ одиночных гормонпродуцирующих клеток
Место
Вещество
Физиологические эффекты
синтеза
Плацента Хорионический Обеспечивает нормальное протекание
гонадотропин беременности, оказывает влияние на процессы
дифференцировки и развития плода. Окрашивает
тест-полоски определения беременности.
Нейроны Дофамин
Контролирует движения. Гормон «системы
ЦНС
подкрепления» (удовольствие при
удовлетворении потребностей). Эндогенный
аналог кокаина, амфетамина.
Эндорфины,
Компоненты стресс-лимитирующей системы:
энкефалины
снижают болевую чувствительность, улучшают
настроение, вызывают эйфорию. Эндогенные
аналоги героина, опиума, морфия.
Частная физиология нервной системы
Шутова С.В.

45.

3.4.3. Хромаффинные клетки
Частная физиология нервной системы
Шутова С.В.

46.

Мозговое
вещество
надпочечнико
в
Хромафинные
клетки
Стенки
магистральны
х сосудов
Вегетативны
е ганглии
Частная физиология нервной системы
Шутова С.В.

47.

3.5. Динамика образования и действия гормонов
3.5.1. Ритмы секреции
Частная физиология нервной системы
Шутова С.В.

48.

Экзогенные ритмы секреции – это ритмы гормональной
активности, формируемые под влиянием внешних
синхронизаторов (смена света и темноты, прием пищи,
метеорологические факторы – температура, инсоляция,
атмосферное давление, для человека — различные
социальные факторы).
Эндогенные ритмы – это ритмы, не зависящие от действия
внешних синхронизаторов, сформировались в связи с
циклическими явлениями в природе: суточными, лунными,
сезонными, годичными и др.
Частная физиология нервной системы
Шутова С.В.

49.

Суточный цикл гормональной секреции человека
Время
суток
Ночь
Утро
Фаза
Активация
суточного
эндокринных
цикла
желез
Фаза
Аденогипофиз
восстановлен Эпифиз
ия
Максимум
Гормональные и
секреции
метаболические процессы
гормонов
Первая
Повышается
секреция
половина
гормонов
анаболического
сна
действия:
соматотропина,
пролактина,
тиротропина,
тироксина,
мелатонина.
Используются
липиды
в
биоэнергетических процессах
Фаза
Щитовидная
Вторая
Увеличивается
секреция
подготовки к железа
половина
тестостерона, кортикотропина
активной
сна и
и
кортикостероидов.
деятельности Мозговое
начало
Снижается
секреция
вещество
бодрсоматотропина. Через 4—6 ч
надпочечников ствования после
пика
концентрации
кортизола
развиваются
Половые
катаболические реакции в
железы
тканях-мишенях.
Частная физиология нервной системы
Шутова С.В.

50.

Суточный цикл гормональной секреции человека
Время
суток
День
Фаза
суточного
цикла
Фаза
активности
Активация
эндокринных
желез
Надпочечники:
мозговое
вещество
корковое
вещество
Максимум
Гормональные и
секреции
метаболические процессы
гормонов
Дневное
Увеличивается
время
функциональная
активность
симпатико-адреналовой
системы при потенцирующем
действии кортикостероидов. В
первой
половине
дня
усиливается
секреция
альдостерона,
преобладают
катаболические
процессы,
активируется энергетический
углеводный,
белковый
и
водно-солевой обмен, синтез
липидов
Частная физиология нервной системы
Шутова С.В.

51.

3.5.2. Скорость секреции гормонов
Частная физиология нервной системы
Шутова С.В.

52.

Скорость секреции определяется рядом факторов:
природа синтезируемого гормона
период онтогенеза
• различается в детстве, периодах полового созревания,
детородном, в менопаузе, старости
функциональное состояние организма
• в частности физической и умственной активностью, наличием
стресса, менструальным циклом, беременностью, лактацией,
определенными мотивациями (голод и насыщение) и др.
индивидуально-типологические особенности
• пол, конституциональные особенности
Частная физиология нервной системы
Шутова С.В.

53.

3.5.3. Формы переноса гормонов кровью
Частная физиология нервной системы
Шутова С.В.

54.

Формы переноса гормонов кровью
В свободной форме
• Гидрофильные: инсулин, СТГ
Связаны с белками плазмы крови
• Адреналин, кортизол, тироксин, половые гормоны
Адсорбированы форменными
элементами
• Прогестерон
Частная физиология нервной системы
Шутова С.В.

55.

3.5.4. Механизмы действия гормонов на клетки
Частная физиология нервной системы
Шутова С.В.

56.

Механизмы действия
гормонов на клетки
Реализация эффекта с
наружной поверхности
клеточной мембраны
Реализация эффекта после
проникновения гормона
внутрь клетки
Частная физиология нервной системы
Шутова С.В.

57.

Реализация эффекта с наружной поверхности клеточной
мембраны
Гормон
Рецептор
↓
G-белок
↓
Фосфорилирование
белков
↓
Физиологический ответ
клетки
Гидрофильные гормоны,
которые не могут
проникнуть внутрь клетки,
связываются с
мембранными
рецепторами; передача
сигнала осуществляется с
помощью посредников,
находящиеся внутри клетки.
Частная физиология нервной системы
Шутова С.В.

58.

Реализация эффекта после проникновения гормона внутрь
клетки
Стероидные гормоны
Гормон
Г
Р
Тиреоидные гормоны
Гормон
Г
ДНК
мРНК
↓
Синтез
белков
↓
Физиологический
ответ клетки
Р
ДНК
мРНК
↓
Синтез
белков
↓
Физиологический
ответ клетки
Липофильные
гормоны
проникают внутрь
клетки и
связываются с
рецепторами в
цитоплазме и
ядре.
Частная физиология нервной системы
Шутова С.В.

59.

3.5.5. Продолжительность жизни гормонов
Частная физиология нервной системы
Шутова С.В.

60.

Продолжительность действия гормонов
Белковопептидные
гормоны
Вазопрессин < 1
мин
Инсулин 7 мин
Пролактин 12 мин
Производные
аминокислот
Стероиды
Адреналин 10 с
Альдостерон 30 мин
Норадреналин
15 с
Кортизол 90—100 мин
Трийодтиронин
1 сут
1,25-Дигидроксивитамин D3 15 ч
Мелатонин 45 мин Тироксин 7 сут
АКТГ 12-25 мин
ЛГ 15-45 мин
ФСГ 180 мин
25-Гидроксивитамин
D3 15 сут
Частная физиология нервной системы
Шутова С.В.

61.

3.6. Регуляция секреции гормонов
Частная физиология нервной системы
Шутова С.В.

62.

Регуляция деятельности гормонов
Внутриклеточ
ная регуляция
Регуляция
деятельности
гормонов
Метаболическая
регуляция
Гуморальная
Нервная
регуляция
Гормональная
регуляция
Частная физиология нервной системы
Шутова С.В.

63.

Регуляция деятельности гормонов
Внутриклеточная регуляция реализуется с помощью
рецепторов гормонов, G-белков, циклических нуклеотидов,
ферментов, Ca2+ и других вторых посредников синтеза и
секреции гормонов, наконец, с участием генома. Гены
задают тип синтезируемого в клетке гормона, тогда как
другие гормоны являются регуляторами генов.
Частная физиология нервной системы
Шутова С.В.

64.

Пример метаболической регуляции гормонов
К-клетки щитовидной
железы
Паращитовидные
железы
_
Кальцитонин
_
Паратгормон
+
+
Концентрация Са2+ в плазме
Частная физиология нервной системы
Шутова С.В.

65.

Гормональная регуляция поджелудочной железы
Поджелудочная железа
α-клетки
δ-клетки
β-клетки
+
глюкагон
-
+
соматостатин
-
инсулин
Концентрация гормонов в плазме
Частная физиология нервной системы
Шутова С.В.

66.

Гипоталамо-гипофизарная система
Частная физиология нервной системы
Шутова С.В.

67.

Гипоталамо-аденогипофизарная система
Внутренние сигналы
Высшие отделы ЦНС
Внешние сигналы
Гипоталамус
Тиролиберин
Соматостатин
Соматолиберин
Мелано
либерин
Мела
но
статин
Пролак
толи
берин
Пролак
тостати
н
Гонадолиберин
Кортиколиберин
Аденогипофиз
Тиротропин
Щитовидная
железа
Соматотропин
Меланотропин
Пролактин
Гонадотропины
Половые
железы
Печень
Клетки-мишени
Кортико
тропин
Надпочечники

68.

Гипоталамо – нейрогипофизарная система
Гипоталамус
(супраоптическое и паравентрикулярное ядра)
Вазопрессин
Окситоцин
Передача по аксонам
Нейрогипофиз
Концентрация гормонов в крови
Частная физиология нервной системы
Шутова С.В.

69.

Вегетативная регуляция эндокринных желез
Рецепторы
сердца, сосудов,
желудочнокишечного
тракта, печени,
желчного
пузыря,
поджелудочной
железы, почек и
др. внутренних
органов, а также
рецепторы
самих желез
внутренней
секреции.
Симпатическая НС
Хромаффинные клетки
мозгового вещества
надпочечников;
гипоталамические
нейросекреторные
клетки; эпифиз;
панкреатические
островки;
юкстагломерулярные
клетки.
Частная физиология нервной системы
Шутова С.В.

70.

Вегетативная регуляция эндокринных желез
Рецепторы
сердца, сосудов,
желудочнокишечного
тракта, печени,
желчного
пузыря,
поджелудочной
железы, почек и
др. внутренних
органов, а также
рецепторы
самих желез
внутренней
секреции.
Парасимпатическая НС
?
Щитовидная,
паращитовидные,
половые железы и
надпочечники
Частная физиология нервной системы
Шутова С.В.

71.

Спасибо за внимание!
Частная физиология нервной системы
Шутова С.В.