Физиология на жлезите с вътрешна секреция
Физиология на жлезите с вътрешна секреция Курс 2 I. Тиреоидни хормони II. Хормони, произведени от надбъбречните жлези
I. Тиреоидни хормони (Т 3 и Т 4) Щитовидна жлеза, разположена под ларинкса, отпред на трахеята Морфо-функционална единица = фоликул на щитовидната жлеза Секрети: - Т 3 + Т 4 (от фоликулите), - Калцитонин (от С клетки) B 3 синтез и Т 4 изисква йод = 150-500 µg/ден (готварската сол се йодира, за да се предотврати йодния дефицит) Погълнат йод (I 2) I - абсорбиращ се (йодид) I - в кръвта 1/5 достига до щитовидната жлеза, при gl . храносмилателен, gl. гърдата, почивката се екскретира през бъбреците На нивото на щитовидната жлеза всички процеси зависят от TSH.
Метаболизъм на щитовидната жлеза (T 3 и T 4)
1. Ролята на хормоните на щитовидната жлеза В плазмата: Т 3 = трийодтиронин (7%), но е 4 пъти по-активен Т 4 = тироксин (93%), но IC: Т 4 Т 3; Те се произвеждат от щитовидната жлеза: от йод тирозин в молекулата на TG; Механизъм на действие: T 3/T 4 Ядрени рецептори РНК генна транскрипция m Ефект на синтеза на протеин; Основни ефекти: Метаболитна активност в почти всички тъкани Окислителни процеси АТФ + топлина Стимулира растежа на клетките + диференциация.
Ролята на тиреоидните хормони 1) Роля в растежа: - директно - индиректно чрез: - GH - соматомедин, особено при деца, осигурява нормален растеж + развитие на тъканите (особено костите) Патологични: [T] скорост на растеж, особено на костите [T ] -начален темп на растеж, но - с течение на времето: [T] по-бързото затваряне на растежа хрущял спира растежа във височина (намалява периода на растеж във височина).
Ролята на хормоните на щитовидната жлеза 2) Развитие + узряване на нервната система (SN), тъй като вътрематочният живот (месец IV) стимулира невроногенезата и развитието на миелинизация на SN + развитие на зреенето на кората на нервните центрове + психическо развитие Патологично: [T] нанизъм и умствена изостаналост 3) Активиране на SN метаболитна активност на мозъка при възрастни + интелигентност и памет на тонуса на кората + стимулация на двигателната реактивност SNVS и Nr. β-рецептори Патологични: [T] сънливост, бавност, възбудимост. [T] възбудимост, способност за концентрация, умора, мускулен тремор (бърз и фин)
Ролята на тиреоидните хормони 4) Метаболитни ефекти а) Протеинов метаболизъм: двете страни на метаболизма балансират анаболизъм - катаболизъм Патологичен: [T] катаболизъм Pr. Баланс на азота - б) Метаболизъм на въглехидратите: [G] чрез - чревна абсорбция на G - неоглюкогенеза - усвояване на гликогенолиза IC на G + гликолиза Патологична енергия: [T] [G] Инсулин (II) във времето DZ II.
Ролята на хормоните на щитовидната жлеза в) Липиден метаболизъм: Липолиза Плазмена енергия: [Липиди], [Най-нисък], [TG], [PO-L], [AGL] патологичен: [T] [Най-нисък] Риск от атеросклероза г) Енергиен метаболизъм: основна роля на метаболизма Биологично окисляване - Биологично използваема енергия (АТФ) - чрез свързване на окислението с фосфорилиране - Термогенеза на топлината - роля в терморегулацията (адаптиране към студа) Патологично: [T] отделяне на фосфорилирането на АТФ окисление и загуба на топлина [T] сънливост + непоносимост студът
Ролята на тиреоидните хормони Оценка: чрез базален метаболизъм (MB) = минималната енергия, необходима за осигуряване на жизненоважни функции в базални условия VN: MB = 33-40 kcal/m 2/h MB = -10% + 15% Хипотиреоидизъм Хипертиреоидизъм (-60% - 30%) (+ 30% + 50%) д) Минерален метаболизъм: - чрез метаболитна активност Необходими витамини (част от ензимните системи)
Ролята на тиреоидните хормони 5) Сърдечно-съдови системни ефекти: тиреоидни хормони ефекти на катехоламини + без β рецептори: FC ако [T] тахиаритмии F контракция, но ако [T] F контракция чрез протеолиза) DC Респираторна: честота и амплитуда на дишането (в отговор на метаболизма) Храносмилателни: секреция и подвижност [T] диария
Ролята на тиреоидните хормони 6) Трофичен ефект върху: кожата на скелетните мускули - при хипотиреоидизъм задържането на гел течности през иглата. хиалуронов и хондроитин сулфатиран микседем. 7) Ефект от оптимизирането на сексуалната функция и при двата пола: ефект + върху метаболизма на гонадите + върху гонадотропиите на хипофизата 8) Връзки с други хормони T 3 T 4 катехоламини инсулин в отговор на кръвната глюкоза PTH в отговор на остеогенезата кортизол T 3 T 4 GH и GH T 3 T 4
2. Регулиране на секрецията на тиреоиден хормон 1) Оста хипоталамус-хипофиза-щитовидна жлеза с тройна обратна връзка = основната роля поддържа нормалния T 3 T 4 (виж чертежа). 2) Психоемоционален стрес, болка, травма, до хипоталамусна стимулация TRH TSH T 3 T 4 хиперфункция на щитовидната жлеза 3) Температурни вариации в студена Т 3 Т 4 термогенеза адаптация към студена студена Т 3 Т 4 термогенеза 4) Действие върху предната хипофизна жлеза: NA, кибер естрогени Кибернини, TSH соматостатин
- - Ендокринен хипоталамус + СТРЕС - TRH GIH TRH + - Хипоталамо-хипофизарно-щитовидна ос Тройна обратна връзка - - Аденохипофиза TSH + Щитовидна жлеза T 3 и T 4 TSH Тиреоидна хиперфункция
Патологични вариации T 3 T 4 Хипертиреоидизъм Базис на Грейвс Повишава активността на цялата жлеза TSH С автоимунни промени Хиперсекретиращ токсичен аденом Повишава локалната активност + останалата част на жлезата е TSH Няма автоимунни промени T 3 T 4 Хипотиреоидизъм при деца = кретинизъм (нанизъм + умствена изостаналост) при възрастни = микседем Ендемична гуша: хипертрофирана жлеза, TSH, ± T 3 T 4.
3. Ролята на синтеза на TSH: в предната част на хипофизната жлеза под контрола на TRH Механизъм на действие: чрез втори вестник IC: cAMP Основни ефекти: върху щитовидната жлеза TSH контролира цялата дейност, свързана със синтеза на тиреоидни хормони (T) 1. метаболизъм на щитовидната жлеза 2. инфузия на щитовидната жлеза 3. трофична роля бр. и размера на тироцитите във фоликулите 4. синтез и секреция на хормони. щитовидна жлеза: вътреклетъчно поемане на йод (активен транспорт) йодиране на тиреоглобулин и образуване на Т 3 и Т 4 разцепване на йодиран тиреоглобулин освобождаване Т 3, Т 4 освобождаване Т 3, Т 4 в кръвта
Други ефекти на TSH: липолиза Регулиране на секрецията на TSH: Оста хипоталамус-хипофиза-щитовидна жлеза с тройна обратна връзка постига механизма на физиологичен контрол Психоемоционален стрес, болка, травма, до хипоталамусна стимулация TRH TSH T 3 T 4 Температурни вариации Студ T 3 Термогенеза T 4 Гореща термогенеза T 3 T 4 Действие върху предната част на хипофизната жлеза: NA, естрогени TSH Кибернини, соматостатин TSH Патологична функция TSH на щитовидната жлеза.
II. Надбъбречни хормони Кортикална (гломерулна z) Минералокортикоиди (алдостерон) Бъбрек Поддържа баланс Na, Cl, HCO 3, K Кортикална (z. Fasciculata) Глюкокортикоиди (кортизол) Обща адаптация към стрес, хипергликемична кортикала (z. Reticupianda) Dehyderone ) Анаболни сексуални характеристики II Медуларен епинефрин (адреналин) Мускули, черен дроб Адаптиране към стреса ac. Хипергликемичен медуларен норадреналин (норадреналин) Кръвоносни съдове Вазоконстрикция Тахикардия
Кортикоадренални хормони Стероидни хормони се синтезират от холестерол: Холестерол Прегненолон Прогестерон 17ОН-Прегненолон 17ОН-Прогестерон Алдостерон Кортизол Андрогени
1. Ефекти на глюкокортикоидни хормони (GC) Синтез: в кората на надбъбречната жлеза (z. Fasciculata) Стероидни хормони: кортизол (хидрокортизон) 95% кортикостерон
Механизъм на действие: GC преминава IC и се свързва със сложния IC рецептор GC рецептор за нуклеиново действие (GRE глюкокортикоиден елемент на отговор), стимулиращ или инхибиращ синтеза на иРНК, стимулиращ или инхибиращ синтеза на ефект на протеини (след 45-60 минути). Основни действия: Адаптацията към хроничен стрес осигурява ендокринна подкрепа. Контрол на клетъчния метаболизъм GC ефекти: 1. Метаболитен 2. Върху органи и системи 3. Фармакологичен
1) Метаболитни ефекти на GC a) Протеинов метаболизъм: GC във високи дози протеинов синтез чрез: протеинов катаболизъм протеинов анаболизъм отрицателен азотен баланс AA мобилизация от екстрахепатални тъкани
1) Метаболитни ефекти на GC b) Въглехидратен метаболизъм: GC увеличава кръвната захар чрез: абсорбция на глюкоза в червата чернодробна неоглюкогенеза глюкоза гликоген съхранява гликогенолиза, произведена от адреналин и глюкагон употреба на глюкоза (реф. Афинитет към инсулина), вторична спрямо гликемия инсулин . С течение на времето тъканната чувствителност към инсулина (особено мускулите и адипоцитите) вторичен диабет (надбъбречна жлеза)
1) Метаболитни ефекти на GC c) Липиден метаболизъм: GC увеличава липолизата: AGL липиди кетонни тела Енергична чернодробна кетогенеза липолиза, придружена от отлагане на липиди в други области: липолиза върху отлагане на крайници по лицето (в сравнение с пълнолунието), гърдите, корема важно: в глад или стрес, GC променя енергийния метаболизъм от въглехидрати към липид, запазване на глюкозата.
1) Метаболитни ефекти на GC г) Хидроминерален метаболизъм: GC увеличава задържането на NaCl и вода (минералокортикоидна функция) обем производство на оток при кортикотерапия (неблагоприятен ефект) костна деминерализация (неблагоприятен ефект)
2) Ефекти върху GC системите GC осигурява правилното функциониране на: Всички видове мускули Сърдечно-съдова дейност подкрепа на невропсихична реактивност обем функционален капацитет адаптация към стрес.
3) Фармакологични ефекти на GC 1) Противовъзпалително (възпаление = отговор на увредена тъкан по какъвто и да е механизъм) Предотвратява развитието на възпаление чрез: Стабилизиране на лизозомната мембранна капилярна пропускливост на миграция на левкоцити потискане на имунната система Разрешаване на възпалението GC полезност при лечението на възпалителни заболявания. 2) Антиалергичен: намалява алергичния процес предотвратява смъртта от анафилактичен шок.
3) Фармакологични ефекти GC 3) Кръв: еритроцити, еозинофили, лимфоцити 4) Потискане на податливостта на имунната система към инфекции (неблагоприятен ефект 5) киселинност на стомашния сок риск от язва. 6) Обем на АН 7) Преразпределение на мастната тъкан 8) Невропсихични промени в маниакална психоза 9) Риск от деминерализация на костите от остеопороза 10) Гликемия във времето риск от вторичен диабет 11) Кожни промени: хирзутизъм + акне 12) Във високи дози при скорост на растеж при деца функция на тестисите
2. Регулиране на GC секрецията 1) Хипоталамо-хипофизарно-кортико-надбъбречната ос с тройна обратна връзка: основната роля поддържа нормалната GC. АКТХ секрецията има циркаден ритъм (максимум сутрин и минимум вечер) GC концентрация = максимум сутрин. 2) Психоемоционален стрес, болка, травма, т о, кръвоизлив, хирургична хипоталамусна стимулация CRH ACTH GC CSR хиперфункция: при продължителен стрес непрекъснатата обратна връзка на GC се блокира при периодичен хроничен стрес, с няколко обостряния/ден. резултат: GC инициира компенсаторния метаболитен отговор на вредния агент.
- - Ендокринен хипоталамус + СТРЕС - CRH + CRH Хипоталамо-хипофизна ос - надбъбречна тройна обратна връзка - - Аденохипофиза ACTH + ACTH Надбъбречна кора GC Хиперфункция CSR
3. ACTH Синтез: в предната част на хипофизната жлеза - циркаден ритъм Механизъм на действие: чрез cAMP Основни ефекти: върху кората на надбъбречната жлеза: Основната роля на фасцикулираната зона: първоначално: освобождаването на GC от отлаганията. с течение на времето: хиперплазия на областта + GC синтез. Мрежова площ по-малка роля: първоначално: освобождаване на андрогени от отлаганията. с течение на времето: хиперплазия на областта + синтез на андроген. Малка роля на гломерулната област: освобождаване на ALDO.
Други ефекти: пигментирана липолиза на кожата и лигавиците (меланин) Регулиране на секрецията на ACTH: Циркадният ритъм е максимум сутрин (8 часа) и минимум вечер (24 часа) GC секрецията следва същия модел GC концентрация = максимум сутрин. Промяната на ритъма на съня променя цикъла на CG.
4. Ефекти на минералокортикоидните хормони Синтез: надбъбречна кора гломерулна област Стероидни хормони - основен представител = ALDO. Основни действия: поддържане на хидро-електролитния баланс, контрол на обема, BP, Na + -K + баланс роля за поддържане на жизнените функции (животоспасяващ хормон). липса на ALDO шокова смърт за 3 дни - 2 седмици. Ефекти: 1. на бъбречно ниво 2. извънбъбречно 3. мускули и нерви
1. Бъбречни ефекти: действие върху последната част на бъбречната тръба (1/3 терминални TCD и TC): Na + реабсорбция и секреция на K +: при апикалния полюс: пропускливост за Na + и K + при базалния полюс: активност на помпата Na +/K + Пасивна реабсорбция на Cl - и HCO 3 - Вторична секреция на реабсорбция на вода на H +, NH 4+, Ca 2+, Mg 2+ ALDO се намесва в поддържането: BP, обем, хидро-електролитен баланс киселинно-алкален баланс
Нефроцитна кръв Урина K + pl Na + pl SRAA ALDO Rec IC. ДНК mRNA ядро Синтез Pr Vol TA SNVS Na + Na + K + K + HCO 3 - Cl - H 2 O Mg 2+ Ca 2+ H + NH + 4
2. Екстраренални ефекти: Na + реабсорбция и K + секреция на ниво: Потни жлези: спестяване на NaCl за поддържане на обема на изпотяване с NaCl роля в топлинната адаптация. Храносмилателни жлези 3. Ефекти върху мускулите и нервите: активност на помпата Na +/K + Na + IC и K + IC
Ефект на ALDO върху хидро-електролитния баланс Константи Нормални стойности Хипералдостеронизъм (болест на Кон) Хипоалдостеронизъм (болест на Адисън) Na + pl 142 meq/l (само леко поради реабсорбцията на вода) K + pl 4,5 meq/l (причинява мускулна хипотония) токсичност сърдечен Na +/K + урина 2 Обем 5 l хипертония TA шок кръв рН 7,35-7,45 Метаболитна алкалоза Метаболитна ацидоза
5. Регулиране на секрецията на ALDO 1) [K +] плазма секреция на ALDO K + екскреция 2) [Na +] секреция на плазма ALDO Na + реабсорбция напр.: Тежка диария, интензивно изпотяване, прием на Na + 3) Ренин-ангиотензин-алдостеронова система Освобождаването на RENINE на ниво AJG се стимулира от: BP, Volemia, [Na +] pl, [Na +] урина до MD SNVS активиране АЛДО освобождаването се стимулира Ag. II и Ag. III SRAA инхибиране: ALDO + ANP отрицателна обратна връзка 4) ACTH - незначителен ефект
(α2-глобулин неактивен чернодробен глобулин) TA Ренинова система ангиотензин алдостерон [Na +] AgII ANP TA Vol [Na +] SNVS РЕНИН - - Ангиотензин I Ангиотензин II Ангиотензин III КОНВЕРСИОНЕН ЕНЗИМ (10 AA, неактивен) Ангиотензин синогенна Системна: VC RPT Бъбречна: - VC ae FG = const -VC aa FG - Реабсорбция Na + ALDO ADH Reabs. вода ANGIO- TENSINASE VC (още) ALDO Reabs. Na + вода Vol
Ренин ангиотензин алдостеронова система
6. Андрогени CSR секреция: ретикулираната област на CSR, под действието на ACTH началото на секрецията: в пубертета, при момчета (адренария) Роля: анаболна и трофична: - синтез на Pr. - остеогенезата и мускулната маса определят мъжките вторични полови белези половите жлези) + техните прекомерни младежки акне причини: при мъжете: акцентиране на сухи сексуални характери предпубертетно: ранна поява на сухи сексуални характери при жени: маскулинизация - sindr. Адрено-генитален
Б. Медуларни надбъбречни хормони (MSR) Катехоламини: - адреналин (A), - норадреналин (NA), - допамин Синтез и съхранение: в хромозомни клетки (феохромоцити), синтезирани от тирозин, стимулирани от SNVS, GC Метаболизирани от 2 ензимни системи: COMT и норметенефрин МАО бъбречно екскретирана ванилманделова киселина (VAL = 1-7 mg/ml) дава информация за MSR функция Ефект: чрез въздействие върху специфични рецептори
Действие на катехоламини Норадреналин (NA) Доминиращо действие върху сърдечно-съдовата система Афинитет върху адренергичните рецептори α и β 1 + β 3 (β 2) Адреналин (A) Доминиращо действие върху гладките мускули и метаболизма Афинитет върху адренергичните рецептори α и β 1 + β 2 (β 3) Допамин Доминиращо действие върху сърдечно-съдовата система: Inotrop + и RPT рецепторни типове: DA 1 (възбудители) и DA 2 (инхибитори)
Ефекти на катехоламини A, NA α 1 R съдове, матка, ирис, пиломоторни мускули Празозин (-) Gq PLC IP2 IP3 + DAG A, NA α 2 R черва, изпотяване пот Йохимбин (-) Gi AC ATP AMPc Метопролол (-) Бутоксамин (-) A, NA/A β 1 R/β 2 R Gs сърдечни съдове, бронхи, матка, черва Ca ++ Ca ++ PKC Pr PO Pr PKA Pr PO Pr
α 1 -адренергични рецептори Ефекти: - свиване на гладката мускулатура: съдове, матка, зеница (излъчващ мускул), космен мускул - чернодробни клетки Гликемия Механизъм на действие: α 1 рецепторите са съчетани с Gq протеинова активация на фосфолипаза С (PLC) трансформира IP2 в: инозитол-1,4,5-трисфосфат (IP3) увеличаването на цитозолния Са ++ чрез мобилизирането му от ендоплазматичния ретикулум диацилглицерол (DAG) стимулира протеин киназа С (ПКК) причинява фосфорилиране на целевите протеини имат афинитет както към катехоламините NA, така и към α α 1 -блокер: PRAZOSIN
α 2 -адренергични рецептори Ефекти: свиване на гладката мускулатура: съдове, черва на потните жлези изпотяване Механизъм на действие: α 2 рецепторите са свързани с протеин Gi инхибира аденил циклазата вътреклетъчен cAMP противоположни ефекти на β рецепторите (вътреклетъчен cAMP). имат афинитет както към катехоламините NA, така и към α 2-блокера: YOHIMBIN
β 1 -адренергични рецептори Ефекти: преобладава в миокарда + върху свойствата на сърдечната хепатоцитна гликогенолиза + неоглюкогенеза Гликемия липолиза на мастната тъкан Механизъм на действие: β 1 рецепторите се свързват с Gs протеин стимулира аденилциклазата AMPc. имат афинитет към двата катехоламина NA + A β 1-блокер: МЕТОПРОЛОЛ Неселективен β-блокер: PROPRANOLOL
β 2 -адренергични рецептори Ефекти: преобладава при релаксация на гладката мускулатура, коронарни съдове, скелетна мускулатура, мозъчни VD бронхи BD матка черва Механизъм на действие: β 2 рецепторите са свързани с Gs протеин стимулира аденил циклазата AMPc. имат висок афинитет към A, докато NA се свързва много слабо с β 2-блокера: БУТОКСАМИН
β 3 - наскоро характеризирани адренергични рецептори, разположени в мастната тъкан (особено в кафявата мастна тъкан) Ефекти: термогенни, против затлъстяване, антидиабетни. имат висок афинитет към NA, докато А се свързва много слабо (за разлика от β 2 -рецепторите).
Основните ефекти на катехоламините
Десенсибилизацията на β-рецепторите, свързваща β-рецепторните агонисти, индуцира бързи (min) десенсибилизационни механизми на десенсибилизация: фосфорилиране на рецептора от протеин киназа - βark (β-адренергичен рецептор киназа), последвано от свързване на друг протеин, спиращ отделянето на рецептора върху G протеина той също може да активира протеина G. фосфорилиране на рецептора от PKA, който не изисква свързването на арестин. С течение на времето се получава интернализация и синтез на повърхностни рецептори.
Регулиране на функцията на MSR 1) Нервен механизъм: при MSR идват преганглионарни SNVS влакна (Ach) MSR като симпатичен ганглий освобождаващи катехоламини: SNVS стимулация: Физически стимули: болка, студена ретикулозна пътека HIPOT Химически стимули: [G], O 2 гръбначен TA барор - каротиден синус Пресорен рефлекс - стик Ао 2) Хуморален механизъм: Синтез на кортизол на катехоламини Т и Т: Nr. Адренергични рецептори Отрицателна обратна връзка