План.
1. Характеристика ЖВС.
2. Физиологическая роль ЖВС.
3. Методы исследования желез внутренней секреции. (Самостоятельно).
4. Гормоны (химическая структура, свойства, значение, механизм действия).
5. Связь между гормонами.
6. Методы изучения желез внутренней секреции.
7. Физиологическая роль:
a) Гипофиза
b) Щитовидной железы
c) Паращитовидных желез
d) Надпочечников
e) Поджелудочной железы
f) Вилочковой железы (тимуса)
g) Эпифиза
Эндокринология (от греч. ἔνδον — внутрь, κρίνω — выделяю и λόγος — слово, наука) — наука о строении и функции желез внутренней секреции (эндокринных желез), вырабатываемых ими продуктах (гормонах), о путях их образования и действия на организм животных и человека; а также о заболеваниях, вызванных нарушением функции этих желез или действия этих гормонов.
История:
1949г немец Бергольц ранее каплунированому питуху были подсажены семенники – они прижились - вырос гребень, перья, петух начал ухаживать за курами.
1885г Клод Бернар дал определение эндокринологии. Все железы разбил на 3 группы:
Железы внешней секреции – имеют выводные протоки.
Железы внутренней секреции – не имеют выводных протоков, секреты выделяются в кровь
Железы смешанной секреции – имеют и то и другое.
ППЖ, половые железы. ППЖ – инсулин, и сок ПЖЖ.
Железы имеют рецепторный аппарат и регулируется симпатической и парасимпатической системами. Наличие этих образований приводит к соединению нервной и гуморальной регуляции в так называемую нейрогуморальную.
1. Регуляция обмена веществ.
Н-р инсулин, адреналин, глюкагон – регулируют углеводный обмен.
Паратгормон – соотношение Ca и P – всасывание использование костной системой.
2. Размножение – участвуют в оплодотворении, развитии беременности, участвуют родовой деятельности, в образовании и выделении молока (пролактин, окситоцин).
3. Поддерживают гомеостаз (инсулин – уровень сахара).
4. Адаптация организма в окружающей среде.
Название в 1905г ввел англичанин Эрнест Старлинг (гормон – двигаю, возбуждаю).
По химической структуре гормоны делятся на 4 группы:
1. Аминокислоты (гомоны щитовидной железы – тироксин, мозговая часть надпочечников – адреналин).
2. Белки (гормоны ПЖЖ – инсулин, передней доли гипофиза - соматотропин).
3. Полипептиды (гормоны задней доли гипофиза – окситоцин вазопрессин).
4. Жировые элементы (кора надпочечников, половые железы).
Св-ва гормонов.
1. Дистантное действие гормонов.
Окситоцин вырабатывается в задней доле гипофиза а действует на гладкую мускулатуру матки, и молочной железы.
2. Действуют в микродозах.
1гр инсулина может понизить уровень сахара у 25000 кроликов. 1гр адреналина может подействовать на 1млн изолированных сердец лягушек.
3. Легко проникает через полупроницаемые мембраны.
4. Специфичность действия.
Но д-е адреналина более общее суживает сосуды, повышает уровень сахара в крови, воздействует на сердце.
5. Неспецифичность гормонов – большинство гормонов взятых у одного вида животного действуют и на другие виды.
6. Метаболическое действие – гормоны регулируют метаболизм, как его интенсивность так и функции отдельных частей.
7. Морфофункциональное – гормоны действуют на рост и развитии, и что очень важно на метаморфоз (превращение).
Механизм действия
Молекулярно-биологические механизмы, действия гормонов на органы-мишени заключаются:
1. В стимуляции или угнетении каталитической активности некоторых ферментов. Данный механизм осуществляется 2 путями:
1) Активация имеющихся ферментов через циклический аденозинмонофосфат.
2) Увеличением скорости биосинтеза ферментов путем активации генов за это отвечающих
2. Второй вид механизма действия гормонов осуществляется при помощи изменения проницаемости клеточных мембран. Изменение проницаемости мембран осуществляется также при участии цАМФ.
Гормоны связываются с высоко специфичными рецепторами клеток мишеней, имеющих форму особых белков.
1) Стероидные гормоны (например, эстрадиол, кортизол), проникают в клетку, и связываются с цитоплазматическими рецепторами; образовавшийся комплекс транспортируется в ядро, где и действует.
2) Гормоны щитовидной железы — тироксин и трийодтиронин (нестероидныегормоны) также проникает в клетку однако связываются сразу с ядерными рецепторами.
Для полного проявления биологического эффекта стероидны гормонов требуются часы, а не минуты, поскольку он зависит от синтеза новых белков. Однако и эффект от действия этих гормонов, как правило, длительный.
3) Все остальные нестероидные гормоны взаимодействуют с рецепторами, находящимися на наружной поверхности плазматической мембраны. Действуя таким образом гормоны активируют измените активности различных белков путем их фосфорилирования.
Как правило, гормоны этой группы оказывают действие уже через несколько минут и их эффекты кратковременны.
Н-р если взять меченый гормон эстрадиол и ввести его в организм, то очень быстро его можно обнаружить в ядре клетки где он будет вступать в контакт с ДНК и белками.
1. Прямое действие гормонов – в передней доли гипофиза тиреотропный гормон – кровь – стимулирование ЩЖ.
2. Обратное действие – если возникает гиперфункция ЩЖ, повышается уровень гормонов, которые она вырабатывает – резко тормозится уровень тиреотропного гормона.
3. Синергизм – когда несколько гормонов действуют активизируя один процесс. Н-р глюкогон – повышает уровень сахара в крови, и адреналин тоже повышает уровень сахара в крови.
4. Антагонисты когда действие 2 гормонов взаимоисключающее. Н-р инсулин и глюкогон.
В основе регуляции гипоталамо-гипофизарный механизм.
В гипоталамусе были обнаружены химические вещества которые получили название релизинг факторов. Они действуют на переднюю долю гипофиза, что приводит к изменениям в его работе, и делятся на 2 группы: либерины и статины.
Найдено 7 либеринов и 3 статина.
Либерины:
1. Соматолиберин гипоталамуса -----«»
Соматотропный гормон гипофиза--------«»
Оказывает действие на рост, развитие, обмен веществ.
2. Тиреолиберин гипоталамуса-------«»
Тиреотропный гормон гипофиза --------«»
Действует на ЩЖ активирует выработку тироксина ---------«»
Активирует обмен веществ, метаморфоз, д-ть ССС
3. Кортиколиберин гипоталамуса ------------«»
Аденокортикотропный гормон гипофиза ------------«»
Надпочечники--------«»
Корковое вещество ----------«» Активирует минеральный обмен, углеводный обмен, половая деятельность.
Мозговое вещество ----------«» Обмен углеводов, деятельность ССС.
4. Полилиберин гипоталамуса ------------«»
Фоликулоситмулирующий гормон гипофиза ---«»
Стимулирует образование фолликулов в яичниках.
5. Люлиберин гипоталамуса---«»
Лютеинезирующий гормон гипофиза, гонадотропный гормон гипофиза ---«» Стимулирует образование желтого тела, прогестерона.
6. Меланоформный либерин гипоталамуса ---«»
Меланотропный гормон гиопфиза (средняя доля гипофиза)---«»
Действует на пигментацию, линьку.
7. Пролактолиберин гипоталамуса ---«»
Пролактин гипофиза ---«»
Регулирует образование молока
Соматостатины:
1. Соматостатин гипоталамуса ---«»
Снижается выработка СТГ ---«»
Снижается обмен, в большей степени белковый.
2. Пролактосатин гипоталамуса ---«»
Снижается выработка пролактина гипофиза ---«»
Снижается образование молока.
3. Меланостатин гипоталамуса ---«»
Меланотропный гормон гипофиза
Снижение пигментации, урежение шерстного покрова
Вопрос №6
Методов изучения функции эндокринных желез много. Наиболее древним является метод экстирпации или удаления; органов. С давних времен скотоводам было известно, что кастрация животных приводит к накапливанию жира, влияет на поведение животных, изменяет их рост и экстерьер. Он также научно обосновал возможность практического использования метода пересадки или трансплантации органов.
Наибольшее распространение получил метод выделения гормонов, экскретируемых с мочой. На основе этого разработана возможность практического использования гонадотропных гормонов гипофиза жеребых кобыл.
Важнейшим методом в изучении эндокринных желез является клинический, то есть по изменениям в организме, вызванным заболеваниями какой-либо железы, судят о ее физиологическом значении. В современных условиях биохимическим путем получены чистые гормоны, использование которых позволяет изучить их физиологическое значение и применить в клинике.
Широко известен также метод меченых атомов, особенно при изучении функции щитовидной железы или при вживлении платиновых пластинок в область гипоталамуса для выяснения его роли в функции гипофиза.
Большое применение имеет метод аутотрансплантации, когда пересаживают у одного и того же животного железу с одного места в другое, а также метод гомотрансплантации, проводимой на животных в пределах одного вида, и гетеротрансплантации — межвидовая пересадка. Обычно при гетеротрансплантации приживания железы не происходит, она рассасывается и дает кратковременный эффект.
Метод парабиоза, метод парабиоза (сшивание).
Вопрос №7 Физиологическая роль отдельных желез внутренней секреции:
Гипофиз.
Гормоны передней доли гипофиза.
Тиреотропный гормон (ТТГ) повышает синтетическую функцию клеток щитовидной
железы, интенсивно использует йод для синтеза гормонов.
Соматотропный гормон (гормон роста) стимулирует рост костей и мягких тканей, в результате чего пропорционально увеличиваются размеры тела животного. Его регулирующее влияние на ткани осуществляется через посредника. Соматотропин вначале действует на печень и обеспечивает синтез посредника — соматомедина.
Механизм его действия сложный.
Соматомедин повышает проницаемость их поверхностных мембран, следовательно, соматомедин оказывает прямое влияние на рост скелета и мышц, а также, подобно инсулину, повышает гликогенез, в печени и мышцах.
Повышенная секреция соматотропина у молодых животныхприводит к гигантизму, у взрослых к акромегалии. Кроме того, этот гормон выполняет еще и лактогенную функцию. Он обеспечивает проявление инстинкта, связанного с заботой о потомстве, регулирует процессы молокообразобания у самок сельскохозяйственных животных.
Аденокортикотропный гормон оказывает регулирующее влияние только на пучковую и сетчатую зоны коры надпочечников.
Пролактин (лактогенный гормон) активирует ферментные системы, участвующие в синтезе козеина и лактозы, повышает содержание в молоке альбуминов и глобулинов, общего, неорганического фосфора и фосфоропротеинов. Он участвует в регуляции водно-солевого гомеостаза. Во время жажды содержание пролактина в крови возрастает. Этот гормон возбуждает секреторную активность клеток желтого тела яичника у млекопитающих животных, а у птиц стимулирует рост и функцию желез стенки зоба, которые продуцируют секрет, необходимый для птенцов.
Гонадотропные гормоны — фолликулостимулирующий (ФСГ) и лютеинизирующий (ЛГ) гормоны.
ФСГ и ЛГ повышают продукцию эстрогенных гормонов. Гонадотропины стимулируют рост фолликулов и развитие яйцеклеток в яичниках.
Промежуточная доля гипофиза меланоцитостимулирующий (меланотропный гормон) \ который участвует в регуляции пигмецтного обмена.
Гормоны задней доли гипофиза.
Задняя доля, или нейрогипофиз. Основным местом синтеза гормонов нейрогипофиза служат ядра переднего гипоталамуса, секрет клеток этих ядер в виде гранул по периневральным путям аксонов гипоталамо-гипофизарного пути, через ножку поступают в заднюю долю гипофиза. Здесь они депонируются и из них образуются гормоны окситоцин и вазопрессин. Т.е. предшественники данных гормонов вырабатываются в гипоталамусе.
Окситоцин усиливает моторную функцию гладкомышечных
волокон матки. Этот гормон стимулирует также молоковыведение, вызывая сокращение миоэпителия альвеолярного отдела молочной железы. У животных первой беременности на формирование молочной железы в предродовой период большое регулирующее влияние оказывает окситоцин. Он стимулирует синтез жира и формирование жировых шариков в клетках секреторного эпителия молочной железы и обеспечивает их выход в полость альвеол.
Прогестерон желтого тела угнетает действие окситоцина. Во время родов окситоцин вызывает сокращения матки и как следствие схватки.
Вазопрессин – антидиуретического гормон (АДГ). Он участвует в регуляции водно-солевого обмена, повышает реабсорбцию воды в нефронах почек и тем самым снижает
количество выводимой мочи, то есть обеспечивает антидиуретический эффект.
Из щитовидной железы в кровь поступает три гормона —
тироксин или тетрайодтиронин
трийодтиронин,
тиреокальцитонин.
Для образования гормонов щитовидной железы необходим йод.
Основное количество этих гормонов составляет тироксин; трийодтиронина в 20 раз меньше, но он отличается более высокой активностью.
Тироксин и трийодтиронин стимулируют окислительные процессы в тканях. Они усиливают поглощение клетками кислорода и выделение углекислого газа, и вследствие этого повышаются основной обмен и образование тепла. Усиливается расщепление белков, жиров, углеводов и выведение из организма волы и солей. Температура окружающей среды оказывает большое влияние на секреторную активность щитовидной железы. Животные и люди с пониженной функцией этой железы плохо переносят охлаждение. После удаления щитовидной железы у животных в раннем возрасте приостанавливается их физическое, половое и психическое развитие. Гормоны щитовидной железы стимулируют окостенение эпифизов трубчатых костей, созревание хряща и таким образом ускоряют развитие костей. В этих процессах важное значение имеет комбинированное действие тиреоидных гормонов и гормона роста гипофиза. Однако последний стимулирует только рост, а гормоны щитовидной железы — как рост, так и дифференцировку. Быстро растущие (скороспелые) породы имеют более высокий уровень секреции тироксина, чем медленно растущие.
Гормоны щитовидной железы оказывают влияние на рост и развитие кожи и ее производных (волосы и перья).
В отличие от высших позвоночных у амфибий гормоны щитовидной железы тормозят рост, но сильно ускоряют дифференцировку. Так, кормление головастиков препаратом щитовидной железы приводит одновременно к прекращению роста и раннему превращению их в лягушек «микроскопического» размера (10 мм). После удаления щитовидной железы головастики продолжают расти, достигают крупных размеров, но в лягушек не превращаются.
Влияние на половую функцию. При пониженной функции щитовидной железы развитие половых желез приостанавливается. У взрослых животных может происходить оплодотворение, но эмбрионы обычно погибают в ранние сроки беременности, так как тироксин необходим для обеспечения имплантации оплодотворенной яйцеклетки в слизистую оболочку матки.
Повышенная функция щитовидной железы тоже неблагоприятно сказывается на деятельности половых желез — понижает их чувствительность к гонадотррпным гормонам, а это ведет к нарушению половых циклов и прерыванию беременности.
Под влиянием гормонов усиливается брожение кормовой массы, возрастает количество летучих жирных кислот, главным образом уксусной, ускоряется всасывание их, а также высокомолекулярных жирных кислот и глюкозы в кровь, становятся более мощными и частыми сокращения преджелудков.
Тиреойдные гормоны повышают продукцию молока и содержание жира в нем. Гормоны щитовидной железы оказывают большое влияние на развитие нервной ткани. При врожденной недостаточности щитовидной железы обнаруживается недоразвитие центральной нервной системы.
Как правило, щитовидная железа у животных обладает максимальной активностью зимой и минимальной— летом.
Физиологическая гиперфункция щитовидной железы наблюдается при беременности и лактации, особенно у высокопродуктивных коров. Патологическая гиперфункция у животных почти не встречается.
Физиологическая гипофункция щитовидной железы наблюдается у зимнеспящих животных в период спячки (медведи, ежи, сурки, летучие мыши и др.). Пробуждение этих животных связано с повышением функции щитовидной железы. Введением тироксина можно вызвать преждевременное пробуждение ежей, находившихся в зимней спячке.
В высокогорных областях, предгорьях, болотистых, торфяных и песчаных местностях, где в почве имеется недостаточное количество йода, возможно возникновение болезни, получившей название «эндемический зоб».
Тиреокальцитонин называют гормоном, сберегающим в организме кальций. Он понижает уровень ионов кальция и фосфора в плазме крови. Снижение количества кальция достигается путем снижения мобилизации его из костей, а снижение содержания фосфора — усиленным выделением фосфора с мочой. Тиреокальцитонин угнетает функцию остеокластов, разрушающих костную ткань, и активизирует функцию остеобластов, формирующих ее. Он усиленно выделяется в кровь при повышении уровня кальция в крови и поддерживает гомеостаз кальция в организме.