Функциональное значение гормонов для организма

Все о гормонах: какие бывают, как работают, как их используют в медицине?

Андрей Смирнов СПИД.ЦЕНТР

Наши тела состоят из миллионов клеток, и для слаженной работы им постоянно нужно обмениваться информацией, чтобы координировать работу разных органов. Для этого у нас есть два принципиально разных канала передачи информации: нервный (с помощью нервных импульсов) и гуморальный — с помощью гормонов и некоторых других веществ. «СПИД.ЦЕНТР» публикует подробный разбор устройства гормонов и их использования в лечении.

Зачем нужны гормоны? Какую роль они играют в организме?

Наши тела состоят из миллионов клеток, и для слаженной работы им постоянно нужно обмениваться информацией, чтобы координировать работу разных органов. Для этого у нас есть два принципиально разных канала передачи информации: нервный (с помощью нервных импульсов) и гуморальный — с помощью гормонов и некоторых других веществ.

Что вы делаете, если нужно сообщить человеку информацию, но он находится на другом конце города? Проще всего позвонить или написать сообщение. Для похожих целей в нашем организме используется нервная система — когда мы хотим, например, поднять руку, мозг «звонит» определенным мышечным волокнам через «телефонные провода» — нервы — и отдает соответствующую команду. Но как быть, если нужно передать какое-то сообщение сразу всем жителям города? Звонить каждому — слишком долго. Для этого у нашего организма есть свои СМИ — их функцию выполняют гормоны.

Название гуморального пути передачи информации происходит от латинского слова humor — «жидкость», так как в этом случае регулирующее вещество (гормон) вырабатывается одними клетками и попадает в жидкие среды организма (кровь, лимфу, межтканевую жидкость). Когда он по ним распространяется, то оказывает влияние на работу других клеток (клеток-мишеней).

Гуморальный путь регуляции эволюционно гораздо более древний, чем нервный. Еще в первых многоклеточных организмах клетки научились общаться между собой с помощью специальных веществ задолго до возникновения прообраза нервной системы.

Чем отличается нервная регуляция от гормональной?

Нервная регуляция работает гораздо быстрее — импульс по нервным волокнам передается за доли секунды. А между тем, как гормон выделится, попадет в кровь и доберется до клетки-мишени, могут проходить десятки секунд. При этом гормоны действуют на мишени гораздо дольше, до тех пор, пока будут оставаться в крови. Это могут быть минуты, часы или даже дни.

К тому же нервная регуляция узконаправленная — нервный импульс передается только определенным группам клеток, связанным нервным окончанием. А когда гормон выделился в кровь, он может влиять на любую клетку с подходящим рецептором.

Где в организме вырабатываются гормоны

Поэтому, когда информацию нужно передавать быстро и точно, используется нервный путь, но если надо охватить сразу много клеток, то гуморальный. Например, во время ходьбы мозгу нужно очень быстро и точно напрягать и расслаблять десятки разных мышц, причем каждую их них — в строго определенный момент времени. Для этого отлично подходят нервные импульсы. Но чтобы отрегулировать уровень глюкозы в крови, нужно сообщить сразу всем клеткам организма, с какой скоростью они эту глюкозу могут из крови поглощать, и это гораздо удобнее сделать с помощью гормона.

В нашем организме оба пути регуляции объединены в общую систему нейрогуморальной регуляции и работают синхронно под контролем центральной нервной системы, гипоталамуса и гипофиза.

Чем гормоны отличаются друг от друга?

С точки зрения химической природы гормоны очень сильно различаются — они могут быть производными аминокислот (тироксин, адреналин), стероидами (кортизол, половые гормоны), полипептидами и белками (окситоцин, инсулин). При этом у всех гормонов есть общие свойства.

Гормоны секретируются специализированными железами и влияют на работу других органов и клеток за пределами самой железы.

Гормоны влияют на работу органов и клеток в очень маленьких концентрациях.

Гормоны влияют на клетки, связываясь с рецепторами — специальными белками на поверхности клеток. Если у клетки нет рецептора для соответствующего гормона, она никак не отреагирует на этот гормон.

Гормоны действуют через изменение скорости синтеза ферментов в клетках или через изменение скорости ферментативных реакций в клетках, но при этом сами не являются ферментами.

Как правило, у гормонов много различных физиологических эффектов и они по-разному влияют на органы и ткани.

То или иное вещество может не всегда выступать как гормон. Например, норадреналин — это гормон надпочечников, он влияет на тонус сосудов, работу сердца и других органов. В то же время он выделяется в синапсах и участвует в передаче сигналов между нейронами — в этом случае он уже играет роль нейромедиатора, а не гормона.

Где вырабатываются гормоны?

Большинство из них вырабатываются в специальных органах — железах внутренней секреции, или эндокринных железах. Основные из них:

Работа эндокринных желез регулируется гипоталамусом и гипофизом. В общем виде это выглядит так: гипоталамус под влиянием нервных импульсов выделяет специальные вещества — рилизинг-факторы. Они стимулируют выработку гормонов гипофиза (тропинов, или тропных гормонов), и уже под их влиянием другие железы начинают секретировать свои гормоны.

Важный элемент регуляции работы эндокринных желез — отрицательная обратная связь. Гипофиз постоянно контролирует концентрацию каждого гормона в крови, и когда какого-то гормона становится слишком много, он дает команду «горшочек, не вари» нужной железе.

Как связаны гормоны с биоритмами?

Уровень секреции гормонов в организме постоянно меняется. У одних гормонов он не ритмичен и зависит от внешних факторов, так, секрецию инсулина стимулирует прием пищи. Но все же секреция многих гормонов работает с четкой периодичностью — это называют циркадными ритмами. Их изучает отдельная наука — хронобиология.

Суточный ритм организма человека выглядит так: с наступлением темноты повышается секреция гормона сна — мелатонина. Это вещество синтезируется в эпифизе (шишковидной железе), способствует наступлению сна и выделяется всю ночь. Кстати мелатонин может с возрастом меньше синтезироваться — это одна из причин, почему пожилые люди чаще страдают бессонницей. А хронотипы сов и жаворонков появляются именно из-за разных по времени (разница в несколько часов) пиковых концентраций мелатонина и кортизола.

по теме

Лечение

Как устроен иммунитет: Объясняем по пунктам

Когда человек спит, также меньше выделяется гормонов надпочечников (гормонов стресса) и одновременно повышается секреция соматотропного гормона (СТГ) — он отвечает за стимуляцию роста различных тканей. Пик концентрации СТГ приходится на 2-3 часа ночи. Так что утверждение, что мы растем во сне, — научно доказанный факт.

Около 5-7 утра снова повышается выделение гормонов надпочечников, а с восходом солнца перестает синтезироваться мелатонин — все это помогает проснуться. Также на утренние часы приходится пик концентрации тестостерона, с чем связано возникновение утренней эрекции у мужчин.

Помимо суточных ритмов есть и более продолжительные циклы колебания уровня гормонов. Например, изменение уровня женских половых гормонов происходит с периодичностью примерно в 28 дней и регулирует течение менструального цикла. Причем концентрация гормонов существенно меняется на протяжении жизни. В подростковом возрасте гораздо больше синтезируется гормона роста, а в пожилом — существенно меньше вырабатывается половых гормонов.

Как гормоны используют в медицине?

Учитывая мощное и многогранное влияние гормонов на организм, многие из них широко применяются в медицинской практике. Есть несколько основных направлений их использования.

Первый — заместительная гормональная терапия (ЗГТ). Обычно именно ее имеют в виду, сообщая близким трагическим голосом: «Врач назначил мне гормоны» и «Я никогда с них не слезу», готовясь к каким-то ужасным побочным эффектам и необратимым изменениям в организме. На практике все оказывается гораздо прозаичнее: побочных эффектов почти нет или они быстро проходят, человек продолжает обычную жизнь, и ЗГТ на нее практически никак не влияет.

Эта терапия назначается, когда в организме не вырабатывается нужный гормон в необходимых количествах. Учитывая важную роль гормонов, своевременное назначение терапии позволяет избежать серьезных или даже необратимых проблем со здоровьем.

Как правило, гормональная терапия назначается пожизненно, так как в большинстве случаев причины подобных проблем современная медицина еще не научилась решать. И здесь важно не путать причину со следствием: невозможность «слезть с гормонов» связана не с влиянием самой ЗГТ, а с тем, что недостаточность собственной эндокринной функции никуда не исчезнет.

Учитывая, что гормоны секретируются в нашем организме практически постоянно, нельзя делать «перерывы» или «каникулы» в терапии. Также опасно без рекомендации врача менять дозировку.

Возможно, страх перед ЗГТ связан с историческими причинами: первые препараты гормонов часто выделяли их желез животных (например, бычий или свиной инсулин), они содержали много примесей и действительно имели не самую хорошую переносимость. Сейчас для ЗГТ используют современные высокоочищенные препараты гормонов человека — они безопасны и эффективны.

В большинстве случаев при назначении гормональной терапии не нужна корректировка доз или отмена других препаратов (например, антиретровирусной терапии), так как ЗГТ имитирует естественную работу эндокринных желез. Но некоторые особенности течения основного заболевания все же нужно учитывать. Например, если лекарство содержит в качестве вспомогательных веществ глюкозу, мальтозу, сахар или другие углеводы, их количество нужно учитывать пациентам, получающим инсулин. Также следует учитывать влияние на активность печеночных ферментов некоторых АРВ-препаратов, например, ингибиторов протеазы. Если соответствующие печеночные ферменты участвуют в расщеплении назначенного гормонального препарата, может потребоваться коррекция дозы гормона — это проверяет и учитывает врач.

Могут ли гормонами лечить заболевания, не связанные с самими гормонами?

Да, это еще одно направление их использования. Например, адреналин повышает артериальное давление благодаря сокращению сосудов и усилению работы сердца. Поэтому его используют для лечения шоковых состояний, когда нужно быстро повысить артериальное давление. А у глюкокортикоидных гормонов мощное противовоспалительное действие, и они подавляют реакции иммунной системы, поэтому их очень широко используют при лечении аллергических заболеваний, бронхиальной астмы и других хронических воспалительных заболеваний.

Во многих случаях «природный» гормон помимо полезного эффекта для лечения заболевания обладает и нежелательными. У мужских половых гормонов есть мощное анаболическое действие — усиливают синтез белка и рост мышц. Это полезно при лечении людей с тяжелой степенью истощения (например, после сильных ожогов). Но в то же время они влияют на половую сферу, повышают агрессивность, могут приводить к чрезмерному увеличению предстательной железы.

Уменьшить ненужные «лишние» эффекты можно с помощью синтетических и полусинтетических аналогов. То есть подбираются вещества, близкие по химической структуре к природному гормону, но при этом у них «нужное» действие более выражено, а «лишние» минимизированы. Именно таким путем из природных мужских половых гормонов получили анаболики — они сильнее стимулируют синтез белка и меньше влияют на половую сферу, чем тестостерон. Сейчас синтетические аналоги гормонов применяют значительно чаще, чем сами природные гормоны.

Также в медицине используют антагонисты гормонов. Это вещества, которые связываются с рецептором природного гормона на поверхности клетки, но при этом характерного влияния не оказывают. Такие вещества часто используют для лечения заболеваний, связанных с избыточной секрецией гормона или когда вредны даже «нормальные» концентрации. Например, некоторые злокачественные опухоли активно растут под влиянием определенных гормонов, и чтобы остановить рост опухоли, нужно «выключить» действие гормона. Так, опухолям предстательной железы для роста часто требуется стимулирующее влияние тестостерона. Один из способов лечения — назначить бикалутамид. Этот препарат связывается с тестостероновыми рецепторами опухоли, блокирует влияние тестостерона и тормозит рост опухоли.

При назначении гормональных препаратов на фоне другой терапии, в том числе и АРВТ, требуется обязательная проверка совместимости препаратов, как и в случае совместного назначения любых других лекарственных средств.

Зачем трансгендерные люди пьют гормоны? И как это работает?

Половые гормоны влияют не только на развитие и функцию репродуктивной системы, но также и на развитие вторичных половых признаков, формируя «мужской» или «женский» внешний облик. Поэтому прием половых гормонов часто является важной частью трансгендерного перехода: такая терапия влияет на внешность гораздо сильнее хирургический операций.

Источник статьи: http://spid.center/ru/articles/2764/

Гормоны человека и их функции: список гормонов в таблиц и их влияние на организм человека

Организм человека очень сложно устроен. Помимо основных органов в организме присутствуют и другие не менее важные элементы всей системы. К таким важным элементам относятся и гормоны. Поскольку очень часто то или иное заболевание связано именно с повышенным или наоборот заниженным уровнем гормонов в организме.

Разберёмся что такое гормоны, как они работают, какой у них химический состав, какие бывают основные виды гормонов, какое влияние на организм они оказывают, какие последствия могут возникать при неправильном их функционировании, и как избавиться от патологий, возникших из-за гормонального дисбаланса.

Что такое гормоны

Гормоны человека – это биологически активные вещества. Что это такое? Это химические вещества, которые содержит организм человека, имеющие очень большую активность при небольшом своём содержании. Где вырабатываются? Они образуются и функционируют внутри клеток желез внутренней секреции. К ним относятся:

  • гипофиз;
  • гипоталамуз;
  • эпифиз;
  • щитовидная железа;
  • паращитовидная железа;
  • вилочковая железа – тимус;
  • поджелудочная железа;
  • надпочечники;
  • половые железы.
Читайте также:  Роль гормонов в организме человека таблица

Принимать участие в выработке гормона могут и некоторые органы, такие как: почки, печень, плацента у беременных женщин, желудочно-кишечный тракт и другие. Координирует функционирование гормонов гипоталамус – отросток главного мозга небольшого размера (фото ниже).

Гормоны переносятся через кровь и регулируют те или иные процессы по обмену веществ и работе определённых органов и систем. Все гормоны – это специальные вещества, создаваемые клетками организма для оказания воздействия на другие клетки организма.

Определение «гормон» использовалось в первый раз У. Бейлиссом и Э. Старлингом в своих работах в 1902 году в Англии.

Причины и признаки нехватки гормонов

Иногда из-за возникновения различных негативных причин стабильная и беспрерывная работа гормонов может нарушать. К таким неблагоприятным причинам можно отнести:

  • трансформации в внутри человека в силу возраста;
  • заболевания и инфекции;
  • эмоциональные перебои;
  • изменения климата;
  • неблагоприятная экологическая ситуация.

Организм мужского пола более стабилен в гормональном плане в отличие от женских особей. У них гормональный фон может периодически меняться как под действием общих причин, перечисленных выше, так и под влиянием процессов, присущих только женскому полу: менструации, менопаузы, беременность, роды, лактация и прочие факторы.

О том, что в организме возник дисбаланс гормона, говорят следующие признаки:

  • слабость;
  • судороги;
  • головная боль и звон в ушах;
  • потливость.

Таким образом, гормоны в организме человека – это важная составляющая и неотъемлемая часть его функционирования. Последствия гормонального дисбаланса неутешительные, а лечение – долгое и недешевое.

Роль гормонов в жизнедеятельности человека

Все гормоны, несомненно, очень важны для нормальной работы человеческого организма. Они воздействуют на многие процессы, происходящие внутри человеческой особи. Эти вещества находятся внутри людей с момента рождения и до самой смерти.

Вследствие их наличия все люди на земле имеют свои, отличные от других, ростовые и весовые показатели. Эти вещества воздействует на эмоциональную составляющую человеческой особи. Также на протяжении длительного периода они контролируют естественный порядок приумножения и уменьшения клеток в организмах людей. Они координируют становление иммунитета, стимулируя его либо подавляя. Оказывают давление и на порядок обменных процессов.

С их помощью организму человека проще справиться с физическими нагрузками и какими – либо стрессовыми моментами. Так, например, благодаря адреналину человек в сложной и опасной ситуации чувствует прилив сил.

Также гормоны в большой мере воздействуют на организм беременной женщины. Таким образом с помощью гормонов организм готовится к успешному родоразрешению и уходу за новорождённым, в частности, установлению лактации.

Сам момент зачатия и вообще вся функция по репродукции также зависит от действия гормонов. При адекватном содержании этих веществ в крови появляется половое влечение, а при низком и недостающим до необходимого минимума – либидо снижается.

Классификация и виды гормонов в таблице

В таблице представлена очная классификация гормонов.

Ростовые и регуляторные Способствуют формированию и развитию тканей
Половые Обеспечивают отличия между мужчинами и женщинами
Стрессовые Воздействуют на процессы обмена
Кортикостероиды Поддерживают минеральный баланс в организме
Обменные Регулируют обменные процессы

Следующая таблица содержит основные виды гормонов.

Основные свойства гормонов

Какой бы то не была классификация гормонов и их функции все они имеют общие признаки. Основные свойства гормонов:

  • биологическая активность несмотря на невысокую концентрацию;
  • удалённость действия. Если гормон образуется в одних клетках, то это вовсе не означает, что он регулирует именно эти клетки;
  • ограниченность действия. Каждый гормон играет свою строго отведённую ему роль.

Механизм действия гормонов

Виды гормонов оказывают свое влияние на механизм их действия. Но в целом это действие заключается в том, что гормоны, транспортируясь по крови, достигают клеток, являющихся мишенями, проникают в них и передают несущий сигнал от организма. В клетке в этот момент происходят изменения, связанные с полученным сигналом. У каждого конкретного гормона есть свои конкретные клетки, находящиеся в органах и тканях, к которым они стремятся.

Одни виды гормонов присоединяются к рецепторам, которые содержатся внутри клетки, в большинстве случаев, в цитоплазме. К таким видам относятся те из них, которые имеют липофильные свойства гормонов и гормоны, образуемые щитовидной железой. За счёт своей жирорастворимости они легко и быстро проникают внутрь клетки к цитоплазме и взаимодействуют с рецепторами. Но в воде они трудно растворяются, и поэтому им приходится присоединяться к белкам-носителям для перемещения по крови.

Другие гормоны могут растворяться в воде, поэтому для них нет надобности присоединяться к белкам-носителям.

Эти вещества оказывают воздействие на клетки и тела в момент соединения с нейронами, находящимся внутри клеточного ядра, а также в цитоплазме и на плоскости мембраны.

Для их работы необходимо посредническое звено, которое обеспечивает ответную реакцию от клетки. Они представлены:

  • циклическим аденозинмонофосфатом;
  • инозитолтрифосфатом;
  • ионами кальция.

Именно поэтому недостаток кальция в организме оказывает неблагоприятное воздействие на гормоны в организме человека.

После того, как гормон передал сигнал, он расщепляется. Расщепляться он может в следующих местах:

  • в клетке, к которой перемещался;
  • в крови;
  • в печени.

Либо может выводиться из организма вместе с мочой.

Химический состав гормонов

По составным элементам химии можно выделить четыре основные группы гормонов. Среди них:

  1. стероиды (кортизол, альдостерон и другие);
  2. состоящие из белков (инсулин и прочие);
  3. образованные от аминокислотных соединений (адреналин и прочие);
  4. пептидные (глюкагон, тиреокальцитонин).

Стероиды, при этом, можно разграничить на гормоны по половом признаку и надпочечные гормоны. А половые классифицируются на: эстроген – женский и андрогенов – мужской. Эстроген в одной своей молекуле содержит 18 атомов углерода. В качестве примера можно рассмотреть эстрадиол, который имеет такую химическую формулу: С18Н24О2. Исходя из молекулярного строения можно выделить основные признаки:

  • в молекулярном содержании отмечается присутствие двух гидроксильных групп;
  • по химической структуре эстрадиол можно определить как к группе спиртов, так и группе фенолов.

Андрогены отличаются своей специфической структурой вследствие нахождения в их составе такой молекулы углеводорода, как андростан. Разновидность андрогенов представлена следующими их видами: тестостерон, андростендион и другие.

Название, которое даёт химия тестостеронусемнадцать-гидрокси-четыре-андростен-трион, а дигидротестостеронусемнадцать-гидроксиандростан-трион.

По составу тестостерона можно сделать вывод, что данный гормон представляет собой ненасыщенный кетоноспирт, а дигидротестостерон и андростендион очевидно являются продуктами его гидрирования.

Из наименования андростендиола следует информация, что его можно причислить к группе многоатомных спиртов. Также из названия можно сделать вывод о степени его насыщения.

Будучи гормоном, определяющим половые признаки, прогестерон и производные от него подобным же образом, что и эстрогены, является гормоном, присущим женщинам, и принадлежит к С21-стероидам.

Изучая структуру молекулы прогестерон, становится ясным тот факт, что этот гормон принадлежит к группе кетонов и в составе его молекулы присутствуют целых две карбонильные группы. Кроме гормонов, отвечающих за развитие половых признаков, в состав стероидов входят следующие гормоны: кортизол, кортикостерон и альдостерон.

Если сравнить формульные структуры представленных выше видов, то, то можно сделать вывод, что они очень схожи. Сходство заключается в составе ядра, которое содержит 4 карбо-цикла: 3 с шестью атомами и 1 с пятью.

Следующая группа гормонов – аминокислотные производные. В их состав можно отнести: тироксин, адреналин и норадреналин.

Их особое содержание образуется за счёт аминогруппы или производных от неё, а тироксин включает в свой состав и карбоксильную.

Пептидные гормоны являются сложнее остальных по своему составу. Одним из таких гормонов является вазопрессин.

Вазопрессин — это гормон, сформировавшийся в гипофизе, значение относительной молекулярной массы которого приравнивается к одной тысяче восьмидесяти четырём. Кроме того, в своём строении он содержит аминокислотные остатки в количестве девяти штук.

Глюкагон, находящийся в поджелудочной железе, также является одним из видов пептидных гормонов. Его относительная масса превышает относительная массу вазопрессина более, чем в два раза. Она составляет 3485 единиц за счёт того, что в его строении насчитывается 29 аминокислотных остатков.

В составе глюкагона содержится двадцать восемь групп пептидов.

Структура глюкагона у всех позвоночных практически одинакова. За счёт этого, различные препараты, содержащие этот гормон, создаются медицинским путем из поджелудочной железы животных. Также возможен искусственный синтез этого гормона в условиях лабораторий.

Большее содержание аминокислотных элементов включают в себя белковые гормоны. В них аминокислотные звенья соединяются в одну и более цепей. Например, молекула инсулина состоит из двух полипептидных цепей, которые включают в свой состав 51 аминокислотное звено. Сами цепи соединяются дисульфидными мостиками. Инсулин людей отличается относительной молекулярной массой, равной пяти тысячам восьмистам семи единицами. Данный гормон имеет гомеопатические значение для развития генной инженерии. Именно поэтому его производят искусственно в лабораторных условиях или трансформируют из организма животных. Для этих целей и понадобилось определять химическую структуру инсулина.

Соматотропин также является разновидностью белкового гормона. Его относительная молекулярная масса составляет двадцать одну тысячу пятьсот единиц. А пептидная цепь состоит из ста девяносто одного аминокислотного элемента и двух мостиков. На сегодняшний день определена химическая структура этого гормона в организме человека, быка и овцы.

Видеозаписи по теме

Источник статьи: http://gormoon.ru/gormony-cheloveka-i-ih-funktsii-spisok-gormonov-v-tablits-i-ih-vliyanie-na-organizm-cheloveka/

Функциональное значение гормонов для организма

Гормоны, их классификация. Свойства гормонов. Типы воздействия гормонов на организм. Транспорт и выведение гормонов из организма. Регуляция образования и секреции гормонов

Эндокринные железы – специализированные популяции секреторных клеток, син-

тезирующие гормоны. К эндокринным железам относятся: эпифиз, гипофиз, щитовидная

железа, паращитовидные железы, островки Лангерганса поджелудочной железы, кора и

мозговое вещество надпочечников, яичники, семенники, плацента, тимус. Железы внут-

ренней секреции не имеют выводных протоков, а выделяют свой секрет во внутреннюю

среду организма (кровь, лимфа, ликвор). Гормоны участвуют в гуморальной регуляции

2. Свойства гормонов

Гормоны образуются в специализированных клетках эндокринных желез (эпители-

альных и нейросекреторных). Они обладают следующими свойствами:

1) высокая биологическая активность (действие в малых дозах);

3) дистантный характер действия (действие на расстоянии от той железы где он

3. Классификация гормонов

1) полипептиды и белки с наличием углеводного компонента;

2) аминокислоты и их производные;

4. Судьба гормонов в организме

1 этап – транспорт гормонов:

В) в адсорбированном виде на форменных элементах крови.

2 этап – реализация гормонального эффекта:

А) изменение активности ферментов;

Б) изменение проницаемости клеточных мембран;

3 этап – инактивация гормонов:

А) путем образования соединений с белками;

Б) путем образования соединений с глюкуроновой кислотой;

5. Механизм действия гормонов

Гормоны взаимодействуют со специальными структурами клетки – циторецепто-

рами. Различают два пути действия гормонов: 1) мембранный тип; внутриклеточный тип.

Особенности мембранного типа действия гормонов:

1) рецепторы гормонов расположены на наружной поверхности мембраны клетки-

2) гормоны не проницаемы для клеточной мембраны;

3) для осуществления эффекта гормона требуются вторичные посредники –

цАМФ, цГМФ, инозитолтрифосфат, диацилглицерол, простагландины, ионы кальция и

4) у гормонов быстрый эффект действия, так как происходит активация уже синте-

зированных ферментов в клетке. К этой группе гормонов относятся все белковые пеп-

тидные гормоны и адреналин.

Особенности внутриклеточного типа действия гормонов:

1) гормоны легко проникают внутрь клетки;

2) их рецепторы расположены в ядре, митохондриях, рибосомах, цитозоле;

3) для осуществления их эффекта действия не требуются вторичные посредники;

4) для их действия характерна глубокая и длительная перестройка клеточного ме-

таболизма, связанное с влиянием на биосинтетические процессы. Поэтому эффект дейст-

вия этих гормонов относятся стероидные и йодированные гормоны (щитовидной желе-

6. Физиологическая роль гормонов в организме:

А) обеспечение физического, полового и умственного развития;

Б) адаптация организма (приспособление к изменениям внешней и внутренней

В) поддержание гомеостаза (постоянства состава и свойств внутренней среды ор-

Г) интеграция функций отдельных органов и систем.

7. Типы воздействия гормонов на организм

Гормоны оказывают четыре типа воздействия:

А) метаболическое – влияет на различные виды обмена веществ;

Б) морфогенетическое _______действие – влияют на рост, развитие и дифференцировку

тканей и органов, созревание организма;

В) пусковое действие – активируют работу того или иного органа;

Г) корригирующие действие – изменяют функции органов в соответствии с по-

8. Регуляция образования гормонов

Различают:1) внутриклеточный механизм регуляции образования и секреции

гормонов, осуществляется за счет ферментов; 2) системный механизм.

К системным механизмам относятся:

4) неэндокринный гуморальный.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: При сдаче лабораторной работы, студент делает вид, что все знает; преподаватель делает вид, что верит ему. 9523 — | 7345 — или читать все.

85.95.179.227 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)

очень нужно

Функциональное значение гормонов для организма

Гормоны оказывают широкое регулирующее влияние на различные функции организма. Выделяют три основные функции гормонов — они обеспечивают: развитие организма; адаптацию физиологических систем (т. е. способность органов и тканей изменять активность в зависимости от потребности в ней); поддержание важнейших физиологических показателей на постоянном уровне (гомеостатическая функция).

Читайте также:  Что будет если начать принимать женские гормоны

Различные биохимические реакции могут протекать правильным образом лишь в присутствии одного или нескольких гормонов, хотя при увеличении их концентрации реакция не ускоряется. В этих случаях проявляется пермиссивное (разрешающее) действие гормона, т. е. сам гормон не влияет на данную систему, но обеспечивает возможность нормального действия другого гормона. Например, тироксин обладает пермиссивным действием по отношению к гормонам, регулирующим рост.

Еще одной важной особенностью действия некоторых гормонов является синергизм, т. е. усиление действия одного гормона под влиянием другого.

Рис. 2.2 Гормональные взаимодействия и механизм обратной связи в эндокринной системе. Сплошными стрелками обозначены стимулирующие воздействия, пунктирными — ингибирующие.

Гормоны являются элементами регуляторных систем (рис. 2.2). С этой точки зрения они разделяются на две группы. В одной, которая включает адреналин, норадреналин, альдостерон, АДГ и другие гормоны, скорость их секреции и концентрация в плазме претерпевают значительные колебания; при этом скорость секреции приспосабливается к меняющейся ситуации. Концентрации гормонов другой группы, например тироксина, в норме колеблются мало.

Гормон может действовать как контролирующий элемент, при этом скорость его секреции поддерживает определенные уровни показателей — концентрацию глюкозы в крови, осмотическое давление крови или другой физиологический параметр, который в норме сохраняется на постоянном уровне. Слежение за системой осуществляется специфическими рецепторами, которые направляют информацию об отклонениях регулируемого параметра от нужного значения в центральный контроллер (от англ. controller — регулятор) системы. Контроллер посылает сигнал в нервной или гормональной форме к эндокринной железе, в результате чего ее секреторная активность снижается или возрастает. Латентный период действия разных гормонов может составлять минуты и часы. В этих случаях постоянный уровень концентрации гормона необходим для правильного осуществления различных функций (пермиссивное действие).

Лекция 11. Физиология эндокринной системы и нейроэндокринные отношения.

11. 1. Эндокринная система и гормоны. Функциональное значение гормонов.

Эндокринная система и гормоны. Биологическая роль эндокринной системы тесно связана с ролью нервной системы. Эти две системы совместно координируют функцию других, нередко разделенных значительным расстоянием, органов и органных систем. Отличительной чертой эндокринной системы является то, что она осуществляет свое влияние посредством ряда веществ – гормонов.

Химически гормоны представляют собой разнородную группу. Их многообразие включает стероиды, производные аминокислот, пептиды и белки. Гормоны вырабатываются:

• в специализированных органах – эндокринных железах (железах без выводных протоков),

• в компактных группах клеток, например, в островковых клетках поджелудочной железы, интерстициальных клетках Лейдига в семенниках и клеточных группах в слизистой оболочке двенадцатиперстной кишки (секретин),

• в гипоталамусе (АДГ, окситоцин и другие.),

• в органах, выполняющих не эндокринные функции (в почках – эритропоэтин, в сердце – атриопептид).

Их общей особенностью служит то, что они переносятся кровью к более или менее отдаленным органам и оказывают на эти органы-мишени специфическое действие, которое, как правило, не способны воспроизвести другие вещества. Термин «специфическое» указывает также на то, что действие каждого гормона осуществляется только на конкретные функциональные системы или органы – эффекторные органы. Эндокринные железы и клеточные группы заняты исключительно синтезом и секрецией своих гормонов.

Наконец, для всех гормонов характерно то, что они оказывают действие только на сложные клеточные структуры (клеточные мембраны, ферментные системы). Таким образом, в отличие от ферментов их действие нельзя продемонстрировать в гомогенатах – оно выявляется только in vivo или в культурах ткани.

Функциональное значение гормонов. Гормоны регулируют основные функции организма:

1) репродукцию (менструальный цикл, овуляция, спермато-генез, беременность лактация);

2) рост и развитие организма (половая дифференцировка, вторич-ные половые признаки, скорость роста);

3) гомеостаз – сохранение внутренней среды (объем внеклеточной жидкости, кровяное давление, баланс электролитов, регуляция ионного состава плазмы, в частности, уровня кальция, поддержание запасов энергии, например в виде жира);

4) выделение энергии (накопление, распределение и выделение калорий, выработка тепла);

5) поведение (потребление пищи и воды, половое поведение, настроение);

6) адаптацию активности физиологических систем (способность органов и органных систем изменять свою активность в зависимости от потребности в ней).

Гормоны как носители информации. Гормоны оказывают действие в очень низких концентрациях, поэтому они не играют роль субстратов в биохимических процессах, которые они контролируют. В некоторых случаях (например, АДГ, адреналин, альдостерон) реакция органов-мишеней более или менее тесно количественно связана с концентрацией гормонов в плазме. Используя кибернетическую терминологию, эти гормоны можно назвать носителями информции, что подчеркивает аналогию эндокринной системы с нервной.

Различные биохимические реакции могут протекать правильным образом только в присутствии одного или нескольких гормонов, хотя реакция и не ускоряется при увеличении

Способствует утилизации уг­леводов (включая поглощение глюкозы клетками); стимулирует синтез белка; стимулирует синтез липидов в жировых клетках

Стимулирует синтез в печени соматомединов, которые вызывают рост мышц и костей

Стимулируют рост костей и мышц; влияют на метаболизм Са 2+ , фосфата, углеводов и липидов

Стимулирует синтез кортизола корой надпочечников; вызывает освобождение жирных кислот жировыми клетками

Усиливает резорбцию кости, как следствие – повышает уровень Са 2+ и фосфата в крови; усиливает реабсорбцию Са 2+ и Мg 2+ и уменьшает реабсорбцию фосфата в почечных канальцах

Фолликуло-стимулирующий гормон – ФСГ

Стимулирует рост яйцевых фолликулов и секрецию ими эстрадиола; стимулирует сперматогенез в семенниках

Лютеинизи-рующий гормон – ЛГ

Стимулирует созревание ооцитов, овуляцию и секрецию прогестерона яичником; стимулирует синтез тестостерона в семенниках

Стимулирует деление эпидермальных и других клеток

Стимулирует синтез тироксина в щитовидной железе и освобождение жирных кислот жировыми клетка­ми

Стимулирует синтез тиреотропного гормона в передней доле гипофиза

Стимулирует секрецию лютеинизирующего гормона передней долей гипофиза

Повышает кровяное давление благодаря сокращению мелких кровеносных сосу­дов; увеличивает реабсорбцию воды в почечных канальцах

Подавляет секрецию соматотропина передней долей гипофиза

Мозговое вещество надпочечников

Повышает кровяное давление и ускоряет ритм сердца; повышает гликогенолиз в печени и мышцах и высвобождение жирных кислот жировыми клетками

Повышает метаболическую активность большинства клеток

Влияет на метаболизм белков, углеводов и липидов; подавляет воспалительные реакции

Вызывает развитие и поддержание женских вторичных половых признаков, созревание и циклическую активность акцессорных органов половой системы, развитие протоков молочной железы

Вызывает развитие и поддержание мужских вторичных; половых признаков; необходим для созревания и нормальной функции акцессорных органов поло­вой системы

концентрации гормона. В этих случаях говорят, что гормон обладает «пермиссивным» (разрешающим) действием.

Гормоны представляют собой только часть сигнальных молекул, выявленное число которых к настоящему времени велико. Общее представление о гормонах, выполняющих сигнальные функции, представлено в таблице.

Между сигнализацией с помощью гормонов и нейромедиаторов имеется существенное различие. Оно состоит в том, что для связи между разными эндокринными клетками с разными клетками-мишенями используются различные гормоны. В то же время разные нервные клетки могут использовать для связи с разными клетками-мишенями без ущерба для специфичности один и тот же медиатор.Гормоны как элементы регуляторных систем. Рассматривая гормоны как элементы регуляторных систем, их разделяют на две группы. Первая группа включает адреналин, норадреналин, альдостерон, АДГ и некоторые другие. Скорость их секреции и концентрация в плазме претерпевают значительные колебания, приспосабливаясь к меняющейся ситуации. Эти гормоны действуют как контролирующие элементы регуляторной системы

Скорость секреции гормона поддерживает регулируемую переменную – концентрацию глюкозы в крови, осмотическое давление крови или какой-либо другой физиологический параметр, который в норме сохраняется на постоянном уровне (в зависимости от конкретного гормона). Слежение за системой осуществляется специфическими рецепторами (рецепторами глюкозы, осморецепторами и т. д.), которые направляют информацию об отклонениях регулируемой переменной от «заданного значения» в форме потенциалов действия в «центральный контроллер» системы. Отклонения от заданного значения могут вызываться различными сдвигами, такими, как изменение скорости окислительных процессов или потребления воды и т. д. Контролер в свою очередь посылает сигнал в нервной или гормональной форме к эндокринной железе, в результате чего ее секреторная активность возрастает или снижается. При особой необходимости может происходить соответствующий сдвиг заданного значения.

В другой группе концентрации гормонов в норме поддерживаются на постоянном уровне. Наиболее типичным примером гормонов этой группы является тироксин. Здесь концентрация гормона сама является регулируемой переменной. В этих случаях постоянный уровень концентрации гормона во времени необходим для правильного осуществления различных функций (например, оказание пермиссивного действия). Однако в особых условиях (например, при продолжительном пребывании на холоде), скорость секреции и концентрация в плазме даже этих гормонов могут изменяться благодаря сдвигу заданного значения.

Функциональная классификация гормонов. На основании функциональных критериев различают три группы гормонов.

1) Гормоны, которые оказывают влияние непосредственно на орган-мишень; эти гормоны носят название эффекторных.

2) Гормоны, основной функцией которых является регуляция синтеза и выделения эффекторных гормонов; эти гормоны называют тропными, или гландотропными (т.е. оказывающими тропное действие на железы). Примером может служить тиреотропный гормон.

3) Гормоны, выделяемые нервными клетками в гипоталамусе; эти гормоны регулируют синтез и выделение гормонов (преимущественно тропных) аденогипофиза. Такие гормоны называются рилизинг-гормонами или, если они обладают противоположным действием, ингибирующими гормонами. Именно посредством гормонов, отно­сящихся к этой группе, эндокринная система связана с ЦНС, образуя нейроэндокринную систему регуляции.

Механизм действия. Согласно современным представлениям действие гормонов основано на стимуляции или угнетении каталитической функции некоторых ферментов в клетках органов-мишеней. Этот эффект может достигаться посредством:

— активации (или ингибирования) уже имеющихся ферментов, причем это влияние опосредуется циклическим аденозинмонофосфатом (цАМР), который выполняет роль «второго посредника» (первым является сам гормон);

— увеличения концентрации некоторых ферментов в клетках органов-мишеней («индукция ферментов») за счет увеличения скорости биосинтеза ферментов путем активации генов; изменения проницаемости клеточных мембран, достигаемое также через цАМФ.

Однако для многих гормонов до сих пор нет полного и убедительного объяснения механизма действия. Специфичность действия гормонов объясняется на основе существования гормон-специфичных рецепторов клеточных мембран.

Инактивация. Если гормоны функционируют в качестве элементов регулирующих цепей, то естественно, что они не должны накапливаться в организме. Накоплению препятствуют как химические изменения гормонов в эффекторных органах – инактивация, так и выведение с мочой. Некоторые гормоны инактивируются также и в других органах (особенно в печени). Бо­лее того, действие некоторых гормонов может блокироваться благодаря секреции гормонов, обладающих антагонистическим эффектом.

Каскадный эффект. Для гормонов, вырабатываемых железами в очень небольших количествах, свойственен непропорционально большой количественный эффект. Это объясняется тем, что гормоны действуют через ряд этапов, и на каждом из них действие усиливается. Такой механизм получил название каскадного усиления. Например, такое действие характерно для гормонального контроля превращения глюкозы в гликоген.

Во многих случаях происходит саморегуляция уровня гормонов в крови. Она основана на наличии прямых и обратных связей в системе, вырабатывающей гормон.

Классификация и функциональное значение гормонов

Эндокринная система представляет собой совокупность желез внутренней секреции, продуктами деятельности которых являются гормоны.

Гормоны — это вещества, выделяемые под влиянием специфических сигналов эндокринными железами и оказывающие, как правило, дистантное действие на функцию и обмен веществ других клеток. Характерным свойством гормонов является их высокая биологическая активность.

Любая функция клеток и организма регулируется комплексом гормонов, хотя главная роль принадлежит одному из них .

Гормоны чаще всего классифицируют по химической структуре:

1. амины (дофамин, адреналин, норадреналин)

2. йодтиронины (трийодтиронин, тироксин)

4. белки (инсулин, глюкагон, гормон роста)

5. гликопротеины (фолликулостимулирующий гормон)

6. стероиды (тестостерон, альдостерон, глюкокортикоиды, метаболиты холекальциферола)

По функциональному признаку гормоны могут быть разделены на группы:

1. эффекторные (оказывают влияние непосредственно на объект-мишень)

2. тропные ( регулируют выделение и синтез эффекторных гормонов, например тиреотропный гормон)

3. либерины (релизинг-гормоны) и статины (ингибитор-гормоны) – стимулируют и тормозят, соответственно, процессы синтеза и выделения гормонов

Существует классификация гормонов по вырабатывающим их железам (гипофизарные, кортикостероидные, половые и др.).

Синтез и секреция гормонов регулируются нервной системой либо непосредственно, либо через выделение других гормонов или гуморальных факторов. Роль «эндокринного мозга», регулирующего деятельность периферических желез внутренней секреции, в настоящее время отводят особой «гипофизиотропной» области гипоталамуса. Именно здесь многочисленные и разнообразные нервные сигналы чаще всего трансформируются в гуморальные. В гипоталамусе концентрируются нейроны, выделяющие в ответ на приходящие извне импульсы или нейромедиаторы особые рилизинг-гормоны в кровь портальной системы гипофиза. Эти рилизинг-гормоны действуют на специфические клеточные популяции передней доли гипофиза, стимулируя или тормозя выделение гипофизарных гормонов.

Важнейшую роль в регуляции гормональной секреции играет механизм обратной связи, заключающийся в том, что при избыточном содержании данного гормона в крови тормозится секреция его физиологических стимуляторов, а при его недостатке она усиливается. Частным проявлением механизма обратной связи является регуляция выделения гормона изменением самого систематизируемого параметра. Например, повышение уровня сахара в крови усиливает секрецию инсулина, который снижает содержание сахара. Выделение многих гормонов подчиняется определенным ритмам (суточным, сезонным, возрастным) или связано с некоторыми физиологическими состояниями (беременность, лактация, адаптация к новым условиям среды).

Читайте также:  Принимать гормоны после операции щитовидки что это

Ряд желез внутренней секреции получает и прямую секреторную инновацию (например, мозговой слой надпочечника, эпифиз). В других случаях (например, для щитовидной железы) такая иннервация играет второстепенную роль, поскольку основным регулятором активности железы оказывается тропный гормон гипофиза (в данном случае, тиреотропин).

Гормоны могут оказывать следующие влияния:

1. метаболическое (изменение обмена веществ)

2. морфогенетическое (стимулирующее влияние на формообразовательные процессы, дифференцировку, рост и т. д.)

3. кинетическое (стимуляция определённой деятельности исполнитнльных органов)

4. коррегирующее (изменение интенсивности функционирования органов и тканей)

Функции гормонов реализуются через следующие механизмы их действия.

1. Мембранный или локальный механизм – гормон действует на рецепторы мембраны, вызывает увеличение ее проницаемости для веществ, изменение концентрации которых в цитоплазме влияет на биохимические процессы в клетке и, следовательно, на ее функциональное состояние.

2. Мембранно-внутриклеточный или косвенный – гормон (первичный посредник) действует на рецепторы мембраны, что приводит к активации вторичных посредников, таких как ионы кальция, циклический аденилатмонофосфат (цАМФ), циклический гуанилатмонофосфат (цГМФ), простагландины и др., а они в свою очередь, влияют на активацию и синтез ферментов клетки и изменяют ее функциональное остояние.

3. Цитозольный или прямой механизм – гормон проникает через мембрану в клетку и без посредников влияет на генетический аппарат ядра клетки, изменяя процесс синтеза ферментов, белков и др.

Следовательно, молекулярный механизм специфического действия гормонов осуществляется тремя путями:

— изменение скорости синтеза ферментов и других белков;

— изменение скорости ферментативного катализа;

— изменение проницаемости клеточных мембран.

В зависимости от своей гидро- или липофильности гормоны циркулируют в крови либо в свободном, либо в связанном со специфическими белками виде. Связь с белками замедляет метаболизм и инактивацию гормонов.

Для всех гормонов начальный этап действия заключается в связывании со специфическим клеточным рецептором, которое запускает каскад реакций, приводящих к изменению количества или активности ряда ферментов, что и формирует физиологический ответ клетки. Все гормональные рецепторы представляют собой белки, нековалентно связывающие гормоны. Прежде всего необходимо отметить, что гормоны способны влиять на функцию отдельных групп клеток (тканей и органов) не только за счет специального действия на клеточную активность, но и более общим путем, стимулируя увеличение числа клеток (что часто называют трофическим эффектом), а также изменяя кровоток через орган (адренокортикотропный гормон — АКТГ, например, не только стимулирует биосинтетическую и секреторную активность клеток коры надпочечников, но и повышает кровоток в стероидпродуиирующих железах). На уровне отдельной клетки гормоны, как правило, контролируют один или несколько скоростьограничиваюших этапов реакций клеточного метаболизма. Почти всегда такой контроль предполагает усиление синтеза или активацию специфических белков-ферментов. Конкретный механизм этого влияния зависит от химической природы гормона.

Считают, что гидрофильные гормоны (пептидные или амины) не проникают в клетку. Их контакт ограничивается рецепторами, расположенными на наружной поверхности клеточной мембраны. Связывание гормона рецептором запускает серию внутримембранных процессов, приводящих к отщеплению от расположенного на внутренней поверхности клеточной мембраны фермента аденилатциклазы активной каталитической единицы. В присутствии ионов магния активный фермент превращает аденозинтрифосфорную кислоту (АТФ) в циклический аденозинмонофосфат (цАМФ). Последний активирует одну или несколько присутствующих в цитозоле клетки цАМФ-зависимых протеинкиназ, которые способствуют фосфорилированию ряда ферментов, что обусловливает их активацию или (иногда) инактивацию, а также может изменять конфигурацию и свойства других специфических белков (например, структурных и мембранных), вследствие чего усиливается белковый синтез на уровне рибосом, изменяются процессы трансмембранного переноса и т. д., т. е. проявляются клеточные эффекты гормона. Ключевую роль в этом каскаде реакций играет цАМФ, уровень которого в клетке и определяет интенсивность развивающегося эффекта. Ферментом, разрушающим внутриклеточный цАМФ, т.е. переводящим его в неактивное соединение 5′-АМФ), служит фосфодиэстераза. Первым посредником считается сам гормон, подходящий к клетке снаружи. Эффекты некоторых соединений могут быть связаны и со снижением уровня цАМФ в клетке (через торможение активности аденилатциклазы или повышение активности фосфодиэстеразы). Необходимо подчеркнуть, что цАМФ не является единственным известным на сегодня вторым посредником. Эту роль могут выполнять также и другие циклические нуклеотиды, например циклический гуанозин монофосфат (цГМФ), ионы кальция, метаболиты фосфатидилинознтола и, возможно, простагландины, образующиеся в результате действия гормона на фосфолипиды клеточной мембраны. В любом случае важнейшим механизмом действия вторых посредников является фосфорилирование внутриклеточных белков.

Иной механизм постулируется в отношении действия липофильных гормонов (стероидных и тиреоидных), рецепторы которых локализованы не на клеточной поверхности, а внутри клеток. Однако, попав в клетку, стероидные и тиреоидные гормоны поступают к объекту своего действия — клеточному ядру — по-разному. Первые взаимодействуют с цитозольными белками (рецепторами), и образующийся комплекс — стероид-рецептор — транслоцируется в ядро, где он обратимо связывается с ДНК, выступая в роли активатора генов и меняя процессы транскрипции. В результате возникает специфическая мРНК, которая покидает ядро и обусловливает синтез специфических белков и ферментов на рибосомах (трансляция). По-другому ведут себя попавшие в клетку тиреоидные гормоны, непосредственно связывающиеся с хроматином клеточного ядра, тогда как цитозольное связывание не только не способствует, но даже препятствует ядерному взаимодействию этих гормонов.

Периоды клеточного цикла.

Функция воспроизведения и передачи генетической информации обеспечивается в ходе клеточного цикла. Клеточный цикл — совокупность явлений между двумя последовательными делениями клетки или между ее образованием и гибелью Клеточный цикл включает собственно митотическое деление и интерфазу — промежуток между делениями.

Интерфаза значительно более длительна, чем митоз (обычно занимает не менее 90% всего времени клеточного цикла) и подразделяется на три периода: пресинтетический или постмитотический (G1), синтетический (S) и постсинтетический или премитотический (G2).

1. G1 период наступает сразу же после митотического деления клетки и характеризуется активным ростом клетки и синтезом белка и РНК, благодаря чему клетка достигает нормальных размеров и восстанавливает необходимый набор органелл. G1 -период длится от нескольких часов до нескольких дней. В течение этого периода синтезируются особые «запускающие» белки (trigger proteins), или активаторы S-периода. Они обеспечивают достижение клеткой определенного порога (точки R — рестрикции или ограничения), после которого она вступает в S-период.

Контроль, осуществляемый на уровне точки R (при переходе из G1 в S), ограничивает возможность нерегулируемого размножения клеток. Проходя эту точку, клетка переключается на последующую регуляцию внутренними факторами клеточного цикла, которая обеспечивает закономерное завершение ее деления. Если клетка не достигает точки R, она выходит из цикла и вступает в период репродуктивного покоя (G0) для того, чтобы (в зависимости от причин остановки): (1) дифференцироваться и выполнять свои специфической функции, (2) выжить в условиях недостаточности питательных веществ или факторов роста, (3) осуществить репарацию поврежденной ДНК. Клетки одних тканей при соответствующей стимуляции вновь способны возвращаться из периода (G0) в клеточный цикл, других — утрачивают эту способность по мере дифференцировки

2. S период характеризуется удвоением содержания (репликацией) ДНК и синтезом белков, в частности, гистонов, которые поступают в ядро из цитоплазмы и обеспечивают нуклеосомную упаковку вновь синтезированной ДНК. В результате происходит удвоение числа хромосом. Одновременно удваивается число центриолей. S-период длится у большинства клеток 8-12 часов.

3. G2 период следует за S-периодом и продолжается вплоть до митоза (часто обозначаемого буквой М). В течение этого периода клетка осуществляет непосредственную подготовку к делению. Происходит созревание центриолей, запасается энергия, синтезируются РНК и белки (в частности, тубулин), необходимые для процесса деления. Длительность G2-периода составляет 2-4 часа. Возможность выхода клетки из G2-периода в G0-neриод с последующим возвращением в G2-период в настоящее время большинством авторов отрицается.

Контроль вступления клетки в митоз осуществляется двумя специальными факторами с противоположно направленными эффектами. Митоз тормозится до момента завершения репликации ДНК М-задерживающим фактором и индуцируется М-стимулирующим фактором. Действие последнего проявляется лишь в присутствии других белков — циклинов (синтезируются на протяжении всего цикла и распадаются в середине митоза).

Деление клеток

Митоз, называемый также кариокинезом, или непрямым делением клеток, является универсальным механизмом деления клеток. Митоз следует за G2-периодом и завершает клеточный цикл. Он длится 1-3 часа и обеспечивает равномерное распределение генетического материала в дочерние клетки. Митоз включает 4 основные фазы профазу, метафазу, анафазу и телофазу.

Профаза начинается с конденсации хромосом, которые становятся видимыми в световой микроскоп как нитевидные структуры. Каждая хромосома состоит из двух параллельно лежащих сестринских хроматид, связанных в области центромеры. Ядрышко и ядерная оболочка к концу фазы исчезают (последняя распадается на мембранные пузырьки, сходные с элементами ЭПС, а поровый комплекс и ламина диссоциируют на субъединицы. Кариоплазма смешивается с цитоплазмой. Центриоли мигрируют к противоположным полюсам клетки и дают начало нитям митотического (ахроматинового) веретена. В области центромеры образуются особые белковые комплексы — кинетохоры, к которым прикрепляются некоторые микротрубочки веретена (кинетохорные микротрубочки); показано, что кинетохоры сами способны индуцировать сборку микротрубочек и поэтому могут служить центрами организации микротрубочек. Остальные микротрубочки веретена называются полюсными, так как они протягиваются от одного полюса клетки к другому; лежащие вне веретена микротрубочки, расходящиеся радиально от клеточных центров к плазмолемме, получили наименование астральных или микротрубочек (нитей) сияния.

Метафаза соответствует максимальному уровню конденсации хромосом, которые выстраиваются в области экватора митотического веретена, образуя картину экваториальной (метафазной) пластинки (вид сбоку) или материнской звезды (вид со стороны полюсов). Хромосомы перемещаются в экваториальную плоскость и удерживаются в ней благодаря сбалансированному натяжению кинетохорных микротрубочек. Сестринские хроматиды к концу этой фазы разделяются щелью, однако удерживаются в области центромеры.

Анафаза начинается с синхронного расщепления всех хромосом на сестринские хроматиды (в области центромеры) и движения дочерних хромосом к противоположным полюсам клетки, которое происходит вдоль микротрубочек веретена со скоростью 0.2-0.5 мкм/мин. Сигнал к началу анафазы включает резкое (на порядок) повышение концентрации Са2+ в гиалоплазме, выделяемого мембранными пузырьками, образующими скопления у полюсов веретена. Движение происходит защёт белков миозин и динеин, а также ряд регуляторных белков и Са2+-АТФаза. По некоторым наблюдениям, оно обусловлено укорочением (разборкой) микротрубочек, прикрепленных к кинетохорам. Анафаза характеризуется удлинением митотического веретена за счет некоторого расхождения полюсов клетки. Она завершается скоплением на полюсах клетки двух идентичных наборов хромосом, которые образуют картины звезд (стадия дочерних звезд). В конце анафазы благодаря сокращению актиновых микрофиламентов, концентрирующихся по окружности клетки (сократимое кольцо), начинает образовываться клеточная перетяжка, которая углубляясь, в следующей фазе приведет к цитотомии.

Телофаза — конечная стадия митоза, в течение которой реконструируются ядра дочерних клеток и завершается их разделение. Вокруг Конденсированных хромосом дочерних клеток из мембранных пузырьков (по другим данным, из ЭПС) восстанавливается кариолемма, с которой связывается формирующаяся ламина, вновь появляются ядрышки, которые образуются из участков соответствующих хромосом. Ядра Клеток постепенно увеличиваются, а хромосомы прогрессивно деспирализуются и исчезают, замещаясь картиной хроматина интерфазного ядpa. Одновременно происходит углубление клеточной перетяжки, и клетки в течение некоторого времени остаются связанными суживающимся цитоплазматическим мостиком, содержащим пучок микротрубочек (срединное тельце). Дальнейшая перешнуровка цитоплазмы завершается формированием двух дочерних клеток. В телофазе происходит распределение органелл между дочерними клетками; равномерности этого процесса способствует то, что одни органеллы достаточно многочисленны (например, митохондрии), другие (подобно ЭПС и комплексу Гольджи) во время митоза распадаются на мелкие фрагменты и пузырьки.

Мейоз.Первое мейотическое деление (редукционное) — приводит к образованию гаплоидных клеток (n2c). В профазе I мейоза наблюдается спирализация хромосом, гомологичные хромосомы конъюгируют. В результате коньюгации образуются хромосомные пары, или биваленты, числом n. Таким образом, бивалент содержит четыре хроматиды. К концу профазы I хромосомы, сильно спирализуясь, укарачиваются; начинается формирование веретена деления. В профазе I выделяют несколько стадий.

Лептотена — наиболее ранняя стадия профазы I мейоза, в которой начинается спирализация хромосом.

Зиготена — характеризуется началом конъюгации гомологичных хромосом, которые объединяются в бивалент.

Пахитена — стадия, в которой между гомологичными хромосомами осуществляется кроссинговер (перекрест с обменом соответствующими участками).

Диплотена — характеризуется возникновением сил отталкивания между гомологичными хромосомами, которые отделяются друг от друга в области центромер, но остаются связанными в областях прошедшего кроссинговера — хиазмах. Диакинез — завершающая стадия профазы I мейоза. Гомологичные хромосомы удерживаются в месте лишь в отдельных точках хиазм. В метафазе I мейоза завершается формирование веретена деления, его нити прикрепляются к центромерам хромосом, в результате чего биваленты устанавливаются в плоскости экватора веретена деления.

В анафазе I связи в бивалентах ослабляются и гомологичные хромосомы отходят друг от друга, направляясь к разным полюсам веретена деления. К каждому полюсу отходит гаплоидный набор хромосом, состоящий из двух хроматид. В телофазе I мейоза у полюсов веретена деления собирается одинарный гаплоидный набор хромосом, каждая из них содержит удвоенное количество ДНК (n2c).

Второе мейотическое отделение (эквационное) протекает как митоз, только клетки, вступающие в него, несут гаплоидный набор хромосом. В процессе такого деления образуются клетки, в которых содержание генетического материала в хромосомах соответствует их однонитчатой структуре (nc).

Последнее изменение этой страницы: 2016-04-07; Нарушение авторского права страницы

Источник статьи: http://mupvirc.ru/gormony/funktsionalnoe-znachenie-gormonov-dlya-organizma/

Рейтинг
( Пока оценок нет )