Характеристика гормонов мозгового слоя надпочечников и поджелудочной железы

Вопросы для самостоятельной подготовки:

1. Надпочечники. Классификация гормонов надпочечников. Механизм регуляции гормонов.

2. Глюкокортикоиды, их роль в регуляции функций организма. Регуляция продукции.

3. Минералокортикоиды, их роль в регуляции функций организма. Регуляция продукции.

4. Половые гормоны, их роль в регуляции функций организма. Регуляция продукции.

5. Функции мозгового вещества надпочечников. Регуляция продукции адреналина и норадреналина. Роль этих гормонов в стрессовых ситуациях.

6. Эндокринная функция поджелудочной железы. Регуляция продукции гормонов.

7. Роль гормонов поджелудочной железы в регуляции углеводного, белкового и липидного обменов.

8. Инсулин, механизм действия, эффекты гормона на клетки мишени.

9. Натрийуретический пептид. Роль в организме. Регуляция продукции.

Самостоятельная работа по теме: «Физиология эндокринной системы»

Корковое вещество надпочечников

Гормоны коркового вещества надпочечников:

1. глюкокортикоиды (основной представитель – ______________________).

2. минералокортикоиды (основной представитель – ___________________).

3. половые гормоны (основной представитель – _______________________).

Кортизол

Место синтеза: ________________________________________________________________.

Регуляция секреции:

↓ _____________________________

↓ _____________________________

↓ _____________________________

Стимулируют активность этой регуляторной оси (гипоталамус – гипофиз – кора надпочечников) стрессоры: сильная травма, пирогены, гипогликемия, электрошок, ожоги, кровотечение, физические нагрузки, инфекции, химическая интоксикация, боль, хирургическое вмешательство, психические нагрузки, холод.

В какое время суток (утренние часы или вечерние часы) уровень АКТГ и кортизола в норме выше? ________________________________________________________________________

Транспорт кортизола: 90% кортизола в плазме связано с белками (α-глобулины, альбумины), 10% – не связано с белками плазмы. Какой кортизол является физиологически активным? _________________________________

Если в плазме содержание не связанного с белками кортизола выше физиологической нормы, по механизму ________________ обратной связи дальнейшая выработка АКТГ ________ __________________ (но только не в состоянии стресса!).

Механизм действия и биологический эффект:

1. Влияние на углеводный обмен: уровень глюкозы в плазме __________________________.

2. Влияние на белковый обмен: в мышцах происходит ________________________________, а в печени ____________________________________________________________________.

3. Влияние на жировой обмен: ____________________________________________________ ______________________________________________________________________________.

4. Участвует в регуляции системного артериального давления (сосудо___________________ эффект, т.к. усиливает действие норадреналина).

5. Помогает адаптироваться к стрессам.

6. Снижает воспалительные и аллергические эффекты.

Мозговое вещество надпочечников

Гормоны мозгового вещества надпочечников: 70-90% _________________________________ остальное – ____________________________________.

Место синтеза катехоламинов: __________________________________________________ ______________________________________________________________________________

Схема синтеза: тирозин → ДОФА (дезоксифенилаланин) → дофамин → норадреналин → адреналин.

Регуляция секреции: Под влиянием внешнего или внутреннего стрессора (большое физическое и/или умственное напряжение, инфекция, травма, гипогликемия) резко ________________ секреция адреналина и норадреналина. Раздражитель → возбуждение структур ЦНС → возбуждение задних ядер гипоталамуса → возбуждение симпатических центров в _____________ мозге → _________________ волокна (их медиатор – ________________ ) → хромаффинные клетки _____________ вещества надпочечников → секреция __________________.

Время полужизни катехоламинов 30 с (в метаболизме участвуют ферменты МАО (моноаминоксидаза) и КОМТ (катехол-О-метилтрансфераза).

Механизм действия и эффект

Катехоламины повышают продукцию глюкагона, ренина и др., могут тормозить секрецию инсулина. Регулируют синтез адренорецепторов и включение их в мембрану клеток.

Регуляция уровня Na+ в крови

Концентрация Na+ в плазме в норме 135 – 145 мМ.

Роль ионов Na+ в организме ______________________________________________________

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Поджелудочная железа

Гормоны поджелудочной железы: _________________________________________________

Инсулин

Место синтеза: __________________ островков Лангерганса.

Регуляция секреции: стимулируется высокой концентрацией в крови __________________, аминокислотами, свободными жирными кислотами, некоторыми гастроинтестинальными гормонами, _____________________________ нервной системой; угнетается катехоламинами, ______________________________нервной системой и, паракринно гормонами ______________________________________________________________________________

Механизм действия:

Инсулин – анаболический гормон (способствует синтезу гликогена, жиров, белка).

1. Влияние на углеводный обмен.

В норме содержание глюкозы в крови_____________ мМ.

Инсулин_________________ содержание глюкозы в крови, т. к.

а) в клетках печени глюкоза под влиянием инсулина превращается в ____________, тормозится процесс ______________________.

б) связываясь с рецептором на поверхности мышечных клеток, инсулин активирует механизм транспорта глюкозы через мембрану. В мышечных клетках образуется ________________.

Большинство других клеток тела отвечают на инсулин подобно мышечным клеткам.

Клетки центральной нервной системы свою высокую потребность в энергии почти целиком покрывают за счет глюкозы, причем ее потребление _____________ _______________ от инсулина!

2. Влияние на жировой обмен.

а) Печень запасает ограниченное количество гликогена. Излишки поступившей в печень глюкозы под действием инсулина превращаются в _________________, которые потом транспортируются в жировую ткань и там хранятся.

б) Инсулин действует и непосредственно на клетки жировой ткани. В клетках жировой ткани жирные кислоты хранятся в форме ________________.

3. Влияние на белковый обмен.

Инсулин обеспечивает активный транспорт в клетки аминокислот и способствует _________ ________________________ белка.

Клинические проявления недостатка и избытка гормона.

1. Инсулина вырабатывается слишком мало или он не может действовать на клетки-мишени → уровень глюкозы в крови __________________ → развивается заболевание ___________ _____________________.

Если содержание глюкозы в крови становится больше 10 мМ, избыточная глюкоза выводится с мочой, т.е. возникает ___________________________.

Глюкоза, как осмотически активное вещество, удерживает воду, поэтому объем конечной мочи увеличивается, т.е. возникает ________________________.

При большом дефиците инсулина вся неиспользованная глюкоза уже не может выводиться с мочой.

Недостаток инсулина → стимуляция липолиза → образование _______________________.

Если заболевание прогрессирует, может наступить _________________________кома.

В этой ситуации больному нужно ввести _________________________.



1. При введении в организм инсулина в крови наблюдается снижение концентрации глюкозы, аминокислот и свободных жирных кислот. Объясните, почему это происходит?

2. При эмоциональном возбуждении содержание гликогена в печени и мышцах уменьшается, концентрация глюкозы в крови повышается. Объясните, почему это происходит?

3. Больному с недостатком инсулина рекомендовано ограничить потребление с пищей углеводов. Несмотря на длительное ограничение углеводов в пище концентрация глюкозы в крови осталась выше нормы. Объясните механизмы, обеспечивающие высокую концентрацию глюкозы в крови у больного.

4. 7-летнему ребенку необходимо определить глюкозу крови на предмет исключения сахарного диабета. Ребенок перед проведением пробы в лаборатории волновался, много плакал. Установлено, что в крови ребенка уровень глюкозы выше нормы. Можно ли утверждать после такого исследования, что у ребенка сахарный диабет?

5. Для лечения больных сахарным диабетом I типа используют инъекции инсулина. Какова биохимическая основа этого лечения?

6. Пациент обратился с жалобами на быструю утомляемость и усталость. Концентрация глюкозы натощак 4,2 ммоль/л. Тест на толерантность к глюкозе: через 2 часа после сахарной нагрузки (эквивалент 75 г глюкозы) концентрация глюкозы 5,5 ммоль/л. Оправдано ли в этом случае проведение следующих дополнительных исследований:

a. Определение концентрации кетоновых тел в крови и моче;

b. Определение уровня гликозилированного гемоглобина;

c. Определение антител к инсулину;

d. Определение концентрации С-пептида; и почему?

7. Туристы не рассчитали запасы продовольствия и голодали в течение 2 суток. Как изменилась концентрация глюкозы и ВЖК в крови туристов к концу вторых суток голодания? При этом:

a. Укажите гормоны, концентрация которых повышается в крови при голодании;

b. Напишите схемы метаболических путей, индуцируемых этими гормонами при голодании в печени.

8. У спортсмена перед ответственным стартом в крови повысилось содержание глюкозы до 6,5 ммоль/л, уровень свободных жирных кислот (СЖК) до 1,2 ммоль/л (норма – 0,4-0,9 ммоль/л). Какова причина этих изменений?

9. Больной инсулинзависимым сахарным диабетом длительное время не получал инъекций инсулина. После обращения к врачу и тщательного обследования назначена терапия инсулином. Через 2 месяца концентрация глюкозы в крови натощак составила 85 мг/дл, уровень гликозилированного гемоглобина 14% от общего уровня гемоглобина (норма – 5,8-7,2 %). Объясните ситуацию.

10. У больных сахарным диабетом развивается отрицательный азотистый баланс, а с мочой экскретируется повышенное количество мочевины. Почему?

11. У больного резко повышено артериальное давление, увеличено в крови содержание глюкозы и уровень свободных жирных кислот. Количество адреналина и норадреналина в плазме крови возросло в 500 раз, имеется глюкозурия. О патологии какого органа можно думать?

12. При лечении сахарного диабета инсулином больным рекомендуют пищу, богатую метионином и лизином (молоко, молочные продукты) для профилактики жирового перерождения печени. Оправдана ли такая рекомендация? Почему?

13. При некоторых видах злокачественных опухолей поджелудочной железы происходит избыточный синтез инсулина. У больных при этом наблюдаются следующие симптомы: дрожь, слабость, быстрая утомляемость, потливость и постоянное чувство голода. Как влияет избыточная секреция инсулина на обмен углеводов, белков и липидов в печени? Почему развиваются описанные симптомы? Объясните, почему с течением времени это состояние приводит к нарушению мозговой деятельности?

14. Некоторые препараты – кофеин, теофелин – угнетают действие фермента фосфодиэстеразы, осуществляющего распад цАМФ с образованием АМФ. Как изменится количество жирных кислот в крови при введении этих препаратов?

15. В лечении больного запланировано воздействие на метаболизм через аденилатциклазную систему. Какое воздействие оказывают на нее различные гормоны?

16. Увеличение концентрации глюкозы в плазме крови у обследуемого было связано с повышенной секрецией гормонов коры надпочечников. С какими гормонами коры надпочечников связано повышение концентрации глюкозы в крови? По какому механизму действуют эти гормоны? С каким процессом связано повышение концентрации глюкозы в данном случае?

17. Больной 39 лет поступил с жалобами на сильную жажду, быструю утомляемость. Потеря массы тела за последние 5 недель составила 4 кг несмотря на хороший аппетит и обычную физическую нагрузку. Анализ крови показал, что содержание глюкозы в крови спустя 2 часа после приема пищи составило 7,5 ммоль/л. Какое заболевание можно предположить у данногобольного?

18. Больная обратилась в клинику с жалобами на сухость во рту, жажду, обильные и частые мочеиспускания, слабость, похудание. Для какого заболевания характерны эти симптомы? Какие лабораторные исследования необходимо провести для уточнениядиагноза?

19. В реанимационное отделение больницы поступил пациент без сознания. Анализ крови показал повышенную концентрацию глюкозы и кетоновых тел, сниженную концентрацию инсулина, а также изменение pH в кислую сторону — до 7,10 (при норме 7,36—7,40). Улучшение состояния пациента наблюдалось только после введения щелочного раствора и нормализации pH крови с последующим введением инсулина. Почему введение инсулина до восстановления pH крови не приводит к выходу пациента из комы? При ответе необходимо учитывать, что белковый гормон инсулин оказывает свое действие на клетки-мишени, взаимодействуя с поверхностными специфическими белками-рецепторами, и снижает концентрацию глюкозы в крови.

При ответе:

a. Опишите строение белков, формирование их конформации и объясните понятие «конформационная лабильность белков»;

b. Назовите факторы, влияющие на нативнуюконформацию белков;

c. Объясните влияние pH на просгранственную структуру и функцию белков, предположите механизм снижения действия инсулина на клетки при изменении pH среды.

20. Врач предписал больному, у которого наблюдались начальные симптомы развития сахарного диабета II типа, регулярные физические нагрузки. Это назначение было основано на результатах исследований последних лет, которые показали, что такие нагрузки увеличивают количество белков ГЛЮТ-4 в клетках инсулинзависимых тканей, стимулируя экспрессию гена ГЛЮТ-4. В результате захват глюкозы этими клетками увеличивается в 7 раз (т.е. эти исследования показали, что физические нагрузки оказывают такой же конечный эффект на клеткиинсулинзависимых тканей, как и действие инсулина). Объясните молекулярные механизмы действия инсулина у здоровых людей и действия физических нагрузок на течение сахарного диабета II типа, ответив на следующие вопросы и выполнив задания:

a. Перечислите инсулинзависимые ткани и объясните, почему они так называются;

b. Объясните, что такое ГЛЮТ-4 и какова их функция; укажите роль инсулина в активации этих белков;

c. Изобразите общую схему регуляции экспрессии гена у эукариот;

d. Опишите механизм влияния инсулина на экспрессию генов.

21. В приемный покой районной больницы доставлен мужчина с улицы в бессознательном состоянии с подозрением наголодный обморок или диабетическую кому. У пациента ощущался запах ацетона в выдыхаемом воздухе.Объясните, что необходимо сделать для уточнения диагноза больного. Для ответа:

a. Назовите другие кетоновые тела и состояния, при которых повышается их уровень в крови;

b. Поясните, какие лабораторные исследования надо провести для диагностики состояния пациента;

c. Назовите симптомы, характерные для голодания и сахарного диабета;

d. Опишите сходства и различия в метаболизме углеводов, жиров и белков для обоих состояний.

22. Машиной скорой помощи в приемный покой был доставлен мужчина 23 лет. При поступлении у больного сознание спутано, кожные покровы сухие, отеков нет. Дыхание шумное, ЧСС — 110 уд./мин, АД — 100/60 мм рт.ст., ксеростомия, запах ацетона в выдыхаемом воздухе. Результаты лабораторного исследования показали, что в крови концентрация глюкозы равна 16 ммоль/л, pH — 7,3, уровень кетоновых тел — 15 мг/дл (норма — 0,2-5 мг/дл), плотность мочи — 1,030 г/л (норма — 1,010-1,022 г/л). На каком основании можно предположить у больного сахарный диабет? Для ответа:

a. Перечислите причины данного заболевания;

b. Назовите гормон, неотложное введение которого может улучшить состояние больного, нарисуйте схему трансдукции сигнала этого гормона и опишите его эффекты в клетках-мишенях;

c. Объясните отклонения от нормы в показателях биохимического анализа у обследуемого мужчины и приведите схемы метаболических путей, объясняющих повышение содержания глюкозы в крови и запах ацетона.

23. Существует выражение «сахарный диабет — это голод среди изобилия». Какие изменения метаболизма при сахарном диабете подтверждают справедливость этого утверждения? Для ответа:

a. Перечислите основные причины изменений метаболизма при инсулинзависимом сахарном диабете;

b. Укажите ткани, в которых обмен основных энергоносителей протекает по типу голодания;

c. Назовите метаболические пути, которые активируются и замедляются в этих тканях, объясните, почему;

d. Перечислите симптомы сахарного диабета, которые отражают такие изменения метаболизма;

e. представьте схему одного из метаболических путей, который активируется в печени при этих условиях, и поясните последствия такой активации.

24. При лабораторном обследовании у больного обнаружена глюкоза в моче. Концентрация ее в крови составила 11ммоль/л. Содержание С-пептида в крови ниже нормы. Какому заболеванию могут соответствовать указанные данные? Для ответа:

a. Назовите другие биохимические показатели крови, которые могут быть изменены у данного больного, укажитевозможные причины заболевания;

b. Опишите основные этапы синтеза инсулина, образования С-пептида; сравнив периоды полураспада инсулина и С-пептида, сделайте вывод о роли этого пептида в диагностике заболевания;

c. Изобразите схему передачи сигнала инсулина в клетки, опишите его основные эффекты;

d. Объясните причину развития гипергликемии у больного, представив соответствующие схемы метаболическихпутей.

25. На прием к терапевту пришел пациент с жалобами на прогрессирующую слабость, сонливость, головокружение.Симптомы усиливались при голодании, что позволило врачу предположить наличие у больного гипогликемии.Анализы подтвердили предположение врача (содержание глюкозы менее 2,5 ммоль/л). Кроме того, обнаружено значительное повышение уровня С-пептида. Пациент не страдает сахарным диабетом и не принимает сахаропонижающих препаратов. Какое заболевание можно предположить у данного больного? Для ответа:

a. Назовите стимулы, влияющие на секрецию инсулина, и опишите этапы его синтеза;

b. Опишите влияние инсулина на углеводный и жировой обмен в печени, жировой ткани и мышцах;

c. Объясните, чем опасна гипогликемия и какие процессы в организме предотвращают развитие гипогликемии дажепри голодании;

d. Предположите возможный диагноз заболевания и метод лечения.

27Две подруги решили похудеть. Одна из них не выдержала и суток голодания, а другая голодала в течение трех дней. Какие изменения метаболизма будут происходить в организме девушки к концу 3-дневного голодания? Для ответа:

a. Напишите схемы метаболических путей, отражающие изменения метаболизма жиров в печени и жировой ткани впериод длительного голодания;

b. Назовите гормоны, ускоряющие эти процессы, и представьте в виде схемы механизм действия одного из них наклетки-мишени;

c. Укажите регуляторные ферменты, активность которых изменяется под влиянием выбранного гормона.

26. После посещения спортзала студент на обед получил пищу, содержащую преимущественно углеводы в количестве 250-300 г, и решил отдохнуть. Как изменится метаболизм углеводов и жиров в жировой ткани у студента через 2 ч после приема пищи?

a. Нарисуйте график зависимости концентрации глюкозы в крови от времени, начиная с момента принятия пищи студентом; объясните особенности кривой;

b. Назовите гормон, уровень которого повышен в крови у студента в абсорбтивный период, и опишите механизмпередачи гормонального сигнала в жировой ткани;

c. Перечислите все метаболические пути утилизации глюкозы и использования продуктов ее катаболизма в жировойткани, объясните их физиологическое значение;

d. Изобразите схему метаболического пути обмена жиров в адипоцитах и объясните роль гормона в стимуляции этогопроцесса.

27. Офисный работник во время бизнес-ланча в ресторане «быстрого питания» получил с пищей около 350 г углеводов. Как изменится метаболизм углеводов и жиров в печени у посетителя ресторана спустя 2 ч после приема пищи? Для ответа:

a. Назовите гормон, уровень которого повысится у работника в абсорбтивный период, укажите основные этапы егосинтеза, их локализацию, органы-мишени, строение рецептора и разницу в действии гормона на различные типыклеток-мишеней;

b. Перечислите пути катаболизма глюкозы, которые активируются в печени в этот период, укажите путииспользования продуктов катаболизма глюкозы;

c. Напишите формулами регуляторную реакцию синтеза жирных кислот, назовите ключевой фермент и опишитемеханизмы его активации;

d. Изобразите схему синтеза жирных кислот;

e. Опишите последующие пути использования синтезированных в гепатоцитах жирных кислот.

28. В спортивном лагере группа студентов через 2 ч после каждого приема пиши интенсивно плавала в бассейне в течение 60 мин. Какие изменения в обмене углеводов можно предположить у студентов во время физической нагрузки, начиная с момента ее начала и до завершения? Для ответа:

a. Назовите гормон, концентрация которого в крови повышается во время физической активности, назовите местоего синтеза, стимулы секреции, ткани-мишени и представьте в виде схемы механизм действия этого гормона наклетки-мишени;

b. Опишите изменения метаболизма углеводов в печени и мышцах у студентов во время тренировок, представивсоответствующие схемы метаболических путей;

c. Укажите топливные молекулы, обеспечивающие мышцы энергией в разные моменты физической нагрузкистудентов.

29. Студент через полчаса после ужина, содержащего около 150 г углеводов, 20 г жиров и 40 г белков, сидит в кресле и читает. Какие изменения метаболизма происходят у него в этот период? Для ответа:

a. Назовите гормон, уровень которого повышен в крови у студента в данной ситуации, опишите этапы его синтеза,назовите стимулы секреции и органы-мишени;

b. Приведите классификацию тканей по механизму действия гормона на транспорт глюкозы в клетки;

c. Представьте схему строения рецептора гормона;

d. Напишите схемы, отражающие изменения метаболизма глюкозы и жиров в адипоцитах в данном состояниичеловека;

e. Укажите регуляторные ферменты синтеза жирных кислот из продуктов катаболизма глюкозы, активность иколичество которых увеличиваются под влиянием названного гормона.