Вопрос №74. Понятие гормоны. Классификация. Свойства и функции и механизм действия гормонов. (стр.291).

К числу химических стимуляторов и регуляторов жиз­ненных функций относятся гормоны (греч. hormao — возбуждаю, побуждаю), образующиеся в специфических клетках желез внутренней секреции и выделяющиеся не­посредственно в кровь. Железы внутренней секреции, называемые также эндокринными железами (греч. en-do—-внутри, krinein — выделяю), тесно связаны между собой и функционируют как единая цельная физиологи­ческая система, деятельность которой регулируется нерв­ной системой, прежде всего корой головного мозга.

В ответ на воздействие внешней и внутренней среды нервная система стимулирует эндокринные железы. Гор­моны, доставленные кровью к месту их действия, обеспе­чивают химическую координацию работы органов, кото­рая дополняет координацию, осуществляемую нервной системой. В результате выделения гормонов действие нервного импульса удлиняется.

По химическому строению многие гормоны представ­ляют собой специфические белки, некоторые являются пептидами или производными тирозина; большая группа гормонов представлена стероидами.

Гормональная регуляция. Гормоны влияют на рост, развитие и формообразование животного организма, ока­зывают воздействие на функциональную деятельность других органов и тканей, особенно эндокринных желез, возбуждая или тормозя их деятельность.

Гормоны оказывают влияние на все стороны обмена веществ. Однако они не обусловливают появление новых биохимических реакций в тканях, а только усиливают или замедляют реакции, протекающие в организме. В боль шинстве случаев механизм действия гормонов заключа­ется во влиянии их на активность ферментов и повышение проницаемости клеточных мембран.

Различные стороны обмена веществ регулируются не­сколькими группами гормонов; необходимо рассматри­вать действие не только каждого гормона, но и совмест­ное их влияние на организм. Нарушение деятельности одной железы влечет за собой изменение функций дру­гих. Это создает сложные отношения в гормональной ре­гуляции обмена веществ, поскольку каждая железа контролирует определенные стороны метаболизма.

При нарушении функций отдельных желез больным вводят гормональные препараты, полученные из одно­именных эндокринных желез животных.

Парентеральное введение многих гормональных пре­паратов обусловлено возможностью разрушения гормо­нов в желудочно-кишечном тракте, снижением биологи­ческого действия их вследствие задержки в печени, а также необходимостью получения быстрого эффекта от их воздействия.

У большинства гормонов нет резкой видовой специ­фичности. Хотя при парентеральной инъекции гормонов животных другого вида и образуется некоторое количе­ство антител, это, по-видимому, является ответом на вве­дение высокомолекулярных веществ. Известно, что белки, выполняющие у различных животных очень близкие функции, характеризуются относительно сходным амино­кислотным составом и строением. Этим, вероятно, и объ­ясняются слабые антигенные свойства белков-гормонов. Низкомолекулярным пептидоподобным гормонам не присущи антигенные свойства, поэтому эффективность большинства их при введении животным другого вида сохраняется длительный период времени.

Активные гормональные вытяжки или препараты ис­пользуются и в качестве физиологических стимуляторов, повышающих продуктивность животных. Зная деятель­ность желез внутренней секреции и умело используя воз­действие гормональных препаратов, в перспективе мож­но будет еще эффективней управлять процессами раз­множения, ускорять рост, увеличивать продуктивность животных (надой молока, настриг шерсти и т. п.).

Автолитические превращения в эндокринных железах. Для получения гормональных препаратов используют щитовидную, паращитовидные железы, надпочечники, поджелудочную, половые железы, гипофиз и другие эн­докринные железы.

После убоя животного в эндокринных железах проте­кают интенсивные процессы автолиза, связанные прежде всего с протеолитическим распадом белковых структур. При этом гормоны белковой природы теряют биологиче­скую активность. Установлено, что содержание АКТГ в изъятых железах резко снижается под влиянием автолитических процессов в тканях железы. Ввиду наличия в поджелудочной железе комплекса активных протеолитических ферментов при автолизе ее быстро инактивируется белковый гормон — инсулин. Быстрой инактивации при автолизе подвергаются и другие гормоны.

Такой гормон, как адреналин, легко окисляется, при­чем этот процесс усиливается под влиянием солнечных лучей (УФ-лучей). Поэтому при изъятии надпочечников, очистке и хранении необходимо избегать действия сол­нечных лучей, порезов и других нарушений целостности железы.

Важнейшим условием правильной организации сбора эндокринного сырья является быстрое извлечение его из туши животного, соблюдение условий, предотвращающих загрязнение и инфицирование.

Если эндокринное сырье не используется для произ­водства препаратов сразу же, то его необходимо быстро заморозить, а для ряда эндокринных желез допускается лиофилизация или консервирование химическими реа­гентами (спиртом, ацетоном, поваренной солью). Выбор консерванта и его количество определяются природой гормонов и характером дальнейшей переработки. Это не­обходимо для предотвращения развития микроорганиз­мов и торможения биохимических (автолитических) пре­вращений в тканях желез. Замораживают эндокринное сырье в скороморозиль­
ных аппаратах или в камерах при возможно низкой тем­
пературе (—35ч 50°С). Хранить замороженное сырье

следует при постоянной низкой температуре. В таких ус­ловиях химические и биологические свойства эндокринно­го сырья сохраняются лучше.

Перерабатывать замороженное эндокринное сырье также необходимо по возможности быстрее, так как при размораживании активность многих ферментных систем. возрастает, что обусловливает быструю инактивацию гор­мональных начал. Это особенно относится к железам внутренней секреции, продуцирующим гормоны белковой природы. Поэтому экстракцию гормонов лучше начинать из желез в замороженном состоянии.

Вопрос №75. Характеристика гормонов поджелудочной железы. Хим природа и билог роль (стр.303)

Поджелудочная железа вырабатывает инсулин, глюкагон и другие гормоны. Эндокринную функцию выполняют изолированные группы специфических клеток, разбросан­ные среди ткани железы и названные островками Лангерганса. Они продуцируют инсулин и глюкагон. Биосинтез глюкагона происходит в а-клетках, а инсулина — в Р-клетках островков Лангерганса.

Инсулин. Из гормонов поджелудочной железы наибо­лее изучен инсулин (лат. insula — остров). Инсулин не­обходим для утилизации глюкозы и синтеза гликогена и белков в тканях. Влияние инсулина на жировую ткань выражается в понижении мобилизации жиров из жиро­вых депо, ускорении, превращения глюкозы в жиры, уси­лении синтеза высших жирных кислот. Инсулин способ­ствует ускорению включения аминокислот в белки за счет повышения окисления глюкозы с образованием энергии, необходимой для синтеза и изменения условий транспор­та аминокислот через клеточные мембраны. По химической природе инсулин является специфиче­ским белком; изоэлектрическая точка его соответствует рН 5, 3—5, 4. Инсулин хорошо растворяется в разбавлен ных кислотах и Щелочах, а также в водных (80%-ных) спиртовых растворах. Его биологическая активность в кислой среде более стабильна, чем в щелочной. Молекулярная масса инсулина варьирует в зависи­мости от концентрации белка, типа и концентрации электролита и рН раствора. Такие различия объясняются разной степенью ассоциации субъединиц инсулина. Ми­нимальная масса инсулина, соответствующая наимень­шей элементарной частице, объединенной ковалентными связями и обладающей гормональной активностью, рав­на 6000. Молекула инсулина состоит из двух полипептид­ных цепей —А (21 аминокислотный остаток) и Б (30аминокислотных остатка). Цепь Б образует левоза-крученную спираль, а цепь А — правозакрученную Инсулины разных видов млекопитающих отличаются последовательностью аминокислотных остатков 8, 9 и 10 цепи А. Так, в инсулине быка — Ала-Сер-Вал, овцы — Ала-Гли-Вал, лошади — Тре-Гли-Илей, человека, свиньи и кашалота — Тре-Сер-Илей. Различия наблюдаются также в С-концевом аминокислотном остатке Б-цепи; в инсулине человека это остаток треонина, а в инсулине кролика — остаток серина. Гормональная активность ин­сулина определяется его третичной структурой и особен­но пятичленным дисульфидным кольцом полипептидной цепи А.

Действие инсулина в организме сопровождается уве­личением интенсивности окислительного фосфорилирова ния, так как для процессий синтеза гликогена, жирных кислот, белков необходима энергия. Инсулин повышает активность глюкокиназы и УДФГ-гликоген-гликозил-трансферазы и этим ускоряет синтез гликогена.

Вследствие сравнительно быстрого потребления инсу­лина из кровеносного русла секреция инсулина происхо­дит постоянно соответственно использованию углеводов. Инсулин разрушается инсулиназой печени, почек и мышц. Кроме того, инсулин разрушается тканевыми протеиназами и пептидазами.

При гипофункции железы наблюдается недостаток инсулина, что тормозит синтез гликогена в печени и тканях. Это приводит к повышенному содержанию саха­ра в крови (гипергликемия) и пропусканию почками сахара в мочу (глюкозурия). Поэтому заболевание, воз­никающее при недостатке инсулина, получило название сахарного мочеизнурения, или сахарного диабета.

Препараты инсулина получают из размельченных под­желудочных желез экстракцией подкисленным этиловым спиртом при рН 1, 8—5, 0. Подкисление растворителя не­обходимо для того, чтобы затормозить действие актив­ных пищеварительных протеолитических ферментов под­желудочной железы, быстро разрушающих гормон. Для получения кристаллического инсулина необходимы соли цинка, хотя цинк и не входит в молекулу инсулина. Эф­фективность препаратов кристаллического инсулина животных разных видов относительно одинакова. Препараты инсулина с пролонгированным действием получают при образовании комплексов инсулина с бел­ками. Так, распространены препараты протамин-цинк-инсулин. Используется и препарат, представляющий со­бой смесь аморфного и кристаллического инсулина, обес­печивающий и быстрое, и затяжное действие. Такой пре­парат известен под названием инсулин-цинк-суспензия. Препараты инсулина, как, например, инсулин-цинк-сус­пензия, обладая пролонгированным действием, устраня­ют введение в организм чужеродного белка. Препараты инсулина стандартизируют по вызываемо­му ими понижению сахара в крови кроликов или по раз­витию судорожного гипогликемического состояния мы­шей. Международной инсулиновой единицей считается такое количество инсулина, которое после впрыскивания снижает содержание сахара в крови у кролика массой 2 кг (предварительно голодавшего 24 ч) до 45 мг%

Глюкагон. Гормон поджелудочной железы глюкагон по своему действию является антагонистом инсулина, так как стимулирует процессы распада запасов гликогена и появление избыточного количества глюкозы в крови—. гипергликемию. В большинстве препаратов инсулина со­держится небольшая примесь глюкагона, что обусловли­вает кратковременную легкую гипергликемию в первые минуты после их введения.

Глюкагон является полипептидом с молекулярной массой 3485, состоящим из 29 аминокислотных остатков: Гис-Сер-Глю- гШг-Гли-Тре-Фен-Тре-Сер-Асп-Тир-Сер-Диз-Тир-Асп-Сер-Арг-Арг-Ала-Глю- МН₂-Асп-Фен-Вал-Глю- NHs-Три-Лей-Мет-Асп- NH₂-Tpe.

В клетках печени глюкагон увеличивает количество глюкозо-1-фосфата и глюкозо-6-фосфата, что свидетель­ствует об активации фосфорилазной системы. Кроме то­го, глюкагон активирует также фермент, расщепляющий 1, 6-связи гликогена.

Глюкагон быстро проникает в большинство тканей организма и в них быстро распадается. Ферментная сис­тема, инактивирующая глюкагон, находится в раствори­мой части цитоплазмы.

Липокаин. В эпителии выводных мелких протоков поджелудочной железы вырабатывается липокаический фактор, регулирующий обмен жиров в печени, путем ак­тивации веществ для образования фосфолипидов. Пре­парат липокаина получают из поджелудочных желез после извлечения инсулина. Биологическую активность препарата определяют по степени торможения жировой инфильтрации печени у крыс и мышей.

Липокаин применяют при гиперкетонемии и гепати­тах (воспалении печени). При сахарном диабете с нак­лонностью к кетозу препарат липокаина применяют од­новременно с инсулином в сочетании с диетой, содержа­щей достаточное количество липотропных пищевых ве­ществ.

Вопрос №76. Характеристика гормонов щитовидной железы. Химическая природа (стр.300)

Щитовидная железа вырабатывает несколько специфиче­ских соединений, обладающих гормональным действием. Они оказывают влияние на общий обмен веществ, осо­бенно белковый, а также на рост и морфогенез.

В состав так называемого коллоида железы входит йодсодержащий белок, получивший название тиреогло-булина. Он образуется в клетках эпителия, а депонирует­ся в коллоиде фолликула. Молекулярная масса тиреогло-булина около 700 000. Важнейшей особенностью его яв­ляется содержание 0, 6% йода. Молекула тиреоглобулина состоит из 10 пептидных цепей, включающих 576 остат­ков аминокислот. В составе тиреоглобулина образуются активные йодтиронины — йодированные производные тирозина, обладающие гормональной активностью. Процесс йодирования тирозина, образование моно- и дийодтирозина (йод этих соединений является резерв­ным), а затем активных йодтиронинов: 3, 3'-дийодтирони-на (Т₂); 3, 5, З'-трийодтиронина (Т₃), 3, 3', 5'-трийодтирони-на (Т'з) и 3, 5, 3', 5'-тетрайодтиронина (Т₄, тироксина) происходит интрамолекулярно, т. е. внутри белковой мо­лекулы тиреоглобулина. Образовавшиеся активные йодтиронины под действи­ем протеолитических ферментов освобождаются от бел­ковой основы и поступают в кровь.

Иодирование тирозина происходит легко и в опытах in vitro. Из гидролизатов белков, предварительно обра­ботанных йодом в щелочной среде (например, казеин, альбумины сыворотки и др.), получают продукты, обла­дающие тиреоидной активностью. Усиление обмена веществ при гипертиреозе (тиреото­ксикозе) объясняют тем, что тироксин и особенно трий­одтиронин (Тз) разобщают окислительные процессы и образование макроэргических соединений. Макроэрги не­обходимы для синтеза белковых веществ и других анабо­лических продуктов (поэтому становится понятным по­худение и другие дистрофические явления при базедовой болезни). Влияние тироксина на нервную систему носит вторич­ный характер. Именно усиление окислительных процес­сов под воздействием тироксина, увеличение продуктов распада белков (особенно тирамина, фенилацетиламина и др.) оказывают влияние на вегетативную и централь­ную нервную системы.

Тиреоидные гормоны повышают активность амилазы, кислой фосфатазы, АТФ-азы, цитохромоксидазы, аргина­зы и оксидаз аминокислот. В то же время тиреиодные гормоны снижают активность холинэстераз и сукцинат-дегидрогеназы нервной ткани. Гипофункция железы обусловливает резкое пониже­ние основного обмена животного. У человека при этом развивается болезнь микседема, выражающаяся в пони­жении обмена веществ, отечности, задержке воды в тка­нях, ожирении, вялости и внешнем постарении даже в молодые годы.

При пониженной деятельности щитовидной железы в лечебных целях применяют сухой активный препарат ти­реоидин, активность которого сохраняется длительное время (содержит 0, 17—0, 23% йода). Получают его из вы­сушенных и обезжиренных размолотых желез убойных животных и выпускают в дражированных таблетках.

Для установления биологической активности препа­рат испытывают на содержание йода.

Вопрос №77. Характеристика гормонов кары надпочечников. Химическая природа (стр.310)

Гормоны коры надпочечников — кортикальные гормо­ны. По характеру действия кортикальные гормоны разде­ляют на глюкокортикостероиды и минералокортикосте-ройды.

Наиболее активными глюкокортикостероидами явля­ются кортикостерон, гидрокортизон (17-оксикортикосте-рон) и кортизон (11-дегидро-17-оксикортикостерон)

При биосинтезе кортикостероидов из ацетил-КоА и холестерина образуется прогестерон, а затем — кортико­стерон и гидрокортизон. В надпочечниках холестерин и прогестерон превращаются в другие кортикостероиды.

Глюкокортикостероиды оказывают влияние на белко-ный, углеводный и жировой обмены. Эти гормоны способ­ствуют не только распаду белков, но и замедлению их синтеза. Аминокислоты, не использованные для синтеза белков, могут идти на синтез углеводов, в результате чего увеличивается содержание гликогена в печени и отчасти в мышцах. Глюкокортикостероиды также способствуют усилению всасывания углеводов в кишечнике и уменьше­нию потребления их мышцами.

Под воздействием глюкокортикостероидов увеличива­ется количество липидов в крови. Введение этих гормонов при аддисоновой (бронзовой) болезни устраняет гипогли­кемию и гиполипемию и нормализует всасывание продук­тов переваривания жиров. Минералокортикостероиды способствуют поддержа­нию определенного содержания электролитов в крови. Альдостерон способствует регуляции реабсорбции почеч­ными канальцами натрия и активной секреции калия. При аддисоновой болезни альдостерон повышает в плаз­ме содержание натрия и хлора и выделение калия с мо­чой. Кроме того, альдостерон влияет на обмен магния в кальция. ДОКС также способствует выведению из орга­низма калия и фосфора с мочой и задержке в тканях нат­рия, хлора и воды. В регуляции водно-солевого обмена альдостерон является синергистом вазопрессина.

Из коркового слоя надпочечников убойных животных получают препарат кортин — смесь гормонов. Методы ис­пытания его сводятся к установлению выживаемости по­допытных животных с удаленными надпочечниками при введении испытуемого препарата. За единицу действия принимают наименьшее количество препарата в расчете на 1 кг массы, которое способно при определенных усло­виях устранить патологические состояния животных с удаленными надпочечниками и продлить их жизнь. Кортин выпускают в ампулах по 1 мл и применяют в зависимости от активности, выражаемой в единицах дей­ствия. Применение кортина устраняет патологические яв­ления, наблюдающиеся при бронзовой болезни: мышеч­ную и психическую слабость, нарушение в соотношении солей натрия и калия, в обмене белков, углеводов и пиг­ментов. В настоящее время почти все основные гормо­нальные соединения коры надпочечников получают син­тетически, что значительно расширило возможность их клинического применения.

Вопрос №78. Характеристика половых гормонов. Химическая природа, биолог роль (стр.306)

Гормоны половых желез оказывают большое влияние на общее развитие организма, стимулируя интенсивность клеточного обмена, деятельность нервной системы, под­держание определенного тонуса животного организма. Половые гормоны специфически действуют на опреде­ленные ткани, способствуя половому созреванию и раз­витию вторичных половых признаков. Половые гормоны образуются главным образом в яичниках и семенниках.

Различные препараты половых гормонов получают из измельченных тканей половых желез путем экстракции липидорастворителями (этиловым спиртом, ацетоном и другими органическими неполярными растворителями). Многие из них получены синтетически, причем действие многих синтетических аналогов половых гормонов во много раз выше действия естественных гормонов.