Введение в биохимию регуляций

ПЛАН
Задачи системы регуляции. Интеграция и координация. Обратная связь.
Механизмы внутриклеточной регуляции. Вторичные мессенджеры.
Понятие о межклеточной регуляции. Классификация.
Механизм действия межклеточных регуляторов.
Регуляция периферических эндокринных желез через систему гипоталамус-гипофиз.

«Гомеостазис» - «сила устойчивости»
Гомеоста́з (греч. ὁμοιοστάσις от ὁμοιος — одинаковый, подобный и στάσις — стояние, неподвижность) — способность открытой системы сохранять постоянство своего внутреннего состояния посредством скоординированных реакций, направленных на поддержание динамического равновесия.
Предложил термин американский физиолог Уолтер Бредфорд Кэннон в 1932 году в своей книге «The Wisdom of the Body» («Мудрость тела»)

Свойства гомеостатических систем
Нестабильность (тестирует, каким образом ей лучше приспособиться).
Стремление к равновесию (вся внутренняя, структурная и функциональная организация систем способствует сохранению баланса).
Непредсказуемость (результирующий эффект от определённого действия зачастую может отличаться от того, который ожидался).

Механизмы регуляции: обратная связь
Отрицательная обратная связь – система отвечает так, чтобы изменить направление изменения на противоположное. Так как обратная связь служит сохранению постоянства системы, это позволяет соблюдать гомеостаз.
Положительная обратная связь – выражается в усилении изменения переменной. Она оказывает дестабилизирующий эффект, поэтому не приводит к гомеостазу. Положительная обратная связь реже встречается в естественных системах.
Устойчивым системам необходимы комбинации из обоих типов обратной связи.
Отрицательная обратная связь позволяет вернуться к гомеостатическому состоянию
Положительная обратная связь используется для перехода к совершенно новому (и, вполне может быть, менее желанному) состоянию гомеостаза, — такая ситуация называется «метастабильность».

Основные системы регуляции метаболизма и межклеточной коммуникации
Центральная и периферическая нервные системы (нервные импульсы и нейромедиаторы)
Эндокринная система (эндокринные железы и гормоны)
Паракринная и аутокринная системы (соединения, действующие паракринно или аутокринно - простагландины, гормоны ЖКТ, гистамин и др.)
Иммунная система (цитокины, антитела).

Типы регуляторов:
Внутриклеточные
Межклеточные
Прямая и обратная связи обеспечивают интеграцию (объединение элементов системы в единое целое) и координацию (подчинение менее важных элементов системы более важным).

Иерархия регуляторных систем
ЦНС. Нервные клетки получают сигналы, преобразуют их в нервный импульс и передают через синапсы, используя химические сигналы - медиаторы. Медиаторы вызывают изменения метаболизма в эффекторных клетках.
Эндокринная система. Гипоталамус, гипофиз, периферические эндокринные железы, синтезирующие гормоны и высвобождающие их в кровь при действии соответствующего стимула.
Внутриклеточный. Изменения метаболизма в пределах клетки или отдельного метаболического пути.

Механизмы внутриклеточной регуляции
Компартментализация (мембранный механизм)
Изменение активности ферментов
Изменение количества ферментов
Изменение скорости транспорта веществ через мембраны клеток

Внешние и внутренние сигналы
Эндокринные железы
Эффекторые гормоны
Гипофиз
Тропные гормоны
ЦНС
Клетки мишени

Функциональная классификация гормонов
Гормоны гипоталамуса (статины, либерины) – регулируют секрецию гормонов гипофиза
Тропные гормоны (регулируют секрецию гормонов эндокринных желез)
Эффекторные гормоны (регулируют метаболизм клеток-мишеней)

Анатомо-физиологическая классификация межклеточных регуляторов
Гормоны
Нейрогормоны (медиаторы и модуляторы)
Локальные (паракринные и аутокринная)

Классификация по спектру действия
Гормоны универсального действия на все клетки организма
Гормоны направленного действия

Классификация по химическому строению
Белково-пептидные гормоны
Олигопептиды (кинины, АДГ)
Полипептиды (АКТГ, глюкагон)
Белки (СТГ, ТТГ)
Производные аминокислот
Катехоламины и йодтиронины (тирозин)
Ацетилхолин (серин)
Серотонин, триптамин, мелатонин (триптофан)
Липидные гормоны
Стероидные гормоны (гормоны коры надпочечников, половые гормоны)
Производные полиненасыщенных жирных кислот (простациклины, тромбоксаны, лейкотриены)

Механизмы действия гормонов

Механизм влияния гормонов на внутриклеточные рецепторы