Гормональная регуляция обмена углеводов при мышечной деятельности
Гормональная регуляция обмена углеводов при мышечной деятельности
МИНИСТЕРСТВО
ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
БЕЛОРУСКАЯ
ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ФИЗИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЫ
КАФЕДРА:
«БИОХИМИЯ»
РЕФЕРАТ
ТЕМА: «ГОРМОНАЛЬНАЯ РЕГУЛЯЦИЯ ОБМЕНА УГЛЕВОДОВ ПРИ
МЫШЕЧНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ»
ВЫПОЛНИЛА:
КОВАЛЕВИЧ
ЕКАТЕРИНА ВЛАДИМИРОВНА
СТУДЕНТКА 1 КУРСА ГРУППА № 112
ФАКУЛЬТЕТ СИ и Е
МИНСК 2002
Понятие о гормонах, их биологическая роль.
ЭНДОКРИННАЯ СИСТЕМА – система желез, вырабатывающих гормоны, и выделяющих их
непосредственно в кровь. Эти железы, называемые эндокринными или железами
внутренней секреции, не имеют выводных протоков; они расположены в разных
частях тела, но функционально тесно взаимосвязаны. На рисунке показано
расположение основных эндокринных желез в организме человека. Отсутствующая на
рисунке шишковидная железа (эпифиз), изучена недостаточно, но в настоящее время
ее относят к эндокринной системе. Данная железа – небольшое образование в
среднем мозге, и у млекопитающих она играет роль нейроэндокринного
преобразователя, в котором идущие от глаз через мозг нервные импульсы
превращаются в гормональный сигнал, вызывая секрецию гормона мелатонина.
Мелатонин влияет на биологические ритмы, в том числе на суточные колебания
физиологических функций и сезонные половые циклы. У низших позвоночных эпифиз
может непосредственно воспринимать свет («третий глаз»).
ГОРМОНЫ,
органические соединения, вырабатываемые определенными клетками и
предназначенные для управления функциями организма, их регуляции и координации.
У высших животных есть две регуляторных системы, с помощью которых организм
приспосабливается к постоянным внутренним и внешним изменениям. Одна из них –
нервная система, быстро передающая сигналы (в виде импульсов) через сеть нервов
и нервных клеток; другая – эндокринная, осуществляющая химическую регуляцию с
помощью гормонов, которые переносятся кровью и оказывают эффект на отдаленные
от места их выделения ткани и органы. Химическая система связи взаимодействует
с нервной системой; так, некоторые гормоны функционируют в качестве медиаторов
(посредников) между нервной системой и органами, отвечающими на воздействие.
Таким образом, различие между нервной и химической координацией не является
абсолютным.
Гормоны есть у всех млекопитающих, включая
человека; они обнаружены и у других живых организмов. Физиологическое действие
гормонов направлено на:
1) обеспечение гуморальной, т.е. осуществляемой через кровь, регуляции
биологических процессов;
2) поддержание целостности и постоянства внутренней среды, гармоничного
взаимодействия между клеточными компонентами тела;
3) регуляцию процессов роста, созревания и репродукции.
Гипофиз является главной железой внутренней
секреции, от деятельности которой зависит деятельность других желез. Гипофиз
расположен в черепной коробке под головным мозгом, поэтому еще называется
нижним мозговым придатком. И по расположению, и по строению, и по происхождению
гипофиз тесто связан с нервной системой, которая оказывает не него влияния,
усиливая или тормозя выработку его гормонов.
Не смотря на малые размеры и массу всего около
полуграмма, гипофиз по сути представляет собой две железы, объединенные в одном
органе (передняя доля - одна железа, а задняя и промежуточная доля - вторая
железа).
Гипофиз состоит из трех долей - передней,
состоящей из клеток железистой ткани, задней, состоящей из клеток нервной
ткани, и промежуточной, тесно связанной с задней долей. Каждая из долей
гипофиза вырабатывает собственные гормоны.
Гормоны регулируют активность всех клеток
организма. Они влияют на остроту мышления и физическую подвижность,
телосложение и рост, определяют рост волос, тональность голоса, половое
влечение и поведение. Благодаря эндокринной системе человек может
приспосабливаться к сильным температурным колебаниям, излишку или недостатку
пищи, к физическим и эмоциональным стрессам. Изучение физиологического действия
эндокринных желез позволило раскрыть секреты половой функции и чудо рождения
детей, а также ответить на вопрос, почему одни люди высокого роста, а другие
низкого, одни полные, другие худые, одни медлительные, другие проворные, одни
сильные, другие слабые.
В нормальном состоянии существует гармоничный
баланс между активностью эндокринных желез, состоянием нервной системы и
ответом тканей-мишеней (тканей, на которые направлено воздействие). Любое
нарушение в каждом из этих звеньев быстро приводит к отклонениям от нормы.
Избыточная или недостаточная продукция гормонов служит причиной различных
заболеваний, сопровождающихся глубокими химическими изменениями в организме.
Что такое гормоны? Согласно классическому
определению, гормоны – продукты секреции эндокринных желез, выделяющиеся прямо
в кровоток и обладающие высокой физиологической активностью. Главные
эндокринные железы млекопитающих – гипофиз, щитовидная и паращитовидные железы,
кора надпочечников, мозговое вещество надпочечников, островковая ткань
поджелудочной железы, половые железы (семенники и яичники), плацента и гормон-
продуцирующие участки желудочно-кишечного тракта. В организме синтезируются и
некоторые соединения гормоноподобного действия. Например, исследования
гипоталамуса показали, что ряд секретируемых им веществ необходим для
высвобождения гормонов гипофиза. Эти «рилизинг-факторы», или либерины, были
выделены из различных участков гипоталамуса. Они поступают в гипофиз через
систему кровеносных сосудов, соединяющих обе структуры. Поскольку гипоталамус
по своему строению не является железой, а рилизинг-факторы поступают,
по-видимому, только в очень близко расположенный гипофиз, эти выделяемые
гипоталамусом вещества могут считаться гормонами лишь при расширительном
понимании данного термина.
Другие вопросы еще более трудны. Почки
секретируют в кровоток фермент ренин, который через активацию ангиотензиновой
системы (эта система вызывает расширение кровеносных сосудов) стимулирует
продукцию гормона надпочечников – альдостерона. Регуляция выделения
альдостерона этой системой весьма схожа с тем, как гипоталамус стимулирует
высвобождение гипофизарного гормона АКТГ (адренокортикотропного гормона, или
кортикотропина), регулирующего функцию надпочечников. Почки секретируют также
эритропоэтин – гормональное вещество, стимулирующее продукцию эритроцитов.
Можно ли отнести почку к эндокринным органам? Все эти примеры доказывают, что
классическое определение гормонов и эндокринных желез не является достаточно
исчерпывающим.
Гормон
|
Действие
гормона
|
Изменение
секреции гормона при мышечной деятельности средней тяжести
|
Гормон роста или соматотропный гормон
|
У детей стимулирует рост организма.
Увеличивает синтез белков, помогает клеткам усваивать питательные вещества,
усиливает распад жиров в жировой ткани.
|
Увеличивается, обеспечивая распад жиров в
жировой ткани и их использование как источник энергии для мышечного
сокращения.
|
Гормон, регулирующий деятельность коры
надпочечников или адренокортикотропный гормон или андренокортикотропин
|
Усиливает выделение гормонов коры
надпочечников.
|
Увеличивается, так как деятельность
надпочечников необходима для мышечной работы.
|
Гормон, регулирующий деятельность щитовидной
железы или тиреотропный гормон или тиреотропин
|
Усиливает выделение гормонов щитовидной
железы.
|
Вероятно, увеличивается.
|
Группа гормонов, регулирующих деятельность
половых желез, или гонадотропные гормоны или гонадотропины
|
Стимулируют функции половых желез.
|
Снижается, так как специфическая
деятельность половых желез не требуется для выполнения мышечной работы.
|
Гормон, регулирующий деятельность молочных
желез или лютеотропный гормон или пролактин (часто причисляется к группе
гонадотропных гормонов)
|
Стимулирует развитие желтого тела (женской
железы внутренней секреции, образующейся на месте созревшего фолликула) у
женщин и выделение тестостерона (мужского полового гормона) у мужчин.
Обуславливает проявление материнского инстинкта. Во время беременности и
кормления стимулирует выработку молока молочными железами.
|
Снижается, так как изменения, вызываемые
гормоном, не требуются для выполнения мышечной работы.
|
Роль гормонов надпочечников,
поджелудочной и щитовидной железы в регуляции обмена углеводов.
НАДПОЧЕЧНИКИ,
маленькие уплощенные парные железы желтоватого цвета, расположенные над
верхними полюсами обеих почек. Правый и левый надпочечники различаются по
форме: правый треугольный, а левый в форме полумесяца. Это эндокринные железы,
т.е. выделяемые ими вещества (гормоны) поступают непосредственно в кровоток и
участвуют в регуляции жизнедеятельности организма. Средний вес одной железы от
3,5 до 5 г. Каждая железа состоит из двух анатомически и функционально
различных частей: внешнего коркового и внутреннего мозгового слоев.
Корковый слой происходит из мезодермы
(среднего зародышевого листка) эмбриона. Из того же листка развиваются и
половые железы – гонады. Как и гонады, клетки коры надпочечников секретируют
(выделяют) половые стероиды – гормоны, по химическому строению и биологическому
действию аналогичные гормонам половых желез. Кроме половых, клетки коры
производят еще две очень важные группы гормонов: минералокортикоиды
(альдостерон и дезоксикортикостерон) и глюкокортикоиды (кортизол, кортикостерон
и др.).
Сниженная секреция гормонов коры надпочечников
приводит к состоянию, известному как аддисонова болезнь. Таким больным показана
заместительная терапия.
Избыточная продукция корковых гормонов лежит в
основе т.н. синдрома Кушинга. В этом случае иногда производится хирургическое
удаление обладающей избыточной активностью ткани надпочечников с последующим
назначением заместительных доз гормонов.
Повышенная секреция мужских половых стероидов
(андрогенов) является причиной вирилизма – появления мужских черт у женщин.
Обычно это следствие опухоли коры надпочечников, поэтому лучшее лечение –
удаление опухоли.
Мозговой слой происходит из симпатических
ганглиев нервной системы эмбриона. Основные гормоны мозгового слоя – адреналин
и норадреналин. Адреналин был выделен Дж.Абелем в 1899; это был первый гормон,
полученный в химически чистом виде. Он является производным аминокислот
тирозина и фенилаланина. Норадреналин, предшественник адреналина в организме,
имеет сходное строение и отличается от последнего лишь отсутствием одной
метильной группы. Роль адреналина и норадреналина сводится к усилению эффектов
симпатической нервной системы; они повышают частоту сердечных сокращений и
дыхания, кровяное давление, а также влияют на сложные функции самой нервной
системы.
Гормоны
коркового вещества надпочечников
Гормон
|
Действие
гормона
|
Изменение
секреции гормона при мышечной деятельности средней тяжести
|
Минералокортикоиды
(группа гормонов)
|
Регулируют обмен
воды и минеральных веществ в организме - задерживает воду и натрий в
организме, увеличивает выделение калия из организма.
|
Увеличив
|
Биология. Нервная система реагирует на многие
внешние воздействия (в том числе стрессовые), посылая нервные импульсы в особый
отдел мозга – гипоталамус. В ответ на эти сигналы гипоталамус секретирует
кортиколиберин, который переносится кровью по т.н. воротной системе прямо в
гипофиз (расположенный в основании мозга) и стимулирует секрецию им
кортикотропина (адренокортикотропного гормона, АКТГ). Последний поступает в
общий кровоток и, попав в надпочечники, стимулирует в свою очередь выработку и
секрецию корой надпочечников кортизола.
ПОДЖЕЛУДОЧНАЯ ЖЕЛЕЗА, пищеварительная и эндокринная железа. Имеется у всех позвоночных за
исключением миног, миксин и других примитивных позвоночных. Вытянутой формы, по
очертаниям напоминает кисть винограда.
Строение. У человека поджелудочная железа
весит от 80 до 90 г, расположена вдоль задней стенки брюшной полости и состоит
из нескольких отделов: головки, шейки, тела и хвоста. Головка находится справа,
в изгибе двенадцатиперстной кишки – части тонкого кишечника – и направлена
вниз, тогда как остальная часть железы лежит горизонтально и заканчивается
рядом с селезенкой. Поджелудочная железа состоит из двух типов ткани,
выполняющих совершенно разные функции. Собственно ткань поджелудочной железы
составляют мелкие дольки – ацинусы, каждый из которых снабжен своим выводным
протоком. Эти мелкие протоки сливаются в более крупные, в свою очередь
впадающие в вирсунгиев проток – главный выводной проток поджелудочной железы.
Дольки почти целиком состоят из клеток, секретирующих сок поджелудочной железы
(панкреатический сок, от лат. pancreas – поджелудочная железа). Панкреатический
сок содержит пищеварительные ферменты. Из долек по мелким выводным протокам он
поступает в главный проток, который впадает в двенадцатиперстную кишку. Главный
проток поджелудочной железы расположен вблизи общего желчного протока и
соединяется с ним перед впадением в двенадцатиперстную кишку. Между дольками
вкраплены многочисленные группы клеток, не имеющие выводных протоков, – т.н.
островки Лангерганса. Островковые клетки выделяют гормоны инсулин и глюкагон.
Функции. Поджелудочная железа имеет
одновременно эндокринную и экзокринную функции, т.е. осуществляет внутреннюю и
внешнюю секрецию. Экзокринная функция железы – участие в пищеварении.
Пищеварение. Часть железы, участвующая в
пищеварении, через главный проток секретирует панкреатический сок прямо в
двенадцатиперстную кишку. Он содержит 4 необходимых для пищеварения фермента:
амилазу, превращающую крахмал в сахар; трипсин и химотрипсин – протеолитические
(расщепляющие белок) ферменты; липазу, которая расщепляет жиры; и реннин,
створаживающий молоко. Таким образом, сок поджелудочной железы играет важную
роль в переваривании основных питательных веществ.
Эндокринные функции. Островки Лангерганса функционируют
как железы внутренней секреции (эндокринные железы), выделяя непосредственно в
кровоток глюкагон и инсулин – гормоны, регулирующие метаболизм углеводов. Эти
гормоны обладают противоположным действием: глюкагон повышает, а инсулин
понижает уровень сахара в крови.
Заболевания. К заболеваниям поджелудочной
железы относятся острое или хроническое воспаление (панкреатит), атрофия,
опухоли, жировой некроз, кисты, склероз и абсцессы. Недостаточная секреция
инсулина приводит к снижению способности клеток усваивать углеводы, т.е. к
сахарному диабету. Болезни, связанные с нарушениями питания, вызывают атрофию
или фиброз поджелудочной железы. Причина острого панкреатита – действие
выделяемых ферментов на ткань самой железы
Гормон
|
Действие
гормона
|
Изменение
секреции гормона при мышечной деятельности средней тяжести
|
Тироксин или тетрайодтиронин
|
Усиливает процессы окисления жиров,
углеводов и белков в клетках, ускоряя, таким образом, обмен веществ в
организме. Повышает возбудимость центральной нервной системы.
|
Практически не меняется.
|
Инсулин
|
Облегчает проникание сахара из крови в
клетки мышц и жировой ткани, облегчает проникновение аминокислот из крови в
клетки, способствует синтезу белка и жиров. Способствует отложению глюкозы в
запас (в печени).
|
В начале работы - увеличивается, облегчая
проникновение глюкозы в клетки, а затем - снижается, так как вызывает
изменения, противоположные тем, которые необходимы для эффективной мышечной
деятельности.
|
Глюкагон
|
Оказывает действие, во многом
противоположное инсулину. Усиливает распад цепочек глюкозы в клетках и выход
глюкозы из мест ее хранения в кровь. Стимулирует распад жира в жировой ткани.
|
Увеличивается, обеспечивая распад и выход в
кровь углеводов и жиров, дающих энергию для мышечного сокращения.
|
ЩИТОВИДНАЯ ЖЕЛЕЗА,
эндокринная железа у позвоночных животных и человека. Вырабатываемые ею гормоны
(тиреоидные гормоны) влияют на размножение, рост, дифференцировку тканей и
обмен веществ; считается также, что они активируют процессы миграции у
лососевых рыб. Основная функция щитовидной железы у человека – регуляция
процессов обмена веществ, в том числе потребления кислорода и использования
энергетических ресурсов в клетках. Повышение количества тиреоидных гормонов
ускоряет обмен веществ; недостаток приводит к его замедлению.
Строение щитовидной железы у разных
позвоночных различно. У птиц, например, она состоит из двух небольших
образований в области шеи, тогда как у большинства рыб она представлена мелкими
скоплениями клеток (фолликулами) в области глотки. У человека щитовидная железа
– плотное, похожее на бабочку образование, расположенное прямо под гортанью
(голосовой щелью). Два «крыла» этой «бабочки», доли щитовидной железы, размером
обычно с уплощенную персиковую косточку, тянутся вверх по обеим сторонам
трахеи. Доли соединены узкой полоской ткани (перешейком), которая проходит по
передней поверхности трахеи.
Страницы: 1, 2
|
|