АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

ТКАНЕВЫЕ ГОРМОНЫ

Принципы тканевой (локальной) гормональной регуляции несколько отличаются от общей схемы эндокринных процессов, предполагающей выделение в кровь или лимфу физиологически активных веществ, их перенос в различные отделы организма, узнавание соответствующим рецептором и развитие эффектор-ной реакции. Наряду с поступлением физиологически активного

вещества во внутреннюю среду организма (эндокринный прин­цип регуляции) возможны и альтернативные пути влияния гумо­ральных веществ. До возникновения сосудистых систем, обеспе­чивающих сравнительно быстрое передвижение тканевых жид­костей из одной части тела в другую, физиологически активные вещества, вырабатываемые клетками, оказывали сильные влия­ния главным образом на ближайшие клетки, осуществляя тем са­мым принцип «паракринной» регуляции. Эта, очевидно, эволю-ционно более древняя форма регуляторных взаимоотношений остается действующей и у высших животных, когда необходима локальная клеточная реакция.

Система тканевых гормонов, или система регулирующих фак­торов, обладает характерными для гормонов свойствами. В боль­шинстве случаев тканевые гормоны имеют пептидную или поли­пептидную структуру и их взаимодействие с эффекторными клет­ками подчиняется принципам гормонорецепторного взаимодей­ствия. Это в первую очередь относится к ростовым факторам (веществам пептидной и белковой природы), основная биологи­ческая роль которых сводится к специфическому стимулированию синтеза ДНК и пролиферации клеток. Современные методы ис­следования позволили выделить, очистить, идентифицировать це­лый ряд ростовых факторов, что необходимо для расшифровки механизмов их действия. Интерес к ростовым факторам еще более возрос, когда оказалось, что некоторые из них непосредственно или через структуру рецепторов имеют ярко выраженную близость с белками — продуктами онкогенов.

Наиболее вызывают интерес и интенсивно изучаются эпидер-мальный фактор роста (ЭФР), фактор роста фибробластов (ФРФ), фактор роста, выделяемый тромбоцитами (ФРВТ), инсулиноподоб-ные ростовые факторы I и II (соматомедины), трансформирую­щие ростовые факторы типа альфа и бета (ТРФ), интерлейкины и фактор роста нервов (ФРН). По молекулярной массе и структуре ростовые факторы представляют гетерогенную группу. Некоторые из них (ЭФР, ТФР, инсулиноподобные ростовые факторы) явля­ются одноцепочечными полипептидами с молекулярной массой 6000...7000. Другие ростовые факторы (ФРВТ и ТФР) —двухцепо-чечные белки (гликопротеины) с молекулярной массой порядка 30000. Некоторые ростовые факторы очень специализированы: например, мишенью действия интерлейкина-2 являются только Т-лимфоциты. ЭФР, ФРФ, ФРВТ имеют широкий спектр клеток-мишеней, среди которых главным образом представлены различ­ные клеточные популяции (клетки эпидермиса, секреторного эпи­телия, сосудов и т. д.), способные к самообновлению. В результате специфического взаимодействия ростового фактора и клеточного рецептора активируется комплекс клеточных реакций, наиболее важные из которых обусловливаются активацией экспрессии оп­ределенных генов — регуляторов пролиферации, обеспечивающих

прохождение клеткой клеточного цикла (от деления до деления или от состояния покоя до деления).

Естественно, что таких генов должно быть немного и только ростовые факторы могут воздействовать на них. В противном случае рост ткани и пролиферация клеток могут стать неуправ­ляемыми. В этой связи особое значение приобретают процессы передачи сигнала с мембранного рецептора, специфически свя­зывающего ростовой фактор, к клеточному ядру. Структура мембранного рецептора представляет собой гликопротеин, со­стоящий из 1186 аминокислот, соединенных с углеводами. Про­странственная организация полипептидной цепи предполагает наличие двухлопастной структуры внешней части рецептора, образующего своеобразную «клешню» для захвата лиганда рос­тового фактора. Дальнейшая судьба комплекса фактор + рецеп­тор включает рецептор-опосредованный эндоцитоз, рассмотрен­ный нами в начале главы, последовательное перемещение его внутри клетки: этот комплекс разделяется на низкомолекуляр­ные составляющие и включается митогенный эффект на уровне клеточного ядра. Таким образом, регуляция пролиферативных процессов связана со сложной системой передачи регулятор-ных влияний, призванной исключить ошибки считывания, так­же как это происходит с эффектами таких гормонов, как инсу­лин, пролактин и СТГ.

В лизосомах происходит деградация ростового фактора до низ­комолекулярных продуктов, которые способны воспроизводить внутриядерные эффекты, обеспечивающие переход клетки от со­стояния покоя к пролиферации. Факторы, регулирующие этот переход, разделяются на два типа: индукторы, создающие компе­тентность клеток к синтезу ДНК, и промоторы, поддерживающие это состояние и переводящие его на «рельсы» синтеза ДНК. Наи­более сильным индуктором оказался фактор роста, выделяемый тромбоцитами. К промоторам — факторам прогрессии относятся инсулин и инсулиноподобные факторы роста (соматомедины) и эпидермальный фактор роста. Реализация внутриядерных эффек­тов ростовых факторов опосредуется через синтез новых белков клетками, что является решающим звеном в подготовке к входу клетки в фазу синтеза ДНК. Существование промотор-специфич­ных транскрипционных факторов белковой природы, узнающих определенные последовательности нуклеотидов и обеспечиваю­щих считывание определенных генов, позволяет предполагать, что и экспрессия генов под действием ростовых факторов проходит по сходному механизму.

Во многих тканях образуются биологически активные веще­ства гормональной природы, которые призваны влиять прежде всего на свое клеточное окружение. Но их влияние оказывается значимым и для других органов и систем: целая группа гормо­нов полипептидной природы образуется в пищеварительном

тракте (гастрин, секретин, холецистокинин-панкреозин, ВИП и др.) или в почке (ренин, медуллин, эритропоэтин) и оказы­вает свое влияние на другие органы. Особенности функциони­рования этих эндокринных систем рассмотрены в соответству­ющих разделах учебника.

К системе тканевых биологически активных веществ отно­сятся простагландины — производные ненасыщенных жирных кислот полиенового ряда. Эти соединения, присутствующие во всех органах и тканях, впервые были выделены из предста­тельной железы и спермы человека и животных. На основа­нии химической структуры простагландины делят на четыре группы: PgA, PgB, PgE, PgF. Некоторые простагландины син­тезируются из свободной арахидоновой кислоты, высвобож­дающейся из фосфолипидов под воздействием фосфолипазы, затем фермент циклооксигеназа превращает арахидоновую кис­лоту в циклические эндоперекиси, которые превращаются в це­лый ряд простагландинов серии Е (PgE₂), простациклин (Pg^)-Простагландины могут быть производными других ненасыщен­ных жирных кислот (например, простановой) и отличаться по своей химической структуре.

Основное место локализации простагландинов с клеточной или митохондриальными мембранами и их внутриклеточные эф­фекты тесно связаны с изменением уровня внутриклеточных ме­диаторов цАМФ и цГМФ за счет преимущественного влияния либо на аденилатциклазу, либо гуанилатциклазу. В результате складывающегося в клетке спектра простагландинов они могут оказывать разностороннее, а иногда и противоположное дейст­вие: могут и сужать, и расширять кровеносные сосуды, вызывать расслабление или спазм бронхов. Продукция простагландинов необходима для поддержания сократительной активности глад­кой мускулатуры кишечника. Высокая чувствительность миомет-рия к некоторым простагландинам отмечена даже в период бере­менности, когда ответ на другие стимулирующие вещества зна­чительно снижен. Благодаря влиянию простагландинов в конце полового цикла желтое тело подвергается инволюции и у самки начинается новый половой цикл. За счет введения синтетичес­ких простагландинов и регуляции полового цикла можно до­биться синхронизации течки и охоты у сельскохозяйственных животных, что имеет практическое значение для воспроизвод­ства. У самцов простагландины повышают синтез лютропина и тестостерона, в связи с чем увеличиваются объем эякулята и со­держание в нем спермиев; оказывают расширяющее действие на сосуды полового члена, что способствует полноценной эрекции, и вызывают сокращения гладкой мускулатуры семявыводящих путей. За счет высокого содержания простагландинов в семенной жидкости создаются благоприятные условия для передвижения спермиев в половых путях самки.

11!»1^!!!!11^^11!!^!1:!!:!!1!:1!!!!1Ш

12.11. ГОРМОНЫ И ПРОДУКТИВНОСТЬ ЖИВОТНЫХ

Регуляция физиологических процессов, роста и продуктивнос­ти сельскохозяйственных животных всегда осуществляется комп­лексно, в соответствии с возрастом животного и адекватно окру­жающей организм обстановке. При участии нервной системы гор­моны оказывают коррегирующее влияние на развитие, дифферен-цировку и рост тканей и органов, стимулируют воспроизводитель­ные функции, процессы метаболизма и продуктивность. Как уже упоминалось в предьщущих разделах, одни и те же гормоны могут оказывать свое влияние на различные физиологические процессы, а гормоны, продуцируемые в различных органах, могут выступать как синергисты или антагонисты. Особенности обмена веществ, обусловленные гормональным влиянием, во многом зависят от интенсивности их образования и выделения в кровь, продолжи­тельности срока действия, скорости распада и состояния рецеп-торного аппарата клеток.

Железы внутренней секреции служат эфферентным звеном раз­личных функциональных систем и их деятельность динамически изменяется в ходе приспособительных реакций организма, на­правленных на то, чтобы обеспечить большую эффективность функционирования организма. Следует учитывать, что гомеостаз, как постоянство условий внутренней среды, носит характер не статического, а динамического равновесия, активно поддерживае­мого на оптимальном для данного функционального состояния уровне. В этом случае соотношение концентраций различных гор­монов, их взаимовлияние определяют гормональный статус, скла­дывающийся на определенный период, — оптимальные концент­рации гормонов в крови животных.

Для роста молодняка наиболее важным является регулирующее действие СТГ. Под влиянием этого гормона существенно меняют­ся метаболические процессы: в клетках улучшается использование азота, усиливается синтез белков и других веществ, стимулируется пролиферативная активность, активизируется образование компо­нентов скелета (соединительной ткани и костей), ускоряется рас­щепление депонированных жиров и гликогена для оптимизации энергетического обеспечения роста. Действие СТГ проходит в си­нергизме с другими гормонами: инсулин, влияя на углеводный об­мен, регулирует образование гликогена в печени и мышцах и сти­мулирует превращение углеводов в жиры. В период активного роста организма выраженным анаболическим действием обладают тиреоидные гормоны, которые способны существенно менять ос­новной обмен, дифференцировку и рост тканей. Анаболическое действие характерно и для андрогенов: они улучшают использова­ние питательных веществ из корма, стимулируют синтез ДНК и белков в мышцах и других тканях, а также активизируют процессы метаболизма, ответственные за снабжение растущего организма

энергией. Эстрогены способствуют усвоению корма и усилению роста животных, активизируя генетический аппарат клеток, сти­мулируя образование РНК, клеточных белков и ферментов. Неко­торым анаболическим действием обладает и прогестерон, повы­шающий эффективность использования корма, особенно у бере­менных животных.

При оценке гормонального статуса необходимо учитывать уровень гормонов, ответственных за катаболические процессы: из группы кортикостероидов особо значимы глюкокортикоиды, участвующие в регуляции обмена веществ, влияющие на рост и формирование тканей и органов. Принимая активное участие в приспособительных реакциях организма при действии стрессо­вых факторов, они обеспечивают большую функциональную подвижность, в результате этого животные растут и развива­ются интенсивнее.

Процесс лактации, как важнейший аспект продуктивности, ком­плексно регулируется нервной и эндокринной системами. В част­ности, на ход подготовки молочной железы к лактации сущест­венно сказывается воздействие гормонов половых желез. Эстроге­ны стимулируют пролиферативные процессы и образование прото­ков, а прогестерон ответствен за развитие паренхимы и диффе­ренцировку секреторных клеток. Сочетанное влияние эстрогенов и регулирующих факторов гипоталамуса — гонадолиберина и тиро-либерина усиливает синтез и поступление в кровь аденогипофизар-ных гормонов пролактина и СТГ, синергически стимулирующих лактацию. Пролактин усиливает пролиферативные процессы в раз­вивающемся органе, а при наступлении лактации — секрецию аль­веолярного эпителия. Соматотропин способствует развитию мо­лочной железы, а в период лактации обеспечивает повышение со­держания жира и лактозы в молоке. Инсулин — типичный анабо­лический гормон, стимулирует лактацию, влияя на углеводный, белковый и жировой обмены. Гормоны щитовидной железы — ти­роксин и трийодтиронин усиливают секрецию молока в результате активации ряда ферментов и интенсификации обмена нуклеино­вых кислот, особенно способствуют использованию летучих жир­ных кислот и продукции молочного жира. Кортикотропин и глю­кокортикоиды совместно с СТГ и пролактином обеспечивают не­обходимый запас аминокислот, что положительно сказывается на синтезе белков молока. Таким образом, для обеспечения высокого уровня лактации необходимо соответствующее комплексное воз­действие вышеперечисленных гормонов и поддержание этого гор­монального статуса на протяжении всей лактации.

Для достижения высокой шерстной продуктивности необходи­мо участие тироксина, инсулина и особенно СТГ, который стиму­лирует развитие волосяных фолликулов и образование волосяных волокон. Напротив, пролактин, а также гормоны коры и мозгово­го вещества надпочечника подавляют рост волос.

Таким образом, определение гормонального статуса оказывает­ся крайне необходимым для оценки обмена веществ и продуктив­ности с учетом возраста, пола, породы, условий кормления и со­держания животных. Это прежде всего следует учитывать для обес­печения наиболее эффективной селекционной деятельности. Наи­более перспективные в генетическом и продуктивном отношении животные обладают особым гормональным статусом, и в этом проявляется широкий диапазон биологических эффектов на моле­кулярном, клеточном, тканевом и системном уровнях. Новые пер­спективные методы определения беременности по уровню прогес­терона в крови позволяют снизить яловость животных или избе­жать ошибочное повторное осеменение.

В арсенал ветеринарного врача входит большое количество гормональных препаратов как естественного происхождения, так и синтетических. Гормональные препараты могут быть задейство­ваны при трансплантации эмбрионов — новом направлении, при­званном увеличить темпы генетического улучшения молочного ста­да. При внедрении промышленных технологий в животноводстве возникает насущная необходимость управления половыми цикла­ми у самок различных видов животных: синхронизация половых циклов позволяет планировать и в более сжатые сроки проводить искусственное осеменение при меньших затратах труда и средств, а из одновозрастного потомства легче формировать производствен­ные группы. При использовании гормональных препаратов, влия­ющих на состояние репродуктивных органов, можно увеличивать число созревающих фолликулов и добиваться многоплодия.

Благодаря анаболическим свойствам половые гормоны все шире примененяют для стимуляции мясной продуктивности. Приме­нение антитиреоидных препаратов, уменьшающих интенсивность окислительных процессов, оказалось выгодным для тех видов жи­вотных, у которых накопление жира в мышечной ткани повышает качество продукции. Ряд гормонов, в частности соматотропин с его широким спектром воздействия на метаболические процессы, спо­собствуют повышению молочной продуктивности.

Следует учитывать, что некоторые растения вырабатывают биологически активные вещества, аналогичные гормонам живот­ных, — фитогормоны, которые, поступая с кормом, могут дейст­вовать как эстрогены, антиэстрогены, антигонадотропины и анти-тиреоидные вещества. Переизбыток эстрогенов вызывает у самок сдвиг гормонального баланса, тормозит лактацию и нарушает функции воспроизводства. Антиэстрогены действуют сходно с прогестероном и за счет влияния на продукцию гонадотропных гормонов вызывают снижение плодовитости или рождение ослаб­ленного потомства. Антигонадотропины растительного происхож­дения тормозят в основном синтез фолликулостимулирующего гормона, в связи с чем у самок нарушается течение половых цик­лов и прекращается овуляция, а у самцов подавляются функции

семенников. Антитиреоидные вещества вызывают гипофункцию щитовидной железы, и, как следствие, молодняк отстает в росте и развитии, а у взрослых животных возникают дисфункция яични­ков, аборты и задержание последа. В результате нарушения функ­ции щитовидной железы телята могут рождаться с зобом и ока­зываться нежизнеспособными; у лактирующих животных анти­тиреоидные вещества поступают из корма в молоко.

При использовании в качестве корма растений, богатых фито-гормонами, необходимо учитывать их вид, содержание в различ­ных растениях, допустимые дозы скармливания и возможные от­рицательные последствия у животных после употребления в повы­шенных количествах. Следует учитывать, что у жвачных животных под действием микрофлоры рубца может происходить деметили-рование эстрогенов и образование более активных производных — гепистеина и даидзеина.

Нарушение правил применения гормональных препаратов, как, впрочем, и других лекарственных веществ у животных, может вызывать ятрогенные болезни. Они могут быть следст­вием передозировки, изменения технологии приготовления, не­правильного введения препаратов, неучтенной индивидуальной повышенной чувствительности и непереносимости животными отдельных гормонов. Предупредить эти неприятные послед­ствия можно, только тщательно соблюдая все ветеринарные требования, а перед массовой обработкой животных необхо­димо выборочно проверять индивидуальную чувствительность к препаратам.

Глава 13

Дата добавления: 2015-12-15 | Просмотры: 840 | Нарушение авторских прав