معلومة

آلية الولادة العصبية الصماوية

آلية الولادة العصبية الصماوية


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

يقرأ كتابي ،

"يشير الجنين إلى أنه ناضج عن طريق إفراز هرمونات معينة تنتشر عبر المشيمة في دم الأم وتتسبب في إفراز الأوكسيتوسين من الغدة النخامية الخلفية."

أود أن أعرف بالضبط ما هي هذه الهرمونات ومواقع إنتاجها في الجنين ، وكذلك طريقة عملها.

أيضا ، كنت أتساءل ما إذا كانت هذه الهرمونات يتم إطلاقها حتى أثناء الولادة المبكرة؟ أشك في ذلك لأن ما أفهمه من سطور كتابي هو أنه يجب أن يكون إشارة من الجنين بأنه "متطور بالكامل" ، بينما إذا لم يتم إفرازه فلن يحفز إفراز الأوكسيتوسين. هذا يخلق قليلا من الارتباك.

الشرح التفصيلي سيكون عونا كبيرا

شكرا لك


هذه الهرمونات هي البروجسترون والإستروجين. تفرزها المشيمة بالفعل بكميات متزايدة مع نضوج الجنين:

(ولاية كولورادو ، ر. بوين)

يمكنك أن ترى أن المشيمة تنتج كلا النوعين من الهرمونات بكميات متزايدة حتى الولادة. بالإضافة إلى الهرمون ريلاكسين تفرزها المشيمة ويعتقد أنها تساعد في الولادة:

ريلاكسين هو هرمون يعتقد أنه يعمل بشكل تآزري مع البروجسترون للحفاظ على الحمل. كما أنه يسبب ارتخاء أربطة الحوض في نهاية الحمل وبالتالي قد يساعد في الولادة. في بعض الأنواع التي يُعرف أنها تنتج ريلاكسين ، يتم إنتاجه بواسطة المشيمة ، بينما في أنواع أخرى ، يكون المصدر الرئيسي هو الجسم الأصفر. في بعض الأنواع ، يتم إنتاج ريلاكسين بواسطة كل من الجسم الأصفر والمشيمة. - ر. بوين


آليات الغدد الصم العصبية أثناء الحمل والولادة

تتضمن الآليات المعقدة التي تتحكم في الولادة البشرية الأم والجنين والمشيمة ، والتوتر عنصر أساسي في تنشيط سلسلة من الاستجابات التكيفية الفسيولوجية. الولادة المبكرة هي متلازمة سريرية تشترك في العديد من الخصائص مع الولادة المبكرة. تم اقتراح دور رئيسي لآليات الغدد الصم العصبية ، والمشيمة / الأغشية هي مصادر للهرمونات العصبية والببتيدات. الأوكسيتوسين (OT) هو هرمون عصبي هدفه الرئيسي هو انقباض الرحم وتمثل المشيمة مصدرًا جديدًا يساهم في آليات الولادة. عائلة CRH / urocortin (Ucn) هي مسار آخر مهم للغدد الصم العصبية تشارك في الولادة المبكرة والخدج. تتكون عائلة CRH / Ucn من أربعة روابط: CRH و Ucn و Ucn2 و Ucn3. هذه الببتيدات لها وظيفة pleyotropic ويتم التعبير عنها بواسطة المشيمة البشرية وأغشية الجنين. تتأثر انقباض الرحم ونغمة الأوعية الدموية والوظيفة المناعية بهرمون CRH / Ucns أثناء الحمل وتخضع لتغييرات كبيرة عند الولادة. من بين أمور أخرى ، يتم التعبير عن الهرمونات العصبية ، والريلاكسين ، والبروتين المرتبط بهرمون الغدة الجار درقية ، والمواد الأفيونية ، والستيرويدات العصبية ، والأمينات الأحادية من أنسجة المشيمة عند الولادة. الولادة المبكرة هي نتيجة التنشيط المبكر والمستمر للاستجابات المناعية والغدد الصماء. تشير أدلة الولادة المبكرة على التنشيط المبكر لإفراز OT بالإضافة إلى زيادة مستويات CRH في البلازما الأم إلى دور مُمْرِض لهذه الهرمونات العصبية. يُعد انخفاض البروتين المرتبط بهرمون CRH في مصل الأم حدثًا متزامنًا. في منتصف الاحتقان ، تم اقتراح فرط إفراز المشيمة للهرمون CRH أو Ucn كعلامة تنبؤية للولادة المبكرة اللاحقة. بينما تمثل المشيمة المصدر الرئيسي للهرمون CRH ، فإن الجنين يفرز بكثرة Ucn و dehydroepiandrosterone الكظري عند النساء اللواتي يعانين من الولادة المبكرة. يتم الحفاظ على الدور ذي الصلة لآليات الغدد الصماء العصبية في الولادة المبكرة من خلال الآثار الأساسية والعيادة.


تكوين وخصائص الحليب

يمكن اعتبار الحليب مستحلبًا من كريات الدهون في محلول غرواني من البروتين مع مواد أخرى في محلول حقيقي. لا يوجد مكونان من مكونات الحليب - بروتين الكازين وسكر الحليب أو اللاكتوز - في أي مكان آخر في الجسم.

تعتبر الرضاعة الطبيعية مفيدة بشكل خاص بسبب الفوائد الغذائية والمناعية والنفسية. يتفوق حليب الثدي البشري على تركيبات حليب البقر المعدلة ، والتي قد تفتقر إلى المكونات الأساسية والمفيدة ولا يمتصها الرضيع بسهولة أو بالسرعة. يوفر حليب الأم الفيتامينات والمعادن والبروتينات والأجسام المضادة للعوامل المضادة للعدوى التي تحمي الجهاز الهضمي للرضيع ، مما يؤدي إلى معدل أقل من العدوى المعوية في الرضاعة الطبيعية مقارنة بالأطفال الذين يرضعون من الزجاجة. الترابط الذي ينشأ من خلال الرضاعة الطبيعية مفيد لبناء علاقة بين الوالدين والطفل.

الحالة التغذوية للأم مهمة طوال هذه الفترة. يجب أن تزيد كمية السعرات الحرارية اليومية التي تتناولها الأم بشكل كبير من أجل تجديد مخزون الأم من المغذيات والطاقة. يمكن أن يؤثر استخدام الأدوية أو التدخين من قبل الأم سلبًا على الرضيع ، حيث يتم إفراز العديد من الأدوية في حليب الثدي ، كما أن التدخين يقلل من حجم حليب الثدي ويقلل من معدلات نمو الرضيع.

يختلف الحليب المنطلق من الثدي عند بدء الإرضاع في تكوينه عن الحليب الناضج المنتج عندما تكون الإرضاع راسخة. الحليب المبكر ، أو اللبأ ، غني بالأحماض الأمينية الأساسية ، وهي اللبنات الأساسية للبروتين ، كما أنه يحتوي على البروتينات التي تنقل المناعة لبعض العدوى من الأم إلى الصغار ، وإن لم يكن بكميات كبيرة كما هو الحال بين الحيوانات الأليفة. يكتسب الرضيع البشري هذا النوع من المناعة إلى حد كبير داخل الرحم عن طريق نقل بروتينات الأجسام المضادة عبر المشيمة ، ونادرًا ما يقع الطفل الصغير ضحية للنكاف أو الحصبة أو الدفتيريا أو الحمى القرمزية. لفترة قصيرة بعد الولادة ، يمكن امتصاص البروتينات من الأمعاء دون هضم ، مما يسهل اكتساب المزيد من المناعة. من المحتمل أن يتم إعاقة نمو الفيروسات والبكتيريا الضارة في الأمعاء بسبب عوامل المناعة في حليب الأم. بعد الولادة ، تتغير تركيبة الحليب تدريجيًا في غضون أربعة أو خمسة أيام يصبح اللبأ حليبًا انتقاليًا ، ويتم إفراز الحليب الناضج بعد حوالي 14 يومًا من الولادة.

بعض الاختلافات بين اللبأ البشري ، والحليب الانتقالي ، والحليب الناضج وحليب البقر موضحة في الجدول 2. إن الكمية الأكبر من البروتين في حليب البقر غير المعدل هي المسؤولة إلى حد كبير عن اللبن الرائب الكثيف والقاسي ، والذي لا يستطيع الرضيع هضمه ، ويمكن تجنب الصعوبة. عن طريق المعالجة الحرارية أو تخفيف الحليب. عادة ، عندما يتم تغذية حليب البقر للرضع الصغار ، يتم تعديله بحيث يتناسب قدر الإمكان مع حليب الأم.

بعض مكونات اللبأ البشري والحليب الانتقالي والناضج وحليب البقر
(متوسط ​​القيم لكل 100 مليلتر من الحليب كامل الدسم)
اللبأ (1-5 أيام). انتقالية (6-14 يومًا) ناضجة (بعد 14 يومًا) حليب بقر
* كيلو كالوري طاقة كافية لرفع درجة حرارة 1 كيلوجرام من الماء 1 درجة مئوية.
الطاقة ، كيلو كالوري * 58 74 71 69
إجمالي المواد الصلبة ، ز 12.8 13.6 12.4 12.7
الدهون ، ز 2.9 3.6 3.8 3.7
اللاكتوز ، ز 5.3 6.6 7.0 4.8
بروتين ، غ 2.7 1.6 1.2 3.3
الكازين ، ز 1.2 0.7 0.4 2.8
الرماد ، ز 0.33 0.24 0.21 0.72
الكالسيوم ، ملغ 31 34 33 125
المغنيسيوم، ملغ 4 4 4 12
بوتاسيوم (ملجم) 74 64 55 138
الصوديوم (ملجم) 48 29 15 58
الحديد (ملغ) 0.09 0.04 0.15 0.10

PNECs كمحولات طاقة حسية

في منتصف القرن العشرين ، لم يتم بعد تحديد طبيعة المستقبلات الكيميائية داخل الرئة ، على الرغم من أن الملاحظة الفسيولوجية توقعت وجودها (Dawes and Comroe ، 1954) وأشارت إلى أن نقص الأكسجة يثير تضيق الأوعية الرئوية ، ربما عن طريق الناقل العصبي أحادي الأمين السيروتونين (5-HT ) (دوق ، 1951 شوردسما ، 1959). علاوة على ذلك ، حددت سلسلة من الملاحظات المورفولوجية بواسطة Lauweryns و Cokelaere (1973) أوجه التشابه البنيوية بين NEBs والمستقبلات الكيميائية في الأنسجة الأخرى ، مثل براعم التذوق وأجسام الشريان السباتي. علاوة على ذلك ، تعبر PNECs وتفرز 5-HT استجابة لنقص الأكسجة (Lauweryns and Cokelaere ، 1973 Lauweryns et al. ، 1977). أظهرت الأبحاث الحديثة أيضًا أن PNECs يمكن أن تستجيب ليس فقط لنقص الأكسجة ولكن أيضًا للعديد من المحفزات البيئية والقوى الميكانيكية (Cutz et al. ، 2013). هنا ، نصف الأهمية الفسيولوجية لـ PNECs كعنصر حسي في الرئة.

استشعار الأكسجين

تستشعر الأنسجة الرئوية O2 في الهواء المستنشق للتحكم في معدل التنفس عبر الجهاز العصبي المركزي (Dawes and Comroe ، 1954) هذه الاستجابة التماثلية توازن O2 التوفر في بيئات مختلفة. على سبيل المثال ، عندما يمارس البشر تمرينًا على ارتفاعات عالية ، حيث يكون ضغط الهواء منخفضًا نسبيًا ، يزداد تردد التهوية لديهم لامتصاص المزيد من O2 في الرئتين (ويست وآخرون ، 1983). في عام 1993 ، يونغسون وآخرون. ذكرت أن PNECs في NEBs تعبر عن O2- مجمع استشعار يتكون من NADPH أوكسيديز مقترن بـ O2- قناة K + الحساسة في غشاء البلازما (Youngson et al. ، 1993). أظهروا أن قنوات K على PNEC تغلق في ظروف نقص الأكسجين ، بينما تفتح قنوات Ca 2+ الحساسة للجهد لتسهيل تدفق Ca 2+ خارج الخلية ، مما يؤدي إلى خروج الخلايا المعتمد على Ca 2+ من DCVs (Cutz et al. ، 2013). يؤثر إطلاق شحنة DCV على الوظائف الفسيولوجية لأنسجة الرئة من خلال التفاعل المباشر أو غير المباشر عبر الأعصاب الواردة والمركزية المبهمية (Youngson et al. ، 1993 Wang et al. ، 1996 Cutz and Jackson ، 1985) (الشكل 1).

يؤدي نقص الأكسجة إلى إطلاق 5-HT من NEBs ، والذي يحدث ضمن النطاق الفسيولوجي المتوقع في مجرى الهواء [الضغط الجزئي للأكسجين (PO2) ، 95 مم زئبق] (فو وآخرون ، 2002). يحفز 5-HT تضيق الأوعية في الشرايين الرئوية العضلية الكبيرة والصغيرة (ماكلين وآخرون ، 1996 موريكروفت وآخرون ، 1999). وهكذا ، تربط PNECs نقص الأكسجة ونظام هرمون السيروتونين لتعديل التوازن الرئوي. على النقيض من ذلك ، فإن CGRP هو موسع وعائي قوي (Brain وآخرون ، 1985). على الرغم من أن CGRP يتم إفرازه باستمرار أثناء نورموكسيا للحفاظ على تقلص العضلات الملساء للأوعية الدموية ، فإن نقص الأكسجة يستنفد CGRP من NEBs ، مما يقلل في النهاية من استجابة ضغط الأوعية الدموية الرئوية (Tjen et al. ، 1998). باختصار ، قد تنسق PNECs تدفق الدم في الرئة عن طريق تنظيم إفراز هذه الببتيدات النشطة بيولوجيًا.

يبدو أن الموضع الغريب لـ NEBs في نقاط تشعب مجرى الهواء يرتبط بالفوائد الهيكلية للاستشعار السريع لـ O2-المستوى التغييرات. تستجيب NEBs الأكبر الموجودة بجوار نقاط التفرع القريبة من مجرى الهواء القريب لنقص الأكسجة بشكل أسرع من الجسم السباتي ، الذي يشعر بالتغيرات في O2 مستويات في الدم. في الدراسات المستقبلية ، يمكن أن يكشف تحليل الفئران المعدلة وراثيًا مع توزيع NEB المتغير عن الأهمية الفسيولوجية لـ NEBs لـ O2 الاستشعار بالتفصيل.

استشعار النيكوتين

تم الإبلاغ عن تضخم PNEC في اضطرابات الرئة المرتبطة بالتدخين ، بما في ذلك مرض الانسداد الرئوي المزمن (COPD) والربو. يؤدي استنشاق النيكوتين عن طريق تدخين السجائر والسجائر الإلكترونية إلى زيادة الوذمة الرئوية وتلف الرئة ، إلى جانب الزيادات غير الطبيعية في عدد الكريات البيض ، مما يؤدي إلى آثار ضارة في الرئتين والجسم بالكامل (Ahmad et al.، 2019). النيكوتين هو ناهض لمستقبلات الأسيتيل كولين النيكوتين (nAChRs) ، والتي تستجيب من الناحية الفسيولوجية للناقل العصبي أستيل كولين. يزيد التعرض للنيكوتين قبل الولادة من وفرة NEB في نماذج الرئيسيات (Fu and Spindel ، 2009). كيف تشعر PNECs التعرض للنيكوتين؟ هل يرتبط التغيير الوظيفي الناجم عن النيكوتين في PNEC بأمراض الرئة؟

تعبر PNECs عن NAChRs الوظيفية بشكل مشابه لنقص الأكسجة ، والتعرض للنيكوتين يثبط O2قناة K + حساسة من النوع A ، تثير تيارًا داخليًا مثيرًا (Sartelet et al. ، 2008 Fu et al. ، 2007). تفرز NEBs المثارة 5-HT من خلال مسار a7-nAChR (شولر وآخرون ، 2003). تشير هذه النتائج إلى أن النيكوتين يؤدي إلى ارتفاع ضغط الدم الرئوي ، ويحتمل أن يكون ذلك عن طريق إفراز 5-HT المعزز من PNECs المفرطة التصنع. علاوة على ذلك ، تثير حقن النيكوتين في الوريد انقطاع النفس الانعكاسي في وضع الزفير في القطط والكلاب ، على غرار منعكس P2RY1 (Domaye ، 1955 Takasaki ، 1956). تعد مشاركة الاتصالات العصبية NEB-P2RY1 + في المنعكسات الكيميائية التي يسببها النيكوتين موضوعًا جذابًا للبحث في المستقبل. تنظم سلاسل إشارات a7-nAChR التي يسببها النيكوتين السمات المرتبطة بالسرطان ، بما في ذلك تكاثر الخلايا (Hajiasgharzadeh et al. ، 2019). وبالتالي ، يمكن أن يؤدي تنشيطها إلى تضخم PNEC الشاذ الموجود في أمراض الرئة المرتبطة بالتدخين. نظرًا لأن 97 ٪ من مرضى سرطان الرئة صغير الخلايا (SCLC) لديهم تاريخ من التدخين (Pesch et al. ، 2012) ، يمكن أن تكون إشارات NAChR في تطوير SCLC موضوعًا بحثيًا آخر ذي صلة.

الاستشعار الميكانيكي

ديناميات التهوية تولد قوى ميكانيكية في ظهارة الرئة. أظهرت عمليات المحاكاة الحسابية أن نقاط التفرع - حيث توجد NEBs العقدية - تخضع لضغط هواء أعلى من الظهارة المحيطة (Sul et al. ، 2014). تنفس الجنين - نشاط إيقاعي شبيه بالجهاز التنفسي - ينتج السائل الأمنيوسي يتدفق داخل وخارج الرئة (Plosa and Guttentag ، 2018). يمكن أن تصطدم موجات السائل الأمنيوسي هذه بشكل متقطع بنقاط التفرع أثناء التطور. وهكذا ، فإن تنفس الجنين وبعد الولادة قد يحفز ميكانيكياً NEBs العقدي في كل دورة تنفسية.

أظهرت العديد من الدراسات أن الاستشعار الميكانيكي هو وظيفة PNEC. يتم التعبير عن Piezo2 و Trpc5 (المربع 1) ​​على PNECs ومن المحتمل أن يلعبوا أدوارًا رئيسية في الاستشعار الميكانيكي. بالإضافة إلى ذلك ، يتم تغذية PNEC بالألياف Piezo2 + الواردة المسؤولة عن Hering-Breuer mechanoreflex (الإطار 1) (Lembrechts et al. ، 2012 Nonomura et al. ، 2017). تحفز NEBs المستنبتة ارتفاعًا انتقائيًا وسريعًا وقابلًا للانعكاس وقابل للتكرار في Ca 2+ استجابة لمحفزات نقص النبض الميكانيكية (Lembrechts et al. ، 2012). علاوة على ذلك ، يعزز التمدد الميكانيكي إطلاق 5-HT من NEBs في نماذج الأرانب ، مما يشير أيضًا إلى أن PNEC قد تكون حساسة للميكانيكا وربما تكون قادرة على تحويل المعلومات الميكانيكية إلى ناقل عصبي (Pan et al. ، 2006). يمكن أن يكون الوسيط المرشح الآخر للنقل الميكانيكي PNEC هو الأدينوزين ثلاثي الفوسفات (ATP) ، كما هو معروف في الأنسجة المختلفة (Kringelbach et al. ، 2015 Guan et al. ، 2018). في خارج الجسم الحي نموذج شريحة الرئة ، إزالة الاستقطاب من PNEC مع ارتفاع K + يطلق ATP المخزن في DCVs (De Proost et al. ، 2009).

ومن المثير للاهتمام أن P2X3 + ترتبط الأعصاب حصريًا بـ PNECs المحتوية على ATP + DCV ، والتي تعبر عن البيورينرجيك P2X غير المتجانسة2/3 المستقبلات (Brouns et al. ، 2000 Fu et al. ، 2004). قد يرتبط ATP الذي يفرزه PNEC بالمستقبلات الذاتية على PNECs ، مما يعزز إفرازه من خلال حلقة ردود فعل إيجابية من المستبد.

على الرغم مما سبق ، فإن الأهمية الفسيولوجية لاستشعار الميكانيكا PNEC تظل غامضة. قد يؤدي النقل الميكانيكي PNEC إلى تسريع الحركات العمودية الحجاب الحاجز من خلال التنشيط العصبي الدوري لدعم التنفس السلس. علاوة على ذلك ، فإن الإفراط في إفراز المواد البيولوجية استجابة للإجهاد الميكانيكي الاصطناعي يمكن أن يسهم في أمراض الرئة لدى الأطفال التي يسببها جهاز التنفس الصناعي (انظر قسم "PNECs في أمراض الرئة").

مركز الإشارات في الاستجابة للربو

الربو هو الاضطراب المزمن الأكثر تشخيصًا بين الأطفال والبالغين ، ويؤثر على 339 مليون شخص في جميع أنحاء العالم ، ويتزايد عدد المرضى كل عام (http://www.globalasthmareport.org/Global٪20Asthma٪20Report٪202018.pdf). الربو هو مرض مزمن يصيب الجهاز المناعي الفطري والتكيفي الذي يستجيب لمسببات الحساسية (Suarez et al.، 2008 Pivniouk et al.، 2020). من الناحية النسيجية ، لوحظ تضخم PNEC في رئتي مرضى الربو (Adriaensen and Timmermans ، 2004 Sui et al. ، 2018). بالإضافة إلى ذلك ، تزيد تحديات مسببات الحساسية من PNEC في النماذج الحيوانية (Bousbaa and Fleury-Feith ، 1991). أشارت الدراسات السابقة إلى الدور التنظيمي المناعي لـ PNECs ، والحديثة في الجسم الحي النتائج تدعم هذه الفرضية.

بشكل خاص ، Sui et al. (2018) أظهر أن الأديم الباطن Ascl1 (المربع 1) ​​- الفئران المنفلتة ، التي تعاني من نقص في PNEC ، تفتقر إلى استجابة الربو التي يسببها مسببات الحساسية. علاوة على ذلك ، فإن إعطاء CGRP وحمض غاما أمينوبوتيريك (GABA) داخل القصبة الهوائية لهذه الطفرات يستعيد الاستجابة المناعية ، بما في ذلك تضخم الخلايا الكأسية (المربع 1). يحفز CGRP الذي تنتجه PNECs الخلايا الليمفاوية الفطرية من النوع 2 ، المخصبة في نقاط تفرع مجرى الهواء ، مما يؤدي إلى استجابات مناعية لمسببات الحساسية. تفرز PNECs GABA ، الذي يعزز تمايز الخلايا الكأسية (Sui et al. ، 2018). علاوة على ذلك ، برانشفيلد وآخرون. (2016) وصف زيادة في إفراز الببتيد العصبي في روبو1/2 الفئران الطافرة ، حيث تفشل PNECs في التجمع ، مما يزيد من الاستجابات المناعية والتهاب مجرى الهواء. وبالتالي ، قد يعمل تكتل PNEC بمثابة مقاومة مقاومة للجهاز المناعي داخل الرئة. تثير هذه النتائج أسئلة جديدة تتعلق بالآليات التفصيلية التي تعمل بها المواد المسببة للحساسية على تنشيط PNECs.

تُستخدم الجلوكوكورتيكويدات المستنشقة على نطاق واسع لقمع التهاب الشعب الهوائية (Tripathi ، 2016) وتظهر حاليًا الأجسام المضادة أحادية النسيلة لاستهداف الربو من النوع 2 (Edris et al. ، 2019). إن توضيح الروابط بين PNECs والاستجابات المناعية من النوع 2 يمكن أن يؤكد أن إعادة استخدام العقاقير التي تستهدف CGRP مفيدة في تثبيط رد الفعل المناعي للربو. قد ترتبط وظائف PNEC بالاستجابات المناعية لـ Th-2 ، لذلك يمكن اعتبار الأدوية التي تستهدف CGRP لتثبيط الالتهاب في الربو.


الآليات الجزيئية مع اضطرابات الغدد الصماء

بشكل عام ، يُعتقد أن اضطرابات الغدد الصماء تؤثر على نظام الغدد الصماء في الكائن الحي و # x02019. بالإضافة إلى ذلك ، من المعروف أن المواد المسببة لاضطرابات الغدد الصماء تؤثر على أمراض أخرى مثل السرطان والسمنة (الشكل 2). يتناول هذا الفصل الآليات الجزيئية لمسببات اختلال الغدد الصماء التي تمت دراستها بالفعل.

الآليات الجزيئية الشائعة لاضطرابات الغدد الصماء. (أ) تعمل معطلات الغدد الصماء كمثبطات ربط مستقبلات (خاصة مستقبلات الغدد الصماء). تبدأ معظم التأثيرات الضارة من خلال هذا التثبيط ويظهر من خلال آلية معظم اضطرابات الغدد الصماء. (ب) عندما تكون أهداف اضطرابات الغدد الصماء هي الخلايا الشحمية ، يمكن أن تكون المواد المسببة لاضطرابات الغدد الصماء من مسببات السمنة. في هذه الحالة ، فإن مستقبلات البيروكسيسوم المنشط (PPAR) على خلايا اللحمة المتوسطة أو الخلايا السلفية هي الأهداف. (ج) في حالة السرطان ، تعمل معطلات الغدد الصماء على دورة الخلية. من المعروف أن بروتين Cyclin وبروتين p21 ينظمان الخلايا السرطانية عند التعرض لمضادات الغدد الصماء. ER ، مستقبلات هرمون الاستروجين MSC ، الخلايا الجذعية الوسيطة. مقتبس من مقال Celik et al. (Chem Res Toxicol 200821: 2195 & # x02013206) ، Masuno et al. (Toxicol Sci 200584: 319 & # x0201327) ، وأوتسوبو وآخرون. (Mol Cell Biol 199515: 2612 & # x0201324) .16 & # x0201318

1. تثبيط مستقبلات الغدد الصماء

يمكن أن تؤثر اضطرابات الغدد الصماء على كل مستوى من مستويات نظام الغدد الصماء. أولاً ، يمكنهم تعطيل عمل الإنزيمات المشاركة في تكوين الستيرويد. يمكن تثبيط هذه الإنزيمات ، كما يمكن منع الإنزيمات المشاركة في عملية التمثيل الغذائي لهرمون الاستروجين. على سبيل المثال ، تمنع بعض مستقلبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور (PCB) إنزيم سلفوترانسفيراز ، مما يؤدي إلى زيادة استراديول المنتشر. ويستهدف نقل الهرمونات أيضًا بعض المركبات القادرة على التفاعل مع مواقع الارتباط بالجلوبيولين المرتبط بالهرمون الجنسي ، وبالتالي التنافس مع هرمون الاستروجين الداخلي. .20 إن أكثر طرق عمل اضطرابات الغدد الصماء المدروسة هي قدرتها على ربط وتفعيل مستقبلات الغدد الصماء (ERs) في الأنسجة المستهدفة .16 ومع ذلك ، تجدر الإشارة إلى أن كلا الحالتين ER يتوسطان تأثيرات بيولوجية مميزة في العديد من الأنسجة ، مثل الثدي. الغدد والعظام والدماغ والأوعية الدموية في كل من الذكور والإناث. لذلك ، نظرًا لأن ER & # x003b1 و ER & # x003b2 يُظهران توزيعًا مختلفًا للأنسجة ووظائف فسيولوجية مميزة ، يمكن أن تعرض اضطرابات الغدد الصماء نشاط ناهض أو مضاد بطريقة انتقائية للأنسجة أو أثناء التطور. بالنظر إلى الاختلافات المهمة في السمات الهيكلية وتقارب الارتباط النسبي للرابطات للأنواع الفرعية ER ، يمكن أن تؤدي عوامل اختلال الغدد الصماء إلى تغييرات توافقية متميزة في البنية الثلاثية لـ ERs ، مما يؤثر على توظيف العوامل المساعدة بشكل مختلف. هذه التفاعلات بين ERs و coactivators / corepressors هي خطوات حاسمة في تنظيم النسخ بوساطة ER وبالتالي تعديل التعبير عن الجينات المستهدفة ER.

علاوة على ذلك ، غالبًا ما يكون تأثير جينيستين خاصًا بالأنسجة ، اعتمادًا على العديد من العوامل مثل التعبير عن العوامل المساعدة المحددة ، ونسبة ER & # x003b1 / ER & # x003b2 ، ومستوى التعبير عن بعض الكينازات داخل الخلايا ، بما في ذلك كينازات التيروزين السيتوبلازمية. تم الإبلاغ عن أن جينيستين له تأثيرات تكاثرية ومضادة للتكاثر في الخلايا السرطانية .21 تعمل اضطرابات الغدد الصماء عمومًا بتركيزات أكبر من 100 إلى 1000 مرة من استراديول ولكن يمكن أن يكون لها تأثيرات مضافة أو تآزرية مع الاستراديول الداخلي أو عندما تكون موجودة معًا. علاوة على ذلك ، فإن قدرة بعض المواد المسببة لاضطرابات الغدد الصماء على العمل كمحفزات في أنسجة معينة وكمضادات في أنسجة أخرى تؤدي إلى تطوير واستخدام مُعدِّلات ER الانتقائية ، لا سيما في العلاجات المضادة للهرمونات ، مثل عقار تاموكسيفين ورالوكسيفين. يمكن أن تؤثر بعض المواد المسببة لاضطرابات الغدد الصماء أيضًا على مسارات ER غير الجينومية وتسبب اضطرابًا في الغدد الصماء .23 على سبيل المثال ، أظهرت دراسة أجريت على مختلف أنواع اضطرابات الغدد الصماء من الناحية الهيكلية أنه عند التركيزات العالية ، يكون BPA و diethylstilbestrol قادرين على تنشيط ERs عن طريق تنشيط mitogen- كيناز البروتين المنشط و phosphotidyl inositol 3-kinase في خلايا سرطان الثدي. بالإضافة إلى ذلك ، لوحظ تنشيط بروتين كيناز C (PKC) بواسطة بعض عوامل اختلال الغدد الصماء .24 ومن المثير للاهتمام ، أنه تم الإبلاغ عن PKC لتعديل نشاط النسخ ER & # x003b1 .25 لذلك ، تأثيرات تآزرية أو مضافة بين هذه المسارات للجمع بين تنشيط تنشيط يمكن أن تكون إشارات ER ممكنة.

يُعرف الكادميوم جيدًا بأنه أحد عوامل اضطراب الغدد الصماء التي تؤثر على تخليق و / أو تنظيم العديد من الهرمونات .26،27 بالفعل ، أثر الكادميوم على تخليق البروجسترون في خلايا حبيبات الخنازير JC-410 وقام بتنشيط ER & # x003b1 و / أو محاكاة الإستروجين في الأنسجة المختلفة (على سبيل المثال ، الرحم والغدة الثديية) وخطوط خلايا سرطان الثدي .28 & # x0201330 ينظم الكادميوم التعبير الجيني لمستقبل الأندروجين ونشاطه في خلايا LNCap ، وهو خط خلايا سرطان البروستاتا البشري المعتمد على الهرمونات ، وكذلك يحاكي التأثيرات الأندروجينية في الجرذان والفئران. في ذكور القوارض ، ثبت جيدًا أن الكادميوم يغير بشكل كبير المستويات المتداولة للعديد من الهرمونات (على سبيل المثال ، هرمون التستوستيرون ، والهرمون اللوتيني [LH] ، والهرمون المنبه للجريب [FSH]). ومستويات الأدينوزين أحادي الفوسفات الحلقية (cAMP) في الخصية. أدى h إلى تغييرات في النمط اليومي لمستويات هرمون التستوستيرون في البلازما و LH .32 بالإضافة إلى ذلك ، تم تعديل مستويات البلازما لهرمونات الغدة النخامية (على سبيل المثال ، LH ، FSH ، البرولاكتين ، وهرمون قشر الكظر) بعد التعرض للكادميوم.

2. آلية السمنة

تلعب اضطرابات الغدد الصماء دورًا آخر في السمنة والبرمجة الأيضية لخطر السمنة. يتنبأ عملهم بوجود مادة كيميائية للسمنة ، وهي جزيئات تنظم بشكل غير لائق استقلاب الدهون وتكوين الشحم لتعزيز السمنة. على الرغم من أن البيانات كانت شحيحة حتى الآن ، فقد أشارت بعض الدراسات الوبائية وفي المختبر إلى وجود صلة بين التعرض للمواد الكيميائية البيئية والسمنة (35).

تُسمى العوامل المسببة لاضطرابات الغدد الصماء بالسمنة العوامل المسببة للسمنة. وقد ثبت أن المواد المسببة للسمنة تستهدف منظمات النسخ الموجودة في شبكات الجينات التي تعمل على التحكم في استتباب الدهون داخل الخلايا وكذلك تكاثر الخلايا الدهنية وتمايزها. المجموعة الرئيسية للمنظمين المستهدفة هي مجموعة من مستقبلات الهرمون النووي المعروفة باسم المستقبلات المنشطة لتكاثر البيروكسيسوم (PPAR & # x003b1 ، & # x003b4 ، و & # x003b3). تستشعر مستقبلات الهرمونات هذه مجموعة متنوعة من الروابط الأيضية ، بما في ذلك الهرمونات المحبة للدهون والأحماض الدهنية الغذائية ومستقلباتها ، واعتمادًا على مستويات هذه الروابط ، تتحكم في نسخ الجينات المشاركة في موازنة التغيرات في توازن الدهون في الجسم. من أجل أن تصبح نشطة وتعمل بشكل صحيح كمستشعرات استقلابية ومنظمات النسخ ، يجب أن تتغاير مستقبلات PPAR مع مستقبل آخر يعرف باسم مستقبلات حمض الريتينويك 9-cis (RXR). مستقبل RXR ، بحد ذاته ، هو الهدف الرئيسي الثاني لمسببات السمنة بجانب مستقبلات PPAR .35 المنظم المركزي في هذه العملية هو PPAR & # x003b3 ، الذي يرتبط بمستقبلات RXR ويربط أهداف الحمض النووي كمغاير مغاير لتنظيم التعبير بشكل مباشر 37 PPAR & # x003b3 يعتبر المنظم الرئيسي لتكوين الشحم ويلعب أدوارًا رئيسية في جميع جوانب بيولوجيا الخلايا الشحمية تقريبًا .38 اقترح مؤخرًا أن PPAR & # x003b3 قد يعمل في تكوين الشحم دون الحاجة إلى تنشيط يجند. عندما تم تحور مجال ربط ligand لـ PPAR & # x003b3 بحيث لا يستجيب المستقبل للمنبهات المعروفة ، لم تتأثر قدرة الخلايا الأولية على التمايز إلى خلايا شحمية في ثقافة الخلية. 39 التفسير الأكثر منطقية لهذه البيانات هو أن PPAR & # x003b3 يمكن يعمل كعامل نسخ غير مترابط للتوسط في تكوين الشحم ، أو أنه يتم إنتاج ليجند داخلي غير معروف حتى الآن استجابةً للكوكتيل التعريفي. من المعروف أن العديد من عوامل اختلال الغدد الصماء تؤثر على نشاط PPAR & # x003b3 وتحث على تكوين الشحم.

وتجدر الإشارة إلى أن القصدير العضوي مثل ثلاثي بوتيل القصدير وثلاثي فينيل القصدير وبعض الفثالات .40،41 تمتلك Triorganotins والفثالات أيضًا القدرة على تحفيز تمايز الخلايا الشحمية في مجموعة متنوعة من نماذج زراعة الخلايا. لا تتصرف من خلال PPAR & # x003b3. وتشمل هذه BPA ، ومبيدات الآفات الفوسفاتية العضوية ، وغلوتامات أحادية الصوديوم ، و PBDEs 44،45 PCBs تربط مستقبلات أريل الهيدروكربون في الخلايا الشحمية وتزيد من تكوين الشحوم. في الخلايا الجذعية الوسيطة المشتقة من نخاع عظم الإنسان والفأر .17 على الرغم من أن العديد من مسببات اضطرابات الغدد الصماء مرتبطة بتكوين الشحم والسمنة في النماذج الحيوانية ، فإن ثلاثي بوتيل القصدير هو العامل الوحيد الذي يتسبب في اختلال الغدد الصماء المعروف بتأثيره في الرحم على الخلايا الشحمية عن طريق تنشيط PPAR & # x003b3.47 قبل الولادة أدى التعرض لتريبوتيلتين في الفئران إلى زيادة كبيرة في كمية الدهون الثلاثية في أنسجة حديثي الولادة والتي عادة ما تحتوي على القليل من الدهون أو لا تحتوي على أي دهون على الإطلاق ، على الرغم من أن التجارب لم تميز ما إذا كان قد تم تخزين المزيد من الدهون في الخلايا الموجودة ، أو تم إنتاج المزيد من الخلايا ، أو كلاهما 43. محاولة لاختلالات التمثيل الغذائي الأوسع. على سبيل المثال ، تقلل بعض مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور والإثيرات متعددة البروم ثنائية الفينيل من وظيفة الغدة الدرقية كما يفعل مركب التريكلوسان المضاد للبكتيريا.

3. آليات السرطان

لقد استكشفت دراسات مختلفة دور العوامل المسببة لاضطرابات الغدد الصماء في السرطان. يعتبر سرطان الثدي وسرطان البروستاتا من السرطانات النموذجية التي تسببها اضطرابات الغدد الصماء وأسباب مقنعة لدراسة اضطرابات الغدد الصماء .50 على الرغم من الدراسات المختلفة التي تم الانتهاء منها ، إلا أن الأدوار المباشرة لمضادات الغدد الصماء في السرطان لم يتم فهمها بشكل واضح. استنتج العديد من الباحثين أن عدم التوازن الفسيولوجي الناجم عن اضطرابات الغدد الصماء قد يسبب السرطان. بشكل عام ، تعد المواد المسببة لاضطرابات الغدد الصماء أكثر ضررًا للمرأة من الرجل ، كما يتم البحث عن سرطان بطانة الرحم وسرطان المبيض .51

البيانات الوبائية عن آثار اضطرابات الغدد الصماء على سرطان بطانة الرحم محدودة. لم يجد الباحثون أي ارتباط بين سرطان بطانة الرحم و 27 من متجانسات ثنائي الفينيل متعدد الكلور ، و 4 مركبات مرتبطة بثنائي كلورو ثنائي الفينيل ، وثلاثي كلورو الإيثان ، و 13 مركبًا عضويًا كلورًا عضويًا. تقلل من مخاطر الإصابة بسرطان الرحم ، لكن عدد الحالات كان صغيرًا جدًا لإجراء تقييم شامل

هناك بعض الأدلة على أن الايسوفلافون الغذائي يحمي تكاثر بطانة الرحم. بشكل مثير للجدل ، أظهرت دراسة عشوائية مزدوجة التعمية خاضعة للتحكم الوهمي أجريت على 298 امرأة بعد انقطاع الطمث زيادة في حدوث تضخم بطانة الرحم بعد 5 سنوات من العلاج باستخدام 50 ملغ من الايسوفلافون الصويا. مخاطر عالية للإصابة بسرطان بطانة الرحم. تُعرف الايسوفلافون بالمواد المفيدة ولكنها يمكن أن تكون ضارة بالجسم لأنها في الواقع من مسببات اضطرابات الغدد الصماء.

يتم التحكم في وظيفة المبيض عن طريق عوامل ما تحت المهاد والغدة النخامية والباراكرين الذاتي. يمكن أن ترتبط المركبات المحاكية للهرمونات بمستقبلات الخلايا ، وتتداخل مع عمل الهرمون ، وتؤثر على وظيفة المبيض. ليس من الواضح كيف تؤثر اضطرابات الغدد الصماء على وظيفة المبيض ، ولكن قد يكون هناك اضطراب في إفراز الجونادوتروبين (أي FSH و LH) وآليات التغذية الراجعة التي تتضمن استراديول (E2) وبروجسترون (P4).

بدلاً من ذلك ، قد تؤثر اضطرابات الغدد الصماء على إنتاج هرمون المبيض ونضج البويضات. يمكن أن تؤثر البويضات التالفة على الإنتاج الكلي للهرمونات والوظيفة الحويصلية ، مما يؤدي إلى اختلال توازن الغدد الصماء (أي انخفاض في E2 و P4 ، ولكن زيادة في FSH و LH) وفشل المبيض. سرطان المبيض هو أكثر أنواع السرطانات النسائية انتشارًا التي تصيب النساء المقيمات في الدول الغربية. نظرًا لأن أكثر من 60٪ من الأورام يتم تشخيصها في المرحلة الثالثة وأن بعض أنواع السرطان شديدة العدوانية ، فإن سرطانات المبيض مرتبطة بارتفاع معدل الوفيات. في حين أن معظم الخلايا تخضع لتحول الأورام ، بما في ذلك الخلايا الجرثومية ، والخلايا الحبيبية ، والخلايا اللحمية ، فإن ما يقرب من 90 ٪ من الأورام مشتق من ظهارة سطح المبيض. على غرار سرطان الثدي ، تم ربط العوامل الهرمونية مثل الإستروجين والزينوإستروجينات بسرطان المبيض. ومع ذلك ، فإن دور السموم البيئية في سرطان المبيض يتطلب مزيدًا من الدراسة.


الآلية العصبية الصماوية للولادة - علم الأحياء

مقدمة

يتكون البشر من عدة تريليونات من الخلايا التي يجب أن تعمل معًا للحفاظ على الحياة. يجب الحفاظ على موارد الوقود أو استخدامها بشكل مناسب ، مثل الاستجابة للمواقف العصيبة. بالإضافة إلى ذلك ، يجب أن تكون الأعضاء قادرة على التواصل مع الدماغ لإحداث تغيير في السلوك وعلم وظائف الأعضاء للحفاظ على التوازن. تلعب الهرمونات دورًا أساسيًا في هذا التواصل ، باعتبارها الرسل في جهاز الغدد الصماء. على سبيل المثال ، ينتج البنكرياس كلاً من الأنسولين والجلوكاجون. يفضل الأنسولين نقل الجلوكوز إلى الأعضاء وكذلك تخزين الجلوكوز الزائد عندما تكون تركيزات الجلوكوز في الدم عالية. على العكس من ذلك ، يؤدي الجلوكاجون إلى إطلاق مخازن السكر ويرفع تركيز الجلوكوز في الدم. من خلال العمل معًا ، تضمن هذه الهرمونات وجود ما يكفي من الجلوكوز لوظيفة الأعضاء ، ولكن مستويات الجلوكوز ليست عالية جدًا بحيث تتسبب في تلف أجهزة الأعضاء.

هذه ليست حقيقة غير منطقية. يعد داء السكري أحد أكثر التشخيصات شيوعًا في الولايات المتحدة وسببًا رئيسيًا للمراضة والوفيات. Type 1 diabetes mellitus is an autoimmune disease in which insulin-producing cells in the islets of Langerhans are destroyed type 2 diabetes mellitus is caused by end-organ insensitivity to insulin. In both cases, blood glucose concentrations rise to dangerous levels (sometimes up to ten times the normal concentration) and can cause significant damage to multiple organs, including the retina of the eye, the glomeruli of the kidneys, the coronary vessels of the heart and cerebral vessels of the brain, and nerves in the extremities. Left untreated (or, to be frank, even if treated in many cases), diabetes can lead to blindness, kidney failure, heart attacks, strokes, and amputation. Regardless of the field you enter, you will spend a significant amount of time working with diabetic patients and will have to think about the effects of this diagnosis on other diagnoses and their treatment.

In this chapter, we will explore the different types of hormones and how they work. We’ll survey the various endocrine organs and discuss the hormones each one produces. This is an extremely high-yield chapter: the MCAT frequently tests not only the content of the endocrine system (the hormones and their functions), but also the reasoning of the endocrine system (feedback loops and their regulation). Return to this chapter frequently during studying a thorough knowledge of this system will assuredly pay off in points on Test Day.

5.1 Mechanisms of Hormone Action

The endocrine system consists of organs, known as الغدد, that secrete hormones. الهرمونات are signaling molecules that are secreted directly into the bloodstream to travel to a distant target tissue. At that tissue, hormones bind to receptors, inducing a change in gene expression or cellular functioning. Not all hormones share the same structure and function. In order to understand how each hormone functions, it is first important to understand basic hormone structure.

CLASSIFICATION OF HORMONES BY CHEMICAL STRUCTURE

Hormones can be subdivided into categories based on different criteria. First, hormones can be classified by their chemical identities. Hormones can be الببتيدات, منشطات، أو amino acid derivatives.

Peptide Hormones

Peptide hormones are made up of amino acids, ranging in size from quite small (such as ADH) to relative large (such as insulin). Peptide hormones are all derived from larger precursor polypeptides that are cleaved during posttranslational modification. These smaller units are transported to the Golgi apparatus for further modifications that activate the hormone and direct it to the correct location in the cell. Such hormones are released by exocytosis after being packaged into vesicles.

Because peptide hormones are charged and cannot pass through the plasma membrane, these hormones must bind to an extracellular receptor. The peptide hormone is considered the first messenger it binds to the receptor and triggers the transmission of a second signal, known as theالرسول الثاني. There are many different receptor subtypes, and the type of receptor determines what happens once the hormone has stimulated the receptor.

The connection between the hormone at the surface and the effect brought about by second messengers within the cell is known as a signaling cascade. At each step, there is the possibility of تضخيم. For example, one hormone molecule may bind to multiple receptors before it is degraded. Also, each receptor may activate multiple enzymes, each of which will trigger the production of large quantities of second messengers. Thus, each step can result in an increase in the intensity of the signal. Some common second messengers are cyclic adenosine monophosphate (cAMP), inositol triphosphate (IP3), and calcium. The activation of a G protein-coupled receptor is shown in Figure 5.1. In this system, the binding of a peptide hormone triggers the receptor to either activate or inhibit an enzyme called adenylate cyclase, raising or lowering the levels of cAMP accordingly. cAMP can bind to intracellular targets, such as protein kinase A, which phosphorylates transcription factors like cAMP response element-binding protein (CREB) to exert the hormone’s ultimate effect. Keep in mind that protein kinase A can modify other enzymes as well as transcription factors, thus it can have a rapid or slow effect on the cell.

شكل 5.1. Mechanism of Action of a Peptide Hormone Peptide hormones bind to membrane-bound receptors to intiate a signal cascade, using second messengers like cAMP.

The effects of peptide hormones are usually rapid but short-lived because these hormones act through transient second messenger systems. It is quicker to turn them on and off, compared with steroid hormones, but their effects do not last without relatively constant stimulation.

Because peptides are generally water-soluble, peptide hormones can travel freely in the bloodstream and usually do not require carriers. This is in stark contrast to steroid hormones, as we will explore in the next section.

هرمونات الستيرويد

Steroid hormones are derived from cholesterol and are produced primarily by the gonads and adrenal cortex. Because steroid hormones are derived from nonpolar molecules, they can easily cross the cell membrane. In fact, their receptors are usually intracellular (in the cytosol) or intranuclear (in the nucleus). Upon binding to the receptor, steroid hormone–receptor complexes undergo conformational changes. The receptor can then bind directly to DNA, resulting in either increased or decreased transcription of particular genes, depending on the identity of the hormone, as shown in Figure 5.2. One common form of conformational change is dimerization, or pairing of two receptor–hormone complexes. The effects of steroid hormones are slower but longer-lived than peptide hormones because steroid hormones cause alterations in the amount of mRNA and protein present in a cell.

شكل 5.2. Mechanism of Action of a Steroid Hormone Estrogen, like all steroid hormones, influences cell behavior by modifying transcription.

المفهوم الرئيسي

Peptide hormones have surface receptors and act via second messenger systems. Steroid hormones bind to intracellular receptors and function by binding to DNA to alter gene transcription.

Insulin is a peptide hormone, and it has to be released at every meal in order to be active. Thus, it has fast onset but is short-acting (as most peptide hormones are). Estrogen and testosterone are steroid hormones that promote sexual maturation. This is a slower, but longer-lasting change (as is true for most steroid hormones).

Steroid hormones are not water-soluble and, thus, must be carried by proteins in the bloodstream to be able to travel around the body. Some of these proteins are very specific, and carry only one hormone (such as sex hormone-binding globulin), while other proteins are nonspecific (such asalbumin). Note that hormones are generally inactive while attached to a carrier protein and must dissociate from the carrier to function. Levels of carrier proteins can change the levels of active hormone. For example, some conditions increase the quantity of the protein that carries thyroid hormones, thyroxine-binding globulin (TBG). This causes the body to perceive a lower level of thyroid hormone because the increased quantity of TBG binds a larger proportion of the hormone, meaning there is less free hormone available.

During pregnancy, high levels of estrogen and progesterone cause increased production of TBG, thyroxine-binding globulin. In order to compensate, pregnant women secrete much higher levels of the thyroid hormones. Thus, in order to diagnose thyroid disease in a pregnant woman, different reference values must be used.

Amino Acid-Derivative Hormones

أخيرا، amino acid-derivative hormones are less common than peptide and steroid hormones, but include some of the most important hormones discussed in this chapter, including epinephrine, norepinephrine, triiodothyronine, and thyroxine. These hormones are derived from one or two amino acids, usually with a few additional modifications. For example, thyroid hormones are made from tyrosine with the addition of several iodine atoms.

This chemistry of this family of hormones is considerably less predictable and is one of the few instances where overt memorization may be the best strategy. ال الكاتيكولامينات (epinephrine and norepinephrine) bind to G protein-coupled receptors while the thyroid hormones bind intracellularly.

خبرة MCAT

The mechanism of action of the amino acid-derivative hormones should be memorized because it is so unpredictable. Epinephrine and norepinephrine have extremely fast onset but are short-lived, like peptide hormones&mdashthink of an adrenaline rush. Thyroxine and triiodothyronine, on the other hand, have slower onset but a longer duration, like steroid hormones&mdashthey regulate metabolic rate over a long period of time.

CLASSIFICATION OF HORMONES BY TARGET TISSUE

Some hormones, known as direct hormones, are secreted and then act directly on a target tissue. For example, insulin released by the pancreas causes increased uptake of glucose by muscles. Other hormones, known as tropic hormones, require an intermediary to act. For example, as discussed in Chapter 2 of MCAT Biology Review, gonadotropin-releasing hormone (GnRH) from the hypothalamus stimulates the release of luteinizing hormone (LH) and follicle-stimulating hormone (FSH). LH then acts on the gonads to stimulate testosterone production in the male and estrogen production in the female. GnRH and LH do not cause direct changes in the physiology of muscle, bone, and hair follicles rather, they stimulate the production of another hormone by another endocrine gland that acts on these target tissues. Tropic hormones usually originate in the brain and anterior pituitary gland, as these structures are involved in coordination of multiple processes within the body.

Most peptide and amino acid-derivative hormones have names that end in –في or –ine (insulفي, vasopressفي, thyroxine, triiodothyronine, and so on). Most steroid hormones have names that end in –واحد, –رأ, or –oid (testosterواحد, aldosterواحد and other mineralocorticoids, cortisرأ and other glucocorticoids, and so on). This is not exhaustive, but may help you identify the chemistry of a hormone on Test Day.

MCAT Concept Check 5.1:

قبل المضي قدمًا ، قم بتقييم فهمك للمادة باستخدام هذه الأسئلة.

1. Compare and contrast peptide and steroid hormones based on the following criteria:

Peptide Hormones

هرمونات الستيرويد

Chemical precursor

Location of receptor

Mechanism of action

Method of travel in the bloodstream

Rapidness of onset

Duration of action

2. How are amino acid-derivative hormones synthesized?

3. What is the difference between a direct and a tropic hormone?

If you are the copyright holder of any material contained on our site and intend to remove it, please contact our site administrator for approval.


Anatomy of PNECs

Distribution and population in the airways

Boers et al. (1996) described the distribution and populations of PNECs in adult humans: chromogranin-A (CgA) + (Box 1) PNECs account for 0.41% of all epithelial cells in the conducting airway, but are absent from the alveoli. Recent single-cell RNA sequencing (scRNA-seq) analyses found that PNECs account for 0.01% of all lung cells (Travaglini et al., 2020). Owing to the extensive size of the human lung relative to the small amount of PNECs, determining their lung-wide distribution is rather difficult. Therefore, small mammals – including mice – represent ideal models for obtaining the entire picture of PNEC distribution throughout the tracheobronchial tree, mostly owing to the size advantage for imaging. As revealed by scanning electron microscopy, NEBs form crater-like pits, which are aligned with microvilli and exposed to the airway (Cutz et al., 1978).

NEBs frequently populate diametrically opposed positions to the bifurcation points of branching airways (Avadhanam et al., 1997 Kuo and Krasnow, 2015 Noguchi et al., 2015) (Fig. 1). NEBs at branching points are referred to as ‘nodal’ NEBs, whereas NEBs in inter-bifurcation regions are referred to as ‘internodal’. During development, nodal NEBs overcome internodal NEBs moreover, NEBs grow centrifugally, from proximal to distal bronchi. Three-dimensional (3D) geometric analyses showed nodal NEBs at stereotypic positions in the airway branching structures (Noguchi et al., 2015). In rats, the distribution pattern of NEBs, as well as their absolute number, remains unchanged after birth (Avadhanam et al., 1997). This peculiar distribution of NEBs may be optimal for sensing hypoxic conditions and allergens in the airways nonetheless, further studies are still required to understand its significance, as well as the functional differences between nodal and internodal NEBs.

Schematic إعادةpresentation of pulmonary neuroendocrine cells (PNECs), neuroepithelial bodies (NEBs) and their innervation in the airway. In the mammalian lung, PNECs (yellow) localize at airway bifurcation sites (in the circled area and illustrated on the right), forming small clusters called NEBs. The NEB interacts with sensory nerve terminals, with myelinated afferent nerves (yellow and purple) branching and protruding into the NEB. The other sensory nerve (orange) comprises unmyelinated non-vagal immunoreactive nerve fibers originating from the dorsal root ganglia (DRG). Their axons enter the brain and transmit sensory information to the brainstem (green arrows). NEBs can sense CO2, air pressure, O2, H + ions and nicotine, and activate reactions. ATP, adenosine triphosphate CGRP, calcitonin gene-related peptide GABA, gamma-aminobutyric acid JG, jugular ganglion NG, nodose ganglion 5-HT, serotonin.

Schematic إعادةpresentation of pulmonary neuroendocrine cells (PNECs), neuroepithelial bodies (NEBs) and their innervation in the airway. In the mammalian lung, PNECs (yellow) localize at airway bifurcation sites (in the circled area and illustrated on the right), forming small clusters called NEBs. The NEB interacts with sensory nerve terminals, with myelinated afferent nerves (yellow and purple) branching and protruding into the NEB. The other sensory nerve (orange) comprises unmyelinated non-vagal immunoreactive nerve fibers originating from the dorsal root ganglia (DRG). Their axons enter the brain and transmit sensory information to the brainstem (green arrows). NEBs can sense CO2, air pressure, O2, H + ions and nicotine, and activate reactions. ATP, adenosine triphosphate CGRP, calcitonin gene-related peptide GABA, gamma-aminobutyric acid JG, jugular ganglion NG, nodose ganglion 5-HT, serotonin.

PNEC innervation

In 1972, Lauweryns and Peuskens identified innervated PNECs within the intrapulmonary airway epithelium of human infants (Lauweryns and Peuskens, 1972). Further detailed imaging revealed that various types of sensory (afferent) and motor (efferent) nerve fibers connect to PNECs (Lauweryns et al., 1985) (Fig. 1). NEBs are predominantly innervated by vagal nerve fibers originating from cell bodies located in the nodose ganglion, mainly involved in visceral perception (Adriaensen et al., 1998). Several different types of vagal nerves interact with NEBs, including Na + /K + ATPase + , VGLUT + , calbindin-D (28k) + or P2X2/3 + (also known as P2RX2/3 + ) (Box 1) nerves (Adriaensen et al., 2006). These myelinated afferent nerves lose their sheaths right next to NEBs and then branch and protrude into the epithelium (Brouns et al., 2000, 2003). Conversely, unmyelinated non-vagal calcitonin gene-related peptide (CGRP) + (also known as CALCA + ) (Box 1) nerve fibers, which originate from dorsal root ganglia T1 to T6, make contact with the basal pole of pulmonary NEBs (Brouns et al., 2003 Haller, 1992). Calbindin-D (28k) + and CGRP + nerve fibers often make contact with the same NEBs. Unlike calbindin-D (28k) + nerves, CGRP + nerves express vanilloid receptor subtype 1 and respond to capsaicin, suggesting their C-nociceptive nature (Brouns et al., 2003 Baron, 2000). Chang et al. (2015) identified that P2Y purinoceptor 1 (P2RY1 Box 1) is also expressed in the vagal sensory neurons associated with PNECs. The cell bodies of P2RY1 + nerves reside in the nodose/jugular ganglia their axons enter the brain and target the lateral solitary tract to transmit sensory information to the brainstem nucleus of the dorsal respiratory group, which regulates breathing (Speck and Feldman, 1982). Activation of P2RY1 + neurons activates reflective airway defense mechanisms, such as apnea, vocal fold adduction, swallowing and expiratory reflexes (Prescott et al., 2020). The functional relevance of NEBs and P2RY1 + neurons is an intriguing topic for future research. Defining the role of NEB–P2RY1 + communication could lead to a more complete understanding of the link between airway status and physiological reflexes.

NEB innervation increases with advancing gestation, reaching a plateau after birth (Pan et al., 2004). How do NEBs guide the afferent nerve fibers during development? Both solitary and clustered PNECs are innervated in the human lung (Brouns et al., 2003). Because solitary PNECs are still innervated in mutant mice that fail to form NEBs, clustering seems dispensable for innervation (Branchfield et al., 2016). Subsequent research showed that nerve tracks remain close to the epithelium in PNEC-depleted lungs (Sui et al., 2018). PNECs attract nerve terminals and induce their intraepithelial protrusion. Barrios et al. (2017) reported that PNECs express neurotrophin 4 (NT4 also known as NTF4), while innervating nerves express its cognate receptor TrkB (also known as NTRK2). NT4 plays a role in the formation of nerve contacts to the basal side of NEBs and their penetration therein during development however, NT4 ablation does not entirely abolish innervation, suggesting that additional unknown factors contribute to this synapse formation. Aside from identifying these factors, genetic modulation of neuro-PNEC junctions would help to characterize the physiological functions of PNEC innervation.


العقم

العقم is the inability to conceive a child or carry a child to birth. About 75 percent of causes of infertility can be identified these include diseases, such as sexually transmitted diseases that can cause scarring of the reproductive tubes in either men or women, or developmental problems frequently related to abnormal hormone levels in one of the individuals. Inadequate nutrition, especially starvation, can delay menstruation. Stress can also lead to infertility. Short-term stress can affect hormone levels, while long-term stress can delay puberty and cause less frequent menstrual cycles. Other factors that affect fertility include toxins (such as cadmium), tobacco smoking, marijuana use, gonadal injuries, and aging.

If infertility is identified, several assisted reproductive technologies (ART) are available to aid conception. A common type of ART is في المختبر fertilization (IVF) where an egg and sperm are combined outside the body and then placed in the uterus. Eggs are obtained from the woman after extensive hormonal treatments that prepare mature eggs for fertilization and prepare the uterus for implantation of the fertilized egg. Sperm are obtained from the man and they are combined with the eggs and supported through several cell divisions to ensure viability of the zygotes. When the embryos have reached the eight-cell stage, one or more is implanted into the woman’s uterus. If fertilization is not accomplished by simple IVF, a procedure that injects the sperm into an egg can be used. This is called intracytoplasmic sperm injection (ICSI) and is shown in Figure 24.22. IVF procedures produce a surplus of fertilized eggs and embryos that can be frozen and stored for future use. The procedures can also result in multiple births.

Figure 24.22. A sperm is inserted into an egg for fertilization during intracytoplasmic sperm injection (ICSI). (الائتمان: بيانات شريط المقياس من مات راسل)


Process of Lactation (With Diagram)

In this article we will discuss about the process of lactation, explained with the help of suitable diagrams.

The hormones which influence the development of breasts are:

أ. At puberty, it will be estrogen and progesterone. In addition to these, some of the other hormones which are also required are: thyroxine, growth hormone, Cortisol and insulin.

ب. During pregnancy, it will be estrogen and progesterone which are secreted in large quantity either from corpus luteum or placenta. Apart from these, the human chorionic somatomammotropin (HCS) secreted by placenta also is responsible for growth of breasts. There is no lactation during pregnancy because, progesterone level is high and it inhibits the release of prolactin.

ج. After delivery, since the concentration of progesterone falls earlier than the estrogen, prolactin secretion starts and lactation commences in about 1-3 days. During this phase, suckling is the most effective stimulus that brings about secretion of prolactin.

“The breasts were more skillful at compounding a feeding mixture than the hemispheres of the most learned professors brain”—Oliver Wendell Holmes

Hormones Influencing Lactation:

Suckling of breasts not only brings about release of oxytocin (Fig. 7.21), it will also stimulate the secretion of prolactin. For both the hormonal secretions, it is the neuroendocrine mechanism that is involved.

2. Some of the other hormones influencing lactation are thyroxine, and growth hormone. ACTH and glucocorticoids are necessary for maintenance of milk secretion which is known as galactopoiesis.

Emotional conditions, like cry of the baby and condition reflexes, also play an important role in lactogenesis.

Advantages of Breastfeeding:

1. Infant gets a well-balanced diet.

2. Stimulation of nipple releases oxytocin. Oxytocin brings about involution of uterus and size of uterus is reduced following parturition.

3. During the time of breastfeeding, ovulation is inhibited. This is because prolactin inhibits the release of luteinizing hormone.

4. The infant gets some amount of passive immunity since milk contains some of the antibodies.

5. Since it is directly coming from mammary gland, contamination is less and chances of child suffering from infantile diarrhea is minimized.


ACCacetyl-CoA carboxylase
AgRPagouti-related peptide
AMPKAMP-activated protein kinase
قوسarcuate nucleus
BATbrown adipose tissue
CARTcocaine-and amphetamine-regulated transcript
CCKcholecystokinin
الجهاز العصبي المركزيcentral nervous system
FGFfibroblast growth factor
FoxO1Forkhead box O1
GHgrowth hormone
GLP-1glucagon-like peptide 1
GnRHالهرمون المطلق لموجهة الغدد التناسلية
IGFinsulin-like growth factor
IGFBPIGF binding factor
اناانترلوكين
مصلحة الضرائبinsulin receptor substrate
JAK2Janus kinase 2
LHالهرمون الملوتن
LHAlateral hypothalamic area
MAPKmitogen-activated protein kinase
MCHmelanin-concentrating hormone
NPYneuropeptide Y
NTSnucleus of the solitary tract
LepRleptin receptor
LepRblong isoform of leptin receptor
PI3Kphosphatidylinositol 3-kinase
POMCpro-opiomelanocortin
PTP1BProtein tyrosine phosphatase 1B
PYYpeptide YY
SF-1steroidogenic factor 1
SHP2SH2-containing protein tyrosine phosphatase 2
SOCS3suppressor of cytokine signaling 3
STAT3signal transducer and activator of transcription 3
T3tri-iodothyronine
T4هرمون الغدة الدرقية
TNFtumor necrosis factor
TRHthyrotropin-releasing hormone
TSHthyroid stimulating hormone
UCPuncoupling protein
VMHventromedial hypothalamus
VTAventral tegmental area
WATwhite adipose tissue

Publisher's Disclaimer: This is a PDF file of an unedited manuscript that has been accepted for publication. As a service to our customers we are providing this early version of the manuscript. The manuscript will undergo copyediting, typesetting, and review of the resulting proof before it is published in its final citable form. Please note that during the production process errors may be discovered which could affect the content, and all legal disclaimers that apply to the journal pertain.

تضارب المصالح There are no potential conflicts of interest relevant to this article.


شاهد الفيديو: الغدد الصماء (شهر فبراير 2023).