Гормоны животных — Гормоны животных

Автор: | 20.05.2021

Гормоны животных

ГОРМОНЫ

L/бмен веществ, его физиологические функции должны находиться под контролем, обеспечивающим их взаимосвязь между органами, тканями и отдельными клетками всего организма. Эту взаимосвязь осуществляют: центральная нервная система, гормональная (эндокринная) система, паракринная и аутокринная системы, иммунная система. Таким образом, речь идет о нейроэндокринной системе, обеспечивающей координацию метаболизма организма животного.

В предыдущих главах нами было показано, как метаболические процессы внутри клеток регулируются на уровне индивидуальных ферментных реакций на основе субстратной доступности, аллостерических механизмов, фосфорилирования или других ковалентных модификаций ферментов.

В сущности каждый процесс в организме животного регулируется одним или несколькими гормонами: поддержание давления крови, объем крови, электролитный баланс, эмбриогенез, половая дифференцировка, развитие, репродукция, голод, пищеварение. Индивидуальные клетки в одной ткани улавливают изменения обстоятельств в организме и отвечают секрецией химических мессенджеров, которые поступают в другую клетку или ткань, где они связываются с рецепторами, изменяя их метаболизм. В случае сигнала нервной системы химический мессенджер (ацетилхолин, например) может пройти лишь долю микрометра сквозь синаптическую щель в следующий нейрон. При гормональном сигнале мессенджер-гормон поступает в дистантные органы и ткани, преодолевая расстояние метра или более, достигая их клетки-мишени. Исключением из этого анатомического различия являются адреналин и норадреналин, которые служат как нейропередатчики в определенных синапсах мозга и гладкой мышцы и как гормоны, которые регулируют метаболизм в печени и мышце.

Гормоны (от грея, hormao — возбуждаю) осуществляют интеграцию и координацию метаболической активности различных тканей. Гормоны — биологически активные вещества, выделяемые железами внутренней секреции или специализированными клетками в кровь и оказывающие целенаправленное (регулирующее и координирующее) действие на другие органы и ткани под влиянием соответствующих стимулов. Гормоны переносят информацию о необходимости изменения обмена веществ в соответствующие органы в ответ на изменение внешних условий или состава внутренней среды.

Железы внутренней секреции активно реагируют на изменения внутренних и внешних условий (режим содержания и характер кормления животного, температура окружающей среды, физиологическое состояние животного), изменяя секрецию гормонов и сохраняя гомеостаз. Гормоны синтезируются у всех видов животных, включая млекопитающих, птиц, рыб, насекомых, за исключением микроорганизмов.

Фактически каждый процесс организма животного регулируется одним или несколькими гормонами. Сфера влияния гормонов в организме включает процессы роста и развития, пищеварения, метаболизм белков, жиров, углеводов, водно-минеральный обмен, обмен витаминов, репродукции.

Можно выделить ряд общих свойств, характерных для гормонов:

  • • для гормонов характерен дистанционный характер действия — с током крови они переносятся от места синтеза к клеткам-мишеням;
  • • гормоны обладают строгой специфичностью действия;
  • • гормоны изменяют скорость обычных биохимических реакций в клетке (но не инициируют новые);
  • • гормоны оказывают свое действие в чрезвычайно малых концентрациях; в частности для получения тиреотропинрилизинг-гормона R. Guilleman (Нобелевская премия, 1977) использовал около 20 т гипоталамусов от 2 млн голов овец;
  • • для гормонов характерна генерализованность — распространенность по всему организму;
  • • для гормонов характерен сравнительно короткий период существования (30 мин-3 ч).

Выделяясь в кровь, многие гормоны связываются с белками-транспортерами и лишь незначительная их часть находится в свободном состоянии (катехоламины, например).

Гормоны подвергаются биотрансформации в клетках-мишенях с помощью ферментов, а также с участием транспортных и ферментных систем печени и почек.

В ответ на сигналы центральной нервной системы (боль, испуг, инфекционный агент, гипогликемия, кровотечение) гормон вначале должен быть связан как лиганд со специфическим белком клетки, называемым рецептором (R). Взаимодействие гормона с рецептором клетки-мишени является обязательной характеристикой для нормального функционирования данного класса биологически важных веществ организма.

Каждый тип клеток имеет собственную комбинацию рецепторов гормонов, которая определяет диапазоны их активности. Более того, два типа клеток с одинаковым типом рецепторов могут иметь различные внутриклеточные мишени гормонального действия и поэтому могут по-разному отвечать на подобные гормоны. Специфичность действия гормонов является результатом структурной комплементарности между гормонами и их рецепторами; эта взаимосвязь является чрезвычайно избирательной. Поэтому структурно подобные гормоны могут иметь различные эффекты. Высокое сродство взаимосвязей позволяет клеткам отвечать на очень низкую концентрацию гормона.

Активность воздействия гормона на клетки-мишени определяется его концентрацией, связующей аффинностью к рецептору, числом рецепторов и продолжительностью взаимодействия.

Под влиянием гормонов происходят изменения клеточной активности с участием внеклеточных молекул-посредников, которые включают химические и физические модификации простых веществ и макромолекул внутри клеток. При этом клеточная активность связана с повышением или снижением уровня ферментов или биосинтеза белка. Гормональная регуляция может проявляться на всех стадиях транскрипции и трансляции РНК, посттрансляционной модификации и деградации белковых молекул, поэтому любой биохимический процесс может быть «местом действия» гормона.

Клеточная активность изменяется потоком субстрата внутрь клетки на основе следующих механизмов:

  • • химическая модификация белков-ферментов за счет фосфорилирования и дефосфорилирования, как в случае фосфо- рилаз и гликогенсинтетазы;
  • • разрыв ковалентных связей в полипептидной цепи, например превращение трипсиногена в трипсин;
  • • объединение или диссоциация пептидных субъединиц, например отделение регуляторной субъединицы под действием цАМФ для активирования протеинкиназы;
  • • аллостерическая модификация, которая приводит к кон- формационным изменениям, например, эффект влияния концентрации АМФ и АТФ на активность фосфофруктоки- назы и фруктозо-1,6-дифосфатазы;
  • • кофакторы, мелкие пептиды или ионы, действующие на ферментные комплексы, или активаторы, например Са ++ и кальмодулин.

Единой классификации гормонов не существует. Все гормоны классифицируют в определенной степени условно, по химическому строению, месту синтеза, механизму действия. Основные эндокринные железы: гипоталамус, гипофиз, щитовидная железа, паращитовидная железа, поджелудочная железа, тимус, семенники, яичники, желтое тело, плацента, желудочно-кишечный тракт, надпочечники.

Место встречи между гормоном и рецептором может быть вне клетки, внутри цитозоля или ядра, в зависимости от типа гормона.

По химическому строению гормоны делят на две группы: водорастворимые гормоны, являющиеся белками (или пептидами), и водонерастворимые гормоны (стероиды, ретиноиды, гормоны щитовидной железы).

Гормоны и воспроизводство животных

В связи с переводом животноводства на промышленную основу, его концентрацией и специализацией проблема воспроизводства сельскохозяйственных животных приобретает особо важное значение.

В успешном решении ее большая роль принадлежит гормонам и их аналогам, оказывающим разностороннее влияние на все физиологические функции организма животных, включая функцию размножения.

У самок половые функции осуществляются циклично. Каждый половой цикл имеет две основные фазы. Первая — фолликулярная, подразделяющаяся на предтечку (проэструс), течку и охоту (эструс). Вторая фаза — лютеиновая, или диэструс. В ней различают метаэструс (послетечка), что соответствует короткому (1— 4 дня) послеовуляционному периоду, и диэструс — соответствует более продолжительному периоду, когда интенсивно функционирует желтое тело. Фолликулярная фаза полового цикла в основном регулируется фоллитропином и эстрогенами, а лютеиновая — лютропином и прогестероном. В регуляции половых циклов важная роль принадлежит центральной нервной системе, в частности гипоталамусу. С учетом соотношения нервных процессов, А. П. Студенцов и др. половой цикл самок подразделяют на стадии возбуждения (проэструс и эструс), торможения (метаэструс) и уравновешивания, или восстановления (диэструс).

Продолжительность половых циклов в среднем составляет у коров 21 день, у овец — 16—17, у свиней — 20—21 и у кобыл 20—22 дня. Отсчет дней полового цикла принято начинать с первого дня охоты.

Наряду с искусственным осеменением, в животноводстве применяются такие биотехнические методы как стимуляция овуляций, трансплантация яйцеклеток, ранняя диагностика беременности, синхронизация родов, добавление оцитоцина в сперму производителей (хряков) и др., которые во многом базируются на основе и с учетом физиологической роли гормонов в животном организме. Важными вопросами в деле воспроизведения животных, которые могут успешно решаться на основе воздействия гормональными препаратами, являются снижение внутриутробной гибели плодов, сокращение сроков беременности с целью направленного учащения воспроизводительных циклов, сохранение молодняка и повышение его неспецифической резистентности, ускорение роста и полового созревания самок, прогнозирование продуктивности по гормональным показателям и т. д. Применение синхронизации половых циклов у животных позволяет планировать и более рационально в сжатые сроки проводить искусственное осеменение при меньших затратах труда и средств. При этом создаются оптимальные условия для содержания, роста и развития одновозрастного молодняка, а также для последующего комплектования производственных групп животных на промышленных комплексах по доращиванию и откорму скота, по выращиванию нетелей и т. д.

Следовательно, правильное решение вопросов управления функцией размножения сельскохозяйственных животных позволяет интенсифицировать и коренным образом улучшить технологию воспроизводства. Решение этой задачи во многом предопределяет возможности дальнейшего увеличения производства продуктов животноводства на промышленной основе в соответствии с решениями XXVI съезда КПСС и с учетом требований Постановления ЦК КПСС «О дальнейшем развитии, специализации и концентрации сельскохозяйственного производства на базе межхозяйственной кооперации и агропромышленной интеграции» (1976).

К числу гормонов и их синтетических аналогов, стимулирующих и регулирующих половые функции организма животных, относятся гормоны гипоталамуса (рилизинг-гормоны), гонадотропины, эстрогены, гестагены, простагландины. В последние годы для регуляции половой функции животных применяют синтетические аналоги гестагенов — ацетат мегестрола (АМГ), меленгестрол-ацетат (МГА), метилацетат прогестерона (МАП), хлормадинонацетат (КАП), кронолон и др. Испытываются на пригодность для применения такие гестагенные препараты, как ацетат оксипрогестерона, 17а-метилпрогестерон, 17а-ацетат мепрегенола (амол), диацетат мепрегенола (МПД), хлорсуперлютин и другие стероиды. В числе препаратов, рекомендуемых для регуляции половых циклов, важное место принадлежит простагландинам.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Гормоны и продуктивность животных

Нервная и эндокринная регуляция продуктивности сельскохозяйственных животных осуществляется комплексно, в соответствии с возрастом животного и адекватно окружающей его обстановке. Гормоны влияют на развитие, дифференцировку, рост тканей и органов животного, стимулируют воспроизводительные функции, продуктивность и метаболизм.

Для каждого возраста, пола и функционального состояния животного характерен свой гормональный статус.

У молодняка самцов и самок наиболее важен СТГ. Он в синергизме с другими гормонами усиливает синтез белка и других веществ, стимулирует пролиферацию, ускоряет образование скелета и способствует энергообеспечению роста. В растущем организме также более чем в пожилом, выражено влияние тиреоидных гормонов (они увеличивают основной обмен, а также скорость дифференцировки и роста тканей).

На подготовку молочной железы к лактации существенно влияют половые гормоны. Эстрогены стимулируют образование протоков, а прогестерон — развитие паренхимы и дифференцировку секреторных клеток. Сочетанное влияние эстрогенов, гонадолиберина и тиреолиберина усиливает синтез и поступление в кровь ЛТГ и СТГ, стимулирующих лактацию. Пролактин усиливает пролиферацию в развивающемся органе, а при наступлении лактации — секрецию молока альвеолярным эпителием. Соматотропин также способствует развитию молочной железы, а в период лактации обеспечивает высокое содержания жира и лактозы в молоке. Инсулин стимулирует лактацию через углеводный, белковый и жировой обмены. Тиреоидные гормоны облегчают использование ЛЖК для образования молочного жира. Кортикотропин и глюкокортикоиды совместно с СТГ и ЛТГ создают запас аминокислот, что способствует синтезу белков молока. Таким образом, высокий уровень лактации обеспечивается комплексным воздействием гормонов на молочную железу и другие органы самки.

Для достижения высокой шерстной продуктивности необходимы тиреоидные гормоны, инсулин и особенно СТГ, который стимулирует развитие волосяных фолликулов и образование волос. В то же время, ЛТГ и гормоны надпочечников подавляют рост волос.

Таким образом, определение содержания гормонов в крови, часто позволяет оценить причины низкой продуктивности животных.

В будущей практической деятельности, зооинженеру и ветеринарному врачу следует учитывать, что растительный корм может являться источником фитогормонов или превращаться в них при переваривании. Например, обладающие эстрогеноподобными свойствами вещества корма у самок нарушают функции воспроизводства и тормозят лактацию, антиэстрогены — снижают плодовитость и вызывают рождение ослабленного потомства. Антигонадотропины у самок нарушают течение половых циклов и прекращают овуляцию, а у самцов подавляют функции семенников. Антитиреоидные вещества (выделяются с молоком) вызывают гипофункцию щитовидной железы, и, как следствие, замедляют рост и развитие молодняка, а у взрослых животных нарушаются функции яичников, учащаются аборты и задержки последа. Поэтому необходимо учитывать допустимые дозы кормления содержащим фитогормоны кормом и знать возможные последствия его передозировки.

В арсенале ветеринарного врача и зооинженера гормональные препараты нередко используются для управления половыми циклами у самок, достижения многоплодной беременности, снижения вероятности отторжения тканей и органов при их трансплантации, а также с целью повышения продуктивности животных и качества животноводческой продукции.

В статье «Гормоны животных» использованы материалы:

http://ozlib.com/813464/himiya/gormony

http://www.activestudy.info/gormony-i-vosproizvodstvo-zhivotnyx/

http://studfile.net/preview/5050744/page:11/

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *