Физиологическая организация эндокринных функций
Гормоны – это высокоспецифические вещества, обладающие высокой биоактивностью, секретирующиеся во внутреннюю среду организма и действующие дистантно. Гормоноиды – это биоактивные вещества, специфичные по структуре, но образующиеся в различных нежелезистых тканях и участках тела. Например, простагландины, брадикинин и т.д.
Свойства истинных гормонов:
а) специфичность;
б) биологическая активность;
в) секретируемость;
г) дистантность действия.
Специфичность гормона – это своеобразие его химической структуры, функции и места образования.
Биологическая активность – это значит, что гормон оказывает своё действие в чрезвычайно малых концентрациях (10-6, 10-9 и 10-12 г).
Секретируемость гормона железой. Есть ряд веществ, которые образуются в эндокринных клетках, обладают очень высокой биоактивностью, но они не секретируются в кровь.
Дистантность действия – это значит, что гормоны действуют на клетки мишени, отдалённые от места образования гормона.
Сейчас известны вещества, которые действуют на клетки, которые их секретируют или расположенные рядом с секреторными клетками, – это ауторинно или паракринно действующие вещества, называемые гистогормонами (серотонин, гистамин и т.д.).
Значение гормонов:
1. Гормоны регулируют синтез белка и ДНК в клетках, а следовательно, рост тканей и всего организма.
2. Обеспечивают дифференцировку тканей и развитие организма.
3. Гормоны необходимы для формирования пола и размножения.
4. Обеспечивают адаптацию и поддержание метаболического гомеостаза.
5. Гормоны участвуют в формировании поведения.
Образование и секреция гормонов, их транспорт кровью,
действие на клетки и ткани, метаболизм и их секреция
Классификация гормонов.
По химической природе гормоны можно разделить на:
1) гормоны стероидной природы. В структуре этих гормонов есть циклопентанпергидрофенантреновое кольцо (кортизол, альдостерон, эстрогены, прогестерон, тестостерон).
2) производные аминокислоты тирозина
3) гормоны белково-пептидной природы (гормоны передней и промежуточной долей гипофиза, АДГ, окситоцин, инсулин, глюкагон, паратгормон, кальцитонин).
Образование и секреция гормонов.
Механизмы образования и секреции гормонов эндокринными клетками различны. Однако для большинства гормонов можно выделить некоторые общие черты этих процессов.
1. Все белковые гормоны образуются на шероховатом эндоплазматическом ретикулуме железистых клеток. В то же время первоначально образованная белковая молекула почти никогда не является самим активным гормоном. Первоначальная молекула всегда больше, чем активная молекула, и называется препрогормоном. В эндоплазматическом ретикулуме от подобной молекулы отщепляется небольшая часть и образуется прогормон. Затем молекула запаковывается в пузырёк в комплексе Гольджи, где она подвергается дальнейшему разрушению. Подобные пузырьки называются секреторными гранулами. После этого подобные секреторные пузырьки хранятся в определённых компартментах клетки до появления специфического сигнала, такого так нервный импульс или другой химический или физический сигнал.
2. Гормоны, являющиеся производными тирозина, как тириоидные, так и катехоламины, образуются при помощи ферментов, расположенных в цитоплазматических компартментах гранулярных клеток. После синтеза катехоламины запасаются в секреторных пузырьках и хранятся там до момента их секреции. Т4 и Т3 образуются как часть большой молекулы тироглобулина и затем хранятся в больших молекулах щитовидной железы. Во время секреции при помощи специфических ферментных систем тироглобулин разрушается и высвобождаются молекулы Т4 и Т3.
3. Гормоны стероидной природы секретируются корой надпочечников, яичниками, яичками, как правило, в форме предшественников. Конечный гормон образуется при отщеплении части этой молекулы накануне секреции.
Транспорт гормонов кровью.
1. Стероидные и тиреоидные гормоны переносятся специальными белками. Связанный с белком гормон в любой данный момент биологически неактивен.
2. Эффективность гормона определяется количеством свободного растворённого гормона в плазме крови.
3. Гормоны способны связываться неспецифически с белками плазмы крови.
Примеры белков-переносчиков:
- транскортин - связывает глюкокортикоиды;
- транспрогестин - связывается с прогестином;
- сексстероид-связывающий глобулин – связывает андрогены и эстрогены;
- тироксин-связывающий глобулин, связывает Т3 и Т4;
- тироксин-связывающий преальбумин.
Кроме того есть: транскальциферол, инсулин-связывающий глобулин, СТГ-связывающий белок, ангиотензин2-связывающий белок.
Действие гормонов на клетки и ткани и их метаболизм.
Трансформация гормонов происходит в печени, почках.
Некоторые гормоны способны превращаться в более активные молекулы в периферических тканях. Как правило, это имеет место в клетках-мишенях. Так происходит
Действие гормонов на клетки и ткани и их метаболизм.
Трансформация гормонов происходит в печени, почках.
Некоторые гормоны способны превращаться в более активные молекулы в периферических тканях. Как правило, это имеет место в клетках-мишенях. Так происходит
- превращение Т4 в Т3 с участием тканевой дейодиназы;
- превращение тестостерона в дегидротестостерон во вторичных половых органах.
Периферическая конверсия гормона может иметь место и вне органов-мишеней:
- дегидроэпиандростерон – синтезируется в надпочечниках, а превращается в андростенэдион в печени, эта молекула в жировой ткани, печени или коже превращается в тестостерон или эстрон, или эстродиол.
- витамин Д3, образующийся в коже, в печени превращается в 2,5 –гидроксихолекальцийферол, а затем в 1,25-дигидроксихолекальцийферол в почках.
Часть гормонов может выводиться из организма с мочой (стероидные гормоны, катехоламины).
Расположение рецепторов для различных гормонов может быть следующим:
1) на поверхности клеточной мембраны (для большинства белковых гормонов и катехоламинов);
2) в цитоплазме клетки (стероидные гормоны);
3) в ядре клетки (для Т4 и Т3).
Число рецепторов на клетке мишени обычно не остаётся постоянным. Они могут разрушаться и образовываться вновь. Например, связывание гормона с его клеткой-мишенью обычно приводит к снижению числа рецепторов. Это связано с тем, что либо некоторые рецепторы инактивируются, либо уменьшается образование новых рецепторных молекул. В любом случае подобное явление называется down regulation рецепторов. Очевидно, подобное явление уменьшает чувствительность клетки-мишени к гормону.
В некоторых случаях гормоны могут вызывать up-regulation рецепторов. Это значит, что стимулирующий гормон индуцирует образование большего количества рецепторов по сравнению с нормой. В этом случае клетки-мишени становятся более чувствительны к стимулирующему эффекту гормонов.
По механизму действия гормоны можно разделить на 2 группы:
1-ая группа. Это липофильные гормоны (кроме Т3 и Т4), производные холестерина. Эти гормоны после секреции связываются с транспортными белками, что делает их растворимыми в воде. Активный гормон свободно проникает через мембрану всех клеток и взаимодействует с рецептором, расположенным либо в цитозоле, либо в ядре. Комплекс гормон-рецептор в этом случае является вторичным посредником (messendger).
2-ая группа. Состоит из водорастворимых гормонов, которые связываются с рецепторами, расположенными на поверхности мембраны клетки. Эти гормоны влияют на внутриклеточные процессы через так называемые вторичные посредники (second messendger), которые образуются после взаимодействия гормона с рецептором.
Вторичными посредниками могут быть:
1) ц-АМФ (АКТГ, АДГ, ФСГ, липотропин, МСГ, ТТГ, Паратгормон, опиоиды, глюкагон, кортиколиберин, кальцитонин, соматостатин);
2) ионы Ca2+ или продукты фосфоинозитолового цикла (катехоламины, холецистокинин, гастрин, вещество Р, тиролиберин, вазопрессин, ангиотензин, гонадолиберин).
Ионы Ca2+ могут поступать в клетку при изменении мембранного потенциала клетки, открывающего мембранные кольцевые каналы или при взаимодействии гормона с рецептором, что также может открывать кальцевые каналы. При поступлении Ca2+ в клетку он связывается с кальмодулином, активируется и вызывает множественные внутриклеточные эффекты.
Некоторые гормоны при взаимодействии с мембранным рецептором активируют фосфолипазу С. Этот фермент приводит к разрушению фосфолипидов клеточных мембран, в результате чего появляются многочисленные вторичные посредники.
Наиболее важным фосфолипидом, разрушающимся таким путём, является фосфотидилинозитол бифосфат. Наиболее важными продуктами этого распада являются инозитолтрифосфат и диацилглицерин. Инозитолтрифосфат мобилизирует кальций из эндоплазматического ретикулума и митохондрий, а затем Ca2+ играет роль вторичного посредника. Диацилглицерин активирует фермент протеинкиназу С. Это также усиливает высвобождение Ca2+ из внутриклеточного депо. Протеинкиназа С играет особо важную роль при делении клеток и их пролифирации.
Саморегуляция гормонообразовательной функции организма. Физиологический уровень гормонов в крови поддерживается при помощи различных механизмов, которые обеспечивают тонкую взаимосвязь между гормон-секретирующей железой и тканью-мишенью. В этот процесс часто вовлекается одна или больше промежуточных желез.
Трансгипофизарная регуляция. Широко используется в организме принцип отрицательной обратной связи, наиболее ярко выраженный в системе гипоталамус-гипофиз-орган мишень. Гипоталамус-гормоны (либерины и статины) стимулируют или тормозят синтез и высвобождение гормонов передней доли гипофиза, которые в свою очередь стимулируют образование гормонов в клетках-мишенях. Высокий уровень последних блокирует систему посредством снижения синтеза гипоталамических гормонов, а низкий – стимулирует.
Особенностью трансгипофизарного механизма саморегуляции является то, что гипофизарные гормоны могут сами блокировать систему их синтеза при помощи «короткой» или «длинной петли» отрицательной обратной связи (рис.49).
Подобный механизм регуляции рассматривается для регуляции надпочечников, щитовидной железы (ЩЖ), половых желез.
Парагипофизарная регуляция. В других случаях регуляция осуществляется без посредства тропных гормонов, за счет прямого влияния автономной нервной системы на эндокринные органы.
Нейрорефлекторный механизм регуляции. Автономная нервная система иннервирует все железы. Однако эта иннервация касается не клеток желез, а сосудов. При усилении кровообращения в железе, усиливается и их функция.
Большое значение имеют преганглионарные волокна симпатической нервной системы, иннервирующие хромофинные клетки мозгового вещества надпочечников. Раздражение этих волокон приводит к выбросу адреналина.
В некоторых случаях гормоны находятся под контролем положительной обратной связи. Например, эстрогены и прогестерон необходимы, чтобы произошёл взрывообразный выброс лютеинизирующего гормона, что приводит к овуляции.
Гормоны передней доли гипофиза
В передней доли гипофиза есть по крайней мере 5 типов клеток:
Механизм действия гормонов
Почти нет гормонов, которые бы сами действовали прямо на клетку. В основном все гормоны связываются с рецепторами, расположенными в клетках-мишенях. Все или почти все рецепторные молекулы – это большие белки. Обычно, каждая клетка имеет от 2000 до 100000 рецепторов. Расположение рецепторов для различных гормонов может быть следующим:
1) на поверхности клеточной мембраны (для большинства белковых гормонов и катехоламинов);
2) в цитоплазме клетки (стероидные гормоны);
3) в ядре клетки (для Т4 и Т3).
Число рецепторов на клетке мишени обычно не остаётся постоянным. Они могут разрушаться и образовываться вновь. Например, связывание гормона с его клеткой-мишенью обычно приводит к снижению числа рецепторов. Это связано с тем, что либо некоторые рецепторы инактивируются, либо уменьшается образование новых рецепторных молекул. В любом случае подобное явление называется down regulation рецепторов. Очевидно, подобное явление уменьшает чувствительность клетки-мишени к гормону.
В некоторых случаях гормоны могут вызывать up-regulation рецепторов. Это значит, что стимулирующий гормон индуцирует образование большего количества рецепторов по сравнению с нормой. В этом случае клетки-мишени становятся более чувствительны к стимулирующему эффекту гормонов.
По механизму действия гормоны можно разделить на 2 группы:
1-ая группа. Это липофильные гормоны (кроме Т3 и Т4), производные холестерина. Эти гормоны после секреции связываются с транспортными белками, что делает их растворимыми в воде. Активный гормон свободно проникает через мембрану всех клеток и взаимодействует с рецептором, расположенным либо в цитозоле, либо в ядре. Комплекс гормон-рецептор в этом случае является вторичным посредником (messendger).
2-ая группа. Состоит из водорастворимых гормонов, которые связываются с рецепторами, расположенными на поверхности мембраны клетки. Эти гормоны влияют на внутриклеточные процессы через так называемые вторичные посредники (second messendger), которые образуются после взаимодействия гормона с рецептором.
Вторичными посредниками могут быть:
1) ц-АМФ (АКТГ, АДГ, ФСГ, липотропин, МСГ, ТТГ, Паратгормон, опиоиды, глюкагон, кортиколиберин, кальцитонин, соматостатин);
2) ионы Ca2+ или продукты фосфоинозитолового цикла (катехоламины, холецистокинин, гастрин, вещество Р, тиролиберин, вазопрессин, ангиотензин, гонадолиберин).
Ионы Ca2+ могут поступать в клетку при изменении мембранного потенциала клетки, открывающего мембранные кольцевые каналы или при взаимодействии гормона с рецептором, что также может открывать кальцевые каналы. При поступлении Ca2+ в клетку он связывается с кальмодулином, активируется и вызывает множественные внутриклеточные эффекты.
Некоторые гормоны при взаимодействии с мембранным рецептором активируют фосфолипазу С. Этот фермент приводит к разрушению фосфолипидов клеточных мембран, в результате чего появляются многочисленные вторичные посредники.
Наиболее важным фосфолипидом, разрушающимся таким путём, является фосфотидилинозитол бифосфат. Наиболее важными продуктами этого распада являются инозитолтрифосфат и диацилглицерин. Инозитолтрифосфат мобилизирует кальций из эндоплазматического ретикулума и митохондрий, а затем Ca2+ играет роль вторичного посредника. Диацилглицерин активирует фермент протеинкиназу С. Это также усиливает высвобождение Ca2+ из внутриклеточного депо. Протеинкиназа С играет особо важную роль при делении клеток и их пролифирации.
Саморегуляция гормонообразовательной функции организма. Физиологический уровень гормонов в крови поддерживается при помощи различных механизмов, которые обеспечивают тонкую взаимосвязь между гормон-секретирующей железой и тканью-мишенью. В этот процесс часто вовлекается одна или больше промежуточных желез.
Трансгипофизарная регуляция. Широко используется в организме принцип отрицательной обратной связи, наиболее ярко выраженный в системе гипоталамус-гипофиз-орган мишень. Гипоталамус-гормоны (либерины и статины) стимулируют или тормозят синтез и высвобождение гормонов передней доли гипофиза, которые в свою очередь стимулируют образование гормонов в клетках-мишенях. Высокий уровень последних блокирует систему посредством снижения синтеза гипоталамических гормонов, а низкий – стимулирует.
|
Либерины |
Статины |
|
Соматолиберин |
Соматостатин |
|
Меланолиберин |
Меланостатин |
|
Пролактолиберин |
Пролактостатин |
|
Гонадолиберин |
|
|
Кортиколиберин |
|
|
Тиролиберин |
|
Подобный механизм регуляции рассматривается для регуляции надпочечников, щитовидной железы (ЩЖ), половых желез.
Парагипофизарная регуляция. В других случаях регуляция осуществляется без посредства тропных гормонов, за счет прямого влияния автономной нервной системы на эндокринные органы.
Нейрорефлекторный механизм регуляции. Автономная нервная система иннервирует все железы. Однако эта иннервация касается не клеток желез, а сосудов. При усилении кровообращения в железе, усиливается и их функция.
Большое значение имеют преганглионарные волокна симпатической нервной системы, иннервирующие хромофинные клетки мозгового вещества надпочечников. Раздражение этих волокон приводит к выбросу адреналина.
Рис.49. «Короткая» и «длинная» петли отрицательной обратной связи.
Кроме того, регуляция может осуществляться по принципу отрицательной обратной связи метаболитами или веществами, концентрация которых в плазме изменяется в результате действия гормонов на клетки-мишени (глюкоза-инсулин). В некоторых случаях гормоны находятся под контролем положительной обратной связи. Например, эстрогены и прогестерон необходимы, чтобы произошёл взрывообразный выброс лютеинизирующего гормона, что приводит к овуляции.
Гормоны передней доли гипофиза
- соматотрофы – секретируют гормон роста;
- кортикотрофы – секретируют АКТГ;
- тиротрофы – секретируют ТТГ;
- гонадотрофы – секретируют гонадотрофные гормоны, к которым относятся лютеонизирующий гормон (ЛГ), фолликулостимулирующий гормон (ФСГ);
- лактотрофы – секретируют пролактин.
Среди всех клеток гипофиза наибольшее количество приходится на соматотрофы (около 30-40%). Около 20% – это кортикотрофы. На остальные типы клеток приходится по 3-5% от их общего количества.
Влияние на рост клеток. СТГ вызывает рост почти всех клеток и тканей человека, которые способны к росту. СТГ вызывает увеличение размера клеток, количества митозов и специфическую дифференцировку определенных типов клеток.
Влияние СТГ на рост опосредуется соматомединами, которые являются факторами роста, образующимися в печени и в других тканях в ответ на их стимуляцию СТГ. У человека основными циркулирующими соматомединами являются:
Соматотропный гормон
Соматотропный гормон (СТГ, гормон роста). СТГ – это протеин, состоящий из 191 аминокислотного остатка и имеет М.в.=22005. Влияние на рост клеток. СТГ вызывает рост почти всех клеток и тканей человека, которые способны к росту. СТГ вызывает увеличение размера клеток, количества митозов и специфическую дифференцировку определенных типов клеток.
Влияние СТГ на рост опосредуется соматомединами, которые являются факторами роста, образующимися в печени и в других тканях в ответ на их стимуляцию СТГ. У человека основными циркулирующими соматомединами являются:
- инсулиноподобный фактор роста I (соматомедин С)
- инсулиноподобный фактор роста II.
СТГ стимулирует образование инсулиноподобного фактора I. Инсулиноподобный фактор II в меньшей степени зависит от СТГ а, по-видимому, играет большую роль в росте плода перед рождением.
Наиболее выраженное влияние СТГ оказывает на кость.
1 Он увеличивает отложение протеинов хондроцитами и остеогенными клетками, что вызывает рост кости.
2. СТГ увеличивает скорость деления этих клеток.
3. СТГ превращает хондроциты в остеогенные клетки. Это приводит к увеличению длинных трубчатых костей, что наблюдается до момента окостенения эпифизарных хрящей, либо к увеличению кости за счёт периостального роста.
Метаболические эффекты СТГ. СТГ увеличивает синтез протеинов во всех клетках. Усиливает липолиз в жировой ткани, а в других тканях превращение жирных кислот в ацетилкоэнзим А с последующей его утилизацией для получения энергии. Таким образом, для получения энергии под влиянием СТГ используется жир, а не углеводы и белки.
СТГ снижает использование клетками глюкозы для получения энергии. Это является результатом повышенного использования жирных кислот. Повышенное образование в этих условиях ацетил-СоА блокирует гликолитическое расщепление глюкозы и гликогена.
Снижение использования глюкозы приводит к отложению гликогена в клетках, уменьшению поступления глюкозы в клетки, увеличению содержания глюкозы в крови, гиперстимуляции b-клеток поджелудочной железы.
Регуляция секреции СТГ.
Подобно другим гипофизарным гормонам СТГ секретируется эпизодически каждые 20-30 мин, а также в ответ на стимуляцию.
К факторам, стимулирующим секрецию, относятся:
Наиболее выраженное влияние СТГ оказывает на кость.
1 Он увеличивает отложение протеинов хондроцитами и остеогенными клетками, что вызывает рост кости.
2. СТГ увеличивает скорость деления этих клеток.
3. СТГ превращает хондроциты в остеогенные клетки. Это приводит к увеличению длинных трубчатых костей, что наблюдается до момента окостенения эпифизарных хрящей, либо к увеличению кости за счёт периостального роста.
Метаболические эффекты СТГ. СТГ увеличивает синтез протеинов во всех клетках. Усиливает липолиз в жировой ткани, а в других тканях превращение жирных кислот в ацетилкоэнзим А с последующей его утилизацией для получения энергии. Таким образом, для получения энергии под влиянием СТГ используется жир, а не углеводы и белки.
СТГ снижает использование клетками глюкозы для получения энергии. Это является результатом повышенного использования жирных кислот. Повышенное образование в этих условиях ацетил-СоА блокирует гликолитическое расщепление глюкозы и гликогена.
Снижение использования глюкозы приводит к отложению гликогена в клетках, уменьшению поступления глюкозы в клетки, увеличению содержания глюкозы в крови, гиперстимуляции b-клеток поджелудочной железы.
Регуляция секреции СТГ.
Подобно другим гипофизарным гормонам СТГ секретируется эпизодически каждые 20-30 мин, а также в ответ на стимуляцию.
К факторам, стимулирующим секрецию, относятся:
- первые 2 часа сна;
- стресс;
- физические упражнения;
- гипогликемия;
- богатая белками пища;
- аргинин.
Регуляция секреции СТГ со стороны гипоталамуса осуществляется следующим образом:
а) при помощи релизинг-фактора гормона роста – стимулирующего секрецию СТГ.
б) соматостатина – гормона, блокирующего секрецию СТГ.
в) инсулиноподобный фактор роста I, являющийся посредником действий СТГ, регулирует секрецию СТГ путём ингибирования высвобождения и релизинг-фактора гормона роста и увеличивает высвобождение соматостатина. Сам СТГ оказывает блокирующее действие на освобождение релизинг-фактора гормона роста.
Нарушение секреции гормона роста.
Уменьшение секреции СТГ у детей приводит к развитию карликовости (dwarfism). Это пропорционально сложенные люди, очень маленького роста. Если гипосекреция СТГ сочетается с недостатком других гормонов, то у них страдает половая функция и они не могут иметь детей. Если наблюдается недостаток только СТГ(1/3 карликов), то они могут достигать половой зрелости и способны к воспроизведению.
Уменьшение секреции СТГ у взрослых сочетается с дефицитом других гормонов гипофиза. Причина этого – опухоль гипофиза или тромбоз сосудов, снабжающих гипофиз. При этом наблюдается:
а) при помощи релизинг-фактора гормона роста – стимулирующего секрецию СТГ.
б) соматостатина – гормона, блокирующего секрецию СТГ.
в) инсулиноподобный фактор роста I, являющийся посредником действий СТГ, регулирует секрецию СТГ путём ингибирования высвобождения и релизинг-фактора гормона роста и увеличивает высвобождение соматостатина. Сам СТГ оказывает блокирующее действие на освобождение релизинг-фактора гормона роста.
Нарушение секреции гормона роста.
Уменьшение секреции СТГ у детей приводит к развитию карликовости (dwarfism). Это пропорционально сложенные люди, очень маленького роста. Если гипосекреция СТГ сочетается с недостатком других гормонов, то у них страдает половая функция и они не могут иметь детей. Если наблюдается недостаток только СТГ(1/3 карликов), то они могут достигать половой зрелости и способны к воспроизведению.
Уменьшение секреции СТГ у взрослых сочетается с дефицитом других гормонов гипофиза. Причина этого – опухоль гипофиза или тромбоз сосудов, снабжающих гипофиз. При этом наблюдается:
- гипотиреоз;
- снижение образования глюкокортикоидов;
- подавление секреции гонадотропных гормонов;
- увеличение продукции СТГ у детей приводит к развитию гигантизма;
- увеличение продукции СТГ у взрослых сопровождается развитием акромегалии.
Пролактин
Гормон белковой природы с М.в.=23000. Во время беременности число клеток, синтезирующих этот гормон, увеличивается. Это связано с тем, что эстрогены стимулируют их рост и размножение.
Регуляция секреции.
1. Пролактин является единственным гормоном гипофиза, секреция которого при перерезке ножки гипофиза возрастает. Вероятно, что секреция пролактина находится под постоянным тоническим ингибиторным контролем со стороны гипоталамуса.
1. Серотонин посредством неизвестного механизма повышает секрецию пролактина. С этим связано изменение уровня пролактина в крови во время сна.
2. Релизинг-фактор тиреотропина стимулирует секрецию пролактина.
3. Физиологическим стимулом для освобождения пролактина является раздражение сосков, однако, его высвобождение усиливается под влиянием стресса, во время сна и при сексуальном возбуждении.
Физиологическое действие.
Основная функция пролактина заключается в стимуляции секреции молока. Поэтому понятно, что физиологическим стимулом секреции пролактина является кормление грудью. В данном случае имеет место типичный нейроэндокринный рефлекс с нервной афферентной (от грудного соска в ЦНС) и эндокринной эфферентной (секреция пролактина) частью.
Пролактин действует на молочные железы только в случае предварительного влияния на них женских половых гормонов. Однако, очень высокие концентрации пролактина могут вызывать развитие молочных желез у женщин с удалёнными яичниками и у мужчин.
Выделение пролактина может ингибировать секрецию рилизинг-гормона гонадотропина и это является одной из причин ановуляторности цикла в период кормления грудью.
Хотя физиологические концентрации пролактина необходимы для нормального развития и функционорования овариальных фолликулов, его количество, вызывающее лактацию, оказывает непосредственно ановуляторное действие.
Клеточный механизм действия пролактина изучен недостаточно. На ткань молочной железы пролактин оказывает инсулиноподобный эффект, стимулируя поглощение глюкозы и липогенез. Пролактин активирует синтез белков молока (козеина и альфа-лактальальбумина).
Кортикотропин, меланостимулирующий гормон, липотропин
Все эти гормоны образуются из одной молекулы пропиомеланокортина (ПОМК). ПОМК синтезируется в гипофизе как предшественник, содержащий около 225 аминокислот, который расщепляется клеточными протеазами в различных его частях с образованием новых гормонов.
Протеолиз ПОМК в передней доли гипофиза приводит к образованию АКТГ и В-липотропина. АКТГ расщепляется на альфа-меланостимулирующий гормон и кортикотропинподобный пептид промежуточной доли гипофиза, а В-липотропин превращается в a-липотропин и b-эндорфин (рис.50).
Андренокортикотропный гормон (АКТГ) – это одноцепочечный полипептид (39 аминокислот). Он регулирует рост и функцию коры надпочечников.
Физиологическое действие. АКТГ контролирует пучковую зону надпочечников, в которой образуются глюкокортикоиды. Клетки клубочковой зоны (продуцируют минералокортикоиды) в определенной мере независимы от АКТГ. Небольшое влияние оказывает АКТГ на сетчатую зону коры, продуцирующую андрогены.
Действуя на клетки надпочечников, как и другие пептидные гормоны, АКТГ взаимодействуют со своими рецепторами, локализованными на клеточной поверхности. Это приводит к активации аденилатциклазы и увеличению в цитоплазме ц-АМФ, а в итоге активирует синтез гормонов надпочечников.
Регуляция секреции. Как и все другие гипофизарные гормоны, АКТГ синтезируется эпизодически (7-9 секреторных импульсов за 3 часа). У здоровых лиц наименьший уровень АКТГ определяется в конце дня и непосредственно перед сном, а наибольший в 6-8 часов утра в момент пробуждения.
Высвобождение АКТГ находится под контролем релизинг-фактора кортикотропина, образуемого в гипоталамусе, и высвобождение которого регулируется отрицательной обратной связью со стороны АКТГ. Глюкокортикоиды оказывают ингибирующее действие на образование АКТГ и кортикотропин-релизинг фактора.
Физическое и психическое напряжение в течение нескольких минут приводят к значительному увеличению секреции АКТГ. В этом случае импульсы от лимбической системы (как это имеет место при психическом стрессе) или от других отделов ЦНС активируют пептидэргические нейроны паравентрикулярного ядра, секретирующего релизинг-гормон кортикотропина.
Меланостимулирующий гормон (МСГ) является продуктом протомеланокортина. Физиологическое действие МСГ действие заключается в увеличении синтеза меланина в специализированных клетках кожи – меланоцитах. Этот эффект связан с индукцией синтеза фермента тирозиназы, который определяет скорость синтеза меланина. Действие гормона на меланоциты связано с увеличением внутриклеточного содержания ц-АМФ.
Липотропин – производное протомеланокортина. Он обнаруживается только в гипофизе, т.к. он быстро превращается в других тканях в a- липотропин и b-эндорфин.
b-липотропин стимулирует липолиз и мобилизацию жирных кислот.
Эндорфины. Эндорфин связывается в ЦНС с теми же рецепторами, как и морфин и может играть роль в эндогенном контроле болевых ощущений. Анальгетическое действие эндорфинов в 18-20 раз более сильное, чем морфина.
Физиологическое действие:
Воздействия на щитовидную железу:
1. Увеличивает протеолиз тироглобулина, который храниться в фолликулах, приводя к высвобождению тиреоидных гормонов в кровь.
2. Увеличивает активность йодного насоса, и как следствие захват йода клетками железы.
3. Увеличивает размеры и секреторную активность клеток щитовидной железы.
4. Увеличивает число клеток щитовидной железы.
В целом ТТГ увеличивает активность щитовидной железы. На фолликулярных клетках щитовидной железы есть рецепторы для ТТГ.
ТТГ- рецепторный комплекс вызывает ответные биологические реакции с помощью не менее 4-х внутриклеточных посредников: ц-АМФ, инозитолтрифосфата, диациглицерола, комплекса Са2+-кальмодулина. В результате изменяется активность многих белков.
Регуляция секреции.
Высвобождение ТТГ контролируется тиротропинвысвобождающим гормоном гипоталамуса. Количество этого гормона изменяется в течении суток. Максимальный уровень его перед сном. Одним из хорошо известных стимулов, увеличивающих секрецию рилизинг гормона-тиротропина является холод. В этом случае эффект реализуется через возбуждение переднего гипоталамуса и его преоптической области, где находится гипоталамический центр, контролирующий температуру тела. При стрессе (травма, наркоз) секреция рилизинг гормона ТТГ ингибируется.
В качестве фактора, блокирующего секрецию ТТГ, вероятно, выступает соматостатин.
Основное блокирующее действие на секрецию ТТГ оказывает повышенная концентрация в крови тиреоидных гормонов (принцип отрицательной обратной связи).
Фолликулостимулирующий гормон (ФСГ). ФСГ – присоединяется к специфическим рецепторам, расположенным на плазматической мембране фолликулярных клеток в яичнике и клеток Сертоли в яичках. В результате этого активируется аденилатциклаза и увеличивается образование ц-АМФ.
ФСГ способствуют росту фолликулов, подготавливает фолликул к индуцирующему овуляцию действию лютеинизирующего гормона, а так же повышает высвобождение эстрогенов.
У мужчин ФСГ связывается с клетками Сертоли, где он индуцирует синтез андроген-связывающего белка, который обеспечивает транспорт тестостерона к семенным канальцам и придатку яичка. Этот механизм важен для достижения высокого локального уровня тестостерона, необходимого для сперматогенеза. При отсутствии ФСГ яички атрофируются и продукция спермы прекращается. Уровень ФСГ в плазме увеличивается к моменту полового созревания.
У женщин наблюдается заметная цикличность уровня ФСГ в крови с пиком, в 10 раз превышающим базальный уровень гормона.
Лютеинизирующий гормон. ЛГ присоединяется к спецефическим рецепторам, расположенным на мембране и стимулирует продукцию прогестерона клетками желтого тела и тестерона клетками Лейдинга.
Эстрадиол-зависимый пик ЛГ в середине менструльного цикла запускает овуляцию и необходим для сохранения желтого тела.
У мужчин ЛГ стимулирует продукцию тестостерона, который вместе с ФСГ способствует сперматогенезу.
Системное действие ЛГ включает развитие и поддержание функции простаты и семенных пузырьков. ЛГ может стимулировать продукцию адрогенов в интерстициальных клетках яичников.
Регуляция секреции.
1. Секреция ЛГ и ФСГ контролируется рилизинг-гормонами гипоталамуса по механизму обратной связи.
2. Освобождение гонадотропин-рилизинг гормона ингибируется тестостероном, эстрадиолом и эндорфином.
3. Высокие дозы половых гормонов ингибируют секрецию ФСГ и ЛГ. Кастрация или физиологическая атрофия яичников во время менопаузы приводит к гиперсекреции ЛГ и ФСГ. Имеется также положительная обратная связь, т.к. эстрадиол является ответственным за пик ЛГ во время овуляции.
У мужчин, когда в семенных канальцах не образуется сперма, возрастает секреция ФСГ, и наоборот, когда сперматогенез протекает быстро, секреция ФСГ снижается. Эти изменения вызываются гормоном ингибином, образующимся в клетках Сертоли. Ингибин оказывает выраженный ингибирующий эффект на секрецию ФСГ и, возможно, оказывает выраженный ингибирующий эффект на освобождение рилизинг гормона – гонадотропина.
1) у гипофизэктомированных животных роды очень продолжительные;
2) содержание окситотоцина во время родов возрастает;
3) раздражение у беременных животных цервикального канала вызывает нервные сигналы, которые приходят в гипоталамус и вызывают увеличение секреции окситоцина.
Окситоцин играет важную роль в процессе лактации. Механизм этого следующий: когда ребенок дотрагивается до соска груди женщины, сигналы по афферентным нервам поступают в мозг. Затем сигналы достигают паравентрикулярного и супраоптического ядер гипоталамуса и вызывают усиление секреции окситоцина. Затем окситоцин поступает в кровь и достигает груди, где он вызывает сокращение миоэпителлиальных клеток, которые оплетают альвеолы молочной железы. Менее чем через 1 минуту после начала сосания начинает течь молоко (молокоотделение).
Гормон белковой природы с М.в.=23000. Во время беременности число клеток, синтезирующих этот гормон, увеличивается. Это связано с тем, что эстрогены стимулируют их рост и размножение.
Регуляция секреции.
1. Пролактин является единственным гормоном гипофиза, секреция которого при перерезке ножки гипофиза возрастает. Вероятно, что секреция пролактина находится под постоянным тоническим ингибиторным контролем со стороны гипоталамуса.
1. Серотонин посредством неизвестного механизма повышает секрецию пролактина. С этим связано изменение уровня пролактина в крови во время сна.
2. Релизинг-фактор тиреотропина стимулирует секрецию пролактина.
3. Физиологическим стимулом для освобождения пролактина является раздражение сосков, однако, его высвобождение усиливается под влиянием стресса, во время сна и при сексуальном возбуждении.
Физиологическое действие.
Основная функция пролактина заключается в стимуляции секреции молока. Поэтому понятно, что физиологическим стимулом секреции пролактина является кормление грудью. В данном случае имеет место типичный нейроэндокринный рефлекс с нервной афферентной (от грудного соска в ЦНС) и эндокринной эфферентной (секреция пролактина) частью.
Пролактин действует на молочные железы только в случае предварительного влияния на них женских половых гормонов. Однако, очень высокие концентрации пролактина могут вызывать развитие молочных желез у женщин с удалёнными яичниками и у мужчин.
Выделение пролактина может ингибировать секрецию рилизинг-гормона гонадотропина и это является одной из причин ановуляторности цикла в период кормления грудью.
Хотя физиологические концентрации пролактина необходимы для нормального развития и функционорования овариальных фолликулов, его количество, вызывающее лактацию, оказывает непосредственно ановуляторное действие.
Клеточный механизм действия пролактина изучен недостаточно. На ткань молочной железы пролактин оказывает инсулиноподобный эффект, стимулируя поглощение глюкозы и липогенез. Пролактин активирует синтез белков молока (козеина и альфа-лактальальбумина).
Кортикотропин, меланостимулирующий гормон, липотропин
Все эти гормоны образуются из одной молекулы пропиомеланокортина (ПОМК). ПОМК синтезируется в гипофизе как предшественник, содержащий около 225 аминокислот, который расщепляется клеточными протеазами в различных его частях с образованием новых гормонов.
Протеолиз ПОМК в передней доли гипофиза приводит к образованию АКТГ и В-липотропина. АКТГ расщепляется на альфа-меланостимулирующий гормон и кортикотропинподобный пептид промежуточной доли гипофиза, а В-липотропин превращается в a-липотропин и b-эндорфин (рис.50).
Рис.50. Продукты пропиомеланокортина
Андренокортикотропный гормон (АКТГ) – это одноцепочечный полипептид (39 аминокислот). Он регулирует рост и функцию коры надпочечников.
Физиологическое действие. АКТГ контролирует пучковую зону надпочечников, в которой образуются глюкокортикоиды. Клетки клубочковой зоны (продуцируют минералокортикоиды) в определенной мере независимы от АКТГ. Небольшое влияние оказывает АКТГ на сетчатую зону коры, продуцирующую андрогены.
Действуя на клетки надпочечников, как и другие пептидные гормоны, АКТГ взаимодействуют со своими рецепторами, локализованными на клеточной поверхности. Это приводит к активации аденилатциклазы и увеличению в цитоплазме ц-АМФ, а в итоге активирует синтез гормонов надпочечников.
Регуляция секреции. Как и все другие гипофизарные гормоны, АКТГ синтезируется эпизодически (7-9 секреторных импульсов за 3 часа). У здоровых лиц наименьший уровень АКТГ определяется в конце дня и непосредственно перед сном, а наибольший в 6-8 часов утра в момент пробуждения.
Высвобождение АКТГ находится под контролем релизинг-фактора кортикотропина, образуемого в гипоталамусе, и высвобождение которого регулируется отрицательной обратной связью со стороны АКТГ. Глюкокортикоиды оказывают ингибирующее действие на образование АКТГ и кортикотропин-релизинг фактора.
Физическое и психическое напряжение в течение нескольких минут приводят к значительному увеличению секреции АКТГ. В этом случае импульсы от лимбической системы (как это имеет место при психическом стрессе) или от других отделов ЦНС активируют пептидэргические нейроны паравентрикулярного ядра, секретирующего релизинг-гормон кортикотропина.
Меланостимулирующий гормон (МСГ) является продуктом протомеланокортина. Физиологическое действие МСГ действие заключается в увеличении синтеза меланина в специализированных клетках кожи – меланоцитах. Этот эффект связан с индукцией синтеза фермента тирозиназы, который определяет скорость синтеза меланина. Действие гормона на меланоциты связано с увеличением внутриклеточного содержания ц-АМФ.
Липотропин – производное протомеланокортина. Он обнаруживается только в гипофизе, т.к. он быстро превращается в других тканях в a- липотропин и b-эндорфин.
b-липотропин стимулирует липолиз и мобилизацию жирных кислот.
Эндорфины. Эндорфин связывается в ЦНС с теми же рецепторами, как и морфин и может играть роль в эндогенном контроле болевых ощущений. Анальгетическое действие эндорфинов в 18-20 раз более сильное, чем морфина.
Тиротропин
Тиротропин – это белок с М.в.=28000. Он увеличивает секрецию тироксина (Т4) и трийодтиронина (Т3). Физиологическое действие:
Воздействия на щитовидную железу:
1. Увеличивает протеолиз тироглобулина, который храниться в фолликулах, приводя к высвобождению тиреоидных гормонов в кровь.
2. Увеличивает активность йодного насоса, и как следствие захват йода клетками железы.
3. Увеличивает размеры и секреторную активность клеток щитовидной железы.
4. Увеличивает число клеток щитовидной железы.
В целом ТТГ увеличивает активность щитовидной железы. На фолликулярных клетках щитовидной железы есть рецепторы для ТТГ.
ТТГ- рецепторный комплекс вызывает ответные биологические реакции с помощью не менее 4-х внутриклеточных посредников: ц-АМФ, инозитолтрифосфата, диациглицерола, комплекса Са2+-кальмодулина. В результате изменяется активность многих белков.
Регуляция секреции.
Высвобождение ТТГ контролируется тиротропинвысвобождающим гормоном гипоталамуса. Количество этого гормона изменяется в течении суток. Максимальный уровень его перед сном. Одним из хорошо известных стимулов, увеличивающих секрецию рилизинг гормона-тиротропина является холод. В этом случае эффект реализуется через возбуждение переднего гипоталамуса и его преоптической области, где находится гипоталамический центр, контролирующий температуру тела. При стрессе (травма, наркоз) секреция рилизинг гормона ТТГ ингибируется.
В качестве фактора, блокирующего секрецию ТТГ, вероятно, выступает соматостатин.
Основное блокирующее действие на секрецию ТТГ оказывает повышенная концентрация в крови тиреоидных гормонов (принцип отрицательной обратной связи).
Гонадотропины
Это гликопротеиды с М.в.=25000, отвественные за гаметосинтез и стероидогенез в половых железах. Фолликулостимулирующий гормон (ФСГ). ФСГ – присоединяется к специфическим рецепторам, расположенным на плазматической мембране фолликулярных клеток в яичнике и клеток Сертоли в яичках. В результате этого активируется аденилатциклаза и увеличивается образование ц-АМФ.
ФСГ способствуют росту фолликулов, подготавливает фолликул к индуцирующему овуляцию действию лютеинизирующего гормона, а так же повышает высвобождение эстрогенов.
У мужчин ФСГ связывается с клетками Сертоли, где он индуцирует синтез андроген-связывающего белка, который обеспечивает транспорт тестостерона к семенным канальцам и придатку яичка. Этот механизм важен для достижения высокого локального уровня тестостерона, необходимого для сперматогенеза. При отсутствии ФСГ яички атрофируются и продукция спермы прекращается. Уровень ФСГ в плазме увеличивается к моменту полового созревания.
У женщин наблюдается заметная цикличность уровня ФСГ в крови с пиком, в 10 раз превышающим базальный уровень гормона.
Лютеинизирующий гормон. ЛГ присоединяется к спецефическим рецепторам, расположенным на мембране и стимулирует продукцию прогестерона клетками желтого тела и тестерона клетками Лейдинга.
Эстрадиол-зависимый пик ЛГ в середине менструльного цикла запускает овуляцию и необходим для сохранения желтого тела.
У мужчин ЛГ стимулирует продукцию тестостерона, который вместе с ФСГ способствует сперматогенезу.
Системное действие ЛГ включает развитие и поддержание функции простаты и семенных пузырьков. ЛГ может стимулировать продукцию адрогенов в интерстициальных клетках яичников.
Регуляция секреции.
1. Секреция ЛГ и ФСГ контролируется рилизинг-гормонами гипоталамуса по механизму обратной связи.
2. Освобождение гонадотропин-рилизинг гормона ингибируется тестостероном, эстрадиолом и эндорфином.
3. Высокие дозы половых гормонов ингибируют секрецию ФСГ и ЛГ. Кастрация или физиологическая атрофия яичников во время менопаузы приводит к гиперсекреции ЛГ и ФСГ. Имеется также положительная обратная связь, т.к. эстрадиол является ответственным за пик ЛГ во время овуляции.
У мужчин, когда в семенных канальцах не образуется сперма, возрастает секреция ФСГ, и наоборот, когда сперматогенез протекает быстро, секреция ФСГ снижается. Эти изменения вызываются гормоном ингибином, образующимся в клетках Сертоли. Ингибин оказывает выраженный ингибирующий эффект на секрецию ФСГ и, возможно, оказывает выраженный ингибирующий эффект на освобождение рилизинг гормона – гонадотропина.
Окситоцин
Гормон пептидной природы, синтезируется в паравентрикулярном ядре гипоталамуса. Окситоцин вызывает сокращение беременной матки, особенно в конце беременности. Многие акушеры считают, что окситоцин частично ответственен за эффективные роды. Это подтверждается следующими фактами: 1) у гипофизэктомированных животных роды очень продолжительные;
2) содержание окситотоцина во время родов возрастает;
3) раздражение у беременных животных цервикального канала вызывает нервные сигналы, которые приходят в гипоталамус и вызывают увеличение секреции окситоцина.
Окситоцин играет важную роль в процессе лактации. Механизм этого следующий: когда ребенок дотрагивается до соска груди женщины, сигналы по афферентным нервам поступают в мозг. Затем сигналы достигают паравентрикулярного и супраоптического ядер гипоталамуса и вызывают усиление секреции окситоцина. Затем окситоцин поступает в кровь и достигает груди, где он вызывает сокращение миоэпителлиальных клеток, которые оплетают альвеолы молочной железы. Менее чем через 1 минуту после начала сосания начинает течь молоко (молокоотделение).
Last modified: Friday, 3 January 2020, 10:34 AM