ЛЕКЦИЯ 12.
ГОРМОНЫГИПОФИЗА И НАДПОЧЕЧНИКОВ. ИХ РОЛЬ В ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ ОРГАНИЗМА.
1.Общая характеристика гормонов.
2.Гипоталамо-гипофизарная система. Нейросекреты гипоталамуса: либерины и статины.
3.Гипофиз. Гормоны аденогипофиза. Гормоны нейрогипофиза.
4.Надпочечники. Гормоны коркового вещества надпочечников.
5.Роль гормонов надпочечников в регуляции обмена веществ и функций организма.
Высшей формой гуморальной регуляции является гормональная. Термин «гормон» был впервые применен в 1902 г. Старлином и Бейлиссом в отношении открытого ими вещества, продуцирующегося в двенадцатиперстной кишке, — секретина. Термин «гормон» в переводе с греческого означает «побуждающий к действию», хотя не все гормоны обладают стимулирующим эффектом.
ГОРМОНЫ— это биологически высокоактивные вещества, синтезирующиеся и выделяющиеся во внутреннюю среду организма эндокринными железами, или железами внутренней секреции, и оказывающие регулирующее влияние на функции удаленных от места их секреции органов и систем организма.
Гормоны имеютчетыре основных типа физиологического действия на организм:
КИНЕТИЧЕСКОЕ, или пусковое, вызывающее определенную деятельность исполнительных органов;
М ЕТАБОЛИЧЕСКОЕ (изменения обмена веществ);
МОРФОГЕНЕТИЧЕСКОЕ (дифференциация тканей и органов, действие на рост, стимуляция формообразовательного процесса);
КОРРИГИРУЮЩЕЕ (изменение интенсивности функций органов и тканей).
Функциональная классификация гормонов:
• 1. Эффекторные гормоны - гормоны, которые оказывают влияние непосредственно на орган-мишень.
• 2. Тропные гормоны — гормоны, основной функцией которых является регуляция синтеза и выделения эффекторных гормонов. Выделяются аденогипофизом.
• 3. Рилизинг-гормоны — гормоны, регулирующие синтез и выделение гормонов аденогипофиза, преимущественно тропных. Выделяются нервными клетками гипоталамуса.
Регуляция деятельности желез внутренней секреции осуществляется нервными и гуморальными факторами. Нейроэндокринные зоны гипоталамуса, эпифиз, мозговое вещество надпочечников и другие участки хромаффинной ткани регулируются непосредственно нервными механизмами. В большинстве случаев нервные волокна, подходящие к железам внутренней секреции, регулируют не секреторные клетки, а тонус кровеносных сосудов, от которых зависит кровоснабжение и функциональная активность желез. Основную роль в физиологических механизмах регуляции играют нейрогормональные и гормональные механизмы, а также прямые влияния на эндокринные железы тех веществ, концентрацию которых регулирует данный гормон.
Регулирующее влияние ЦНС на деятельность эндокринных желез осуществляется через ГИПОТАЛАМУС. Гипоталамус получает по афферентным путям мозга сигналы из внешней и внутренней среды.
Нейросекреторные клетки гипоталамуса трансформируют афферентные нервные стимулы в гуморальные факторы, продуцируя рилизинг-гормоны.
Рилизинг-гормоны избирательно регулируют функции клеток аденогипофиза. Среди рилизинг-гормонов различают либерины — стимуляторы синтеза и выделения гормонов аденогипофиза и статины — ингибиторы секреции.
В свою очередь, тропные гормоны аденогипофиза регулируют активность ряда других периферических желез внутренней секреции (кора надпочечников, щитовидная железа, гонады). Это так называемые ПРЯМЫЕ НИСХОДЯЩИЕ РЕГУЛИРУЮЩИЕ СВЯЗИ.
Кроме них внутри указанных систем существуют и ОБРАТНЫЕ ВОСХОДЯЩИЕ САМОРЕГУЛИРУЮЩИЕ СВЯЗИ. Обратные связи могут исходить как от периферической железы, так и от гипофиза. По направленности физиологического действия обратные связи могут быть отрицательными и положительными. Отрицательные связи самоограничивают работу системы. Положительные связи самозапускают ее.
ГИПОТАЛАМО-ГИПОФИЗАРНЫЕ НЕЙРОГУМОРАЛЬНЫЕ УПРАВЛЯЮЩИЕ ВЛИЯНИЯ
Взаимодействие гипоталамуса и гипофиза.
А — саморегуляция гипоталамо-гипофизарной системы; Б — нервная связь гипоталамуса и задней доли гипофиза (tractus supraopticohypophyseus); В —особенности кровоснабжения передней доли гипофиза, К1 И К2; — первая и вторая капиллярные сети соответственно
ГИПОФИЗ
В 1679 году описана киста гипофиза Бонетом (Bonetus). В 1886 году описана акромегалия у человека Мари (Marie). В 1910 году обнаружено отставание гипофизэктомированных собак в росте Кушингом (Cushing). В 1930-1933 году описана воротная система сосудов в гипофизе – Попа и Вислоцкий (Popa, Wislocki).С 1960 года применяются иммунологические методы исследования при изучении гипофиза, выделяются, идентифицируются и синтезируются рилизинг-факторы.
1. Соматотропин (гормон роста)
Представляет собой одноцепочный пептид, состоящий из 191 аминокислоты и имеющий два дисульфидных мостика. Обладает видовой специфичностью - бычий, свиной и овечий неэффективны при введении людям. Секретируется эпизодически с периодом 20-30 минут, подобно другим гормонам аденогипофиза.
Отчетливо повышается концентрация в крови даже у нерастущих людей при:
1. Глубоком медленноволновом сне (на ранних стадиях).
2. После воздействия пирогенов и в связи с травмой
3. После мышечных упражнений
4. При гипогликемии
5. После введения вазопрессина
6. После введения морфина и других подобных средств
Продукция соматотропина регулируется соматолиберином и соматостатином гипоталамуса. Снижение содержания глюкозы и жирных кислот, избыток аминокислот в плазме крови также приводят к увеличению секреции соматотропина.
Эффекты соматотропина:
• Стимуляция роста хряща (связан с повышенным поглощением SO4 и включением в хондроитинсульфат, с усиленным поглощением аминокислот и включением их в белок, с увеличением числа митозов и деления клеток).
• При кратковременном воздействии – инсулиноподобный эффект, при более длительном – инсулинорезистентность
• В сочетании с глюкокортикоидам и влияет на липолиз в жировых клетках (связан с увеличением чувствительности адипоцитов к липолитическим стимулам)
• Участвует в механизмах гипертрофии тканей
• Действие соматотропина происходит посредством «соматомединов », которые образуются в печени под влиянием гормона
НАИБОЛЕЕ ИЗУЧЕН СОМАТОМЕДИН С (аналог: инсулиноподобный фактор роста I - ИФР I), пептид из 63 аминокислот, синтезируется в печени, время полураспада 2-4 часа.
ОСНОВНЫЕ ЕГО ЭФФЕКТЫВ ХРЯЩЕВОЙ ТКАНИ:
1. Стимуляция включения 35SO4 в протеогликаны
2. Стимуляция включения тимидина в ДНК
3. Стимуляция синтеза РНК
4. Стимуляция синтеза белка
Если гиперфункция передней доли гипофиза проявляется в детском возрасте, то это приводит к усиленному пропорциональному росту в длину — гигантизму. Если гиперфункция возникает у взрослого человека, когда рост тела в целом уже завершен, наблюдается увеличение лишь тех частей тела, которые еще способны расти. Это пальцы рук и ног, кисти и стопы, нос и нижняя челюсть, язык, органы грудной и брюшной полостей. Это заболевание называется акромегалией. Причиной являются доброкачественные опухоли гипофиза. Гипофункция передней доли гипофиза в детстве выражается в задержке роста - карликовости («гипофизарный нанизм»). Умственное развитие не нарушено.
АКТГ (кортикотропин)
Продукция АКТГ подвержена суточной периодичности, что связано с ритмичностью выделения кортиколиберина. Максимальные концентрации АКТГ отмечаются утром в 6 — 8 часов, минимальные - с 18 до 23 часов. Секретируется эпизодически (7-9 импульсов за три часа). Только небольшая доля суточного количества АКТГ (5-25 мкг) фиксируется надпочечниками. В ответ на это количество продуцируется 20-50 мг кортизола в сутки (это говорит о многократном усилении гуморальных и нервных сигналов). Рецепторы АКТГ обладают стереоспецифичностью, высоким сродством и насыщаемостью; также они обнаруживают феномен избыточности – максимальный ответ регистрируется при взаимодействии АКТГ всего с 5% имеющихся рецепторов. Для стимулирующего действия АКТГ на стероидогенез в клетках надпочечников необходим кальций.
Эффекты АКТГ на клетки пучковой зоны делят на три группы:
• Острый эффект (в первые несколько минут, без синтеза новых мРНК)
• Подострый (несколько часов)
• Хронический эффект (от часов до суток) – гипертрофия и гиперплазия железы
Действие АКТГ на стероидогенез начинается с облегчения связывания холестерола с цитохромом Р-450обц. Также АКТГ стимулирует транспорт глюкозы. Усиленный приток глюкозы обеспечивает процессы биосинтеза, движение органелл, а особенно образование НАДФ-Н, который необходим для синтеза кортизола из холестерола (на этапе гидроксилирования). Далее влияние АКТГ на ферменты стероидогенеза определяется ускорением образования новых мРНК для соответствующих белков. При длительном воздействии АКТГ на клетки надпочечников можно наблюдать не только избирательную индукцию ферментов, но и развитие генерализованной гипертрофии и гиперплазии клеток железы. Как при нормальном, так при опухолевом росте увеличивается васкуляризация органа. В меньшей степени АКТГ оказывает влияние на клубочковую и сетчатую зоны, поэтому на продукцию минералокортикоидов и половых гормонов он не оказывает значительного воздействия.
Вненадпочечниковые эффекты АКТГ заключаются в:
• стимуляции липолиза (мобилизует жиры из жировых депо и способствует окислению жиров),
• увеличении секреции инсулина и соматотропина,
• накоплении гликогена в клетках мышечной ткани,
• гипогликемии, что связано с повышенной секрецией инсулина,
• усилении пигментации за счет действия на пигментные клетки меланофоры.
Секреция АКТГ усиливается пристрессе, а также под влиянием факторов, вызывающих стрессогенные состояния: холод, боль, физические нагрузки, эмоции. Гипогликемия способствует увеличению продукции АКТГ. Торможение продукции АКТГ происходит под влиянием самих глюкокортикоидов по механизму обратной связи.
• Избыток АКТГ приводит к гиперкортицизму, т.е. увеличенной продукции кортикостероидов, преимущественно глюкокортикоидов. Это заболевание развивается при аденоме гипофиза и носит название болезни Иценко—Кушинга. Основные проявления ее: гипертония, ожирение, имеющее локальный характер (лицо и туловище), гипергликемия, снижение иммунной защиты организма.
• Недостаток гормона ведет к уменьшению продукции глюкокортикоидов, что проявляется нарушением метаболизма и снижением устойчивости организма к различным влияниям среды.