Нейросекреты гипоталамуса. Либерины и статины.

Нейроны гипоталамуса обладают нейросекреторной функцией. Передняя группа ядер выделяет окситоцин и антидиуретический гормон, т.е. гипоталамус прямо, без посредников, регулирует деятельность почек, матки и молочных желез. 

Связь гипоталамуса с аденогипофизом опосредуется через рилизингфакторы (release, англ. – освобождение) (их выделяет средняя группа ядер). В гипоталамусе вырабатываются все либерины (libero, лат. – освобождать)(соматолиберин, пролактолиберин, тиролиберин, кортиколиберин, гонадолиберины (лю- и фоллиберин)) и 4 статина (statuo, лат. – останавливать) – соматостатин, меланостатин, пролактостатин, липостатин. 

Нейроны срединной группы выполняют также детектирующую функцию, т.е. они реагируют на: 

1) температуру крови;

2) осмотическое давление;

3) электролитный состав;

4) гормональный статус организма.

При повреждении этих «эндокринных» ядер гипоталамуса у детей наблюдается раннее половое созревание, а у взрослых – нарушение половой и менструальной функций.

 

Гормоны передней доли гипофиза и их функциональное значение.

Гормоны передней доли гипофиза (аденогипофиза)

 

В передней доле гипофиза имеется, по крайней мере, 5 типов клеток:

• соматотрофы – секретируют гормон роста (СТГ);

• кортикотрофы – секретируют АКТГ;

• тиротрофы – секретируют ТТГ;

• гонадотрофы – секретируют гонадотрофные гормоны, к которым относятся лютеинизирующий 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.

 

 

Соматотропный гормон

 

Соматотропный гормон (СТГ, гормон роста). СТГ – это протеин, состоящий из 191 аминокислотного остатка.

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, повидимому, 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 тканях превращение жирных кислот в ацетилкоэнзим А с последующей его утилизацией для получения энергии. В связи с этим для получения энергии под влиянием СТГ используется жир, а не углеводы и белки.

1.  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 -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 рилизинг-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 рилизинг-фактора гормона роста и увеличения высвобождения соматостатина. Сам СТГ оказывает блокирующее действие на освобождение рилизинг-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. 

1.  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. 

2. Серотонин посредством неизвестного механизма повышает секрецию пролактина. С этим связано изменение уровня пролактина в крови во время сна. 

3. Рилизинг-фактор тиреотропина стимулирует секрецию пролактина.

4. 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 рилизинггормона гонадотропина и, поэтому отчасти, вызывает ановуляторность 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 (казеина и альфа-лактальбумина). 

 

 

Кортикотропин, меланостимулирующий гормон, липотропин

 

Все эти гормоны образуются из одной молекулы проопиомеланокортина (ПОМК). ПОМК синтезируется в гипофизе как предшественник, содержащий около 225 аминокислот, который расщепляется клеточными протеазами в различных частях с образованием новых гормонов. 

Протеолиз ПОМК в передней доле гипофиза приводит к образованию

АКТГ и В-липотропина. АКТГ расщепляется на альфамеланостимулирующий гормон и кортикотропинподобный пептид промежуточной доли гипофиза, а В-липотропин превращается в липотропин и -эндорфин

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 взаимодействует со своими рецепторами, локализованными на клеточной поверхности. Это приводит к активации аденилатциклазы и увеличению в цитоплазме ц-АМФ, а в итоге активируют синтез гормонов надпочечников.

Регуляция секреции. Как и все другие гипофизарные гормоны, АКТГ синтезируется эпизодически (7-9 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 рилизинг-фактора кортикотропина, образуемого в гипоталамусе, и высвобождение которого регулируется отрицательной обратной связью со стороны АКТГ. Глюкокортикоиды оказывают ингибирующее действие на образование АКТГ и кортикотропин-рилизинг 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 рилизинг-гормон кортикотропина. 

Меланостимулирующий гормон (МСГ)является продуктом протомеланокортина. Физиологическое действие МСГ 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 - липотропин и -эндорфин. 

-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 хранится 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⁺–кальмодулин. В результате изменяется активность многих белков.

 

Регуляция секреции.

Высвобождение ТТГ контролируется тиротропинвысвобождающим гормоном гипоталамуса. Количество этого гормона изменяется в течение 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 гипоталямический 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

 

Эти гликопротеиды с М.в.=25000, отвественные за гаметогенез и синтез стериодов 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 специфическим рецепторам, расположенным на мембране, и стимулирует продукцию прогестерона клетками желтого тела и тестостерона клетками Лейдига.

Эстрадиол – зависимый пик ЛГ в середине цикла запускает овуляцию, у женщин 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 андрогенов 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 спермотегенез 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.