Рилизинг-гормоны гипоталамуса и тропные гормоны гипофиза

Рилизинг-гормоны гипоталамуса и тропные гормоны гипофиза, на секрецию которых направлено их воздействие, образуют единую регуляторную систему, построенную по общему принципу. На рисунке 8 представлены основные рилизинг-гормоны гипоталамуса и тропные гормоны гипофиза и показаны их действие и функциональная взаимосвязь.

Рис. 8. Основные рилизинг-гормоны гипоталамуса и тропные гормоны гипофиза.

Нарушения функционирования гипоталамо-гипофизарной системы могут проявляться по-разному. Общая гипофункция аденогипофиза приводит к снижению секреции гормонов периферических эндокринных желез. Более распространены случаи снижения секреции одного или нескольких тропных гормонов. Например, уменьшение продукции гонадотропных гормонов приводит к снижению активности половых желез и нарушению репродуктивной способности организма. Нарушение продукции АКТГ приводит к недостаточности коры надпочечников.

Гормоны – производные проопиомеланокортина

Адренокортикотропный гормон (кортикотропин, АКТГ) образуется в результате частичного протеолиза крупного предшественника проопиомеланокортина (ПОМК). Протеолитическое расщепление ПОМК дает начало и ряду других гормонов и биологически активных молекул гипофиза (рис.9).В зависимости от локализации и условий среды из ПОМК могут получаться различные  биологически  активные продукты.  В  аденогипофизе под действием кортиколиберина активируется эндопептидаза, которая расщепляет ПОМК на АКТГ и β-липотропин. АКТГ в коре надпочечников стимулирует образование прегненолона из холестерола и последующий синтез из него глюкокортикоидов. Действие β-липотропного гормона, а также других липотропинов направлено на усиление тканевого липолиза и уменьшение синтеза и отложения жира.

Рис. 9. Производные проопиомеланокортина (ПОМК). МСГ – меланоцитстимулирующий гормон, КППП – кортикотропинподобный промежуточный пептид.

В клетках средней доли гипофиза под действием дофамина активируются эндопептидазы, расщепляющие ПОМК на меланоцитстимулирующие гормоны, γ-липотропин, β-эндорфин и кортикотропинподобный промежуточный пептид. Меланоцитстимулирующие гормоны стимулируют деление меланоцитов, активируют синтез меланина, что приводит к усилению пигментации кожи и способствует защите ее от ультрафиолетовых лучей. Эндорфины снижают болевую чувствительность, обладают антистрессовым действием, тормозят работу симпатической нервной системы, снижают аппетит.

Секрецию кортиколиберина и синтез ПОМК стимулируют катехоламины, а тормозит по принципу обратной связи кортизол.

Соматотропный гормон

Гормон роста (соматотропин) секретируется аденогипофизом в количествах в десятки раз превышающих секрецию других тропных гормонов. Секреция соматотропина происходит с интервалами 20-30 минут в течение всего дня, однако наибольшее его количество выделяется во сне. Основным стимулирующим секрецию фактором является соматолиберин, а тормозящим – соматостатин, однако секреция может существенно повышаться под действием физических упражнений, стресса, голодания и белковой диеты.

Основная функция соматотропина заключается в регуляции процессов, связанных с ростом и развитием организма. Под влиянием этого гормона происходит рост различных органов и тканей, в том числе костей, мышц и внутренних органов.

Рецепторы гормона роста находятся фактически во всех тканях организма. Взаимодействие соматотропина с рецептором активирует тирозинкиназную и инозитолфосфатную системы передачи сигнала.

Действие гормона роста опосредуется с помощью особых биологически активных молекул соматомединов (инсулиноподобных факторов роста или ИФР), которые образуются в печени в ответ на связывание соматотропина с рецепторами. Наиболее выраженным эффектом обладает ИФР-1, повышение секреции которого по принципу отрицательной обратной связи тормозит секрецию соматотропина. Инсулиноподобные факторы роста, как и инсулин, передают сигнал через тирозинкиназный рецептор и вызывают мощные ростовые эффекты.

Гормон роста активирует синтез белка в мышечной, хрящевой, костной и других тканях организма. Под его воздействием усиливается транспорт аминокислот в клетки, синтез РНК и ДНК, активируются клеточные деления.

Первичные кратковременные эффекты гормона роста на обмен веществ похожи на действие инсулина: усиление синтеза липидов в жировой ткани, снижение уровня глюкозы в крови. Более поздние долговременные влияния на обмен углеводов и жиров противоположны действию инсулина. Происходит активация тканевого липолиза, что приводит к повышению уровня жирных кислот в плазме крови. Активируется β-окисление жирных кислот, полученная при этом энергия используется для поддержания анаболических процессов, сопровождающих рост. Под действием соматотропина повышается уровень глюкозы в крови, как за счет уменьшения потребления ее мышцами и жировой тканью, так и за счет активации глюконеогенеза. При длительном введении соматотропина в терапевтических целях или у спортсменов может развиваться сахарный диабет.

Соматотропин активирует синтез сульфатированных гликозаминогликанов, способствуя формированию органического матрикса хрящевой и костной тканей. Повышая продукцию ИФР-1, соматотропин оказывает влияние на минеральный обмен, способствует минерализации костной ткани, вызывает задержку ионов Na, K и Cl в организме.

Недостаточная секреция гормона роста у детей приводит к развитию карликовости или нанизма. Наиболее частая причина карликовости – мутация в гене гормона роста или его рецептора.

Избыточная секреция гормона роста наблюдается при аденоме гипофиза. У половины больных с гиперсекрецией гормона роста наблюдается мутация в гене α-субъединицы G-белка в клетках гипофиза, продуцирующих гормон роста. При этой мутации у α-субъединицы снижается ГТФ-азная активность и при передаче сигнала от соматолиберина происходит избыточная активация аденилатциклазы, что приводит к избыточной секреции соматотропина. При гиперсекреции соматотропина у детей развивается гигантизм, а у взрослых – акромегалия. При гигантизме увеличение частей тела и внутренних органов происходит относительно пропорционально. При акромегалии под действием избытка соматотропина происходит непропорциональное увеличение надбровных дуг, скуловых костей, стоп и кистей, разрастание мягких тканей лица. Кроме того, может происходить значительное увеличение внутренних органов. Повышенная смертность больных акромегалией наблюдается из-за болезней сердца и легких, а также вследствие поражения сосудов головного мозга.

Пролактин

Гормон пролактин выделяется определенными клетками аденогипофиза и похож по строению и механизму передачи сигнала на гормон роста.

Рецепторы пролактина имеются в печени, почках, надпочечниках, половых железах, матке и других тканях. Секреция пролактина усиливается под действием тиреолиберина, серотонина, окситоцина, ацетилхолина, а также эстрогенов. Дофамин оказывает тормозящее действие на выделение пролактина, кроме того секрецию пролактина тормозит прогестерон.

Основная функция пролактина у женщин – это стимуляция лактации. В молочной железе под действием пролактина усиливается синтез белков и липидов. У мужчин пролактин регулирует секрецию тестостерона. Пролактин оказывает воздействие на работу почек, способствуя реабсорбции воды, ионов Na⁺ и К⁺. Кроме того, пролактин повышает иммунный ответ организма.

Тиреотропин

Тиреотропин (тиреотропный гормон, ТТГ) вырабатывается клетками передней доли гипофиза и действует на клетки щитовидной железы по аденилатциклазному механизму. Он стимулирует все этапы синтеза иодтиронинов. Непрерывное действие ТТГ в течение нескольких дней вызывает разрастание ткани щитовидной железы. Возрастает количество фолликулярных клеток, что приводит к усилению секреции тиреоидных гормонов.

Синтез и секреция ТТГ регулируются по принципу обратной связи и зависят от количества тиреолиберина и иодтиронинов.

Гонадотропины

К гонадотропным гормонам относятся фолликулостимулирующий гормон (ФСГ, фоллитропин) и лютеинизирующий (ЛГ, лютропин). Они реализуют свой сигнал по аденилатциклазному механизму.

У мужчин эти гормоны секретируются в пульсирующем режиме. В семенниках ЛГ стимулирует синтез и секрецию тестостерона, а ФСГ усиливает синтез рецептора тестостерона, трансферрина, эстрогенов, активатора плазминогена.

В женском организме все несколько сложнее, Секреция гонадотропинов подчиняется менструальному циклу. ФСГ в первую фазу стимулирует в яичниках секрецию эстрогенов. Повышение концентрации эстрогенов стимулирует секрецию ЛГ, который стимулирует овуляцию и развитие желтого тела. Желтое тело производит прогестерон и дополнительное количество эстрогенов, что приводит к угнетению секреции ФСГ и ЛГ. Последующее снижение концентрации эстрогенов и прогестерона, в случае если беременность не наступила, возвращает организм женщины в первую фазу цикла. При наступлении беременности функцию синтеза и секреции эстрогенов и прогестерона берет на себя плацента, и в этом случае секреция гонадотропинов остается на низком уровне.