Гормоны мозгового вещества надпочечников

В мозговом веществе надпочечников синтезируются катехоламины, являющиеся производными аминокислоты тирозина: адреналин и норадреналин (рис.14).

Основное эндокринное действие мозгового вещества обусловлено эффектами адреналина. Рецепторы к адреналину располагаются на мембране клеток и подразделяются на два основных класса α и β. α₁-адренорецепторы передают сигнал через инозитолфосфатную систему, β-адренорецепторы осуществляют передачу сигнала по аденилациклазному механизму. Взаимодействие адреналина с α₂-адренорецепторами приводит к торможению аденилатциклазного механизма передачи сигнала.

Рис. 14. Структурные формулы норадреналина и адреналина

В целом действие адреналина и норадреналина направлено на обеспечение работы организма человека в стрессовой ситуации. Влияние адреналина на обмен веществ во многом подобно действию глюкагона. Он стимулирует глюконеогенез и мобилизацию гликогена в печени, липолиз в жировой ткани, гликогенолиз в мышцах, тормозит гликолиз. Под действием адреналина повышается синтез ПОМК и образование АКТГ в гипофизе, что приводит к повышению секреции глюкокортикоидов в коре надпочечников.

К физиологическим эффектам адреналина относится увеличение артериального давления, частоты дыхания и сердечных сокращений, снижение секреции пищеварительных соков и слюны, усиление потоотделения. Адреналин расширяет коронарные сосуды и сужает все остальные. Под влиянием адреналина происходит расширение бронхов и бронхиол.

Таким образом адреналин можно назвать «гормоном тревоги» или гормоном острой стресс-реакции. Его действие обеспечивает экстренное обеспечение кислородом и питательными веществами головного мозга, сердечной и скелетных мышц (реакция «бей или беги»).

Наиболее часто встречающаяся патология мозгового вещества надпочечников – это феохромоцитома, опухоль, образованная клетками, продуцирующими адреналин. Данное заболевание сопровождается усилением частоты и силы сердечных сокращений, артериальной гипертензией и сильными головными болями.

Гормоны коры надпочечников

В коре надпочечников выделяются три зоны, каждая из которых продуцирует определенный вид кортикостероидов (рис.13). Кортикостероиды являются производными холестерола и передают сигнал по цитозольно-ядерному механизму, оказывая воздействие на транскрипцию генов. Самый наружный слой коры, клубочковая зона, вырабатывает минералокортикоиды, которые регулируют водно-солевой обмен и способствуют сохранению ионов Na⁺ в плазме крови и выведению ионов К⁺. Наиболее активным минералокортикоидом является альдостерон. Пучковая зона осуществляет синтез глюкокортикоидов, участвующих в регуляции обмена углеводов, липидов, белков, и, соответственно, связанных с энергетическим обменом. Основным глюкокортикоидом является кортизол. Самый глубокий слой коры, сетчатая зона, участвует в синтезе половых гормонов, преимущественно андрогенов, из которых в небольших количествах образуются эстрогены. Половые гормоны коры надпочечников играют важную роль до полового созревания, после полового созревания основную роль в их синтезе выполняют половые железы. Структурные формулы гормонов коры надпочечников представлены на рисунке 15.

 

Рис. 15. Структурные формулы гормонов коры надпочечников

Глюкокортикоиды

В целом действие глюкокортикоидов направлено на обеспечение функционирование организма в условиях длительного стрессового воздействия.

Основным эффектом кортизола на обмен углеводов является увеличение скорости глюконеогенеза за счет индукции синтеза ключевого фермента этого процесса фосфоенолпируваткарбоксикиназы. В непеченочных тканях (особенно в мышечной) под действием кортизола происходит катаболизм белков, а освобождающиеся при этом аминокислоты поступают в печень, дезаминируются и используются в процессе глюконеогенеза. В печени кортизол индуцирует синтез аланинаминотрансферазы (АЛТ) и других ферментов распада аминокислот. Таким образом, глюкокортикоиды способствуют превращению аминокислот в глюкозу и повышению уровня глюкозы в крови, что обеспечивает глюкозой мышцы, мозг и другие периферические ткани при стрессе. Влияние глюкокортикоидов неодинаково в разных тканях и органах. В печени их действие приводит к анаболическим эффектам: происходит активация синтеза белков и нуклеиновых кислот. Кортизол в избытке усиливает липолиз в конечностях и способствует отложению жира в районе туловища и лица. 

Повышенные концентрации глюкокортикоидов тормозят иммунные реакции, ослабляют воспалительные процессы и аллергические реакции. Данные эффекты обуславливают применение этих гормонов в качестве лекарственных средств. В высокой концентрации глюкокортикоиды тормозят деление фибробластов, ингибируют синтез коллагена и других белков межклеточного матрикса.

Минералокортикоиды

Наиболее активным минералокортикоидом является альдостерон, основными органами-мишенями которого являются почки. Действие альдостерона направлено на уменьшение выведения ионов Na⁺ и увеличение выведения ионов К⁺ в почечных канальцах. Аналогичное действие альдостерон оказывает на работу слюнных и потовых желез.

Синтез и секреция альдостерона повышается при снижении концентрации ионов Na⁺ и увеличении ионов К⁺ в плазме крови. Секреция альдостерона находится по контролем гипоталамо-гипофизарной системы и повышается под действием АКТГ. Наибольшее влияние на секрецию альдостерона оказывает ренин-ангиотензиновая система.

Ренин – это протеаза, которая образуется в юкстагломерулярных клетках артериол почечных клубочков. Секреция ренина возрастает при снижении артериального давления вследствие кровопотери, рвоты или других факторов, вызывающих обезвоживание организма. Под действием ренина происходит частичный протеолиз белка ангиотензиногена, который присутствует в плазме крови в составе фракции α₂-глобулинов, и в результате образуется состоящий из 10 аминокислот неактивный пептид, ангиотензин I. Ангиотензин I под действием ангиотензин-превращающего фермента, вырабатывающегося преимущественно в эндотелии сосудов и в легких, превращается в активный ангиотензин II, состоящий из 8 аминокислот. Ангиотензин II, передавая сигнал через аденилатцилазную систему, непосредственно стимулирует выработку альдостерона в коре надпочечников. Активируя инозитолфосфатную систему, ангиотензин II вызывает сокращение гладких мышц кровеносных сосудов, что приводит к повышению артериального давления. Под действием аминопептидаз ангиотензин II частично превращается в ангиотензин III, снижающий активность ангиотензина II.

Альдостерон индуцирует синтез белков-транспортеров Na⁺ и К⁺, что способствует увеличению реабсорбции натрия из первичной мочи в клетки почечного канальца и выведению калия в первичную мочу. Под действием альдостерона происходит индукция синтеза Na⁺, К⁺-АТФ-азы, что приводит к поступлению ионов Na⁺ из клеток в кровь, а ионов К⁺ - в клетки почечных канальцев. И, наконец, индукция альдостероном синтеза ключевого фермента цикла Кребса цитратсинтазы позволяет увеличить образование АТФ в дыхательной цепи для обеспечения работы Na⁺, К⁺-АТФ-азы.

Таким образом, суммарный эффект альдостерона приводит к увеличению концентрации ионов Na⁺ в плазме крови, и соответственно, к задержке воды и увеличению артериального давления. Повышение концентрации ионов Na⁺ в плазме крови служит сигналом для секреции антидиуретического гормона в задней доле гипофиза, что также способствует сохранению воды в организме и подъему артериального давления. Схема работы системы ренин-ангиотензин-альдостерон представлена на рисунке 16.

Рис. 16. Ренин-ангиотензин-альдостероновая система

Антагонистом альдостерона и ангиотензина II является предсердный натрийуретический фактор, имеющий белковую природу и образующийся преимущественно в кардиомиоцитах предсердий. Мембранный рецептор этого гормона обладает гуанилатциклазной активностью. Секреция натрийуретического фактора повышается при возрастании артериального давления, увеличении частоты сердечных сокращений, а также под действием адреналина и глюкокортикоидов.

Рецепторы к натрийуретическому фактору находятся в почках и периферических артериях. В почках он стимулирует увеличение общего

кровотока и выведения ионов натрия. Под действием натрийуретического фактора снижается тонус гладких мышц кровеносных сосудов. Таким образом, суммарный эффект этого гормона выражается в снижении артериального давления.