Гіпоталамо-гіпофізарна система.Ліберини і статини.

Гіпоталамус є зоною головного мозку, яка регулює активність гіпофіза і периферійних ендокринних залоз шляхом продукції в нейросекреторних клітинах специфічних гіпоталамічних, гіпофізотропних гормонів та дії нейротрансмітерів, що контролюють функції підпорядкованих залоз внутрішньої секреції через симпатичну та парасимпатчну нервову систему. Згідно з рекомендаціями Комісії з біохімічної номенклатури Міжнародного біохімічного союзу (1974), гормони гіпоталамуса, що сприяють вивільненню (release — англ.) певних гормонів гіпофіза, позначають як “ ліберини” (рилізинг-гормони), а біорегулятори, які гальмують вивільнення гіпофізарних гормонів — “ статини” (інгібіруючі гормони). На даний час встановлені утворення та секреція в гіпоталамусі таких пептидних гіпофізотропних гормонів: Соматоліберин (соматотропін-рилізинг-гормон, СТГ-РГ) — під впливом СТГ- РГ стимулюється продукція і вивільнення в гіпофізі гормону росту. Соматостатин (СС; гормон, що інгібірує виділення гормону росту) — гормон, під впливом якого гальмуються продукція і вивільнення гормону росту; крім гіпоталамуса, соматостатин синтезується також в острівках підшлункової залози та інших клітинних утвореннях шлунково-кишкового тракту, де виконує специфічні фізіологічні функції.

Пролактостатин (пролактин-інгібіруючий гормон, ПІГ) — пептид, що гальмує продукцію пролактину та має гонадоліберинову активність.

Тироліберин (тиротропін-рилізинг-гормон; ТРГ) — гормон, під впливом якого стимулюється продукція і вивільнення тиреотропного гормону гіпофіза.

Гонадоліберин (гонадотропін-рилізинг-гормон; ГнРГ; люліберин) — під впливом ГнРГ стимулюється синтез і вивільнення гонадотропних гормонів ФСГ та ЛГ.

Кортиколіберин (кортикотропін-рилізинг-гормон) — гормон, що стимулює вивільнення кортикотропіну. За хімічною природою ліберини та статини є поліпептидами, що секретуються певними нейронами гіпоталамуса, та, надходячи разом із біогенними амінами (дофаміном, серотоніном, норадреналіном) і іншими нейромедіаторами через систему портального кровообігу або нейрон альні аксони в аденогіпофіз, регулюють його специфічні гормональні функції. Продукція гіпоталамічних гормонів є об’єктом складної регуляції з боку центральної нервової системи, нейромедіатори якої (біогенні аміни, нейропептиди, медіаторні амінокислоти) здійснюють модулюючий вплив на функціональну активність ядер гіпоталамуса.

Група гормон росту-пролактин-хоріонічнийсоматотропін.

1. Гормон росту (соматотропін, соматотропний гормон, СТГ) — простий білок, що складається з одного поліпептидного ланцюга. Гормон синтезується в соматотрофних клітинах, що складають близько 50 % клітинаденогіпофіза.. СТГ синтезується у вигляді декількох прогормонів, що відповідають за наявність певної молекулярної гетерогенності гормону росту.

Біологічні властивості СТГ

Головна функція СТГ — стимуляція постнатального росту організму; ця складна біологічна функція реалізується за рахунок різноманітного спектра впливу гормону на біосинтез білка, вуглеводний та ліпідний метаболізм:

а) вплив на біосинтез білка — характеризується анаболічною спрямованістю: СТГ стимулює транспорт амінокислот у клітини та процеси транскрипції і трансляції в гормон-чутливих тканинах (переважно в м’язах, хрящах, кістках, печінці, сполучній тканині тощо); в цілому вплив СТГ на організм призводить до позитивного азотис-

того балансу, тобто переважання процесів синтезу над катаболізмом білків та амінокислот;

б) вплив на обмін вуглеводів та ліпідів визначається “контраінсулярними ефектами” гормону: введення СТГ супроводжується гіперглікемією (гіперглюкоземією), яка є результатом як зменшення утилізації глюкози клітинами (гальмування транспорту глюкози з екстрацелюлярного простору та інгібірування її гліколітичного окислення), так і активації її продукції в ході глюконеогенезу; в адипоцитах жирової тканини СТГ активує реакції ліполізу, що призводить до стимуляції виходу НЕЖК та гліцеролу в плазму крові. Лактогенні властивості СТГ пов’язані з його здатністю до взаємодії з лактогенними рецепторами молочної залози; в здоровому організмі ці ефекти СТГ не мають суттєвого значення і проявляють себе в умовах патології гіпофіза.

Соматомедини

Особливістю біологічної дії СТГ є її опосередкованість через синтез у печінці та біологічні ефекти двох поліпептидних факторів росту (соматомединів) — ІФР-1 та ІФР-2 (“інсуліноподібних факторів росту 1 та 2” — пептидів, що складаються з 70 та 67 амінокислотних залишків, відповідно).

Первинна структура соматомединів нагадує будову молекули проінсуліну. Ген, що кодує синтез ІФР-1, локалізується в 12-й хромосомі людини, ген ІФР-2 — в 11-й хромосомі, в безпосередній близькості до гена, який кодує інсулін. Обидва фактории росту стимулюють реплікацію ДНК, що проявляється підсиленням включення в ДНК тимідину, транскрипцію та трансляцію в тканинах-мішенях СТГ. Стимуляція росту тканин під впливом соматомединів виражена в 50-100 разів сильніше, порівняно з інсуліном, при цьому ростостимулюючі властивості СТГ в найбільшій мірі корелюють з ефектами ІФР-1: особини з дефіцитом цього соматомедину позбавлені здатності до нормального росту. Ефекти ІФР реалізуються через рецептори, локалізовані на плазматичних мембранах клітин-мішеней — рецептори 1-го типу, що мають тирозин кіназну активність та рецептори 2-го типу, активація яких призводить до включення ефекторних систем клітини через G-білки.

Регуляція секреції СТГ

Продукція та секреція гормону росту знаходяться під позитивним та негативним нейрогуморальним контролем: виділення СТГ з гіпофіза стимулюється соматоліберином та гальмується соматостатином. Крім того, активуючий вплив на виділенняСТГ гіпофізом справляють такі фізіологічно активні сполуки, як дофамін, серотонін, вазопресин, естрогени, агоністи á-адренергічних рецепторів та ã-аміномасляної кислоти.

Вивільнення СТГ (подібно до інших гормонів гіпоталамо-гіпофізарної системи) відбувається в пульсуючому режимі — максимум синтезу гормону спостерігається через 60-90 хв від початку сну (ранні стадії фази глибокого, “повільнохвилевого” сну); процес сну вважається фізіологічним стимулятором секреції соматотропіну (“Діти ростуть під час сну”!).

Патологія, пов ’ язана з гормоном росту:

акромегалія — захворювання, розвиток якого спричиняється збільшеною продукцією гормону росту у дорослих осіб; захворювання характеризується патологічно диспропорційним збільшенням кісток скелета (особливо кінцівок, щелеп та інших компонентів черепа), м’яких тканин, внутрішніх органів; у жінок молодого віку захворювання проявляє себе галактореєю, що спричинена збільшеною продукцією пролактину або власною лактогенною активністю СТГ. Етіологія захворювання пов’язана з наявністю пухлини — аденоми гіпофіза (соматотропіноми); гігантизм — прояв надмірної секреції гормону росту в дитячому та підлітковому віці, що призводить до збільшеного росту людини (умовно — вище 190 см); пролон- гування в дорослому віці аномально високої продукції СТГ призводить у таких пацієнтів до розвитку акромегалії; карликовість (нанізм, дварфізм) — затримка росту (у чоловіків — нижче 130 см, у жінок — нижче 120 см), яка спричиняється гетерогенними факторами, пов’язаними як із зменшенням синтезу СТГ та, відповідно, ІФР-1 (“карлики з дефіцитом СТГ”), так і з порушеннями реактивності тканин на дію гормону: “карлики Ларона” — особини з відсутністю рецепторів СТГ в печінці та пігмеї, у яких має місце молекулярна патологія в пострецепторній трансдукції гормонального сигналу.

2. Пролактин (лактогенний гормон, мамотропін, лютеотропний гормон) — простий білок, що складається з одного поліпептидного ланцюга (м.м. 23 кД). Гормонпродукується в ацидофільних клітинах аденогіпофіза — лактотрофах, кількість ірозміри яких збільшуться під час вагітності.Пролактин бере участь в ініціації та стимуляції лактації у жінок, причому дія гормонупроявляється лише на тлі сенсибілізації клітин молочної залози жіночими статевимигормонами.Пухлини, що складаються з пролактинсинтезуючих клітин гіпофіза, призводять ужінок до аменореї та галактореї, у чоловіків — до деяких видів безплідності.Синтез та секреція пролактину гальмуються дофаміном та специфічнимінгібіруючим нейропептидом гіпоталамуса — пролактостатином, що має такожвластивості гонадоліберину (гонадоліберинасоційований пептид, ГАП).

3. Хоріонічний соматомамотропін (ХС; плацентарний лактоген) — гормон, що проявляє лактогенну та лютеотропну активності, а за метаболічними ефектами близький до соматотропіну. Істинна фізіологічна роль ХС в організмі людини не з’ясована.