Гормоны центральных желез - гипоталамуса и гипофиза
Раздражитель действует на ЦНС, импульсы передаются в гипоталамус, который выделяет регулирующие факторы – либерины и статины. Эти факторы действуют на аденогипофиз, который выделяет тропные гормоны. Тропные гормоны действуют на периферические эндокринные железы, а те, в свою очередь, на ткани-мишени, в которых формируется физиологический или биохимический ответ. [можно оформить в виде вертикальной схемы со стрелочками] Также существует обратная связь между периферическими железами и тропными гормонами.
Гормоны гипоталамуса поступают в гипофиз через портальную систему сосудов.
Гормоны гипоталамуса:
1. кортикотропин - релизинг-гормон (кортиколиберин) – КРГ - влияет на секрецию АКТГ и выделение эндорфинов;
2. тиреотропин - релизинг-гормон (тиреолиберин) – ТРГ - влияет на секрецию ТТГ;
3. гонадотропин - релизинг-гормон - ГнРГ - влияет на секрецию лютеинизирующего (ЛГ) и фолликулстимулирующего (ФСГ) гормон;
4. гормон роста - релизинг-гормон - СТГ-РГ- влияет на секрецию гормона роста;
5. гормон, ингибирующий высвобождение гормона роста (соматостатин) – СС - тормозит секрецию гормона роста;
6. гормон, ингибирующий высвобождение пролактина (пролактинингибирующий гормон) – ПИГ - тормозит секрецию пролактина.
Многие гормоны гипоталамуса образуются и в других отделах НС и в периферических тканях, например, соматостатин – образуется в поджелудочной железе. Посредником в действии релизинг-факторов является цАМФ, но может использоваться и Са2+-фосфолипидный механизм. Гормоны гипоталамуса не только влияют на секрецию и выделение гормонов гипофиза, но и могут увеличивать и синтез гормонов.
Гормоны передней доли гипофиза (аденогипофиза):
1. простые белки;
2. гликопротеины;
3. пептиды семейства проопиомеланокортина (ПОМК).
Гормоны - простые белки:
1. гормон роста (ГР);
2. пролактин (ПРЛ);
3. плацентарный пролактин (лактоген) (ПЛ) - хорионический соматомаммотропин (ХС).
Эти гормоны стимулируют рост и лактацию. Содержат 190-195 аминокислот, они близки по строению и эффекту.
Гормон роста содержит 191 АК. Строение на 85% аналогично строению холестерина (ХС) и на 35%- с пролактином (ПРЛ). Концентрация гормона роста выше, чем других гормонов. Секретируется эпизодически. Влияют стрессовые состояния, белковая пища, физические упражнения – при этом повышается секреция.
Влияние на обмен веществ:
а) повышает синтез белка:
- повышает транспорт АК в клетки;
- повышает синтез РНК и ДНК;
- повышает интенсивность трансляции белков.
Гормон роста действует через инсулинподобный фактор роста (ИФР-1,2). ИФР-1- это главный посредник в действии гормона роста.
б) влияет на углеводный обмен - антагонист инсулина:
- повышает содержание глюкозы в крови - гипергликемия;
- снижает периферическую утилизацию;
- повышает продукцию глюкозы в процессе глюконеогенеза.
в) влияет на липидный обмен, стимулирует липолиз:
- увеличивает скорость окисления ВЖК (в печени).
г) влияет на минеральный обмен:
- задерживает в организме кальций, магний, фосфор, стимулирует рост костной ткани.
Гиперсекреция гормона роста у детей проявляется в виде гигантизма, у взрослых - акромегалия. Дефицит - гипосекреция - приводит к карликовости.
Пролактин - белок, состоящий из 198 АК. Его секреция увеличивается при беременности и лактации. Участвует в инициации лактации и поддерживает ее уровень. Внутриклеточный медиатор для ПЛ не известен.
Хорионический соматомаммолиберин (плацентарный лактоген) - не выполняет строго специфических функций, стимулирует лактацию и лютеотропную активность. Эффекты метаболизма такие же, как и у гормона роста.
Гликопротеиновые гормоны гипофиза и плаценты:
1. тиреотропный гормон (ТТГ);
2. лютеинизирующий гормон (ЛГ);
3. фолликулостимулирующий гормон (ФСГ);
4. хорионический гонадотропин (ХГ или ВХГ или ХГЧ).
Первые 3 гормона вырабатываются гипофизом, а ХГ – плацентой.
Эти 4 гормона структурно близки, они действуют через цАМФ. ФСГ, ЛГ, ХГ - гонадотропины, т.е. они действуют на половые железы.
ФСГ связывается с клетками-мишенями (у женщин - фолликулярные клетки яичников, у мужчин - клетки Сертоли семенников). Стимулирует рост фолликулов, подготавливает их к действию ЛГ. В мужском организме ФСГ индуцирует синтез андроген-связывающего белка, стимулирует рост семенников, семенных канальцев, сперматогенез.
ЛГ (лютропин). Клетки-мишени - клетки желтого тела у женщины и клетки Лейдена у мужчин. ЛГ стимулирует образование прогестерона у женщин и тестостерона (из холестерина) у мужчин. У женщин стимулирует овуляцию.
ХГЧ - хорионический гонадотропин человека - плацентарный гормон, синтезируется в плаценте и по строению близок к ЛГ. Его содержание возрастает в крови и в моче после имплантации (ранний признак беременности).
ТТГ. Клетки-мишени - клетки щитовидной железы. Увеличивает синтез трийодтиронина (Т3) и тироксина (Т4). Стимулирует включение йода и гидролиз тиреоглобулина с образованием трийодтиронина и тироксина. ТТГ увеличивает синтез белка в ЩЖ, синтез нуклеиновых кислот, что приводит к увеличению числа и размеров тиреоидных клеток. Образование ТТГ зависит от уровня периферических гормонов - Т3 и Т4. Если их концентрация увеличивается, то синтез ТТГ снижается.
Семейство проопиомеланокортина (ПОМК)
ПОМК - это молекула-предшественник, состоит из 285 АК-остатков. Этот белок гидролизуется до пептидов, которые и имеют гормональный эффект.
Выделяют 3 группы пептидов:
1. АКТГ (адренокортикотропный гормон) Из него могут образовываться a-МСГ (меланоцитстимулирующий гормон) и кортикотропиноподобный пептид;
2. b-липотропин - из него образуются a-липотропин, b-МСГ, b-эндорфины (из него - a-эндорфины, g-эндорфины);
3. N-концевой пептид, из него образуется g-МСГ.
АКТГ - полипептид, состоит из 39 АК. Клетки-мишени - клетки коры надпочечников. Повышает синтез стероидов коры надпочечников за счет превращения холестерола в прегненалон. Его содержание значительно возрастает - это предшественник кортикостероидов. Повышает синтез белков и РНК в коре надпочечников. Внутриклеточный посредник - цАМФ.
АКТГ стимулирует синтез аденилатциклазы в надпочечниках и жировой ткани, следовательно, интенсивность липолиза повышается. При избытке АКТГ - синдром Кушинга - повышается пигментация кожи, наблюдается отрицательный азотистый баланс, отрицательный баланс К и Р, но задерживается в организме натрий, что приводит к развитию отеков, повышению давления. Гиперсекреция АКТГ повышает уровень глюкозы в крови и может развиться стероидный диабет, повышается уровень свободных жирных кислот в крови, так как повышается липолиз - это характерно для стрессовых ситуаций.
b-липотропин - стимулирует липолиз.
b-эндорфины - в гипофизе они ацилированны и неактивны, а в ЦНС они свободны и проявляют активность. Они выполняют нейромедиаторную функцию и нейрорегуляторную. Эндорфины имеют те же рецепторы, что и морфины. Эндорфины регулируют чувство удовольствия (счастья). Применение различных опиатов приводит к увеличению числа рецепторов и возникает зависимость от внешних веществ (если количество рецепторов снижается).
МСГ - стимулирует меланогенез, т.е. образование меланоцитов и меланина.
Гормоны задней доли гипофиза (нейрогипофиза):
- вазопрессин (антидиуретический гормон);
- окситоцин.
Синтезируются в гипоталамусе, а выделяются из задней доли гипофиза.
Вазопрессин - по структуре пептид, состоящий из 9 АК.
Эти гормоны влияют на сокращения гладкой мышечной ткани, но клетки-мишени различны. Для вазопрессина это клетки сосудов и дистальных извитых канальцев и извитых трубочек почек. В связи с этим вазопрессин повышает обратное всасывание воды (реабсорбцию) в почках, т.е. диурез снижается и повышается сокращение гладкомышечных клеток сосудов. Он действует через вторичный посредник - цАМФ. При нарушении секреции вазопрессина может развиться несахарный диабет (несахарное мочеизнурение - нарушается реабсорбция и объем воды повышается - полиурия, но в моче нет глюкозы).
Окситоцин действует на гладкомышечную ткань матки и молочных желез. Посредник неизвестен. Используется для стимуляции родовой деятельности, оптимизирует секрецию молока.
Гормоны щитовидной железы
В щитовидной железе образуются 3 гормона, 2 из которых близки по действию и образуются из тирозина:
1. 3,5,3’-трийодтиронин (Т3);
2. 3,5,3’,5’–тетрайодтиронин (Т4);
3. тиреокальцитонин.
Т3 и Т4 образуются из АК – тирозина.
Образование тиреотропных гормонов происходит на белке тиреоглобулине. Сначала молекулы тирозина включаются в белковую структуру.
Особенности образования тиреоидных гормонов:
- они связаны со структурой тиреоглобулина в ЩЖ;
- для синтеза необходим йод.
ЩЖ способна концентрировать йод в виде йодидов, при этом происходит:
1. окисление йодидов с помощью тиреопероксидазы;
2. йодирование тирозина;
3. конденсация (соединение) йод-тирозина.
Тиреоглобулин, который содержит Т3 и Т4, разрушается с образованием этих гормонов под влиянием тиреотропного гормона (тиреоглобулин«(над стрелкой ТТГ, под - KI) Т3+Т4. KI тормозит распад тиреоглобулина и поэтому применяется для лечения гипертериоза.
В кровь поступают свободные тиронины, но в крови они транспортируются с тироксин-связывающим глобулином (ТСГ). Биологически более активны свободные тиронины, но их немного.
Механизм действия тиреоидных гормонов.
Тиреоидные гормоны проникают через плазматическую мембрану и связываются с ядерными рецепторами (рецепторы есть в ядре и цитоплазме). Сродство Т3 в 10 раз больше, чем Т4. Эти гормоны (Т3, Т4) индуцируют синтез белков, активируют транскрипцию мРНК.
Влияние на обмен веществ:
1. увеличивают поглощения кислорода почти во всех тканях, кроме мозга и половых желез;
2. повышают активность Na+,K+-АТФ-азы, но если активность повышается, концентрация АТФ снижается, следовательно усиливаются окислительные процессы;
3. снижают отношение кислорода к АТФ.
Тиреоидные гормоны повышают синтез белка, при их нормальной концентрации наблюдается положительный азотистый баланс, но при очень высокой концентрации этих гормонов проявляется обратный эффект.
Нарушения секреции.
Гипофункция – гипотиреоз - у детей может привести к нарушению умственного и физического развития, кретинизм. У взрослых - микседема (слизистый отек). Развитие эндемичного зоба связано с недостатком йодидов в воде и пище. Железистая ткань не развивается, а вместо нее образуется соединительная ткань, что приводит к увеличению массы ЩЖ.
Гиперсекреция тиреоидных гормонов – гипертиреоз – проявляется в виде тиреотоксикоза - увеличение ЩЖ, но за счет железистой ткани. При этом повышаются окислительные процессы в организме. Наблюдается отрицательный азотистый баланс, потеря массы тела, повышается возбудимость, пучеглазие, дрожание конечностей.
Кальцитонин образуется в клетках ЩЖ. Это пептид, состоящий из 32 АК. Он снижают уровень Са2+ в крови, но механизм действия недостаточно изучен.