Механизмът на действие на хормоните на хипофизата и хипоталамуса

Хормоналната регулация започва с процеса на синтез и секреция на хормони в жлезите на вътрешната секреция. Те са функционално взаимосвързани и представляват едно цяло. Процесът на биосинтеза на хормони, осъществен в специализирани клетки, протича спонтанно и се фиксира генетично. Генетичен контрол на биосинтеза на повечето протеини и пептидни хормони, особено adenogipofizotropnyh извършва най-пряко в полизоми хормон прекурсор, или на нивото на тРНК на образуването на хормон, докато биосинтезата на хипоталамуса хормони се осъществява чрез образуване на иРНК на ензими, които регулират различни етапи на формиране хормон, т настъпва синтеза на екстра-бисома. Получаване на първичната структура на протеин-хормон пептид - пряк резултат от транслацията на нуклеотидни последователности на съответните иРНК синтезирани на активните региони на генома на хормон-продуциращи клетки. Структурата на повечето хормони или техните протеинови прекурсори образува полизоми в общата схема на протеин биосинтеза. Възможността за транслация на иРНК и синтеза на хормона или неговите прекурсори, специфично за ядрената апарати и полизоми тип специално клетка. По този начин, хормон на растежа се синтезира в малък еозинофили предната хипофиза пролактин - в голям еозинофилен и гонадотропин - в специфични базофилни клетки. Малко по-различно биосинтеза на TRH и LH-RH в клетките на хипоталамуса. Тези пептиди не са образувани в матрица на полизоми иРНК и разтворимата част от цитоплазмата под влиянието на подходящи системи синтетаза.

Пряката транслация на генетичен материал в случаите на изолиране на повечето полипептидни хормони често води до образуването на прекурсори с ниска активност - полипептидни прехормони (прехормони). Биосинтезата на полипептидния хормон се състои от два различни етапа: рибозомен синтез на неактивния прекурсор върху матрицата на mRNA и пост-транслационно образуване на активния хормон. Първият етап се извършва задължително в клетките на аденохипофизата, а вторият може да се извърши и извън него.

Пост-транслационни активиране на хормон прекурсори възможни по два начина: чрез многоетапно молекули разграждане ензимна излъчване krupnomolekulyarnyh прекурсори с намаляване размера на молекулите и хормон-активиран поради неензимно асоцииране про-хормон субединици разширяване размер молекули активируем хормон.

В първия случай, посттранслационното активиране е характерно за ACTH, бета-липотропин, а във втория случай за гликопротеинови хормони, по-специално гонадотропини и TSH.

Последователното активиране на протеино-пептидните хормони има пряко биологично значение. Първо, при ограничаване на хормоналните ефекти в мястото на образование; На второ място, осигуряват се оптимални условия за проявяване на полифункционални регулаторни ефекти с минимално използване на генетичен и строителен материал, а също така се улеснява клетъчният транспорт на хормони.

Освобождаването на хормони възниква, като правило, спонтанно, а не непрекъснато и равномерно, но импулсивно, в отделни отделни части. Очевидно това се дължи на цикличния характер на процесите на биосинтеза, вътреклетъчното отлагане и транспортирането на хормони. При физиологични условия, секретиращият процес трябва да осигури известно базово ниво на хормоните в циркулиращите течности. Този процес, подобно на биосинтезата, се контролира от специфични фактори. Секрецията на хипофизните хормони се определя главно от съответните освобождаващи хормони на хипоталамуса и нивото на циркулиращите хормони в кръвта. Образуването на самите хормони на освобождаване на хипоталамуса зависи от ефекта на невротрансмитерите с адренергична или холинергична природа, както и концентрацията на прицелните хормони в кръвта.

Биосинтезата и секрецията са тясно свързани. Химическата природа на хормона и специфичните механизми на неговата секреция определят степента на конюгиране на тези процеси. Така че този показател е максимален при секреция на стероидни хормони, които дифундират относително свободно през клетъчните мембрани. Степента на конюгиране на биосинтезата и секрецията на протеино-пептидни хормони и катехоламини е минимална. Тези хормони се освобождават от клетъчните секреторни гранули. Междинната позиция на този индикатор се заема от хормоните на щитовидната жлеза, които се секретират чрез освобождаването им от свързана с протеин форма.

Следователно трябва да се подчертае, че синтеза и секрецията на хормоните на хипофизата и хипоталамуса се извършват до известна степен поотделно.

Основният структурен и функционален елемент на секреторния процес на протеино-пептидните хормони са секреторни гранули или везикули. Това са специални морфологични форми на яйцевидна форма с различни размери (100-600 nm), заобиколени от тънка липопротеинова мембрана. Секреторни гранули на клетки, произвеждащи хормони, произтичат от Golgi комплекс. Неговите елементи обграждат прохормона или хормона, постепенно образуващи гранули, които изпълняват редица взаимосвързани функции в системата от процеси, отговорни за секрецията на хормоните. Те могат да бъдат мястото на активиране на пептидни прохормони. Втората функция, която гранулите изпълняват, е съхранението на хормоните в клетката, докато се изложи специфичният секреторен стимул. Грануловата мембрана ограничава освобождаването на хормони в цитоплазмата и предпазва хормоните от действието на цитоплазмени ензими, които могат да ги дезактивират. Специфичните вещества и йони, съдържащи се в гранулите, имат определено значение в механизмите на отлагане. Те включват белтъци, нуклеотиди, йони, основната цел на който - образуването на нековалентни комплекси с хормоните и да се предотврати проникването им през мембраната. Секреторните гранули имат друго много важно качество - способността да се движат до периферията на клетката и да транспортират хормоните, отложени в тях, в плазмените мембрани. Движение на гранулите се провежда с участието на вътреклетъчните органели - микрофиламенти (диаметър 5 пМ), изработена от протеин актин, и кухи микроепруветки (диаметър 25 пМ), състоящи се от комплекс на контрактилните протеини тубулин и dynein. Ако е необходимо, блокада на секреторни процеси често използваните лекарства, които разрушават или микрофиламенти дисоциация microducts (цитохалазин В, колхицин, винбластин). Вътреклетъчният транспорт на гранули изисква изразходване на енергия и наличието на калциеви йони. Мембрани от гранули и плазмени мембрани с участието на калций влизат в контакт един с друг и тайната се освобождава в извънклетъчното пространство през "порите", образувани в клетъчната мембрана. Този процес се нарича екзоцитоза. Опустошените гранули могат в някои случаи да бъдат възстановени и върнати в цитоплазмата.

Отправна точка в процеса на секретиране на протеини и пептидни хормони се увеличава образуването на AMP (сАМР), и увеличава вътреклетъчните концентрации на калциеви йони, които проникват през плазмената мембрана и стимулира преход хормонални гранули към клетъчната мембрана. Процесите, описани по-горе, се регулират както вътреклетъчно, така и извънклетъчно. Ако вътреклетъчния регулиране и саморегулиране gormonprodutsiruyuschei функцията на клетките на хипофизата и хипоталамуса е до голяма степен ограничена, контрол на системата позволява на функционалната активност на хипофизната жлеза и хипоталамуса в съответствие с физиологичното състояние на организма. Нарушаването на регулаторните процеси може да доведе до сериозна патология на жлезите и, следователно, на цялото тяло.

Регулаторните влияния могат да бъдат разделени на стимулиращи и инхибиторни. В основата на всички регулаторни процеси е принципът на обратната връзка. Водеща роля в определянето на последователността на хипофизната хормонална функция принадлежи към структурите на централната нервна система, както и преди всичко хипоталамуса. По този начин физиологичните механизми, контролиращи активността на хипофизната жлеза, могат да бъдат разделени на нервни и хормонални.

Като се има предвид процесите на синтез на регулиране и секреция на хипофизни хормони, тя трябва първо точка на хипоталамуса с неговата способност да синтезират и секретират неврохормони - освобождаващ хормони. Както е посочено, регулирането на аденохипофизните хормони се осъществява с помощта на освобождаване на хормони, синтезирани в определени ядра на хипоталамуса. Малки клетъчни елементи на тези хипоталамуса структури имат проводящи пътища в контакт с корабите на първичния капилярната мрежа, чрез която получава освобождаващи хормони достигат adenogipofizarnyh клетки.

Предвид хипоталамуса като невроендокринен център, т. Е. Както мястото на трансформация в нервни импулси специфичен хормонален сигнал, носител, който се освобождава хормони, учените проучват възможността да повлияе на различни системи медиаторни директно на синтез процеси и хормони секрети adenogipofizarnyh. С помощта на съвременни техники за инструктаж, изследователите са открили, например, ролята на допамин в регулацията на секрецията на редица тропически хормони на аденохипофизата. В този случай, допамин не действа само като невротрансмитер, поръчване на хипоталамуса, но също и като освобождаващ хормон, който участва в регулацията на предния дял на хипофизата функция. Подобни данни са получени за норепинефрин, който участва в контрола на секрецията на ACTH. Фактът на двоен контрол върху синтеза и секрецията на адено-хипофизни хормони е вече установен. Основният точката на прилагане на различни невротрансмитери в системата за регулиране на хипоталамуса освобождаващ хормони хипоталамуса са структурите, в които те са синтезирани. Понастоящем спектърът на физиологично активни вещества, участващи в регулирането на хипоталамусните неврохормони, е доста широк. Този класически невротрансмитери адренергичен и холинергична характер, няколко аминокиселини, вещества с морфина като действие - ендорфини и енкефалини. Тези вещества са основната връзка между централната нервна система и ендокринната система, която в крайна сметка осигурява тяхното единство в организма. Функционална активност на хипоталамуса невроендокринни клетки, може да се наблюдава директно в различни части на мозъка чрез нервните импулси, пристигащи на различни аферентни пътища.

Наскоро в Neuroendocrinology има и друг проблем - изучаването на функционалната роля на освобождаване на хормони, които са локализирани в други структури на централната нервна система, извън хипоталамуса, и които не са пряко свързани с хормонални функции регулиране adenogipofizarnyh. Експериментално е потвърдено, че те могат да се разглеждат както като невротрансмитери, така и като невромодулатори на редица системни процеси.

В хипоталамуса освобождаващите хормони се локализират в определени региони или ядра. Например, LH-RG се локализира в предния и медиабазалния хипоталамус, TRH - в средния хипоталамус, KRG - главно в задните му области. Това също не изключва дифузното разпределение на неврохормоните в жлезата.

Основната функция на аденохипофизните хормони е да активират редица периферни ендокринни жлези (надбъбречна кора, щитовидна жлеза, гонади). Тропичните хормони на хипофизата - ACTH, TTG, LH и FSH, STH - причиняват специфични реакции. По този начин, първият причинява растежа (хипертрофия и хиперплазия) на зоната на панкреаса на надбъбречната кора и усилването в неговите клетки на синтеза на глюкокортикоиди; втората е основният регулатор на морфогенезата на фоликуларния апарат на щитовидната жлеза, различните етапи на синтеза и секрецията на тиреоидни хормони; LH е основният стимулатор на овулацията и образуването на жълтото тяло в яйчниците, растежа на интерстициалните клетки в тестисите, синтеза на естрогени, прогестините и гонадовите андрогени; FSH причинява ускоряване на растежа на яйчниковите фоликули, повишава чувствителността им към действието на LH и също така активира сперматогенезата; STG, действащ по стимулиращ начин за секрецията на соматомедините в черния дроб, определя линейния растеж на организма и анаболните процеси; LTG насърчава проявата на действието на гонадотропините.

Трябва да се отбележи също така, че тропичните хормони на хипофизната жлеза, които показват ефекта си като регулатор на функциите на периферните ендокринни жлези, често могат да имат директен ефект. Така например ACTH като основен регулатор на синтеза на глюкокортикоиди дава редица екстрадреналични ефекти, по-специално липолитични и меланоцити стимулиращи.

Хормоните с произход от хипоталамус-хипофиза, т.е. Протеин-пептид, много бързо изчезват от кръвта. Периодът на техния полуживот не превишава 20 минути и в повечето случаи трае 1-3 минути. Протеино-пептидните хормони бързо се натрупват в черния дроб, където те са интензивно разградени и инактивирани от специфични пептидази. Този процес може да се наблюдава в други тъкани, както и в кръвта. Метаболитите на протеино-пептидните хормони очевидно се получават главно под формата на свободни аминокиселини, техните соли и малки пептиди. Те се екскретират на първо място с урина и жлъчка.

Хормоните често имат доста изразен тропизъм на физиологичното действие. Например ACTH действа върху клетките на надбъбречната кора, адипозната тъкан, нервната тъкан; гонадотропини - върху клетките на гонадите, хипоталамуса и редица други структури, т.е. Органи, тъкани и клетки-мишени. Хормоните на хипофизата и хипоталамуса имат широк спектър от физиологични ефекти върху клетки от различни видове и върху различни метаболитни реакции в същите клетки. Структурата на тялото според степента на зависимост на техните функции от действието на тези или други хормони се разделя на хормонално зависими и чувствителни към хормони. Ако първият напълно поради наличието на хормони по време на пълния диференциацията и функционирането на клетките gormonchuvstvitelnye ясно показват техните фенотипни характеристики и без съответен хормон, степента на проявление на което се модулира от тях по различен обхват, и се определя от наличието на специфични рецептори в клетките.

Взаимодействието на хормони със съответните рецепторни протеини се намалява до не-ковалентно, обратимо свързване на хормон и рецепторни молекули, което води до образуване на специфични протеин-лиганд комплекси, които могат да включват множество хормонални ефекти в клетката. Ако рецепторният протеин отсъства в него, той е устойчив на действието на физиологичните концентрации на хормона. Рецепторите са необходими периферни членове съответните ендокринната функция, определя чувствителността на оригиналните физиологични хормон-чувствителни клетки, т.е.. Е. Възможността и интензивността на приемане, реализация и провеждане синтеза хормон в клетката.

Ефективността на хормоналното регулиране на клетъчния метаболизъм се определя както от количеството на активния хормон, който влиза в целевата клетка, така и от нивото на съдържанието на рецептора в нея.