7. Гормони гіпофіза

Гіпофіз – нижній придаток мозку, досить складний ендокринний орган, розміщений біля основи головного мозку в кістковій ямці, що має назву „турецького сідла”. Анатомічно гіпофіз сполучений з дном третього мозкового шлуночка проміжного мозку.

Гіпофіз є однією з найважливіших залоз внутрішньої секреції, яка впливає на різні метаболічні процеси, а також на формування функцій і структури організму. Враховуючи його функціональне значення, гіпофіз вважають своєрідним центром ендокринної системи.

Гіпофіз має еліпсовидну форму, маса його 0,5–0,7 г. У структурі гіпофіза розрізняють три функціонально самостійних зони – передню (аденогіпофіз), середню (інтермедіальна зона) і задню нейрогіпофіз). Кожна з цих зон виділяє характерні для неї гормони, які регулюють ту чи іншу ланку обмінних процесів в організмі.

Англійський ендокринолог Сміт, вивчаючи функції гіпофіза, виявив, що після видалення його у тварин спостерігається порушення функцій і атрофія деяких залоз внутрішньої секреції (щитовидної, надниркових, статевих), порушується ріст і деякі обмінні процеси. Разом з тим при пересадці гіпофіза гіпофізектомованим тваринам порушені функції відновлюються. Отже, було встановлено, що гіпофіз виділяє речовини, які регулюють функціональну діяльність ендокринних залоз, впливають на обмінні процеси в організмі.

Наступними дослідженнями було встановлено, що гормони гіпофізу не можуть компенсувати зміни, що виникають в організмі при видаленні тієї чи іншої ендокринної залози, функціональна активність якої залежить від гіпофіза.

Отже, вплив гіпофіза на різні ланки обміну речовин виявляється не безпосередньо, а опосередковано, впливаючи на функції інших ендокринних залоз, які перебувають під його регуляторною дією. Тому гормони гіпофіза мають назву тропних гормонів (від грец. Tropos – напрямок).

За хімічною природою гормони гіпофіза є поліпептидами або білками з невеликою молекулярною масою. В передній частці гіпофіза синтезуються гормони, серед яких найважливіше значення мають 7искантну7ни (соматотропний гормон – СТГ), кортикотропін (7искантну7ни7ту7пну7 – АКТГ), тиротропін (тиреотропний – ТТГ), гонадотропіни (гонадотропні гормони – лютропін – лютеїнізуючий, фолітропін –фолікулостимулюючий, пролактин), а також ліпотропіни.

Аденогіпофіз має залозисту структуру з добре розвиненою сіткою кровоносних судин. Функціональна активність його перебуває під контролем кори головного мозку і гіпоталамусу. Нервові стимули, які виникають у цих відділах центральної нервової системи, впливають на швидкість звільнення гіпоталамічних рилізинг-факторів, які по системі портальних судин потрапляють в аденогіпофіз, де стимулюють чи гальмують секрецію відповідних гормонів. Так здійснюється досить швидка регуляція аденогіпофізарної секреції у відповідь на зовнішні подразники (світло, холод, тепло, гіпоксія) або подразники, зумовлені певним фізіологічним станом організму (страх, радість, біль).

Регуляція секреції аденогіпофізарних гормонів здійснюється також за типом негативного зворотного зв’язку під впливом секретів, які виділяють залози-мішені аденогіпофізарних гормонів.

7искантну7ни (соматотропний гормон, гормон росту). Його було виділено з екстрактів аденогіпофіза Г. 7искант і Дж. Лонгом у 1921 р. Гормон має білкову природу й олігомерну структуру. Молекулярна маса його 23–46 тис. Складається гормон росту з двох поліпептидних ланцюгів, які містять 191 амінокислотний залишок.

Характерною особливістю гормону росту є те, що він має високу видову специфічність. Хоч гормони деяких видів тварин і виявляють біологічну активність при введенні їх іншим тваринам, для людини біологічно активним є лише гормон приматів.

Різноплановий характер впливу соматотропного гормону на різні метаболічні процеси в організмах людини і тварин, на відміну від дії інших аденогіпофізарних гормонів, не зумовлений його впливом на інші ендокринні залози. При порушенні секреції соматотропного гормону виникає порушення деяких метаболічних процесів в організмі, зокрема анаболічних процесів і процесів росту.

При надмірному виділенні гормону (гіперфункція залози) у молодому віці, до настання статевої зрілості і до завершення процесів формування кісткової тканини, спостерігається посилений ріст тіла людини, що призводить до гігантизму. Ріст індивідуумів при цьому може досягати 2–2,5 м. Надмірне виділення гормону росту в зрілому віці призводить до розвитку захворювання, яке має назву акромегалії. Це захворювання виникає при гіперплазії та аденомах гіпофіза. Ознаками захворювання є непропорційне розростання окремих частин тіла, надмірний ріст кісток кінцівок, голови, обличчя, розростання м’яких тканин – носа, губ, язика, підборіддя. Спостерігається надмірний ріст волосся на тілі, збільшуються внутрішні органи, спостерігається гіпертрофія деяких ендокринних залоз.

При недостатньому виділенні гормону росту (гіпосекреція) спостерігається сповільнення росту і, як наслідок, розвивається карликовість. Ріст при цьому не перевищує 0,9–1,2 м, відсутні вторинні статеві ознаки. Гіпофізарні карлики мають відносно пропорційну будову тіла, дещо збільшену голову. В розумовому розвитку вони не відрізняються від звичайних людей.

Специфічний вплив соматотропного гормону на процеси росту свідчить, що він відіграє важливу роль у забезпеченні анаболічних процесів, сприяє синтезу білків і нуклеїнових кислот, збільшенню рівня глюкози в крові (діабетогенний ефект), посилює транспорт деяких сполук у клітини та їх засвоєння, стимулює ретикулоцитоз, 8искант- і остеогенез.

Гормон росту впливає на тканини організму безпосередньо активацією мембранно-зв’язаної аденілатциклази, а також через інші агенти, зокрема соматомедини – вторинні ростостимулюючі фактори, виділені з різних органів – печінки, м’язів, нирок, крові.

Тиротропін (тиреотропний гормон – ТТГ). Забезпечує нормальне функціонування щитовидної залози. При гіпофізектомії у тварин спостерігається інволюція щитовидної залози з ознаками, характерними для гіпотиреозу. Введення таким тваринам екстракту гіпофіза сприяє репаративним процесам і нормалізації функцій щитовидної залози.

За хімічною природою тиротропін – складний білок-глікопротеїд з молекулярною масою 28 000. Має олігомерну будову і складається з 2 субодиниць  і , зв’язаних 8искантну8ни8ту зв’язками. Білкова частина гормону містить велику кількість сульфуровмісних амінокислот, які утворюють 8искантну8ни8ту8пну8 дисульфідні зв’язки, п’ять з яких стабілізують структуру -субодиниці, а шість – -субодиниці молекули гормону. Чергування залишків амінокислот у -субодиниці гормону кожного виду тварин однакове, а первинна структура -субодиниць у різних видів тварин різна. Тому вважають, що саме -субодиниці забезпечують характерну гормональну активність тиреотропного гормону і регуляцію ним функцій щитовидної залози. Тиреотропний гормон впливає на деякі метаболічні процеси у тканині щитовидної залози. Так, під впливом ТТГ стимулюються процеси поглинання йодидів з крові, включення йоду до складу тиреоїдних гормонів та вивільнення їх із залози активацією фолікулярних протеолітичних ферментів, які розщеплюють білок-попередник. Крім того, тиреотропний гормон стимулює утворення 8иск у тканині щитовидної залози, синтез РНК і білків, 8искантну8ни8ту і сфінголіпідів, здійснює транспорт і перетворення глюкози. Дія тиреотропного гормону на клітини щитовидної залози та інші клітини-мішені починається після зв’язування гормону з специфічними рецепторами плазматичних мембран, які мають глікопротеїдну природу. Вважають, що важливу роль у забезпеченні рецепторної функції відіграють сіалові кислоти, які є компонентами 8искантну8ни8т. Наступні процеси, які проходять після зв’язування гормону з рецепторами, є типовими для дії пептидних і білкових гормонів.

Кортикотропін (адренокортикотропний гормон – АКЛТ). Стимулює ріст і функціональну активність кори надниркових залоз, регулює синтез і секрецію 8искантну8ни8ту8пн гормонів. За хімічною природою АКТГ є 8искантну8ни8 з молекулярною масою 20 000. До його складу входить 39 залишків різних амінокислот.

Синтезується АКТГ в аденогіпофізі у вигляді попередника, який має значно вищу молекулярну масу і перетворюється на активну форму гормону внаслідок гідролітичного відщеплення частини поліпептидного ланцюга. Виявлено, що перші 24 залишки 8искантну8н, розміщені біля N-кінця молекули, в усіх видів тварин ідентичні і забезпечують, очевидно, його біологічну активність. Інші амінокислотні залишки в різних видах варіюють і визначають видову імунологічну специфічність гормону. Хімічним синтезом одержано 8искантну8н, що містить 24 залишки амінокислот, має таку саму біологічну активність, як і природний гормон. У забезпеченні біологічної активності важливе значення мають залишки діаміномонокарбонових кислот – лізину та аргініну.

Основна роль АКТГ полягає в прискоренні синтезу кортикостероїдів у корі надниркових залоз з холестерину. Він може безпосередньо діяти на тканини різних органів, а також через кору надниркових залоз.

При недостатній секреції АКТГ виявляються всі характерні симптоми гіпофункції кори надниркових залоз.

При гіперсекреції АКТГ виникає захворювання – гіпофізарний базофілізм (хвороба Кушінга). Найчастіше причиною цього захворювання є гіперплазія, або аденома гіпофіза. Для цього захворювання характерним є гіперглікемія, 9искантну9ни9ту9 кісток, 9искантну9 обличчя, запалення сальних залоз. В основі механізму дії АКТГ на клітини кори надниркових залоз лежить ряд взаємопов’язаних процесів, які стимулюються в клітинах після зв’язування АКТГ з специфічними рецепторами клітин-мішеней і стимуляції мембранно-зв’язаної аденілатциклази.

Нейрогіпофіз ссавців виділяє два гормони 9искантну природи – окситоцин і вазопресин. Обидва гормони синтезуються в гіпоталамусі з одного білка – попередника (нейрофізину) і депонуються в нейрогіпофізі. У більшості нижчих хребетних знайдено гормон вазотоцин, який виявляє властивості обох гормонів.