Эндокринная система. Гистофизиология гипоталамуса, гипофиза и эпифиза
Множество функций клеток, тканей и органов тела координированы с помощью взаимодействия нескольких типов химических мессенджеров (химических веществ):
1. нейротрансмиттеры – секретируются аксональными терминалями нейронов в синаптические щели и действуют локально на контроль функции нейронов (характерно для нервной системы).
2. Гормоны – биологически активные вещества, регулирующие морфогенетические и физиологические процессы в организме человека. Секретируются железами или специализированными клетками и циркулируют в крови или лимфе действуют на клетки-мишени (характерно для эндокринной системы).
3. Нейроэндокринные гормоны – секретируются нейронами в кровоток и действуют на клетки-мишени в другой локализации в теле.
4. Паракринные факторы – секретируются клетками во внеклеточную жидкость и действуют на соседние клетки-мишени другого типа (локальная регуляция).
5. Аутокринные факторы – секретируются клетками во внеклеточную жидкость и действуют на функцию тех же самых клеток, которые его же и продуцируют (локальная регуляция).
6. Цитокины – пептиды, которые секретируются клетками во внеклеточную жидкость и могут функционировать как ауто-, паракринные и эндокринные гормоны. Например, цитокины включают интерлейкины и лимфокины, которые секретируются иммунными клетками и действуют на другие клетки иммунной системы. Адипоциты продуцируют гормон лептин (адипокин).
По химической природе гормоны бывают:
а) производные аминокислот (производные тирозина – тироксин и трийодтиронин, адреналин и норадреналин).
Две группы гормонов, производные тирозина – гормоны щитовидной железы и надпочечников, формируются под действием ферментов в цитозольных участках клеток. Катехоламины (адреналин и норадреналин) до секреции находятся в везикулах и расходуются по необходимости.
б) белки и полипептиды – гормоны передней и задней доли гипофиза, поджелудочной железы – инсулин и глюкагон, паратгормон и многие другие. Полипептидные и белковые гормоны накапливаются в секреторных везикулах
Размеры данных гормонов могут отличаться от малых пептидов с несколькими аминокислотами (тиротропин-рилизинг гормон) до белков в почти 200 аминокислот (факторы роста, пролактин).
Полипептиды с 100 и более аминокислотами называются белками и те, которые меньше 100 аминокислот относятся к пептидам. Белки и пептиды синтезируются в грЭПС. Они синтезируются в начале как крупные неактивные белки (препрогормоны) и при отщеплении специальных концевых участков становятся прогормонами. Эти прогормоны транспортируются в аппарат Гольджи для распаковки по секреторным гранулам. В этом процессе, ферменты в везикулах очищают прогормоны до малых по размеру и биологически активных гормонов и неактивных концевых пептидов. Секреция гормонов (также как и неактивных фрагментов) происходит когда секреторные везикулы достигают клеточной мембраны и выходят с помощью экзоцитоза.
Часто стимулом к экзоцитозу является повышение внутриклеточного кальция, что вызвано деполяризацией плазматической мембраны. Также стимулом является активация эндокринного рецепторов на поверхности клетки с помощью цАМФ и далее активации протеинкиназ, которые инициируют секрецию гормона. Пептидные гормоны водорастворимы, что позволяет им входить в систему циркуляции легко и транспортироваться к тканям-мишеням.
в) стероидные (кортизол и кортикостерон, эстроген и прогестерон, тестостерон и плацентарные гормоны). Стероидные гормоны синтезируются из холестерина и не депонируются.
Молекулы холестерола распадаются внутри клеток на вакуоли и используются сразу для синтеза гормонов после индукции стимула. Большая часть холестерола поступает из плазмы крови, но также существует синтез de novo в данных клетках. По причине того, что стероиды жирорастворимы, они могут легко проникать через плазмалемму и входить в интерстициальную жидкость и затем в кровь.
г) ненасыщенные жирные кислоты (простагландины).