Гормоны и их физиологические эффекты

В этом разделе дана физиологическая характеристика различных гормонов, синтезируемых и секретируемых клетками эндокринной системы.

Гипоталамо-гипофизарная система

Часть промежуточного мозга — гипоталамус — и отходящий от его основания гипофиз анатомически и функционально составляют единое целое — гипоталамо-гипофизарную эндокринную систему (рис. 18–1, 18–2, 18–3, см. также рис. 16–3,В,Г).

Рис. 18–1. Анатомические взаимоотношения гипоталамуса и ножки гипофиза [11]. Точечная штриховка: срединное возвышение и задняя доля гипофиза (нейрогипофиз) имеют нейральное происхождение и фактически являются частью гипоталамуса. Косая штриховка: эпителиальная часть гипофиза (аденогипофиз) развивается из эктодермы ротовой бухты. Роль гипоталамо–гипофизарной системы для эндокринной регуляции функций организма столь велика, что её иногда называют «президентом эндокринного общества».

Гипоталамус

В нейросекреторных нейронах гипоталамуса синтезируются нейропептиды, поступающие как в переднюю (рилизинг–гормоны), так и в заднюю (окситоцин и вазопрессин) доли гипофиза.

Рилизинг–гормоны

Гипоталамические рилизинг–гормоны (от англ. releasing hormone) — группа нейрогормонов, мишенями которых являются эндокринные клетки передней доли гипофиза. С функциональной точки зрения рилизинг–гормоны подразделяют на либерины (рилизинг–гормоны, способствующие усилению синтеза и секреции соответствующего гормона в эндокринных клетках передней доли гипофиза) и статины (рилизинг гормоны, подавляющие синтез и секрецию гормонов в клетках–мишенях). К гипоталамическим либеринам относятся соматолиберин, гонадолиберин, тиреолиберин и кортиколиберин, а статины представлены соматостатином и пролактиностатином.

 Соматостатин — циклический тетрадекапептид C₇₆H₁₀₄N₁₈O₁₉S₂ (мол. масса 1637,9) — синтезируется многими нейронами ЦНС (в том числе нейронами околожелудочковой области гипоталамуса), ‑клетками островков Лангерханса поджелудочной железы, эндокринными клетками ЖКТ и ряда других внутренних органов.

 Функции. Соматостатин — мощный регулятор функций эндокринной и нервной систем, ингибирует синтез и секрецию множества гормонов и секретов.

 Передняя доля гипофиза. Соматостатин подавляет синтез и секрецию гормона роста, АКТГ и тиреотропного гормона.

 Островки Лангерханса. Соматостатин подавляет секрецию инсулина и глюкагона.

 Энтероэндокринная система. Соматостатин ингибирует секрецию гастрина, холецистокинина, секретина.

 Почка. Соматостатин подавляет секрецию ренина.

 Желудок. Соматостатин ингибирует желудочную секрецию.

 Рецепторы. Соматостатин реализует эффекты через связанные с G‑белком мембранные высокоаффинные рецепторы (ингибирование аденилатциклазы  цАМФ ...  уменьшение [Ca²⁺] в цитозоле  блокада экзоцитоза секреторных пузырьков). Идентифицировано не менее 5 подтипов рецепторов соматостатина, имеющих выраженную органную специфичность распределения.

 Соматолиберин (соматокринин) — пептид, содержащий 44 аминокислотных остатка, синтезируется нейросекреторными нейронами дугового ядра (n. arcuatus) гипоталамуса и некоторыми опухолями островковых клеток поджелудочной железы (соматолибриномы).

 Функция. Гипоталамический соматолиберин стимулирует секрецию гормона роста в передней доле гипофиза.

 Рецептор соматолиберина относят к семейству связанных с G‑белком рецепторов типа секретина (стимуляция аденилатциклазы  цАМФ  протеинкиназа A  активация кальциевых каналов типа L  увеличение [Ca²⁺] в цитозоле  экзоцитоз секреторных пузырьков).

 Гонадолиберин (люлиберин) и пролактиностатин. Ген LHRH кодирует аминокислотные последовательности для гонадолиберина и пролактиностатина.

 Мишени гонадолиберина — гонадотрофы, а пролактиностатина — лактотрофы передней доли гипофиза.

 Функции. Гонадолиберин — ключевой нейрорегулятор репродуктивной функции, стимулирует синтез и секрецию ФСГ и ЛГ в продуцирующих гонадотрофы клетках, а пролактиностатин подавляет секрецию пролактина из лактотрофных клеток передней доли гипофиза.

 Рецепторы люлиберина — трансмембранные гликопротеины, связанные с G‑белком. Активирование G‑белка приводит к образованию инозитолтрифосфата и диацилглицерола, что в конечном итоге стимулирует секрецию ФСГ и ЛГ.

 Тиреолиберин — трипептид, синтезируется многими нейронами ЦНС (в том числе нейросекреторными нейронами паравентрикулярного ядра).

 Мишени тиреолиберина — тиреотрофы и лактотрофы передней доли гипофиза.

 Пролактин. Тиреолиберин стимулирует секрецию пролактина из лактотрофов.

 Тиреотропный гормон. Тиреолиберин стимулирует секрецию тиреотропина из тиреотрофов.

 СТГ. В патологических ситуациях тиреолиберин стимулирует секрецию гормона роста из соматотрофов.

 Рецепторы. Связывание тиреолиберина с рецепторами активирует в клетках–мишенях G‑белок, что приводит к активации фосфолипазы A₂ и синтезу производных арахидоновой кислоты.

 Кортиколиберин — пептид из 41 аминокислотного остатка — синтезируется в нейросекреторных нейронах паравентрикулярного ядра гипоталамуса, плаценте, Т-лимфоцитах.

 Влияние глюкокортикоидов на синтез кортиколиберина

 Гипоталамус. Глюкокортикоиды подавляют синтез гипоталамического кортиколиберина.

 Плацента. Глюкокортикоиды стимулируют синтез плацентарного кортиколиберина.

 Функции кортиколиберина многочисленны.

 Передняя доля гипофиза. Стимуляция синтеза и секреции АКТГ и других продуктов экспрессии гена проопиомеланокортина.

 Стресс. Кортиколиберин — координатор эндокринных, нейровегетативных и поведенческих ответов в стрессовых ситуациях. Последние всегда затрагивают ось «кора головного мозга–гипоталамус–гипофиз–надпочечник».

 Плацента. На сроке 18 нед беременности по содержанию в крови кортиколиберина можно выделить группы беременных с преждевременными и поздними родами. К предсказанному сроку содержание в крови кортиколиберина резко возрастает. Возможно, этот гормон является сигналом начала родов.

 Рецепторы кортиколиберина относят к семейству связанных с G‑белком рецепторов типа секретина (стимуляция аденилатциклазы  цАМФ  протеинкиназа A  активация кальциевых каналов типа L  увеличение [Ca²⁺] в цитозоле  экзоцитоз секреторных пузырьков).

 Меланостатин — L-пролил-L-лейцилглицинамид — подавляет образование меланотропинов.

Либерины и статины по аксонам гипоталамических нейронов достигают срединного возвышения, где секретируются в кровеносные сосуды портальной системы кровотока (рис. 18–2), далее по воротным венам гипофиза эти нейрогормоны поступают в переднюю долю гипофиза и регулируют активность её эндокринных клеток (табл. 18-1, см. также рис. 18–4).

Рис. 18–2. Гипоталамическая регуляция аденогипофиза [11]. Рилизинг–гормоны по аксонам нейросекреторных нейронов поступают в срединное возвышении, где секретируются в капилляры первичной капиллярной сети. Эти капилляры объединяются в несколько воротных вен гипофиза (vv. portae hypophysis), которые в передней доле гипофиза образуют вторичную капиллярную сеть.

Таблица 18–1. Эффекты гипоталамических нейрогормонов на секрецию гормонов аденогипофиза

Нейрогормон	Гормон гипофиза	Эффект	Примечание
ТТГ-РГ	ТТГ, пролактин	­	трипептид
Кортиколиберин	АКТГ	­	пп, 41 АК
Соматолиберин	СТГ	­	пп, 44 АК
Пролактиностатин	Пролактин		пептид
Меланостатин	Меланотропины		амид трипептида
Соматостатин	СТГ, ТТГ, АКТГ		п, 14 АК
Люлиберин	Лютропин (ЛГ), ФСГ	­	декапептид

Сокращения: АК — аминокислота, пп — полипептид, п — пептид.

 Роль дофамина. Промежуточный продукт метаболизма тирозина и предшественник норадреналина и адреналина — катехоловый амин дофамин (3-гидрокситирамин), поступающий к клеткам передней доли гипофиза через кровь — ингибирует секрецию ФСГ, лютропина (лютеинизирующий гормон), тиреотропного гормона (ТТГ) и пролактина.

Гормоны задней доли гипофиза

Нанопептиды вазопрессин и окситоцин синтезируются в перикарионах нейросекреторных нейронов паравентрикулярного и супраоптического ядер гипоталамуса, транспортируются по их аксонам в составе гипоталамо-гипофизарного пути в заднюю долю гипофиза, где и секретируются в кровь (рис. 18–3, см. также рис. 16–3Г). Сигналом к секреции является импульсная активность этих же самых нейросекреторных нейронов.

Рис. 18–3. Гипоталамо-гипофизарный тракт. Синтезируемые в телах нервных клеток супраоптического (nucleus supraopticus) и паравентрикулярного (n. paraventricularis) ядер гипоталамуса окситоцин и АДГ транспортируются по аксонам этих нейронов в заднюю долю гипофиза, где поступают в кровь.

 Вазопрессин (aргинин вазопрессин, антидиуретический гормон — АДГ, C₄₆H₆₅N₁₅O₁₂S₂) оказывает антидиуретический (регулятор реабсорбции воды в канальцах почки) и сосудосуживающий (вазоконстриктор) эффекты (эти эффекты гормона приводят к повышению системного АД). Главная функция АДГ — регуляция обмена воды (поддержание постоянного осмотического давления жидких сред организма), что происходит в тесной связи с обменом натрия.

 Экспрессия гена АДГ происходит в части нейросекреторных нейронов паравентрикулярного и супраоптического ядер гипоталамуса. Внегипоталамическая секреция АДГ возможна в клетках злокачественных опухолей (например, овсяно–клеточная карцинома лёгкого, рак поджелудочной железы).

 Секрецию АДГ стимулируют: гиповолемия через барорецепторы каротидной области, гиперосмоляльность через осморецепторы гипоталамуса, переход в вертикальное положение, стресс, состояние тревоги.

 Секрецию АДГ подавляют: алкоголь, –адренергические агонисты, глюкокортикоиды.

 Окситоцин. Экспрессия гена окситоцина и гена АДГ происходит в многоотростчатых нейронах супраоптического и паравентрикулярного ядер гипоталамуса, но в отдельных группах нервных клеток.

 Регулятор секреции окситоцина и АДГ — импульсная активность аксонов нейросекреторных нейронов. При этом окситоцин, как и АДГ, отщепляется от нейрофизинов и поступает в кровь.

 Окситоцин секретируется также при раздражении соска и околососкового поля молочной железы.

 Мишени окситоцина — ГМК миометрия и миоэпителиальные клетки молочной железы.

 Окситоцин стимулирует сокращение ГМК миометрия в родах, при оргазме, в менструальную фазу месячного цикла

 Окситоцин также стимулирует сокращение миоэпителиальных клеток альвеол лактирующей молочной железы (рефлекс молокоотделения).

 Рецептор окситоцина — трансмембранный гликопротеин, связанный с G‑белком. Взаимодействие окситоцина с его рецептором приводит к стимуляции фосфолипазы С, образованию фосфатидилинозитола и увеличению содержания внутриклеточного Ca²⁺.