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), d‑клетками островков Лангерханса поджелудочной железы, эндокринными клетками ЖКТ и ряда других внутренних органов.

à 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.

à 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).

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

à 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.

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

à 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.

à 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).

à 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.

à 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.

à Влияние глюкокортикоидов на синтез кортиколиберина

¨ Гипоталамус. Глюкокортикоиды подавляют синтез гипоталамического кортиколиберина.

¨ Плацента. Глюкокортикоиды стимулируют синтез плацентарного кортиколиберина.

à 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.

à 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.