Mehanizem delovanja hormonov hipofize in hipotalamusa

Hormonska regulacija se začne s procesom sinteze in izločanja hormonov v žlezah notranjega izločanja. So funkcionalno medsebojno povezani in predstavljajo eno celoto. Biosinteza hormonov v specializiranih celicah, se pojavi spontano in je določena genetsko. Genska kontrola biosinteza beljakovinskih in peptidnih hormonov, zlasti adenogipofizotropnyh izvedemo najbolj neposredno polysomes hormona prekurzorja ali na ravni mRNA za tvorbo hormona, ker je biosinteza hormonov hipotalamusa izvedemo s tvorbo mRNA encimov, ki urejajo različne korake oblikovanja hormon, t e, pride do ekstra-bisomalne sinteze. Tvorba primarne strukture proteina hormonsko peptida - neposredna posledica prevajanja nukleotidnih zaporedij ustreznih mRNA sintetiziranih aktivnih območij genom celic, ki proizvajajo hormone. Struktura večine hormonov ali njihovih proteinskih predhodnih sestavinah tvorjen polysomes v splošno shemo biosinteze proteinov. Možnost prevajanje mRNA in sintezo hormona ali njegovih predhodnikov, specifično za jedrske naprave in polysomes tipa zlasti celic. Tako je rastni hormon sintetiziran v majhni eozinofilci anteriorne hipofize prolaktina - v veliki eozinofilnih in gonadotropina - v posebnih bazofilcev celicah. Nekoliko drugače biosinteza TRH in LH-RH v celicah hipotalamusa. Ti peptidi se ne tvori v matriki o polysomes mRNA in topni del citoplazme pod vplivom ustreznih sistemov sintetaze.

Neposredni prevod genetskega materiala v primerih izolacije večine polipeptidnih hormonov pogosto vodi do tvorbe nizkoaktivnih predhodnikov - polipeptidnih pred hormonov (prehormonov). Biosinteza polipeptidnega hormona je sestavljena iz dveh različnih faz: ribosomske sinteze neaktivnega prekurzorja na matriki mRNA in post-translacijske tvorbe aktivnega hormona. Prva stopnja nujno poteka v celicah adenohipofize, druga pa se lahko izvede zunaj nje.

Post-translacijsko aktivacija možno na dva načina hormonskih predhodnimi sestavinami: po večstopenjskem razgradnih encimski molekul oddaja krupnomolekulyarnyh predhodnike z zmanjševanjem velikosti molekul in-hormon aktivirano zaradi neencimatskimi pridružitvenih pro-hormonov podenot širitve velikost molekul aktivirati hormonov.

V prvem primeru je posttranslacijska aktivacija značilna za ACTH, beta-lipotropin in v drugem primeru za glikoproteinske hormone, zlasti gonadotropine in TSH.

Zaporedna aktivacija beljakovinskih peptidnih hormonov ima neposreden biološki pomen. Prvič, čeprav omejujejo hormonske učinke na kraju izobraževanja; Drugič, predvideni so optimalni pogoji za prikaz polifunkcionalnih regulatornih učinkov z minimalno uporabo genetskega in gradbenega materiala, olajšan je tudi celični transport hormonov.

Sproščanje hormonov se praviloma pojavi spontano in neprekinjeno in enakomerno, vendar impulzivno, v ločenih diskretnih delih. To je očitno posledica ciklične narave procesov biosinteze, znotrajceličnega odlaganja in transporta hormonov. V fizioloških pogojih mora sekretorni proces zagotoviti določeno bazalno raven hormonov v krožnih tekočinah. Ta proces, tako kot biosinteza, nadzirajo specifični dejavniki. Izločanje hipofiznih hormonov določajo predvsem ustrezni sproščujoči hormoni hipotalamusa in raven krvnih hormonov v krvi. Tvorba sproščajočih hormonov hipotalamike je odvisna od učinka nevrotransmiterjev adrenergične ali holinergične narave ter koncentracije ciljnih hormonov v krvi.

Biosinteza in izločanje sta tesno povezana. Kemična narava hormona in specifični mehanizmi njegovega izločanja določajo stopnjo konjugacije teh procesov. Torej je ta indikator maksimalen pri izločanju steroidnih hormonov, ki s pomočjo celičnih membran sorazmerno prosto razpršijo. Obseg konjugacije biosinteze in izločanja beljakovinskih peptidnih hormonov in kateholaminov je minimalen. Ti hormoni se sproščajo iz celičnih sekretornih granul. Vmesni položaj na tem indikatorju zasedajo tiroidni hormoni, ki se izločajo iz sproščanja beljakovine.

Zato je treba poudariti, da se sinteza in izločanje hormonov hipofize in hipotalamusa izvaja do določene mere ločeno.

Glavni strukturni in funkcionalni element sekretornega procesa beljakovinskih peptidnih hormonov sta sekretorne granule ali vezikuli. To so posebne morfološke oblike jajčne oblike različnih velikosti (100-600 nm), obkrožene s tanko lipoproteinsko membrano. Sekundarni zrnca celic, ki proizvajajo hormone, izhajajo iz kompleksa Golgi. Njegovi elementi obkrožajo prohormon ali hormon, ki postopoma oblikujejo granule, ki izvajajo vrsto medsebojno povezanih funkcij v sistemu procesov, ki so odgovorni za izločanje hormonov. Lahko so mesto aktivacije peptidnih prohormonov. Druga funkcija, ki jo izvajajo zrnca, je shranjevanje hormonov v celici, dokler ni izpostavljen specifični sekretorni stimulus. Granulna membrana omejuje sproščanje hormonov v citoplazmo in ščiti hormone pred delovanjem citoplazemskih encimov, ki jih lahko inaktivirajo. Posebne snovi in ioni, vsebovani v granulah, imajo določen pomen v mehanizmih usedanja. Ti vključujejo proteine, nukleotide, ione, katerih glavni namen je nastanek nekovalentnih kompleksov s hormoni in preprečevanje njihovega prodiranja skozi membrano. Sekundarne granule imajo še eno zelo pomembno kvaliteto - sposobnost, da se premaknejo na obrobje celice in transportirajo hormone, ki so v njih shranjeni v plazemske membrane. Gibanje granul izvedemo z udeležbo znotrajceličnih organelov - mikrofilamenti (premer 5 nm), izdelana iz beljakovin aktina in votle mikrocevke (premer 25 nm) sestavljen iz kompleksa Krčenje proteinov tubulina in dynein. V primeru potrebe po blokadi sekretornih procesov se običajno uporabljajo zdravila, ki uničujejo mikrofilamente ali disociirajo mikrotubule (citohalazin B, kolhicin, vinblastin). Znotrajcelični transport granul zahteva odhodke energije in prisotnost kalcijevih ionov. Membrane zrnc in plazemske membrane s sodelovanjem kalcija pridejo v stik med seboj, skrivnost pa se sprosti v zunajcelični prostor skozi "pore", ki nastanejo v celični membrani. Ta proces se imenuje eksocitoza. V nekaterih primerih se lahko porušene granule rekonstruirajo in vrnejo v citoplazmo.

Izhodišče v procesu izločanja proteinov in peptidnih hormonov poveča nastajanje AMP (cAMP), in poveča znotrajcelične koncentracije kalcijevih ionov, ki pronica skozi plazemsko membrano in stimulira prehod hormonskih granul na celično membrano. Opisani postopki so regulirani tako znotrajcelično kot zunajcelično. Če je intracelularni regulacije in samoregulacije funkcija gormonprodutsiruyuschei od hipofize in hipotalamusa celice večinoma omejen, je nadzor sistema omogočajo funkcionalno aktivnost hipofize in hipotalamus v skladu s fiziološkim stanjem organizma. Kršitev regulativnih postopkov lahko povzroči resno patologijo funkcij žleze in posledično celotnega organizma.

Regulatorne vplive lahko razdelimo na stimulativne in inhibitorne. V središču vseh regulativnih procesov je načelo povratnih informacij. Vodilno mesto pri naročanju hormonskih funkcij hipofize spada v strukture osrednjega živčnega sistema in predvsem na hipotalamus. Tako lahko fiziološke mehanizme, ki nadzorujejo delovanje hipofize, razdelijo na živčni in hormonski.

Glede na postopke sinteze regulacije in izločanje hipofiznih hormonov, mora najprej točke do hipotalamusa z njegovo sposobnost, da sintetizirajo in izločajo nevrohormona - sproščanje hormonov. Kot je navedeno, regulacija hormonov adenogipofizarnyh poteka preko kortikoliberin, sintetiziran v nekaterih jedra hipotalamusa. Majhni elementi celične teh hipotalamusa strukture imajo prevodne poti v stiku s plovila primarnega kapilarne mreže, skozi katere prejme sproščajočih hormonov dosegajo adenogipofizarnyh celice.

Glede na hipotalamus kot nevroendokrinega center, t. E. V destinacije preoblikovanja v živčnih impulzov posebno hormonskega signala, nosilcem, ki se sprošča hormone, znanstveniki raziskujejo možnost vplivanja na različne sisteme za posrednika neposredno na sintezne postopke in hormonov izločki adenogipofizarnyh. S pomočjo naprednih tehnik poučevanja, so raziskovalci ugotovili, na primer, vlogo dopamina pri uravnavanju izločanja številnih tropskih hormonov v adenohypophysis. V tem primeru, dopamin deluje ne le kot nevrotransmiter, naročanje hipotalamus funkcijo, ampak tudi kot sprošča hormon, ki je vpletena v regulacijo delovanja anterior hipofize. Podobni podatki so bili pridobljeni za norepinefrin, ki je vključen v kontrolo ACTH sekrecije. Dejstvo dvojnega nadzora sinteze in izločanja adeno-hipofiznih hormonov je zdaj ugotovljeno. Osnovna točka uporabe različnih nevrotransmiterjev v sistemu regulacije hipotalamus sproščanje hormonov hipotalamusa so strukture, v kateri so sintetizirane. Trenutno je spekter fiziološko aktivnih snovi, vključenih v regulacijo hipotalamskih nevrohormonov, zelo širok. Ta klasične nevrotransmiterji adrenergični in holinergični narava, število aminokislin, snovmi z morfinom podoben ukrep - endorfina in enkefalini. Te snovi so glavna povezava med osrednjim živčnim sistemom in endokrinim sistemom, ki na koncu zagotavlja njihovo enotnost v telesu. Funkcionalna aktivnost hipotalamusa nevroendokrinih celic, ki se lahko neposredno spremljajo v različnih delih možganov preko živčnih impulzov, ki prihajajo na različnih dovodnih poti.

V zadnjem času v nevroendokrinologijo obstaja drug problem - študija funkcionalno vlogo sproščati hormone, ki so lokalizirane na drugih strukturah CŽS, zunaj hipotalamusa, in ki niso neposredno povezane s hormonskimi funkcij ureditev adenogipofizarnyh. Potrjeno je bilo, da jih je mogoče obravnavati kot nevrotransmiterje in kot nevromodulatorje številnih sistemskih procesov.

V hipotalamu so sproščujoči hormoni lokalizirani v določenih regijah ali jedrih. Na primer, LH-RG je lokaliziran v anteriornem in mediobasalnem hipotalamusu, TRH v srednjem hipotalamusu, KRG večinoma v zadnjih predelih. To tudi ne izključuje difuzne porazdelitve v žlezi nevrohormonov.

Glavna naloga adenohipofiznih hormonov je aktivacija številnih perifernih endokrinih žlez (skorje nadledvične žleze, ščitnice, gonad). Tropični hormoni hipofize - ACTH, TTG, LH in FSH, STH - povzročajo specifične odzive. Tako prvi povzroči rast (hipertrofijo in hiperplazijo) območja snopa nadledvične skorje in izboljšanje v svojih celicah sinteze glukokortikoidov; drugi je glavni regulator morfogeneze folikularnega aparata ščitnice, različnih stopenj sinteze in izločanja ščitničnih hormonov; LH je glavni stimulator ovulacije in tvorbe rumenega telesa v jajčnikih, rast intersticijskih celic v testih, sinteza estrogenov, progestinov in gonadnih androgenov; FSH povzroči pospešek rasti jajčnih foliklov, jih preobčutiti na delovanje LH in aktivira tudi spermatogenezo; STG, ki deluje stimulativno za jetrno sekrecijo somatomedinov, določa linearno rast telesa in anaboličnih procesov; LTG spodbuja manifestacijo delovanja gonadotropinov.

Prav tako je treba opozoriti, da imajo tropski hormoni hipofize, ki kažejo na učinek kot regulatorji funkcij perifernih endokrinih žlez, pogosto neposreden učinek. Na primer, ACTH kot glavni regulator glukokortikoidi sinteze ekstraadrenalovyh določa več učinkov, zlasti lipolitičnim in melanocite.

Hormoni hipotalamsko-hipofiznega izvora, t.j. Protein-peptida, zelo hitro izginejo iz krvi. Obdobje njihovega razpolovnega časa ne presega 20 minut in v večini primerov traja 1-3 minute. Proteinski peptidni hormoni se hitro kopičijo v jetrih, kjer se intenzivno razgradijo in inaktivirajo s specifičnimi peptidazi. Ta proces je mogoče opaziti tudi v drugih tkivih, pa tudi v krvi. Metaboliti beljakovinskih peptidnih hormonov so očitno pridobljeni predvsem v obliki prostih aminokislin, njihovih soli in majhnih peptidov. Najprej se izločajo z urinom in žolčem.

Hormoni imajo pogosto precej izrazit tropizem fiziološkega delovanja. Na primer, ACTH deluje na celice nadledvične skorje, maščobnega tkiva, živčnega tkiva; gonadotropini - na celicah gonad, hipotalamusa in številnih drugih struktur, to je organov, tkiv in ciljnih celic. Hormoni hipofize in hipotalamusa imajo širok spekter fizioloških učinkov na celice različnih vrst in na različne presnovne reakcije v istih celicah. Struktura telesa glede na stopnjo odvisnosti njihovih funkcij od delovanja teh ali drugih hormonov se deli na hormonsko odvisne in hormonsko občutljive. Če je prvi popolnoma zaradi prisotnosti hormonov v polnem diferenciacijo in delovanje celic gormonchuvstvitelnye jasno kažejo njihove fenotipske značilnosti in brez ustreznega hormona, stopnja manifestacija, ki je moduliran z njimi v različnem območju, ki je določena s prisotnostjo specifičnih receptorjev v celicah.

Interakcija hormonov z ustreznimi proteinov receptorjev zniža na nekovalentnimi, reverzibilno vezavo hormona in receptorskih molekul, kar ima za posledico tvorbo specifičnih proteinov-ligand kompleksov, ki lahko vključujejo številne hormonske učinke v celici. Če v njej receptorske beljakovine ni, je odporen na delovanje fizioloških koncentracij hormona. Receptorji so potrebne periferne člani ustrezajo endokrine funkcije, določa občutljivost izvirnih fizioloških hormonsko odzivno celic, npr. E. Možnost in jakost sprejema, izvršitve in nosi sintezo hormona v celici.

Učinkovitost hormonske regulacije celičnega metabolizma določa tako količina aktivnega hormona, ki vstopa v ciljno celico, kot tudi nivo vsebnosti receptorja v njej.