Virkemekanismen for hormonene i hypofysen og hypofysen

Hormonell regulering prosessen begynner med syntese og sekresjon av hormoner i endokrine kjertler. De er funksjonelt sammenhengende og representerer en enkelt helhet. Biosyntese av hormoner i spesialiserte celler, oppstår spontant og er fast genetisk. Genetisk kontroll av biosyntesen av de fleste proteiner og peptidhormoner, særlig adenogipofizotropnyh utføres mest direkte i polysomer hormon-forløper, eller på mRNA-nivå av hormonet formasjonen, mens biosyntesen av de hypotalamiske hormoner oppnås ved dannelse av mRNA av enzymer regulerer ulike trinnene med dannelse av hormonet, t e., skjer en ekstra-bisomal syntese. Dannelse av den primære strukturen til proteinet-hormonpeptid - et direkte resultat av translasjon av nukleotidsekvensene av de respektive mRNA syntetisert på aktive regioner av genomet av hormonproduserende celler. Strukturen på de fleste hormoner eller deres proteinforløpere som dannes polysomer i det generelle skjema av proteinbiosyntese. Muligheten for translasjon av mRNA og syntese av hormonet eller dets forløpere spesifikke for atom apparat og polysomer bestemt celletype. Således er veksthormon syntetiseres i liten eosinofiler fremre hypofyse prolaktin - i stor eosinofil, og gonadotropin - i bestemte basofile celler. Noe annerledes biosyntese av TRH og LH-RH i cellene i hypothalamus. Disse peptidene er ikke dannes i en matrise på polysomer mRNA og den oppløselige delen av cytoplasma under påvirkning av passende syntetase-systemer.

Den direkte oversettelsen av genetisk materiale i tilfeller av isolering av de fleste polypeptidhormoner fører ofte til dannelsen av lavaktivitetsforløpere - prekormoner av polypeptid. Biosyntese av polypeptidhormon består av to forskjellige stadier: ribosomal syntese av den inaktive forløperen på mRNA-matrisen og post-translasjonell dannelse av det aktive hormon. Den første etappen fortsetter nødvendigvis i cellene i adenohypofysen, den andre kan også utføres utenfor den.

Post-translasjonell aktivering av hormon forløpere mulige på to måter: ved en flertrinns enzymatisk nedbrytning molekyler kringkaste krupnomolekulyarnyh forløpere med avtagende størrelser av molekyler og hormon-aktivert på grunn av ikke-enzymatisk forening pro-hormon-subenhetene utvidelse størrelse molekyler aktiverbar hormon.

I det første tilfellet er posttranslasjonell aktivering karakteristisk for ACTH, beta-lipotropin, og i andre tilfelle for glykoproteinhormoner, spesielt gonadotropiner og TSH.

Sekventiell aktivering av protein-peptidhormoner har en direkte biologisk betydning. Først, mens du begrenser de hormonelle effektene i utdanningsstedet; For det andre er det gitt optimale forhold for manifestasjon av polyfunksjonelle regulatoriske effekter med minimal bruk av genetisk og byggemateriale, og også mobiliteten av hormoner blir lettere.

Frigivelsen av hormoner forekommer som regel spontant, og ikke kontinuerlig og jevnt, men impulsivt, i separate diskrete deler. Dette skyldes tilsynelatende den sykliske karakteren av prosessene biosyntese, intracellulær avsetting og transport av hormoner. Under fysiologiske forhold må sekretorisk prosess gi et visst basalt nivå av hormoner i sirkulerende væsker. Denne prosessen, som biosyntese, styres av bestemte faktorer. Sekretjonen av hypofysehormoner bestemmes primært av de tilsvarende frigjørende hormonene i hypothalamus og nivået av sirkulerende hormoner i blodet. Dannelsen av seg selv hypothalamus-frigjørende hormoner avhenger påvirkning av nevrotransmittere adrenerg eller cholinergisk natur og konsentrasjon av hormoner zhelez- "mål" i blodet.

Biosyntese og sekresjon er nært forbundet. Den kjemiske naturen til hormonet og de spesifikke mekanismer i sin sekresjon bestemmer graden av konjugering av disse prosessene. Så, denne indikatoren er maksimal ved sekresjon av steroidhormoner, som diffunderer relativt fritt gjennom cellemembraner. Størrelsen på konjugering av biosyntese og sekresjon av protein-peptidhormoner og katekolaminer er minimal. Disse hormonene frigjøres fra de cellulære sekretoriske granulatene. Mellomliggende stilling på denne indikatoren er okkupert av skjoldbruskhormoner, som utskilles ved å frigjøre dem fra en proteinbundet form.

Det skal derfor understrekes at syntesen og utskillelsen av hormonene i hypofysen og hypothalamus utføres i en viss grad separat.

Det viktigste strukturelle og funksjonelle elementet i sekretorisk prosess av protein-peptidhormoner er sekretoriske granuler eller vesikler. Disse er spesielle morfologiske formasjoner av ovoid form av forskjellige størrelser (100-600 nm), omgitt av en tynn lipoproteinmembran. Sekretoriske granuler av hormonproduserende celler oppstår fra Golgi-komplekset. Dens elementer omgir prohormon eller hormon, som gradvis danner granulater, som utfører en rekke sammenhengende funksjoner i systemet med prosesser som er ansvarlige for utsetting av hormoner. De kan være stedet for aktivering av peptidprohormoner. Den andre funksjonen som granulatene utfører, er lagring av hormoner i cellen til den spesifikke sekretoriske stimulus er eksponert. Granulemembranen begrenser frigivelsen av hormoner i cytoplasma og beskytter hormonene mot virkningen av cytoplasmatiske enzymer som kan inaktivere dem. De spesifikke stoffene og ioner som finnes i granulatene har en viss betydning i avsetningsmekanismer. Disse inkluderer proteiner, nukleotider, ioner, hovedformålet er dannelsen av ikke-kovalente komplekser med hormoner og forebygging av deres gjennomtrenging gjennom membranen. Sekretoriske granuler har en annen svært viktig kvalitet - evnen til å bevege seg til periferien av cellen og transportere hormonene som er deponert i dem til plasmamembranene. Bevegelsen av granulene blir utført med deltakelse av intracellulære organ - mikrofilamenter (diameter 5 nm), konstruert fra protein aktin, og hule mikrorørene (diameter 25 nm) som består av et kompleks av kontraktile proteiner tubulin og dynein. Ved behov for blokkering av sekretoriske prosesser, brukes vanligvis stoffer som ødelegger mikrofilamenter eller dissocierer mikrotubuli (cytokalasin B, kolchicin, vinblastin). Intracellulær transport av granulat krever utgifter av energi og tilstedeværelse av kalsiumioner. Membraner av granuler og plasmamembraner med kalsiums deltakelse kommer i kontakt med hverandre, og hemmeligheten frigjøres til det ekstracellulære rommet gjennom "porene" dannet i cellemembranen. Denne prosessen kalles eksocytose. Ødelagte granuler kan i noen tilfeller rekonstrueres og returneres til cytoplasma.

Utgangspunkt i ferd med sekresjon av protein og peptidhormoner er økt dannelse av AMP (cAMP), og økte intracellulære konsentrasjoner av kalsiumioner som trenger gjennom plasmamembranen og stimulerer overgang hormonelle granuler til cellemembranen. Prosessene beskrevet ovenfor reguleres både intracellulært og ekstracellulært. Dersom den intracellulære regulering og selvregulering gormonprodutsiruyuschei funksjon av hypofyse og hypotalamus-celler er i stor grad begrenset, går systemet kontroller tillater den funksjonelle aktiviteten til hypofysen og hypothalamus i samsvar med den fysiologiske tilstanden til organismen. Brudd på regulatoriske prosesser kan føre til en alvorlig patologi av kjertelfunksjonene og dermed av hele organismen.

Regulatorisk påvirkning kan deles inn i stimulerende og hemmende. Kjernen i alle regulatoriske prosesser er prinsippet om tilbakemelding. Det ledende stedet i ordren av hormonelle funksjoner i hypofysen tilhører strukturen i sentralnervesystemet, og i første omgang til hypothalamus. Dermed kan de fysiologiske mekanismer som styrer hypofysenes aktivitet, deles inn i nerve og hormonal.

Med tanke på prosessene for regulering av syntese og sekresjon av hypofysehormoner, bør vi først og fremst peke på hypothalamus med sin evne til å syntetisere og seconere neurohormoner - frigjør hormoner. Som antydet, er reguleringen av adenohypofysehormoner utført ved hjelp av frigjøring av hormoner syntetisert i visse kjerne av hypothalamus. Små celleelementene i disse hypotalamiske strukturer har ledende baner som kontakter karene i det primære kapillærnettverket, hvorav de frigjørende hormonene virker, når de adenohypofyse-celler.

Med tanke på hypothalamus som en neuroendokrin senter, t. E. Som stedet for transformasjon i nerveimpuls spesifikk hormonell signal, en bærer som er frigjørende hormoner, forskere utforsker mulighet til å påvirke forskjellige mediatorsystemer direkte på synteseprosesser og hormoner sekreter adenogipofizarnyh. Ved hjelp av avanserte undervisningsteknikker, forskere funnet, for eksempel, rollen av dopamin i regulering av sekresjon av en del av trope hormoner av adenohypofysen. I dette tilfellet virker dopamin ikke bare som en nevrotransmitter, bestilling av hypotalamisk funksjon, men også som frigjørende hormon som er involvert i reguleringen av fremre hypofyse funksjon. Lignende data ble oppnådd for norepinefrin, som er involvert i kontrollen av ACTH-sekresjon. Faktumet med en dobbel kontroll av syntesen og utskillelsen av adeno-hypofyse-hormoner er nå etablert. Den grunnleggende synspunkt anvendelse av forskjellige neurotransmittere i systemet for regulering av den hypotalamiske frigjørende hormoner hypothalamus er de strukturene som de er syntetisert. For tiden er spekteret av fysiologisk aktive stoffer involvert i reguleringen av hypothalamiske neurohormoner ganske bredt. Denne klassiske neurotransmittere adrenerge og kolinergisk natur, et antall aminosyrer, stoffer med morfinlignende virkning - endorfiner og enkefaliner. Disse stoffene er hovedforbindelsen mellom sentralnervesystemet og det endokrine systemet, som i siste instans sikrer deres enhet i kroppen. Funksjonell aktivitet av hypothalamus neuroendokrine celler kan bli direkte registrert i forskjellige deler av hjernen via nerve pulser som ankommer på forskjellige afferente veier.

Nylig i Neuroendocrinology er det et annet problem - studiet av den funksjonelle rollen til frigjørende hormoner, som er lokalisert i andre CNS-strukturer, utenfor hypothalamus, og ikke direkte relatert til den hormonelle regulering adenogipofizarnyh funksjoner. Det har blitt eksperimentelt bekreftet at de kan betraktes som både nevrotransmittere og som nevromodulatorer av en rekke systemiske prosesser.

I hypothalamus er de frigjørende hormonene lokalisert i visse regioner eller kjerner. For eksempel er LH-RG lokalisert i den fremre og mediobasale hypothalamus, TRH i den midterste hypothalamus, KRG hovedsakelig i sine bakre områder. Dette utelukker heller ikke diffus distribusjon i kjertelen av nevrohormoner.

Hovedfunksjonen til adenohypofysehormoner er å aktivere en rekke perifere endokrine kjertler (binyrebark, skjoldbruskkjertel, gonader). Tropiske hormoner i hypofysen - ACTH, TTG, LH og FSH, STH - forårsaker spesifikke svar. Dermed forårsaker den første veksten (hypertrofi og hyperplasi) av bindezonen i binyrene og forbedringen i sine celler av syntesen av glukokortikoider; den andre er hovedregulatoren for morfogenese av follikulærapparatet i skjoldbruskkjertelen, ulike stadier av syntese og sekresjon av skjoldbruskhormoner; LH er hovedstimulatoren for eggløsning og dannelse av den gule kroppen i eggstokkene, vekst av interstitielle celler i testene, syntese av østrogener, progestiner og gonadale androgener; FSH forårsaker en akselerasjon av veksten av eggstokkfollikler, sensibiliserer dem til virkningen av LH, og aktiverer også spermatogenese; STG, som virker stimulerende for leversekresjon av somatomediner, bestemmer den lineære veksten av kroppen og anabole prosesser; LTG fremmer manifestasjonen av virkningen av gonadotropiner.

Det skal også bemerkes at tropiske hormoner i hypofysen, som viser effekten som regulatorer av funksjonene til de perifere endokrine kjertlene, ofte kan ha en direkte effekt. Så for eksempel gir ACTH som hovedregulator for syntese av glukokortikoider en rekke ekstradrenale effekter, spesielt lipolytisk og melanocytstimulerende.

Hormoner av hypotalamus-hypofyse, dvs. Proteinpeptid, forsvinner meget raskt fra blodet. Halveringstiden varer ikke over 20 minutter og varer i de fleste tilfeller 1-3 minutter. Proteinpeptidhormoner akkumuleres raskt i leveren, der de er intensivt forringet og inaktivert av spesifikke peptidaser. Denne prosessen kan observeres i andre vev, så vel som i blodet. Metabolitter av proteinpeptidhormoner er tilsynelatende avledet hovedsakelig i form av frie aminosyrer, deres salter og små peptider. De utskilles i første omgang med urin og galle.

Hormoner har ofte en ganske utprøvd tropisme av fysiologisk handling. For eksempel virker ACTH på celler i adrenal cortex, fettvev, nervøs vev; gonadotropiner - på cellene i gonadene, hypothalamusen og en rekke andre strukturer, dvs. Organer, vev og målceller. Hormoner i hypofysen og hypothalamus har et bredt spekter av fysiologiske effekter på celler av forskjellige typer og på ulike metabolske reaksjoner i de samme cellene. Kroppens struktur i henhold til graden av avhengighet av deres funksjoner på virkningen av disse eller andre hormoner, er delt inn i hormonavhengige og hormonfølsomme. Dersom den første fullstendig på grunn av tilstedeværelsen av hormoner i løpet av den fullstendige differensiering og funksjon av cellene gormonchuvstvitelnye tydelig å vise deres fenotypiske karaktertrekk og uten en tilsvarende hormon, graden av manifestasjon av som moduleres av dem i et forskjellig område, og er bestemt ved nærværet av spesifikke reseptorer i cellene.

Interaksjonen av hormoner med tilsvarende reseptorproteiner er redusert til ikke-kovalent, reversibel binding av hormonet og reseptormolekyler, noe som resulterer i dannelsen av spesifikke protein-ligand-komplekser som kan omfatte flere hormonelle virkninger i cellen. Hvis reseptorproteinet er fraværende i det, er det resistent mot virkningen av fysiologiske konsentrasjoner av hormonet. Reseptorer er nødvendige perifere medlemmer tilsvarende den endokrine funksjon bestemmer følsomheten av de opprinnelige fysiologiske hormon-responsive celler, f.eks. E. Muligheten og intensiteten av mottak, realisering og bærer hormon-syntese i cellen.

Effektiviteten av hormonell regulering av cellulær metabolisme bestemmes både av mengden av det aktive hormonet som kommer inn i målcellen og av nivået av reseptorinnhold i den.