Hipofīzes un hipotalāmu hormonu darbības mehānisms

Hormonālā regulēšana process sākas ar sintēzi un sekrēciju hormonu endokrīno dziedzeru. Tie ir funkcionāli savstarpēji saistīti un veido vienotu veselumu. Biosintēze hormoniem specializētajos šūnās, rodas spontāni un ir fiksēts ģenētiski. Genetic kontrole biosintēzes vairumam olbaltumvielu un peptīdu hormoniem, īpaši adenogipofizotropnyh veikts visvairāk tieši polysomes hormonu prekursoru, vai pie mRNS līmenī hormona veidošanās, tā kā biosintēze hipotalāma hormoni tiek veikta, veidojot mRNS fermentu, kas regulē dažādos soļus formēšanas hormons, t . E. Notiek vneribosomalny sintēzi. Veidošanās primārās struktūras olbaltumvielu-hormona peptīds - tiešs rezultāts pārrēķinot nukleotīdu secībām attiecīga mRNS sintezēto par aktīvajām reģioniem genomā hormonu ražo šūnas. Par lielāko daļu hormonu vai to proteīna prekursora struktūra veidojas polysomes vispārējā sistēmā proteīnu biosintēzi. Par mRNS tulkošanas un sintēzes hormonu vai tā prekursoru specifisko kodoltehnoloģiju aparātu un polysomes īpaši šūnu tipa iespēja. Tādējādi, augšanas hormona tiek sintezēts mazā Eozinofīlie hipofīzes prolaktīns - lielā eozinofīlā, un gonadotropīnu - īpašos bazofila šūnās. Nedaudz atšķirīgi biosintēze TRH un LH-RH šūnās hipotalāmu. Šie peptīdi nav izveidota matricā par polysomes mRNS un šķīstošā daļu citoplazmā reibumā atbilstošu sintetāzes sistēmu.

Ģenētiskā materiāla tiešais tulkojums gadījumos, kad tiek izolēta lielākā daļa polipeptīdu hormonu, bieži noved pie zemas aktivitātes prekursoru veidošanos - polipeptīdu prehormonu (prehormonu) veidošanās. Polipeptīdo hormona biosintēze sastāv no diviem dažādiem posmiem: neaktīvā prekursora ribosomu sintēze uz mRNS matricas un aktīva hormona post-translācijas veidošanās. Pirmais posms obligāti notiek adenohipofīzes šūnās, otro - arī ārpus tā.

Pēctranslācijas aktivizēšana hormonu prekursoriem iespējamiem divos veidos: ar daudzpakāpju fermentatīvā degradācijas molekulām pārraidīt krupnomolekulyarnyh prekursoru samazinās izmērus molekulām un hormonu aktivizēts dēļ nonenzymatic asociācijas pro hormoniem apakšvienībās palielināšanas izmēra molekulas aktivizējumu hormonu.

Pirmajā gadījumā pēctranslācijas aktivizācija ir raksturīgs, ACT, beta lipotropina, un otrs - par glikoproteīnu hormoni, tostarp gonadotropins un TSH.

Proteīnu peptīdu hormonu secīga aktivizēšana ir tieša bioloģiska nozīme. Pirmkārt, vienlaikus ierobežojot hormonālo ietekmi izglītības vietā; Otrkārt, tiek nodrošināti optimāli apstākļi, lai izpausmētu polifunkcionālus regulējošus efektus, minimāli izmantojot ģenētisko un būvmateriālu, kā arī veicina hormonu šūnu transportēšanu.

Hormonu atbrīvošanās parasti notiek spontāni, nevis pastāvīgi un vienmērīgi, bet impulsīvi atsevišķās atsevišķās daļās. Acīmredzot tas saistīts ar biosintēzes, intracelulāro nogulšņu un hormonu transportēšanas procesu ciklisko raksturu. Fizioloģiskajos apstākļos sekrēcijas process nodrošina cirkulējošu šķidrumu hormonu noteiktu hormonu līmeni. Šo procesu, piemēram, biosintēzi, kontrolē konkrēti faktori. Hipofizmatisko hormonu sekrēciju galvenokārt nosaka atbilstošie hipotalāmas atbrīvojošie hormoni un asinsritē esošo cirkulējošo hormonu līmenis. Pašas hipotalāmas atbrīvojošo hormonu veidošanās ir atkarīga no adrenerģiskā vai holīnerģiskā rakstura nervu transmisijas efekta, kā arī no mērķa hormonu koncentrācijas asinīs.

Biosintēze un sekrēcija ir cieši saistītas. Hormona ķīmiskais raksturs un tā sekrēcijas specifiskie mehānismi nosaka šo procesu konjugācijas pakāpi. Tātad, šis rādītājs ir maksimāli steroīdu hormonu sekrēcijas gadījumā, kas šūnu membrānās izkliedējas salīdzinoši brīvi. Proteīnu peptīdu hormonu un kateholamīnu sekrēcijas biosintēzes konjugācijas apjoms ir minimāls. Šie hormoni tiek atbrīvoti no šūnu sekrēcijas granulām. Starpposma stāvokli šajā indikatorā aizņem vairogdziedzera hormoni, kas izdalās, atbrīvojot tos no proteīniem piesaistītās formas.

Tādējādi jāuzsver, ka hipofīzes un hipotalāmu hormonu sintēze un sekrēcija zināmā mērā tiek veikta atsevišķi.

Galvenais proteīnu peptīdu hormonu sekrēcijas procesa strukturālais un funkcionālais elements ir sekrēcijas granulas vai pūslīši. Tie ir īpaši dažādu izmēru (100-600 nm) ovālas formas morfoloģiskie formējumi, ko ieskauj plānā lipoproteīna membrāna. Hormonu ražojošo šūnu sekrēžu granulas rodas no Golgi kompleksa. Tās elementi ietver prohromonu vai hormonu, pakāpeniski veidojot granulas, kas veic vairākas savstarpēji saistītas funkcijas hormonu sekrēcijas procesā. Tās var būt peptīdu prohormonu aktivācijas vieta. Otra funkcija, ko veic granulas, ir hormonu uzglabāšana šūnā, līdz tiek pakļauts īpašs sekrēcijas stimuls. Membrāna granulu outlet ierobežo hormonus citoplazmā un aizsargā hormoni no darbības citoplazmas fermentus, kas spēj inaktivēšanai tos. Īpašām vielām un joniem, kas ir granulās, ir īpaša nozīme nogulsnēšanās mehānismos. Tie ietver šos proteīnus, nukleotīdi, joni, kuru galvenais mērķis, kas - veidošanos non-kovalento kompleksu ar hormoniem un novērst to iekļūšanu caur membrānu. Sekretāru granulām ir vēl viena ļoti svarīga kvalitāte - spēja pārvietoties uz šūnu perifēriju un transportēt hormonus, kas tajos atrodas, uz plazmas membrānām. Movement of the granulas tiek veikta ar piedalīšanos intracelulāras organellām - microfilaments (diametrs 5 nm), izgatavota no proteīnu aktīna, un dobās microtubes (diametrs 25 nm), kas sastāv no kompleksa saraušanās proteīnu tubulīna un dynein. Ja nepieciešams, blokāde sekretoru procesu parasti izmanto medikamentus, kas iznīcina vai microfilaments disociācija microducts (cytochalasin B, kolhicīnu, vinblastīna). Granulu intracelulāra transportēšana prasa enerģiju un kalcija jonu klātbūtni. Membrānas granulas un plazmas membrānas kad kalcija līdzdalība nonāk saskarē ar otru, un noslēpums nokļūst ārpusšūnu telpā caur "poru" ražots šūnu membrānu. Šo procesu sauc par eksokitozi. Dažos gadījumos iznīcinātas granulas var rekonstruēt un atgriezt citoplazmā.

Sākot punkts procesā sekrēcijas olbaltumvielu un peptīdu hormoniem, tiek palielināts veidošanos AMP (cAMP), un palielināts koncentrāciju šūnās kalcija jonus, kas ir ievijušies caur plazmas membrānu un stimulē pāreju hormonālās granulas ar šūnas membrānu. Iepriekš aprakstītie procesi tiek regulēti gan intracelulāri, gan ārpuscelulāri. Ja starpšūnu regulējums un pašregulējums gormonprodutsiruyuschei funkcija hipofīzes un hipotalāmu šūnās ir lielā mērā ierobežota, sistēma kontrolē ļauj funkcionālo aktivitāti hipofīzi un hipotalāmu saskaņā ar fizioloģisko stāvokli organisma. Normatīvo procesu pārkāpšana var izraisīt nopietnu dziedzera funkciju un līdz ar to visa organisma patoloģiju.

Regulējošās ietekmes var iedalīt stimulējošā un inhibējošā veidā. Visu regulatīvo procesu pamatā ir atgriezeniskās saites princips. Galvenā vieta hipofīzes hormonālo funkciju sakārtošanā ir centrālās nervu sistēmas struktūras un galvenokārt hipotalāmu struktūras. Tādējādi fizioloģiskos mehānismus, kas kontrolē hipofīzes aktivitāti, var iedalīt nervos un hormonā.

Ņemot vērā sintēzes procesus regulēšanas un sekrēcijas hipofīzes hormonu, tas būtu vispirms punkta līdz hipotalāma ar tā spēju sintezē un izdala neurohormones - atbrīvojošā hormona. Kā norādīts iepriekš, regulēšana hormonu adenogipofizarnyh veikt, izmantojot adrenokortikotropā hormona atbrīvojošo hormonu, sintezēts dažos kodolos hipotalāmu. Mazie šūnu elementi šo hipotalāma struktūras ir vadošs ceļus, kas nonāk saskarē ar kuģiem primārā kapilāro tīklu, caur kuru saņem izdala hormonus sasniedzot adenogipofizarnyh šūnas.

Ņemot hipotalāmu kā neiroendokrīnās centrs, t. E. Tā kā vietu transformācijas nervu impulsu konkrētā hormonālo signālu, pārvadātājam, kas izdala hormonus, zinātnieki pēta iespējas ietekmēt dažādas starpnieks sistēmas tieši sintēzes procesos un hormonu izdalījumi adenogipofizarnyh. Ar palīdzību uzlabotas mācību metodēm, pētnieki konstatēja, piemēram, lomu dopamīna regulēšanā sekrēcijas vairāku tropu hormoniem no adenohypophysis. Šajā gadījumā, dopamīns darbojas ne tikai kā neirotransmitera, pasūtot hipotalāma funkciju, bet arī atbrīvojot hormons, kas ir iesaistīta regulēšanai hipofīzes funkciju. Līdzīgi dati tika iegūti par norepinefrīnu, kas iesaistīts AKTH sekrēcijas kontrolē. Tagad ir konstatēts adeno-hipofīzes-hormonu sintēzes un sekrēcijas divkāršas kontroles fakts. Pamata pielikšanas punkts dažādu neirotransmiteru regulēšanas sistēmas hipotalāma atbrīvojošā hormona hipotalāma ir struktūras, kurā tie tiek sintezēti. Pašlaik fizioloģiski aktīvo vielu spektrs, kas iesaistīti hipotalāma nervu hormonu regulēšanā, ir diezgan plašs. Šī klasiskā neirotransmiteri adrenerģiskajiem un holīnerģisku daba vairākas aminoskābes, vielas ar morfīnam līdzīgas darbības - endorphins un enkephalins. Šīs vielas ir galvenā saikne starp centrālo nervu sistēmu un endokrīno sistēmu, kas galu galā nodrošina to vienotību organismā. Funkcionālā aktivitāte hipotalāma neiroendokrīni šūnas var tieši uzraudzīt dažādās smadzeņu caur nervu impulsiem, kas ierodas uz dažādiem aferento ceļiem.

Nesen Neuroendocrinology ir vēl viena problēma - pētījums par funkcionālās lomas izdala hormonu, kas ir lokalizētas citām CNS struktūru ārpus hipotalāmu, un kas nav tieši saistītas ar hormonālo regulējums adenogipofizarnyh funkcijas. Eksperimentāli apstiprināts, ka tos var uzskatīt par neurotransmitētājiem un vairāku sistēmisku procesu neironu stimulatoriem.

Hipotalāmā atbrīvojošie hormoni tiek lokalizēti noteiktos reģionos vai kodos. Piemēram, LH-RG lokalizējas priekšējā un vidusposma hipotalāmā, TRH vidējā hipotalāmā, KRG, galvenokārt tā aizmugurējos reģionos. Tas neizslēdz arī neirohormonu difūzo izplatīšanos dziedzerī.

Adenohipofīzes hormonu galvenā funkcija ir aktivizēt vairākas perifērās endokrīnās dziedzeri (virsnieru garozas, vairogdziedzera dziedzeri, gonādus). Hipofīzes tropu hormoni - ACTH, TTG, LH un FSH, STH - rada īpašas reakcijas. Tādējādi pirmais izraisa virsnieru dziedzeru saišķa zarnas augšanu (hipertrofiju un hiperplāziju) un glikokortikoīdu sintēzes uzlabošanos šūnās; otrais ir galvenais vairogdziedzera folikulu aparāta morfogenezēšanas regulators, dažādi vairogdziedzera hormonu sintēzes un sekrēcijas posmi; LH ir galvenais ovulācijas un dzeltenās ķermeņa formas stimulators olnīcās, intersticiālu šūnu augšana sēkliniekos, estrogēnu, progestīnu un gonadālu androgēnu sintēze; FSH izraisa olnīcu folikulu augšanas paātrināšanos, paaugstina jutīgumu pret LH darbību, kā arī aktivizē spermatogēniju; STG, kas stimulē aknu sekrēciju somatomedīniem, nosaka ķermeņa lineāro augšanu un anabolisko procesu; LTG veicina gonadotropīnu darbības izpausmi.

Jāatzīmē, ka hipofīzes tropu hormoni, kas izraisa tā darbību kā perifērisko endokrīno dziedzeru funkciju regulatori, bieži vien var tieši ietekmēt. Tātad, piemēram, ACTH kā galvenais glikokortikoīdu sintēzes regulators dod vairākus ekstradzerālos efektus, jo īpaši lipolītiskos un melanocītu stimulējošos.

Hipotalāmas-hipofīzes izcelsmes hormone, t.i., olbaltumvielu peptīds, ļoti ātri pazūd no asinīm. To pusperiods nepārsniedz 20 minūtes, un vairumā gadījumu tas ilgst 1-3 minūtes. Olbaltumvielu peptīdu hormoni ātri uzkrājas aknās, kur tie tiek intensīvi noārdīti un inaktivēti ar specifiskām peptidāzēm. Šo procesu var novērot citos audos, kā arī asinīs. Protams, proteīnu peptīdu hormonu metabolīti galvenokārt iegūti brīvo aminoskābju formā, to sāļos un mazos peptīdos. Tās izdalās galvenokārt ar urīnu un žulti.

Hormoniem bieži ir diezgan izteikta tropismu fizioloģiskās darbības. Piemēram, ACTH darbojas uz virsnieru garozas šūnām, taukaudiem, nervu audiem; gonadotropīni - gonādu šūnās, hipotalāmā un vairākās citās struktūrās, t.i., orgānos, audos un mērķa šūnās. Hipofīzes un hipotalāmu hormoniem ir plašs fizioloģiskā efekta klāsts dažādu veidu šūnām un dažādām vielmaiņas reakcijām šajās šūnās. Ķermeņa struktūra atkarībā no to funkciju atkarības pakāpes no šo vai citu hormonu iedarbības ir sadalīta hormonus atkarīgā un hormonus jutīgā. Ja pirmais pilnīgi sakarā ar hormonu klātbūtni pilna diferenciācijas un darbības šūnu laikā gormonchuvstvitelnye skaidri parādīt savas fenotipiskās īpašības, un bez attiecīgo hormonu, pakāpe izpausmes, kuras ir modulēta ar tiem citā diapazonā, un to nosaka klātbūtni specifisku receptoru šūnās.

Hormonu ar atbilstoša receptora proteīnu mijiedarbība tiek samazināts līdz nekovalentus, atgriezeniska saistošs hormonu un receptoru molekulas, kā rezultātā veidojas specifiska proteīna-liganda kompleksu, kas var ietvert vairākas hormonālus traucējumus šūnā. Ja receptora proteīns tajā nav, tad tas ir izturīgs pret hormona fizioloģisko koncentrāciju. Receptori ir nepieciešami perifēro locekļi, kas atbilst endokrīno funkciju, nosaka jutīgumu sākotnējiem fizioloģisko hormonu reaģē šūnām, ti. E. Iespēja un intensitāte uztveršanai, realizācijas un veicot hormonu sintēze šūnā.

Šūnu metabolismu hormonālas regulēšanas efektivitāti nosaka gan aktīvā hormona daudzums, kas nonāk mērķa šūnā, gan arī receptoru saturs tajā.