Mechanizmus účinku hormónov hypofýzy a hypotalamu

Hormonálna regulácia Proces začína syntézy a vylučovanie hormónov v žliaz s vnútornou sekréciou. Sú funkčne prepojené a predstavujú jeden celok. Biosyntéza hormónov v špecializovaných bunkách, dochádza spontánne a je pevne geneticky. Genetická kontrola biosyntézy väčšina hormónov proteínov a peptidov, najmä adenogipofizotropnyh vykonáva bezprostredne v polysomy hormonálnej prekurzor, alebo na úrovni mRNA tvorby hormónu, zatiaľ čo biosyntéza z hypotalamu sa vykonáva tvorbou mRNA enzýmov regulujúcich rôzne kroky vytvorenie hormónu, t dochádza k mimobisomálnej syntéze. Tvorba primárnej štruktúry proteínu, hormónu peptid - priamym dôsledkom preklade nukleotidových sekvencií príslušných mRNA syntetizované z aktívnych oblastí v genóme buniek hormón produkujúcich. Štruktúra väčšina hormónov alebo ich proteínových prekurzorov vytvorený polysomy v všeobecnom schéme syntézy proteínov. Možnosť translácia mRNA a syntéza hormónu alebo jeho prekurzorov špecifické pre jadrovú prístroje a polysomy konkrétneho typu buniek. To znamená, že rastový hormón je syntetizovaný v malom eozinofilová prednej hypofýzy prolaktínu - vo veľkom eozinofilné a gonadotropínu - v špecifických bazofily. Trochu odlišne biosyntéza TRH a LH-RH v bunkách hypotalamu. Tieto peptidy nie sú vytvorené v matrici na polysomy mRNA a rozpustný podiel cytoplazmy pod vplyvom vhodných syntetázy systémov.

Priama translácia genetického materiálu v prípadoch izolácie väčšiny polypeptidových hormónov často vedie k tvorbe prekurzorov s nízkou aktivitou - polypeptidových pre-hormónov (prehormónov). Biosyntéza polypeptidového hormónu pozostáva z dvoch rôznych štádií: ribozomálnej syntézy neaktívneho prekurzora na matrici mRNA a posttranslačnej tvorby aktívneho hormónu. Prvá fáza prebieha nevyhnutne v bunkách adenohypofýzy, druhá sa môže uskutočniť aj mimo nej.

Post-translačný aktiváciu prekurzorov hormónu možná dvoma spôsobmi: viacstupňových molekúl degradačné enzymatická vysielať krupnomolekulyarnyh prekurzorov s klesajúcou veľkosťou molekúl a hormónov aktivovanej kvôli neenzymatické združenie pre-hormónu podjednotiek molekuly zväčšeniu veľkosti aktivovateľné hormónov.

V prvom prípade je posttranslačná aktivácia charakteristická pre ACTH, beta-lipotropín a v druhom prípade pre glykoproteínové hormóny, najmä gonadotropíny a TSH.

Sekvenčná aktivácia proteín-peptidových hormónov má priamy biologický význam. Po prvé, pri obmedzovaní hormonálnych účinkov v mieste vzdelávania; Po druhé, sú poskytnuté optimálne podmienky na prejavenie polyfunkčných regulačných účinkov s minimálnym využitím genetického a stavebného materiálu a tiež je uľahčená bunková doprava hormónov.

Uvoľňovanie hormónov nastáva spravidla spontánne a nie kontinuálne a rovnomerne, ale impulzívne, v oddelených diskrétnych častiach. Je to zrejme spôsobené cyklickou povahou procesov biosyntézy, intracelulárnej depozície a transportu hormónov. Pri fyziologických podmienkach musí vylučovací proces poskytnúť určitú základnú hladinu hormónov v cirkulujúcich tekutinách. Tento proces, podobne ako biosyntéza, je kontrolovaný špecifickými faktormi. Sekrécia hormónov hypofýzy je primárne určená zodpovedajúcimi uvolňujúcimi sa hormónmi hypotalamu a hladinou cirkulujúcich hormónov v krvi. Tvorba samotných hormónov uvoľňujúcich hypotalamus závisí od účinku neurotransmiterov adrenergnej alebo cholínergnej povahy, ako aj od koncentrácie cieľových hormónov v krvi.

Biosyntéza a sekrécia sú úzko prepojené. Chemická povaha hormónu a špecifické mechanizmy jeho sekrécie určujú stupeň konjugácie týchto procesov. Takže tento indikátor je maximálny v prípade sekrécie steroidných hormónov, ktoré relatívne voľne difundujú cez bunkové membrány. Veľkosť konjugácie biosyntézy a sekrécie proteín-peptidových hormónov a katecholamínov je minimálna. Tieto hormóny sa uvoľňujú z bunkových sekrečných granúl. Stredná pozícia na tomto indikátore je obsadená hormónmi štítnej žľazy, ktoré sú vylučované ich uvoľnením z proteínom viazanej formy.

Treba preto zdôrazniť, že syntéza a sekrécia hormónov hypofýzy a hypotalamu sa vykonáva do určitej miery oddelene.

Hlavné konštrukčný a funkčný prvok sekrečnú proces proteínových a peptidových hormónov sú sekrečné granule alebo vačky. Táto špeciálna morfologické tvorbu ovoidal rôzne veľkosti (100 až 600 nm), ktorý je obklopený tenkou membránový lipoproteín. Sekrečnú granule bunky hormonálne produkujúce vyplývajú z Golgiho komplexu. Jeho prvky sú obklopené prohormón alebo hormón, postupne sa tvoriace sa granule, ktoré majú rad vzájomne súvisiacich funkcií v systéme procesov zodpovedných za sekrécie hormónov. Môžu byť miestom aktivácie peptidových prohormónov. Druhá funkcia, ktorá je vykonávaná granule, - ukladanie hormóny v bunke do vplyvu špecifických sekrečných podnetov. Výstup Membránová peleta obmedzuje hormónov v cytoplazme a chráni hormóny z akcie cytoplazmatických enzýmov schopných ich inaktiváciu. Určité hodnoty v mechanizmoch úschovu u tretej osoby, sú špeciálnych látok a iónov obsiahnutých v granulách. Medzi ne patrí proteíny, nukleotidy, ióny, je hlavným účelom - tvorbu nekovalentne komplexov s hormónmi a zabrániť ich prenikaniu cez membránu. Sekrečnú granule majú ďalšie veľmi dôležitá vlastnosť - schopnosť pohybovať k obvodu bunky a doprava týchto hormónov uložené v plazmatickej membráne. Pohyb granúl sa vykonáva za účasti intracelulárnych organel - mikrovlákna (s priemerom 5 nm), vyrobená z bielkovín aktínu, a duté mikrotrubičky (priemer 25 nm), skladajúci sa z komplexu kontraktilných proteínov tubulínu a dynein. Ak je to potrebné, blokáda sekrečných postupov bežne používaných liekov, ktoré zničia alebo mikrovlákna disociačná mikrotrubiček (cytochalasin B, kolchicín, vinblastín). Intracelulárne transport peliet vyžaduje energiu a prítomnosť vápenatých iónov. Membrány granule a plazmatické membrány, keď podiel vápnika prichádzajú do vzájomného styku, a tajný sa uvoľňuje do extracelulárneho priestoru prostredníctvom "pór", vyrobeného v bunkovej membráne. Tento proces sa nazýva exocytóza. Zničený pelety môžu, v niektorých prípadoch po rekonštrukcii a vrátiť sa do cytoplazmy.

Východiskový bod v procese sekrécie proteínov a peptidových hormónov sa zvyšuje tvorbu AMP (cAMP), a zvýšenie intracelulárnej koncentrácie vápenatých iónov, ktoré prestupujú cez plazmovú membránu a stimuluje prechod hormonálne granúl k bunkovej membráne. Spôsoby opísané vyššie sú regulované ako intracelulárne, tak extracelulárne. V prípade, že intracelulárnu regulácia a samoregulácia gormonprodutsiruyuschei funkcie hypofýzy a hypotalamus buniek je do značnej miery obmedzený systém riadi tieto parametre umožňujú funkčnú aktivitu hypofýzy a hypotalamus, v súlade s fyziologickým stavom organizmu. Porušenie regulačných procesov môže viesť k závažnej patológii funkcií žliaz a následne celého organizmu.

Regulačné vplyvy možno rozdeliť na stimulačné a inhibičné. Základom všetkých regulačných procesov je princíp spätnej väzby. Vedúce miesto pri usporiadaní hormonálnych funkcií hypofýzy patrí do štruktúry centrálneho nervového systému a na prvom mieste k hypotalamu. Fyziologické mechanizmy, ktoré kontrolujú činnosť hypofýzy, sa dajú rozdeliť na nervové a hormonálne.

S ohľadom na spôsoby syntézy regulácie a sekrécia hormónov hypofýzy, je potrebné predovšetkým bodu hypotalamu svoje schopnosti syntetizovať a vylučovať neurohormónov - uvoľňujúce hormóny. Ako už bolo uvedené, regulácia hormónov adenogipofizarnyh vykonáva cez kortikoliberin, syntetizovaný v niektorých jadrách hypotalame. Malobunkového prvky týchto hypotalamu štruktúr majú vodivé cesty v kontakte s cievach primárnou kapilárnej siete, prostredníctvom ktorej prijíma hormónov uvoľňujúcich dosahujúci adenogipofizarnyh bunky.

S ohľadom na hypotalamus ako neuroendokrinný centra, t. E. Ako miesto transformácie v nervových impulzov špecifické hormonálne signálu, nosiče, ktorý sa uvoľňujúce hormóny, vedci skúmajú možnosť ovplyvniť rôzne sprostredkovateľské systémov priamo na spôsoby syntézy a hormónov sekréty adenogipofizarnyh. S pomocou moderných vyučovacích metód, vedci zistili, napríklad rola dopamínu v regulácii sekrécie radu tropických hormónov adenohypofýzy. V tomto prípade, dopamín pôsobí nielen ako neurotransmiter, objednávanie funkcie hypotalamu, ale aj ako uvoľňujúci hormón, ktorý sa podieľa na regulácii funkcií predného laloku hypofýzy. Podobné údaje boli získané pre norepinefrín, ktorý sa podieľa na kontrole sekrécie ACTH. Skutočná duálna kontrola syntézy a sekrécie adeno-hypofyzárnych hormónov je teraz zavedená. Základným miesto pôsobenia rôznych neurotransmiterov v systéme regulácie hypotalamo uvoľňujúce hormóny hypotalamu sú štruktúry, v ktorých sú syntetizované. V súčasnosti je spektrum fyziologicky aktívnych látok, ktoré sa podieľajú na regulácii hypothalamických neurohormónov, pomerne široké. Toto klasické neurotransmitery adrenergné a cholinergické príroda, počet aminokyselín, látok s morfínového typu akcie - endorfínu a enkefalíny. Tieto látky sú hlavným spojením medzi centrálnym nervovým systémom a endokrinným systémom, čo nakoniec zabezpečuje ich jednotu v tele. Funkčné aktivita hypotalamu neuroendokrinných buniek môže byť priamo monitorovaná v rôznych častiach mozgu pomocou nervových impulzov prichádzajúcich z rôznych aferentných dráh.

V poslednej dobe v Neuroendocrinology existuje ďalší problém - štúdium funkčné role uvoľňovanie hormónov, ktoré sú lokalizované v iných štruktúrach CNS, mimo hypotalamu, a nie priamo spojených s hormonálnou regulácie adenogipofizarnyh funkcií. Bolo experimentálne potvrdené, že môžu byť považované za neurotransmitery, ako aj za neuromodulátory mnohých systémových procesov.

V hypotalame sú uvoľňovacie hormóny lokalizované v určitých oblastiach alebo jadrách. Napríklad LH-RG je lokalizovaný v prednom a mediobazálnom hypotalame, TRH v strednom hypotalame, KRG hlavne v jeho zadných oblastiach. To tiež nevylučuje difúznu distribúciu neurohormónov v žľaze.

Hlavnou funkciou adenohypofýzových hormónov je aktivovať množstvo periférnych žliaz s vnútornou žľazou (nadobličková kôra, štítna žľaza, gonády). Tropické hormóny hypofýzy - ACTH, TTG, LH a FSH, STH - spôsobujú špecifické reakcie. Preto prvý spôsobuje rast (hypertrofiu a hyperpláziu) zväzkovej zóny nadobličkovej kôry a zvýšenie syntézy glukokortikoidov v bunkách; druhým je hlavný regulátor morfogenézy folikulárneho aparátu štítnej žľazy, rôzne štádiá syntézy a sekrécie hormónov štítnej žľazy; LH je hlavným stimulátorom ovulácie a tvorby žltého tela vo vaječníkoch, rastu intersticiálnych buniek v semenníkoch, syntézy estrogénov, progestínov a gonadálnych androgénov; FSH spôsobuje zrýchlenie rastu vaječníkových folikulov, senzibilizuje ich pôsobenie na LH a tiež aktivuje spermatogenézu; STG, ktorý pôsobí stimulujúcim spôsobom na sekréciu pečeňových somatomedínov, určuje lineárny rast telesného a anabolického procesu; LTG podporuje manifestáciu účinku gonadotropínov.

Treba tiež poznamenať, že tropické hormóny hypofýzy, ukazujúce jej účinok ako regulátory funkcií periférnych endokrinných žliaz, sú často schopné mať priamy účinok. Takže napríklad ACTH ako hlavný regulátor syntézy glukokortikoidov poskytuje množstvo extradrenálnych účinkov, najmä lipolytických a melanocytov stimulujúcich.

Hormóny hypotalamo-hypofyzárneho pôvodu, t.j. Proteínový peptid, veľmi rýchlo vymiznú z krvi. Čas polčasu rozpadu nepresahuje 20 minút a vo väčšine prípadov trvá 1-3 minúty. Proteín-peptidové hormóny sa rýchlo akumulujú v pečeni, kde sú intenzívne degraduované a inaktivované špecifickými peptidázami. Tento proces možno pozorovať aj v iných tkanivách, ako aj v krvi. Metabolity proteín-peptidových hormónov sú zjavne odvodené najmä vo forme voľných aminokyselín, ich solí a malých peptidov. Vylučujú sa v prvom rade močom a žlčou.

Hormóny majú často výrazný tropizmus fyziologického účinku. Napríklad ACTH pôsobí na bunky nadobličkovej kôry, tukového tkaniva, nervového tkaniva; gonadotropíny - na bunkách gonád, hypotalamus a množstvo ďalších štruktúr, t.j. Orgánov, tkanív a cieľových buniek. Hormóny hypofýzy a hypotalamu majú široké spektrum fyziologických účinkov na bunky rôznych typov a na rôzne metabolické reakcie v tých istých bunkách. Štruktúra tela podľa stupňa závislosti ich funkcií od pôsobenia týchto alebo iných hormónov je rozdelená na hormonálne závislé a hormonálne citlivé. V prípade, že prvý úplne v dôsledku prítomnosti hormónov počas plného diferenciáciu a fungovanie buniek gormonchuvstvitelnye jasne ukazujú svoje fenotypu charakteristiky a bez príslušného hormónu, stupeň prejavom, ktorý je modulovaný nich v inom rozsahu, a je určená prítomnosť špecifických receptorov v bunkách.

Interakcia hormónov so zodpovedajúcimi receptorové proteíny sa zníži na nekovalentné, reverzibilné väzbu hormónu a receptorové molekúl, čo vedie k tvorbe špecifických komplexov proteín-ligand, ktoré môžu zahŕňať viac hormonálne účinky na bunky. Ak receptorový proteín v ňom chýba, potom je rezistentný voči pôsobeniu fyziologických koncentrácií hormónu. Receptory sú nevyhnutné obvodové členmi zodpovedajúce endokrinné funkcie, určuje citlivosť pôvodných fyziologických bunky hormonálne citlivý, tj. E. Možnosť a intenzita príjem, realizácia a riadenie syntézy hormónov v bunke.

Účinnosť hormonálnej regulácie bunkového metabolizmu sa určuje ako množstvom aktívneho hormónu vstupujúceho do cieľovej bunky, tak aj úrovňou obsahu receptora v nej.