Mecanismul de acțiune al hormonilor hipofizei și hipotalamusului

Proces de reglementare Hormonal începe cu sinteza și secreția de hormoni în glandele endocrine. Acestea sunt interdependente funcțional și reprezintă un singur întreg. Biosinteza hormonilor in celule specializate, apare spontan și este fixată genetic. Controlul genetic al biosintezei majorității hormonilor de proteine și peptide, în special adenogipofizotropnyh efectuate cel mai direct în precursorul hormonului polizomilor, sau la nivelul ARNm al formării hormonului, în timp ce biosintezei hormonilor hipotalamici este realizată prin formarea de ARNm al enzimelor care reglementează diferite etape de formare a hormonului, t e., are loc o sinteză extra-bisomală. Formarea structurii primare a peptidei de proteină hormono - un rezultat direct al traducerii secvențelor de nucleotide ale ARNm respectivi sintetizați pe regiunile active ale genomului celulelor producatoare de hormoni. Structura majorității hormonilor sau a precursorilor lor in proteine formate polizomilor în schema generală a biosintezei proteinelor. Posibilitatea translația ARNm și sinteza hormonului sau precursorii săi specifici pentru aparatele nucleare și polizomilor tip particular de celule. Astfel, hormonul de creștere este sintetizat în mici eozinofile pituitare anterioare prolactinei - în eozinofilice mari și gonadotropina - în celulele bazofile specifice. Oarecum diferit biosinteza TRH și LH-RH in celulele din hipotalamus. Aceste peptide nu sunt formate într-o matrice pe polizomilor ARNm și porțiunea solubilă a citoplasmei sub influența sistemelor sintetazei adecvate.

Traducerea directă a materialului genetic în cazurile de izolare a majorității hormonilor polipeptidici conduce adesea la formarea precursorilor cu activitate redusă - pre-hormoni polipeptidici (prehormoni). Biosinteza hormonului polipeptidic constă din două etape diferite: sinteza ribozomală a precursorului inactiv pe matricea mRNA și formarea post-translațională a hormonului activ. Prima etapă se desfășoară neapărat în celulele adenohypofizei, cea de-a doua poate fi efectuată și în afara ei.

Activarea post-translațională a precursorilor hormonali posibile în două moduri: printr-o multietajate molecule de degradare enzimatică difuza krupnomolekulyarnyh precursori cu dimensiuni descrescătoare ale moleculelor și activate hormono din cauza asocierii neenzimatică subunități pro-hormon de molecule de dimensiune pentru marirea hormonului activabil.

În primul caz, activarea posttranslațională este caracteristică pentru ACTH, beta-lipotropină și, în al doilea caz, pentru hormoni glicoproteici, în special gonadotropine și TSH.

Activarea secvențială a hormonilor proteină-peptid are un sens biologic direct. În primul rând, limitând efectele hormonale în locul educației; În al doilea rând, sunt oferite condiții optime pentru manifestarea efectelor de reglementare polifuncționale cu utilizarea minimă a materialelor genetice și de construcție, precum și pentru transportul celular al hormonilor.

Eliberarea hormonilor apare, de regulă, spontan, și nu continuu și uniform, dar impulsiv, în porțiuni discrete separate. Acest lucru se datorează, aparent, naturii ciclice a proceselor de biosinteză, depunere intracelulară și transport de hormoni. În condiții fiziologice, procesul secretor trebuie să furnizeze un anumit nivel bazal al hormonilor în fluidele circulante. Acest proces, precum biosinteza, este controlat de factori specifici. Secreția hormonilor hipofizari este determinată în primul rând de hormonii eliberatori corespunzători ai hipotalamusului și de nivelul hormonilor circulanți din sânge. Formarea hormonilor care eliberează hipotalamici în sine depinde de efectul neurotransmițătorilor de natură adrenergică sau colinergică, precum și de concentrația hormonilor țintă în sânge.

Biosinteza și secreția sunt strâns legate între ele. Natura chimică a hormonului și mecanismele specifice ale secreției sale determină gradul de conjugare a acestor procese. Deci, acest indicator este maxim în cazul secreției de hormoni steroizi, care difuzează relativ liber prin membranele celulare. Mărimea conjugării biosintezei și secreției hormonilor proteină-peptidă și catecolamine este minimă. Acești hormoni sunt eliberați din granulele secretoare celulare. Poziția intermediară a acestui indicator este ocupată de hormonii tiroidieni, care sunt secretați prin eliberarea acestora dintr-o formă legată de proteine.

Astfel, trebuie subliniat faptul că sinteza și secreția hormonilor hipofiza și hipotalamus sunt efectuate într-o anumită măsură separat.

Principalul element structural și funcțional al procesului secretoriu al hormonilor proteină-peptid este granulele secretoare sau veziculele. Acestea sunt formațiuni morfologice speciale de formă ovoidă de mărimi diferite (100-600 nm), înconjurate de o membrană subțire a lipoproteinelor. Granulele secretoare ale celulelor producătoare de hormoni apar din complexul Golgi. Elementele sale înconjoară prohormonul sau hormonul, formând treptat granule, care efectuează o serie de funcții interdependente în sistemul de procese responsabile pentru secreția de hormoni. Ele pot fi locul de activare a prohormonilor peptidici. A doua funcție pe care o efectuează granulele este depozitarea hormonilor în celulă până când stimulul secretor specific este expus. Membrana granulei limitează eliberarea hormonilor în citoplasmă și protejează hormonii de acțiunea enzimelor citoplasmatice care le pot inactiva. Substanțele și ionii specifici conținute în granule au o anumită semnificație în mecanismele de depunere. Acestea includ proteine, nucleotide, ioni, al căror scop principal este formarea complecșilor necovalenți cu hormoni și prevenirea penetrării lor prin membrană. Granulele secretoare au o altă calitate foarte importantă - capacitatea de a se deplasa la periferia celulei și de a transporta hormonii depuși în ele în membranele plasmatice. Mișcarea granulelor se realizează cu participarea organitele intracelulare - microfilamente (cu diametrul de 5 nm), construit din actina proteine și microtuburi tubulare (diametru de 25 nm), constând dintr-un complex de proteine contractile tubulinei și dynein. În cazul în care este necesară blocarea proceselor secretoare, medicamentele care distrug microfilamentele sau microtubulele disociate (citochalazin B, colchicină, vinblastină) sunt de obicei utilizate. Transportul intracelular al granulelor necesită consumul de energie și prezența ionilor de calciu. Membranele de granule și membranele plasmatice cu participarea calciului vin în contact unul cu celălalt, iar secretul este eliberat în spațiul extracelular prin "porii" formați în membrana celulară. Acest proces se numește exocitoză. Granulele devastatate pot fi, în unele cazuri, reconstruite și returnate la citoplasmă.

Punct de pornire în procesul de secreție de hormoni și proteine peptida este crescută formarea de AMP (cAMP) și creșterea concentrațiilor intracelulare de ioni de calciu care pătrund prin membrana plasmatică și stimulează tranziția granulelor hormonale la membrana celulară. Procedeele descrise mai sus sunt reglate atât intracelular cât și extracelular. Dacă intracelular reglarea și autoreglare funcția gormonprodutsiruyuschei a celulelor pituitare și hipotalamus este limitat în mare parte, comenzile sistemului permit activitatea funcțională a glandei pituitare și hipotalamusului, în conformitate cu starea fiziologică a organismului. Încălcarea proceselor de reglementare poate duce la o patologie gravă a funcțiilor glandelor și, în consecință, a întregului organism.

Influențele de reglementare pot fi împărțite în stimulative și inhibitoare. În centrul tuturor proceselor de reglementare este principiul feedback-ului. Locul principal în ordonarea funcțiilor hormonale ale glandei pituitare aparține structurilor sistemului nervos central și, în primul rând, hipotalamusului. Astfel, mecanismele fiziologice care controlează activitatea glandei pituitare pot fi împărțite în nerv și hormonale.

Având în vedere procesele de reglare a sintezei și secreției hormonilor hipofizari, ar trebui să indicăm în primul rând hipotalamusul cu capacitatea sa de a sintetiza și secreta neuro hormonii - hormoni eliberatori. Așa cum sa arătat, reglarea hormonilor adenohypofizelor se realizează cu ajutorul eliberării hormonilor sintetizați în anumite nuclee ale hipotalamusului. Elementele de celule mici ale acestor structuri hipotalamice au căi conductive care intră în contact cu vasele rețelei capilare principale, prin care acționează hormonii eliberatori, ajungând la celulele adenohypofesiale.

Avand in hipotalamus ca centru neuroendocrin, t. E. Ca locul de transformare a semnalului hormonal specific impuls nervos, un purtător care eliberează hormoni, oamenii de știință explorează posibilitatea de a influența diferitelor sisteme de mediator direct asupra proceselor de sinteză și hormoni secrețiile adenogipofizarnyh. Cu ajutorul tehnicilor de instruire avansate, cercetatorii au descoperit, de exemplu, rolul dopaminei în reglarea secreției unui număr de hormoni Tropicul adenohypophysis. În acest caz, dopamina nu acționează numai ca un neurotransmitator, prin care se dispune hipotalamo, dar, de asemenea, ca eliberarea de hormon care este implicat în reglarea funcției pituitare anterioare. Date similare au fost obținute pentru norepinefrina, care este implicată în controlul secreției de ACTH. Faptul unui control dual al sintezei și secreției hormonilor adeno-pituitari este acum stabilit. Punctul de bază de aplicare a diferitelor neurotransmițători în sistemul de reglementare al hipotalamo eliberarea hormonilor hipotalamus sunt structurile în care sunt sintetizate. În prezent, spectrul de substanțe fiziologic active implicate în reglarea neurohormonilor hipotalamici este destul de larg. Acest neurotransmițători clasici natura adrenergic și colinergic, un număr de aminoacizi, substanțe cu acțiune similare morfinei - endorfine si anchefaline. Aceste substanțe sunt principala legătură între sistemul nervos central și sistemul endocrin, care asigură în cele din urmă unitatea lor în organism. Activitatea funcțională a celulelor neuroendocrine hipotalamici pot fi monitorizate în mod direct în diferite părți ale creierului prin impulsuri nervoase care sosesc pe diferite cai aferente.

Recent, în neuroendocrinologie există o altă problemă - studiul rolului funcțional al hormonilor de eliberare, care sunt localizate în alte structuri ale SNC, în afara hipotalamus, și nu direct legate de funcțiile hormonale Regulamentul adenogipofizarnyh. S-a confirmat experimental că acestea pot fi considerate atât ca neurotransmițători, cât și ca neuromodulatori ai unui număr de procese sistemice.

În hipotalamus, hormonii eliberatori sunt localizați în anumite regiuni sau nuclee. De exemplu, LH-RG este localizat în hipotalamusul anterior și mediobazal, TRH în hipotalamusul mijlociu, KRG în principal în regiunile sale posterioare. Acest lucru nu exclude, de asemenea, distribuția difuză în glandă a neurohormonilor.

Funcția principală a hormonilor adenohypofile este de a activa un număr de glande endocrine periferice (cortexul suprarenal, glanda tiroidă, gonadele). Hormonii tropicali ai hipofizei - ACTH, TTG, LH și FSH, STH - cauzează răspunsuri specifice. Astfel, prima provoacă creșterea (hipertrofia și hiperplazia) zonei de legături a cortexului suprarenale și amplificarea în celule a sintezei glucocorticoizilor; a doua este principalul regulator al morfogenezei aparatului folicular al glandei tiroide, diferite stadii de sinteză și secreție a hormonilor tiroidieni; LH este stimulatorul principal al ovulației și formării corpului galben în ovare, creșterea celulelor interstițiale în testicule, sinteza estrogenilor, progestinelor și androgenilor gonadali; FSH determină o accelerare a creșterii foliculilor ovarieni, le sensibilizează la acțiunea LH și, de asemenea, activează spermatogeneza; STG, care acționează într-o manieră stimulantă pentru secreția hepatică a somatomedinelor, determină creșterea liniară a proceselor corporale și anabolice; LTG promovează manifestarea acțiunii gonadotropinelor.

De asemenea, trebuie remarcat faptul că hormonii tropicali ai glandei pituitare, prezentând efectul lor ca regulatori ai funcțiilor glandelor endocrine periferice, sunt adesea capabili să aibă un efect direct. De exemplu, ACTH ca regulator principal al sintezei glucocorticoizilor dă o serie de efecte extradrenale, în special stimularea lipolitică și melanocite.

Hormonii de origine hipotalamo-pituitară, adică peptidul proteic, dispar foarte repede din sânge. Perioada de înjumătățire nu depășește 20 de minute și în majoritatea cazurilor durează 1-3 minute. Protein-peptidele se acumulează rapid în ficat, unde sunt degradate intens și inactivate de peptidaze specifice. Acest proces poate fi observat în alte țesuturi, precum și în sânge. Metaboliții hormonilor proteină-peptidici sunt aparent derivați în principal sub formă de aminoacizi liberi, sărurile lor și peptidele mici. Acestea se elimină în primul rând prin urină și bilă.

Hormonii au adesea un tropism destul de pronunțat de acțiune fiziologică. De exemplu, ACTH acționează asupra celulelor cortexului adrenal, țesutului adipos, țesutului nervos; gonadotropinele - pe celulele gonadelor, hipotalamus și o serie de alte structuri, adică organe, țesuturi și celule țintă. Hormonii hipofizei și hipotalamusului au o gamă largă de efecte fiziologice asupra celulelor de diferite tipuri și asupra diferitelor reacții metabolice în aceleași celule. Structura organismului în funcție de gradul de dependență a funcțiilor sale de acțiunea acestor sau alți hormoni este împărțită în dependență hormonală și sensibilă la hormoni. Dacă prima complet datorită prezenței hormonilor în timpul diferențierii deplină și funcționarea celulelor gormonchuvstvitelnye arată în mod clar caracteristicile fenotipice și fără un hormon corespunzător, gradul de manifestare a modulat de acestea într-o gamă diferită, și este determinată de prezența receptorilor specifici în celule.

Interacțiunea hormonilor cu proteinele receptorilor corespunzători este redus la non-covalent, legarea reversibilă a moleculelor de hormoni și receptorilor, având ca rezultat formarea de complecși specifici de proteine ligand care pot include mai multe efecte hormonale in celula. Dacă proteina receptorului este absentă în ea, atunci este rezistentă la acțiunea concentrațiilor fiziologice ale hormonului. Receptorii sunt membri periferice necesare funcției endocrine corespunzătoare, determină sensibilitatea celulelor hormonului receptiv fiziologice originale, adică. E. Posibilitatea și intensitatea recepției, realizare și sinteza hormonului care transportă în celulă.

Eficacitatea reglării hormonale a metabolismului celular este determinată atât de cantitatea de hormon activ care intră în celula țintă, cât și de nivelul conținutului receptorului din acesta.