Mehanizam djelovanja hormona hipofize i hipotalamusa

Hormonska postupak regulacije započinje sintezu i sekreciju hormona u endokrinih žlijezda. Oni su funkcionalno međusobno povezani i predstavljaju jednu cjelinu. Biosinteza hormona u specijaliziranim stanicama, javlja spontano i fiksna genetski. Genetski kontrola biosinteze većine proteina i peptidnih hormona, naročito adenogipofizotropnyh provedeno je izravno u polisomu hormona prekursora, ili na razini mRNA formacije hormona, dok se biosinteza hipotalamus hormona postiže se formiranjem mRNA enzima koji reguliraju različite stupnjeve oblikovanja hormon, t npr., dolazi do extra-bisomalne sinteze. Formiranje primarne strukture proteina hormona peptida - izravan rezultat translaciju nukleotidnih sekvenci od odgovarajućih mRNA sintetiziranih na aktivne regije genoma stanica hormonima proizvode. Struktura većine hormona ili njihovih proteinskih prekursora formirana polisomu u općoj shemi biosinteze proteina. Mogućnost prevođenja mRNA i sinteze hormona ili njegovih prekursora specifičan za nuklearnu uređaja i polisomu tipa posebice stanica. Tako, hormon rasta se sintetizira u tankom eozinofili prednjeg režnja prolaktina - velikim eozinofilnim i gonadotropin - u određenim bazofila. Nešto drugačije biosinteza TRH i LH-RH u stanicama hipotalamusa. Ovi peptidi nisu formirana u matricu na polisomu mRNA te topivog dijela citoplazmi pod utjecajem odgovarajućih sintetaza sustava.

Izravni prijevod genetskog materijala u slučajevima izolacije većine polipeptidnih hormona često dovodi do stvaranja niskog aktivnog prekursora - polipeptidnih pred-hormona (prehormona). Biosinteza polipeptidnog hormona sastoji se od dvije različite faze: ribosomska sinteza neaktivnog prekursora na mRNA matriksu i posttranslacijsko stvaranje aktivnog hormona. Prva faza nužno se odvija u stanicama adenohypophysis, drugi se također može izvesti izvan nje.

Post-translacijske aktiviranje hormona prekursora moguće na dva načina: multi-stage molekula enzimsku degradaciju emitirati krupnomolekulyarnyh prekursora sa smanjenjem veličine molekula i hormona-aktivirani zbog enzimatsku udruga pro-hormona podjedinica proširenje veličine molekula se aktivira hormon.

U prvom slučaju, posttranslatska aktivacija je karakteristična za ACTH, beta-lipotropin, au drugom slučaju za glikoproteinske hormone, osobito gonadotropine i TSH.

Sekvencionalna aktivacija protein-peptidnih hormona ima izravan biološki smisao. Prvo, ograničavajući hormonske učinke na mjestu obrazovanja; Drugo, osigurani su optimalni uvjeti za manifestaciju polifunkcionalnih regulatornih učinaka uz minimalnu uporabu genetskog i građevinskog materijala, a također je omogućen i stanični transport hormona.

Otpuštanje hormona javlja se, u pravilu, spontano, a ne kontinuirano, ravnomjerno, ali impulzivno, u zasebnim diskretnim dijelovima. To je očito posljedica cikličke prirode procesa biosinteze, unutarstaničnog taloženja i transporta hormona. Pod fiziološkim uvjetima, tajni proces mora osigurati određenu osnovnu razinu hormona u cirkulirajućim tekućinama. Ovaj proces, poput biosinteze, kontrolira se specifičnim čimbenicima. Izlučivanje hormona hipofize prvenstveno je određeno odgovarajućim hormonima koji oslobađaju hipotalamus i razinom cirkulirajućih hormona u krvi. Stvaranje hormona hipotalamusa koji se oslobađaju ovisi o učincima neurotransmitera adrenergičke ili kolinergične prirode, kao i koncentraciji ciljnih hormona u krvi.

Biosinteza i sekrecija usko su međusobno povezani. Kemijska priroda hormona i specifični mehanizmi njegove sekrecije određuju stupanj konjugacije tih procesa. Dakle, ovaj pokazatelj je maksimalan u slučaju izlučivanja steroidnih hormona, koji relativno slobodno difundiraju kroz stanične membrane. Magnituda konjugacije biosinteze i izlučivanja protein-peptidnih hormona i kateholamina je minimalna. Ovi hormoni se otpuštaju iz staničnih sekretornih granula. Intermedijarni položaj na ovom pokazatelju zauzima hormoni štitnjače koji se izlučuju otpuštanjem iz oblika koji je vezan za protein.

Stoga treba naglasiti da se sinteza i izlučivanje hormona hipofize i hipotalamusa odvijaju u određenoj mjeri zasebno.

Glavni strukturni i funkcionalni element sekretornog procesa protein-peptidnih hormona su sekretorni granulati ili vezikuli. To su posebne morfološke formacije ovoidnog oblika raznih veličina (100-600 nm), okružene tankom lipoproteinskom membranom. Sekretornim granulama stanica koje proizvode hormone proizlaze iz Golgi kompleksa. Njegovi elementi okružuju prohormon ili hormon, postupno oblikuju granule, koje obavljaju niz međusobno povezanih funkcija u sustavu procesa koji su odgovorni za lučenje hormona. Oni mogu biti mjesto aktivacije peptidnih prohormona. Druga funkcija koju granule izvode jest skladištenje hormona u stanici dok se ne izloži specifični sekretorni stimulus. Membrana granula ograničava oslobađanje hormona u citoplazmu i štiti hormone od djelovanja citoplazmatskih enzima koji ih mogu inaktivirati. Specifične tvari i ioni sadržani u granulama imaju određeno značenje u mehanizama taloženja. To uključuje proteine, nukleotide, ione, čija je glavna svrha formiranje ne-kovalentnih kompleksa s hormonima i sprječavanje njihovog prodiranja kroz membranu. Sekretorni granulati imaju drugu vrlo važnu kvalitetu - sposobnost da se presele na periferiju stanice i transportiraju hormone pohranjene u njih u plazma membrane. Kretanje granula se izvodi uz sudjelovanje unutarstaničnih organela - mikrofilamenti (promjera 5 nm), izrađena od proteina aktina i šuplji Mikrocjevčice (promjera 25 nm), koji se sastoji od kompleksa kontraktilnih proteina tubulina i dynein. Ako je potrebno, blokada izvodnih procesa obično se koristi lijekove koji uništavaju ili mikrofilamenti disocijacija mikrocijevi (citohalazin B, kolhicin, vinblastin). Intracelularni transport granula zahtijeva potrošnju energije i prisutnost kalcijevih iona. Membrane granule i plazma membrane kada je sudjelovanje kalcij doći u kontakt jedno s drugim, a tajna je pušten u izvanstanični prostor kroz „pore” proizvedenog u staničnoj membrani. Taj se proces naziva egzocitoza. Razbijene granule mogu se u nekim slučajevima rekonstruirati i vratiti u citoplazmu.

Početna točka u procesu sekrecije proteina i peptidnih hormona povećava nastajanje AMP (cAMP), te povećanje unutarstanične koncentracije iona kalcija koji se šire kroz stanične membrane i potiče prijelaz hormonalne granula na staničnu membranu. Gore opisani postupci regulirani su i intracelularno i ekstracelularno. Ako je unutarstanični regulacija i samoregulacija gormonprodutsiruyuschei funkcija hipofizi i hipotalamusu stanice uglavnom je ograničen, a za kontrolu sustava omogućiti funkcionalnu aktivnost hipofize i hipotalamusa u skladu s fiziološkom stanju organizma. Kršenje regulatornih procesa može dovesti do ozbiljne patologije funkcija žlijezda i, posljedično, cijelog organizma.

Regulacijski utjecaji mogu se podijeliti na stimuliranje i inhibiciju. U središtu svih regulatornih procesa je načelo povratnih informacija. Vodeće mjesto u poretku hormonalnih funkcija hipofize spada u strukture središnjeg živčanog sustava, a prvo na hipotalamus. Prema tome, fiziološki mehanizmi koji kontroliraju aktivnost hipofize mogu se podijeliti na živce i hormonalne.

S obzirom na postupke sinteze regulacijskih i izlučivanje hormona hipofize, trebala bi prije svega ukazuju na hipotalamus sa svojom sposobnosti da sintetiziraju i luče neurohormona - ispuštanje hormona. Kao što je naznačeno, regulacija adenohipofizičnih hormona provodi se uz pomoć oslobađanja hormona sintetiziranih u određenim jezgrama hipotalamusa. Mala stanica elementi tih strukture hipotalamusa su vodljive staze u kontakt sa žilama primarne kapilarne mreže, preko koje prima oslobađa hormone dostizanje adenogipofizarnyh stanice.

S obzirom na hipotalamus kao neuroendokrini centar, t. E. Kao mjesto preobrazbe u živčanih impulsa određenom hormonalnog signala, nosač koji se oslobađa hormone, znanstvenici istražuju mogućnost djelovanja na različite posrednik sustava izravno na postupke sinteze i hormona sekreta adenogipofizarnyh. Uz pomoć naprednih nastavnih tehnika, istraživači su pronašli, primjerice, ulogu dopamina u regulaciji lučenja brojnih tropskih hormona adenohipofizi. U tom slučaju, dopamin djeluje ne samo kao neurotransmiter, naručivanje hipotalamus funkciju, ali i kao oslobađajući hormon koji je uključen u regulaciju prednjeg režnja funkcije. Slični su podaci dobiveni za norepinefrin, koji je uključen u kontrolu ACTH sekrecije. Sada je uspostavljena činjenica dvostruke kontrole sinteze i izlučivanja adeno-hipofiznih hormona. Osnovna točka primjene različitih neurotransmitera u sustavu regulacije hipotalamo ispuštanje hormona hipotalamusa su strukture u kojima se sintetiziraju. Trenutno, spektar fiziološki aktivnih tvari uključenih u regulaciju hipotalamskih neurohormona je vrlo širok. Ovaj klasični neurotransmiteri adrenergičke i kolinergičke prirode, broj amino kiselina, tvari koje nalik morfiju djelovanja - endorfina i enkefalina. Te tvari su glavna veza između središnjeg živčanog sustava i endokrinog sustava, što u konačnici osigurava njihovo jedinstvo u tijelu. Funkcionalna aktivnost hipotalamusa neuroendokrinih stanica može se izravno pratiti u različitim dijelovima mozga putem živaca impulsa koji dolaze na različitim aferentnih putova.

Nedavno je u Neuroendocrinology postoji još jedan problem - proučavanje funkcionalne uloge ispuštanje hormona, koji su lokalizirani u drugim CNS strukture izvan hipotalamusu, a ne izravno povezani s hormonskim propis adenogipofizarnyh funkcije. Eksperimentalno je potvrđeno da se mogu smatrati neurotransmitera i kao neuromodulatori brojnih sistemskih procesa.

U hipotalamusu hormoni koji se oslobađaju lokalizirani su u određenim područjima ili jezgrama. Na primjer, LH-RH je lokaliziran u prednjem i srednjem bazičnom hipotalamusu, TRH - u srednjem hipotalamusu, KRG - uglavnom u njegovim stražnjim područjima. To također ne isključuje difuznu distribuciju u žlijezdi neurohormona.

Glavna funkcija adenohipofizičnih hormona je aktivirati niz perifernih endokrinih žlijezda (nadbubrežna kore, žlijezda štitnjače, gonade). Tropni hormoni hipofize - ACTH, TTG, LH i FSH, STH - uzrokuju specifične odgovore. Dakle, prva uzrokuje rast (hipertrofiju i hiperplaziju) zone zdjelice nadbubrežnog korteksa i poboljšanje u njegovim stanicama sinteze glukokortikoida; drugi je glavni regulator morfogeneze folikularnog aparata štitnjače, različite faze sinteze i sekrecije hormona štitnjače; LH je glavni stimulator ovulacije i stvaranja žutog tijela u jajnicima, rast intersticijskih stanica u testisima, sinteza estrogena, progestama i gonadnih androgena; FSH uzrokuje ubrzanje rasta folikula jajnika, senzibilizira ih na djelovanje LH, a također aktivira spermatogenezu; STG, koji djeluje stimulirajući način za lučenje jetre somatomedina, određuje linearni rast tijela i anaboličkih procesa; LTG potiče manifestaciju djelovanja gonadotropina.

Također treba napomenuti da su tropski hormoni hipofize, koji pokazuju njegov učinak kao regulatori funkcija perifernih endokrinih žlijezda, često mogu imati izravan učinak. Tako, na primjer, ACTH kao glavni regulator sinteze glukokortikoida daje niz ekstradrenalnih učinaka, posebice lipolitičkih i melanocitnih stimulacija.

Hormoni hipotalamus-hipofiznog podrijetla, tj. Protein-peptid, vrlo brzo nestaju iz krvi. Razdoblje poluživota ne prelazi 20 minuta i u većini slučajeva traje 1-3 minute. Protein-peptidni hormoni brzo se akumuliraju u jetri, gdje se intenzivno degradiraju i inaktiviraju specifičnim peptidazama. Ovaj proces može se promatrati u drugim tkivima, kao iu krvi. Metaboliti protein-peptidnih hormona očigledno su izvedeni uglavnom u obliku slobodnih aminokiselina, njihovih soli i malih peptida. Izabiru se na prvom mjestu s urinom i žučom.

Hormoni često imaju prilično izražen tropizam fiziološke akcije. Na primjer, ACTH djeluje na stanice korteksa nadbubrežne žlijezde, masnog tkiva, živčanog tkiva; gonadotropini - na stanicama gonada, hipotalamusu i nizu drugih struktura, tj. Organa, tkiva i ciljnih stanica. Hormoni hipofize i hipotalamusa imaju širok raspon fizioloških učinaka na stanice različitih tipova i na različite metaboličke reakcije u istim stanicama. Struktura tijela prema stupnju ovisnosti njihovih funkcija na djelovanje ovih ili drugih hormona podijeljena je na hormon-ovisne i hormonske osjetljive. Ako je prvi u potpunosti zbog prisutnosti hormona tijekom punog diferencijacije i funkcioniranje stanica gormonchuvstvitelnye jasno pokazati svoje osobine fenotipske i bez odgovarajuće hormona, stupanj manifestacije od kojih je moduliran njih u različitim rasponu, a određuje se prema prisutnosti specifičnih receptora u stanicama.

Interakcija hormona s odgovarajućim proteinima receptora se reducira ne-kovalentno, reverzibilno vezanje hormona i receptora molekule, što rezultira u stvaranju određenih protein-ligand kompleksa koji može uključivati višestruke hormonske učinke u stanici. Ako receptorski protein nema u njemu, onda je otporan na djelovanje fizioloških koncentracija hormona. Receptori su potrebni periferni članovi odgovaraju endokrinu funkciju određuje osjetljivost izvornih fizioloških hormonski stanica koje reagiraju, tj. E. Mogućnost i intenzitet prijema, ostvarenja i sinteza nosi hormona u stanici.

Učinkovitost hormonske regulacije staničnog metabolizma određuje se i količinom aktivnog hormona koji ulazi u ciljnu stanicu i razinom sadržaja receptora u njemu.