Virkningsmekanismen for hormoner i hypofysen og hypofysen

Hormonel regulering proces begynder med syntesen og sekretionen af hormoner i endokrine kirtler. De er funktionelt indbyrdes forbundne og repræsenterer en enkelt helhed. Biosyntese af hormoner i specialiserede celler, opstår spontant og er fast genetisk. Genetisk kontrol af biosyntesen af de fleste protein og peptidhormoner, især adenogipofizotropnyh udføres mest direkte i polysomer hormon-precursor, eller på mRNA niveauet af hormonet dannelse, mens biosyntesen af de hypothalamushormoner opnås ved dannelsen af mRNA af enzymer, der regulerer forskellige trin i dannelse af hormon, t e. Forekommer en ekstra-bisomal syntese. Dannelse af den primære struktur af proteinet-hormonpeptid - et direkte resultat af translation af nukleotidsekvenser af de respektive mRNA syntetiseret på aktive områder af genomet af hormonproducerende celler. Strukturen af de fleste hormoner eller deres proteinprecursorer dannet polysomer i opbygningen af proteinbiosyntese. Muligheden for translation af mRNA og syntese af hormonet eller dets forstadier specifik for nuklear apparater og polysomer bestemt celletype. Således er væksthormon syntetiseres i lille eosinofiler hypofyseforlappen prolactin - i stor eosinofil, og gonadotropin - i specifikke basofile celler. Noget anderledes biosyntese af TRH og LH-RH i cellerne i hypothalamus. Disse peptider dannes ikke i en matrix på polysomer mRNA og den opløselige del af cytoplasmaet under indflydelse af passende syntetase systemer.

Den direkte oversættelse af genetisk materiale i tilfælde af isolering af de fleste polypeptidhormoner fører ofte til dannelse af lavaktivitetsprecursorer - prædormoner af polypeptid (prehormoner). Biosyntese af polypeptidhormon består af to forskellige trin: ribosomal syntese af den inaktive precursor på mRNA-matrixen og post-translationel dannelse af det aktive hormon. Det første trin fortsætter nødvendigvis i cellerne i adenohypofysen, den anden kan også udføres uden for den.

Post-translationelle aktivering af hormon prækursorer mulige på to måder: ved en flertrins enzymatisk nedbrydning molekyler udsendes krupnomolekulyarnyh forstadier med aftagende størrelser af molekyler og hormon-aktiveres på grund af ikke-enzymatisk forening pro-hormon-underenheder forstørrelsesformatet molekyler aktiverbar hormon.

I det første tilfælde er posttranslational aktivering karakteristisk for ACTH, beta-lipotropin, og i det andet tilfælde for glycoproteinhormoner, især gonadotropiner og TSH.

Sekventiel aktivering af protein-peptidhormoner har en direkte biologisk betydning. Først mens man begrænser de hormonelle virkninger på uddannelsesstedet; For det andet tilvejebringes optimale betingelser for manifestationen af polyfunktionelle regulatoriske virkninger med minimal anvendelse af genetisk og byggemateriale, og også den cellulære transport af hormoner lettes.

Frigivelsen af hormoner forekommer som regel spontant og ikke kontinuerligt og jævnt, men impulsivt, i separate diskrete dele. Dette skyldes tilsyneladende den cykliske karakter af processerne for biosyntese, intracellulær deponering og transport af hormoner. Under fysiologiske forhold skal sekretorisk proces tilvejebringe et bestemt basalt niveau af hormoner i cirkulerende væsker. Denne proces, som biosyntese, styres af specifikke faktorer. Sekretionen af hypofysehormoner bestemmes primært af de tilsvarende frigivende hormoner af hypothalamus og niveauet af cirkulerende hormoner i blodet. Dannelsen af de hypotalamiske frigivende hormoner afhænger selv af effekten af neurotransmittere af den adrenerge eller kolinerge natur samt koncentrationen af målhormonerne i blodet.

Biosyntese og sekretion er tæt indbyrdes forbundne. Hormonets kemiske natur og de specifikke mekanismer i dets sekretion bestemmer graden af konjugering af disse processer. Så denne indikator er maksimal i tilfælde af sekretion af steroidhormoner, som diffunderer relativt frit gennem cellemembraner. Størrelsen af konjugering af biosyntese og udskillelse af protein-peptidhormoner og catecholaminer er minimal. Disse hormoner frigives fra de cellulære sekretoriske granuler. Mellemliggende stilling på denne indikator er optaget af skjoldbruskkirtelhormoner, som udskilles ved at frigive dem fra en proteinbundet form.

Det skal således understreges, at syntesen og udskillelsen af hormoner i hypofysen og hypothalamus udføres i et vist omfang separat.

Det vigtigste strukturelle og funktionelle element i sekretorisk proces af protein-peptidhormoner er sekretoriske granuler eller vesikler. Disse er specielle morfologiske formationer af ovoid form af forskellige størrelser (100-600 nm), omgivet af en tynd lipoproteinmembran. Sekretoriske granuler af hormonproducerende celler stammer fra Golgi-komplekset. Dens elementer omgiver prohormon eller hormon, der gradvist danner granuler, som udfører en række indbyrdes forbundne funktioner i systemet af processer, der er ansvarlige for udskillelsen af hormoner. De kan være stedet for aktivering af peptidprohormoner. Den anden funktion, som granulat udfører, er opbevaring af hormoner i cellen, indtil den specifikke sekretoriske stimulus er udsat. Granulemembranen begrænser frigivelsen af hormoner ind i cytoplasma og beskytter hormonerne mod virkningen af cytoplasmatiske enzymer, der kan inaktivere dem. De specifikke stoffer og ioner indeholdt i granulaterne har en vis betydning i aflejringsmekanismerne. Disse omfatter proteiner, nukleotider, ioner, hvis hovedformål er dannelsen af ikke-kovalente komplekser med hormoner og forebyggelse af deres indtrængning gennem membranen. Sekretoriske granuler har en anden meget vigtig kvalitet - evnen til at bevæge sig til periferien af cellen og transportere hormonerne deponeret i dem til plasmamembranerne. Bevægelse af granulerne udføres med deltagelse af intracellulære organeller - mikrofilamenter (diameter 5 nm), fremstillet fra protein actin, og hule mikrorør (diameter 25 nm), der består af et kompleks af kontraktile proteiner tubulin og dynein. Hvis det er nødvendigt, blokade af sekretoriske processer almindeligt anvendte lægemidler, der ødelægger eller mikrofilamenter dissociation mikroledninger (cytochalasin B, colchicin, vinblastin). Intracellulær transport af granuler kræver udgifterne til energi og tilstedeværelsen af calciumioner. Membraner af granuler og plasmamembraner med deltagelse af calcium kommer i kontakt med hinanden, og hemmeligheden frigives i det ekstracellulære rum gennem "porerne" dannet i cellemembranen. Denne proces kaldes exocytose. Ødelagte granuler kan i nogle tilfælde rekonstrueres og returneres til cytoplasma.

Udgangspunkt i processen med udskillelse af protein og peptidhormoner øges dannelsen af AMP (cAMP), og forøget intracellulære koncentrationer af calciumioner, som trænger gennem plasmamembranen og stimulerer overgangen hormonelle granulat til cellemembranen. De ovenfor beskrevne fremgangsmåder reguleres både intracellulært og ekstracellulært. Hvis den intracellulære regulering og selvregulering gormonprodutsiruyuschei funktion af hypofysen og hypothalamus celler hovedsagelig er begrænset, de systemkontroller tillade den funktionelle aktivitet af hypofysen og hypothalamus i overensstemmelse med den fysiologiske tilstand af organismen. Overtrædelse af reguleringsprocesser kan føre til en alvorlig patologi af kirtelfunktioner og følgelig af hele organismen.

Regulatoriske påvirkninger kan opdeles i stimulerende og hæmmende. Kernen i alle reguleringsprocesser er princippet om feedback. Det ledende sted i ordenen af hypofysenes hormonelle funktioner tilhører strukturerne i centralnervesystemet og i første omgang til hypothalamus. Således kan de fysiologiske mekanismer, der styrer hypofysenes aktivitet, opdeles i nerve og hormonal.

I betragtning af processerne for regulering af syntese og udskillelse af hypofysehormoner bør vi først og fremmest pege på hypothalamus med dets evne til at syntetisere og udskille neurohormoner - frigivende hormoner. Som angivet udføres reguleringen af adenohypofysehormoner ved hjælp af frigivelse af hormoner syntetiseret i visse kilder af hypothalamus. Små celleelementerne i disse hypotalamiske strukturer har ledende stier, der kontakter beholderne i det primære kapillærnetværk, hvorigennem de frigørende hormoner virker og når adenohypofyse-cellerne.

Overvejer hypothalamus som neuroendokrine center, t. E. Som stedet for transformation i nerveimpuls specifik hormonal signal, en bærer, som frigiver hormoner, er forskerne at undersøge muligheden for at påvirke forskellige mediator systemer direkte på synteseprocesser og hormoner sekreter adenogipofizarnyh. Ved hjælp af avancerede undervisningsteknikker, fandt forskerne, for eksempel, den rolle af dopamin i reguleringen af sekretion af et antal tropiske hormoner i adenohypophysis. I dette tilfælde dopamin virker ikke kun som en neurotransmitter, bestilling hypothalamusfunktionen, men også som hormon, som er involveret i reguleringen af hypofyseforlappen funktion. Lignende data blev opnået for norepinephrin, som er involveret i kontrollen med ACTH-sekretion. Faktummet for en dobbelt kontrol af syntesen og udskillelsen af adeno-hypofyse-hormoner er nu etableret. Det grundlæggende punkt for anvendelse af forskellige neurotransmittere i det system til regulering af hypothalamus frigivende hormoner hypothalamus er de strukturer, hvori de er syntetiseret. I øjeblikket er spektret af fysiologisk aktive stoffer involveret i reguleringen af hypothalamiske neurohormoner ret bredt. Denne klassiske neurotransmittere adrenerge og cholinerge natur, et antal aminosyrer, stoffer med morfin-lignende action - endorfiner og enkephaliner. Disse stoffer er hovedforbindelsen mellem centralnervesystemet og det endokrine system, som i sidste ende sikrer deres enhed i kroppen. Funktionelle aktivitet af hypothalamus neuroendokrine celler kan overvåges direkte i forskellige dele af hjernen via nerve impulser ankommer på forskellige afferente veje.

For nylig i Neuroendocrinology der et andet problem - undersøgelse af den funktionelle rolle af frigivende hormon, som er lokaliseret i andre CNS strukturer, uden hypothalamus, og ikke direkte relateret til de hormonale regulering adenogipofizarnyh funktioner. Det er blevet eksperimentelt bekræftet, at de kan betragtes som både neurotransmittere og som neuromodulatorer af en række systemiske processer.

I hypothalamus er de frigivende hormoner lokaliseret i bestemte områder eller kerner. For eksempel er LH-RG lokaliseret i den forreste og mediobasale hypothalamus, TRH - i den midterste hypothalamus, KRG - hovedsagelig i sine bageste områder. Dette udelukker heller ikke den diffuse fordeling i kirtlen af neurohormoner.

Hovedfunktionen af adenohypofysehormoner er at aktivere en række perifere endokrine kirtler (binyrebark, skjoldbruskkirtlen, gonader). Tropiske hormoner i hypofysen - ACTH, TTG, LH og FSH, STH - forårsager specifikke reaktioner. Således forårsager de første vækst (hypertrofi og hyperplasi) af bindezonen i binyrens cortex og forbedringen i dets celler af syntesen af glucocorticoider; den anden er den vigtigste regulator for morfogenese af follikulærapparatet i skjoldbruskkirtlen, forskellige stadier af syntese og udskillelse af skjoldbruskkirtelhormoner; LH er hovedstimulatoren for ægløsning og dannelse af den gule krop i æggestokkene, vækst af interstitielle celler i testiklerne, syntese af østrogener, progestiner og gonadale androgener; FSH forårsager en acceleration af væksten af ovariefollikler, sensibiliserer dem for virkningen af LH, og aktiverer også spermatogenese; STG, der virker stimulerende for leversekretion af somatomediner, bestemmer den lineære vækst af kroppen og anabole processer; LTG fremmer manifestationen af gonadotropins virkning.

Det skal også bemærkes, at de tropiske hormoner i hypofysen, der udviser virkningen som regulatorer af de perifere endokrine kirtler, har ofte direkte virkning. Så for eksempel giver ACTH som den vigtigste regulator for syntese af glucocorticoider et antal ekstradrenale virkninger, især lipolytisk og melanocytstimulerende.

Hormoner af hypotalamus-hypofyse, dvs. Proteinpeptid, forsvinder meget hurtigt fra blodet. Halveringstiden varer ikke over 20 minutter og varer i de fleste tilfælde 1-3 minutter. Proteinpeptidhormoner akkumuleres hurtigt i leveren, hvor de er intensivt nedbrudt og inaktiveret af specifikke peptidaser. Denne proces kan observeres i andre væv såvel som i blodet. Metabolitter af proteinpeptidhormoner er tilsyneladende afledt hovedsageligt i form af frie aminosyrer, deres salte og små peptider. De udskilles i første omgang med urin og galde.

Hormoner har ofte en temmelig udtalt tropisme af fysiologisk handling. For eksempel virker ACTH på celler i binyrene, fedtvæv, nervesvæv; gonadotropiner - på cellerne i gonaderne, hypothalamuset og en række andre strukturer, dvs. Organer, væv og målceller. Hormoner af hypofysen og hypothalamus har en bred vifte af fysiologiske virkninger på celler af forskellige typer og på forskellige metaboliske reaktioner i de samme celler. Kroppens struktur i henhold til graden af afhængighed af deres funktioner på virkningen af disse eller andre hormoner er opdelt i hormonafhængige og hormonfølsomme. Hvis den første helt på grund af tilstedeværelsen af hormoner i løbet af fuldstændig differentiering og funktion af cellerne gormonchuvstvitelnye tydeligt vise deres fænotypiske karakteristika og uden en tilsvarende hormon, graden af manifestation af, som moduleres af dem i et andet, og bestemmes af tilstedeværelsen af specifikke receptorer i cellerne.

Interaktionen af hormoner med tilsvarende receptorproteiner reduceres til ikke-kovalent, reversibel binding af hormon og receptormolekyler, hvilket resulterer i dannelse af specifikke protein-ligand-komplekser, der kan omfatte flere hormonale virkninger i cellen. Hvis receptorproteinet er fraværende i det, er det resistent over for virkningen af fysiologiske koncentrationer af hormonet. Receptorer er nødvendige perifere medlemmer svarende endokrin funktion, bestemmer følsomheden af de oprindelige fysiologiske hormon-responsive celler, dvs.. E. Muligheden for og intensiteten af modtagelse, realisering og transporterer hormon syntese i cellen.

Effektiviteten af hormonel regulering af cellulær metabolisme bestemmes både af mængden af det aktive hormon, der kommer ind i målcellen og af niveauet af receptorindhold i det.