Mechanismus účinku hormonů hypofýzy a hypotalamu

Hormonální regulace začíná procesem syntézy a sekrece hormonů v žlázách vnitřní sekrece. Jsou funkčně propojené a představují jeden celek. Biosyntéza hormonů ve specializovaných buňkách, dochází spontánně a je pevně geneticky. Genetická kontrola biosyntézy většina hormonů proteinů a peptidů, zejména adenogipofizotropnyh provádí bezprostředně v polysomy hormonální prekurzor, nebo na úrovni mRNA tvorby hormonu, zatímco biosyntéza z hypotalamu se provádí tvorbou mRNA enzymů regulujících různé kroky vytvoření hormonu, t dochází k extra-bisomální syntéze. Tvorba primární struktury proteinu, hormonu peptid - přímým důsledkem překladu nukleotidových sekvencí příslušných mRNA syntetizované z aktivních oblastí v genomu buněk hormon produkujících. Struktura většina hormonů nebo jejich proteinových prekurzorů vytvořen polysomy v obecném schématu syntézy proteinů. Možnost translace mRNA a syntéza hormonu nebo jeho prekurzorů specifické pro jadernou přístroje a polysomy konkrétního typu buněk. To znamená, že růstový hormon je syntetizován v malém eosinofily přední hypofýzy prolaktinu - ve velkém eozinofilní a gonadotropinu - ve specifických bazofily. Poněkud odlišně biosyntéza TRH a LH-RH v buňkách hypotalamu. Tyto peptidy nejsou vytvořeny v matrici na polysomy mRNA a rozpustný podíl cytoplasmy pod vlivem vhodných syntetázy systémů.

Přímá translace genetického materiálu v případech izolace většiny polypeptidových hormonů často vede k tvorbě prekurzorů s nízkou aktivitou - polypeptidových pre-hormonů (prehormonů). Biosyntéza polypeptidového hormonu se skládá ze dvou různých fází: ribosomální syntéza inaktivního prekurzoru na matrici mRNA a posttranslační tvorba aktivního hormonu. První stupeň probíhá nezbytně v buňkách adenohypofýzy, druhá může být provedena i mimo ni.

Post-translační aktivaci prekurzorů hormonu možná dvěma způsoby: vícestupňových molekul degradační enzymatická vysílat krupnomolekulyarnyh prekurzorů s klesající velikostí molekul a hormonů aktivované kvůli neenzymatické sdružení pro-hormonu podjednotek molekuly zvětšení velikosti aktivovatelné hormonů.

V prvním případě je posttranslační aktivace charakteristická pro ACTH, beta-lipotropin a ve druhém případě pro glykoproteinové hormony, zejména pro gonadotropiny a TSH.

Sekvenční aktivace protein-peptidových hormonů má přímý biologický význam. Za prvé, při omezení hormonálních účinků v místě vzdělávání; Za druhé, jsou poskytovány optimální podmínky pro manifestaci polyfunkčních regulačních efektů s minimálním použitím genetického a stavebního materiálu a také usnadňuje buněčný transport hormonů.

Uvolňování hormonů se zpravidla spontánně vyskytuje, nikoliv kontinuálně a rovnoměrně, ale impulsně, v samostatných diskrétních částech. To je zřejmě způsobeno cyklickou povahou procesů biosyntézy, intracelulárního ukládání a transportu hormonů. Při fyziologických podmínkách musí sekreční proces poskytovat určitou bazální hladinu hormonů v cirkulujících tekutinách. Tento proces, stejně jako biosyntéza, je řízen specifickými faktory. Sekrece hormonů hypofýzy je primárně určována odpovídajícími uvolňujícími hormony hypotalamu a hladinou cirkulujících hormonů v krvi. Tvorba samotných hormonů uvolňujících hypotalamus závisí na účinku neurotransmiterů adrenergní nebo cholinergní povahy, stejně jako na koncentraci cílových hormonů v krvi.

Biosyntéza a sekrece jsou úzce provázány. Chemická povaha hormonu a specifické mechanismy jeho sekrece určují stupeň konjugace těchto procesů. Takže tento indikátor je maximální v případě sekrece steroidních hormonů, které relativně volně difundují přes buněčné membrány. Veličina konjugace biosyntézy a sekrece protein-peptidových hormonů a katecholaminů je minimální. Tyto hormony se uvolňují z buněčných sekrečních granulí. Mezipoziční pozice na tomto indikátoru je obsazena hormony štítné žlázy, které se vylučují uvolněním z proteinové formy.

Je tedy třeba zdůraznit, že syntéza a sekrece hormonů hypofýzy a hypotalamu se provádějí do určité míry odděleně.

Hlavním strukturálním a funkčním prvkem sekrečního procesu protein-peptidových hormonů jsou sekreční granule nebo vezikuly. Jedná se o speciální morfologické formace ovojí formy různých velikostí (100-600 nm), obklopené tenkou lipoproteinovou membránou. Segrektivní granule buněk produkujících hormony vznikají z komplexu Golgi. Jeho prvky obklopují prohormon nebo hormon, postupně vytvářející granule, které v systému procesů odpovědných za sekreci hormonů provádějí řadu vzájemně provázaných funkcí. Mohou být místem aktivace peptidových prohormonů. Druhou funkcí, kterou granule provádí, je skladování hormonů v buňce, dokud není vystaven specifickému stimulaci sekrece. Granulární membrána omezuje uvolňování hormonů do cytoplazmy a chrání hormony před působením cytoplazmatických enzymů, které je mohou inaktivovat. Specifické látky a ionty obsažené v granulích mají určitý význam v mechanismech nanášení. Ty zahrnují proteiny, nukleotidy, ionty, jejichž hlavním účelem je tvorba nekovalentních komplexů s hormony a prevence jejich pronikání přes membránu. Sekretární granule mají další velmi důležitou kvalitu - schopnost se pohybovat na obvod buňky a transportovat hormony, které jsou v nich uloženy, do plazmatických membrán. Pohyb granulí se provádí za účasti intracelulárních organel - mikrovlákna (o průměru 5 nm), vyrobená z bílkovin aktin, a duté mikrotrubičky (průměr 25 nm), skládající se z komplexu kontraktilních proteinů tubulinu a dynein. Pokud je to nutné, blokáda sekrečních postupů běžně používaných léků, které zničí nebo mikrovlákna disociační mikrotrubiček (cytochalasin B, kolchicin, vinblastin). Intracelulární transport granulí vyžaduje výdaj energie a přítomnost iontů vápníku. Membrány z granulátů a plazmatických membrán s účinkem vápníku přicházejí do styku a tajemství se uvolňuje do extracelulárního prostoru prostřednictvím "pórů" vytvořených v buněčné membráně. Tento proces se nazývá exocytóza. Devastované granule mohou být v některých případech rekonstruovány a vráceny do cytoplazmy.

Výchozí bod v procesu sekrece proteinů a peptidových hormonů se zvyšuje tvorbu AMP (cAMP), a zvýšení intracelulární koncentrace vápenatých iontů, které prostupují skrze plazmovou membránu a stimuluje přechod hormonální granulí k buněčné membráně. Procesy popsané výše jsou regulovány jak intracelulárně, tak extracelulárně. V případě, že intracelulární regulace a samoregulace gormonprodutsiruyuschei funkce hypofýzy a hypothalamus buněk je do značné míry omezen, systém ovládá následující parametry umožňují funkční aktivitu hypofýzy a hypothalamus, v souladu s fyziologickým stavem organismu. Porušení regulačních procesů může vést k vážné patologii funkce žláz a následně i celého organismu.

Regulační vlivy lze rozdělit na stimulační a inhibiční. Jádrem všech regulačních procesů je princip zpětné vazby. Vedoucí místo při objednávání hormonálních funkcí hypofýzy patří do struktury centrálního nervového systému a především do hypotalamu. Fyziologické mechanismy, které kontrolují činnost hypofýzy, lze tedy rozdělit na nervové a hormonální.

S ohledem na způsoby syntézy regulace a sekrece hormonů hypofýzy, je třeba především bodu hypotalamu své schopnosti syntetizovat a vylučovat Neurohormony - uvolňující hormony. Jak bylo uvedeno, regulace adenohypofyzálních hormonů se provádí pomocí uvolňování hormonů syntetizovaných v určitých jádrech hypotalamu. Malobuněčného prvky těchto hypotalamu struktur mají vodivé cesty v kontaktu s cévách primární kapilární sítě, jejímž prostřednictvím přijímá hormonů uvolňujících dosahující adenogipofizarnyh buňky.

S ohledem na hypotalamus jako neuroendokrinní centra, t. E. Jako místo transformace v nervových impulzů specifické hormonální signálu, nosiče, který se uvolňující hormony, vědci zkoumají možnost ovlivnit různé zprostředkovatelské systémů přímo na způsoby syntézy a hormonů sekrety adenogipofizarnyh. S pomocí moderních výukových metod, vědci zjistili, například role dopaminu v regulaci sekrece řady tropických hormonů adenohypofýzy. V tomto případě, dopamin působí nejen jako neurotransmiter, objednávání funkce hypotalamu, ale také jako uvolňující hormon, který se podílí na regulaci funkcí předního laloku hypofýzy. Podobné údaje byly získány pro norepinefrin, který se podílí na kontrole sekrece ACTH. Faktem je duální kontrola syntézy a sekrece adenohypofyzárních hormonů. Základním místo působení různých neurotransmiterů v systému regulace hypotalamo uvolňující hormony hypotalamu jsou struktury, ve kterých jsou syntetizovány. V současné době je spektrum fyziologicky aktivních látek, které se podílejí na regulaci hypothalamických neurohormonů, poměrně široké. Toto klasické neurotransmitery adrenergní a cholinergní příroda, počet aminokyselin, látek s morfinového typu akce - endorfinu a enkefaliny. Tyto látky jsou hlavní vazbou mezi centrálním nervovým systémem a endokrinním systémem, který nakonec zajišťuje jejich jednotu v těle. Funkční aktivita hypotalamu neuroendokrinních buněk může být přímo monitorována v různých částech mozku pomocí nervových impulsů přicházejících z různých aferentních drah.

V poslední době v Neuroendocrinology existuje další problém - studium funkční role uvolňování hormonů, které jsou lokalizovány v jiných strukturách CNS, mimo hypotalamu, a ne přímo spojených s hormonální regulace adenogipofizarnyh funkcí. Bylo experimentálně potvrzeno, že mohou být považovány jak za neurotransmitery, tak za neuromodulátory řady systémových procesů.

V hypotalamu jsou uvolňující hormony lokalizovány v určitých oblastech nebo jádrech. Například LH-RG je lokalizován v předním a středobázovém hypotalamu, TRH ve středním hypotalamu, KRG hlavně v jeho zadních oblastech. To také nevylučuje difúzní distribuci neurohormonů v žláze.

Hlavní funkcí adenohypofyzálních hormonů je aktivovat řadu periferních endokrinních žláz (kůra nadledvin, štítné žlázy, gonády). Tropické hormony hypofýzy - ACTH, TTG, LH a FSH, STH - způsobují specifické reakce. První způsobuje růst (hypertrofii a hyperplazii) svazkové zóny adrenální kůry a zvýšení syntézy glukokortikoidů v buňkách; druhý je hlavním regulátorem morfogeneze folikulárního aparátu štítné žlázy, různé fáze syntézy a sekrece hormonů štítné žlázy; LH je hlavním stimulátorem ovulace a tvorby žlutého těla ve vaječnících, růstu intersticiálních buněk v testech, syntézy estrogenů, progestinů a gonadálních androgenů; FSH způsobuje zrychlení růstu vaječníkových folikulů, senzitizuje je na působení LH a také aktivuje spermatogenezi; STG, působící stimulujícím způsobem pro sekreci somatomedinu v játrech, určuje lineární růst těla a anabolické procesy; LTG podporuje projev působení gonadotropinů.

Je třeba také poznamenat, že tropické hormony hypofýzy, ukazující její účinek jako regulátory funkcí periferních endokrinních žláz, často mohou mít přímý účinek. Například ACTH jako hlavní regulátor syntézy glukokortikoidů dává řadu extradrenálních účinků, zejména lipolytických a melanocytů stimulujících.

Hormony hypotalamo-hypofyzárního původu, tj. Protein-peptid, velmi rychle vymizí z krve. Doba poločasu jejich rozpadu nepřesahuje 20 minut a ve většině případů trvá 1-3 minuty. Protein-peptidové hormony se rychle hromadí v játrech, kde jsou intenzivně degradovány a inaktivovány specifickými peptidázy. Tento proces lze pozorovat v jiných tkáních, stejně jako v krvi. Metabolity protein-peptidových hormonů jsou zřejmě odvozeny především ve formě volných aminokyselin, jejich solí a malých peptidů. Vylučují se především močí a žlučou.

Hormony mají často výrazný tropismus fyziologického účinku. Například ACTH působí na buňky kůry nadledvin, tukové tkáně, nervové tkáně; gonadotropiny - na buňkách gonád, hypotalamu a řadu dalších struktur, tj. Orgánů, tkání a cílových buněk. Hormony hypofýzy a hypotalamu mají široké spektrum fyziologických účinků na buňky různých typů a na různé metabolické reakce ve stejných buňkách. Struktura těla podle stupně závislosti jejich funkcí na působení těchto nebo jiných hormonů se dělí na hormonálně závislé a hormonálně citlivé. V případě, že první úplně v důsledku přítomnosti hormonů během plného diferenciaci a fungování buněk gormonchuvstvitelnye jasně ukazují své fenotypické charakteristiky a bez příslušného hormonu, stupeň projevem, který je modulován nich v jiném rozsahu, a je určena přítomnost specifických receptorů v buňkách.

Interakce hormonů s odpovídajícími receptorové proteiny se sníží na nekovalentní, reverzibilní vazbu hormonu a receptorových molekul, což vede k tvorbě specifických komplexů protein-ligand, které mohou zahrnovat více hormonální účinky na buňky. Pokud receptorový protein v něm chybí, pak je rezistentní vůči působení fyziologických koncentrací hormonu. Receptory jsou nezbytné obvodové členy odpovídající endokrinní funkce, určuje citlivost původních fyziologických buňky hormonálně citlivý, tj. E. Možnost a intenzita příjem, realizace a řízení syntézy hormonů v buňce.

Účinnost hormonální regulace buněčného metabolismu je určena jak množstvím aktivního hormonu, který vstupuje do cílové buňky, tak úrovní obsahu receptoru v ní.