Verkningsmekanismen för hormoner i hypofysen och hypofysen

Hormonell reglering Processen börjar med syntesen och utsöndringen av hormoner i endokrina körtlar. De är funktionellt sammanhängande och representerar en enda helhet. Biosyntesen av hormoner i specialiserade celler, sker spontant och är fixerad genetiskt. Genetisk kontroll av biosyntesen av de flesta protein och peptidhormoner, särskilt adenogipofizotropnyh utförs mest direkt i polysomer hormon prekursor, eller på mRNA-nivån av hormonet bildning, medan biosyntesen av de hypotalamiska hormonerna åstadkommes genom bildning av mRNA av enzymer som reglerar olika stegen att bilda hormon, t e. En extra-bisomal syntes uppträder. Bildandet av den primära strukturen av proteinet-hormonpeptid - ett direkt resultat av translation av nukleotidsekvenser för de respektive mRNA syntetiserade på aktiva regioner i genomet av hormonproducerande celler. Strukturen hos de flesta hormoner eller deras protein prekursorer bildas polysomer i det allmänna systemet i proteinbiosyntes. Möjligheten att translation av mRNA och syntes av hormonet eller dess prekursorer specifika för kärn apparat och polysomer särskild celltyp. Således är tillväxthormon syntetiseras i små eosinofiler adenohypofysen prolaktin - i stort eosinofil och gonadotropin - i specifika basofila celler. Något annorlunda biosyntesen av TRH och LH-RH i cellerna i hypotalamus. Dessa peptider är inte utformade i en matris på polysomer mRNA och den lösliga delen av cytoplasman under inverkan av lämpliga syntetasinhibitorer system.

Den direkta översättningen av genetiskt material i fall av isolering av de flesta polypeptidhormoner leder ofta till bildandet av lågaktivitetsprekursorer - prekormoner i polypeptiden. Biosyntes av polypeptidhormon består av två olika steg: ribosomal syntes av den inaktiva prekursorn på mRNA-matrisen och post-translationell bildning av det aktiva hormonet. Den första etappen fortsätter nödvändigtvis i cellerna i adenohypofysen, den andra kan också utföras utanför den.

Post-translationell aktivering av hormon prekursorer möjliga på två sätt: genom att en flerstegs enzymatisk nedbrytnings molekyler sänds krupnomolekulyarnyh prekursorer med minskande storlekarna på molekylerna och hormon-aktiverad på grund av icke-enzymatisk associations pro-hormon subenheter utvidgnings storlek molekyler aktiverbara hormon.

I det första fallet är posttranslationell aktivering karakteristisk för ACTH, beta-lipotropin och i andra fallet för glykoproteinhormoner, särskilt gonadotropiner och TSH.

Sekventiell aktivering av protein-peptidhormoner har en direkt biologisk betydelse. För det första, samtidigt som man begränsar hormonella effekter på utbildningsplatsen. För det andra tillhandahålls optimala betingelser för manifestationen av polyfunktionella regleringseffekter med minimal användning av genetiskt och byggmaterial, och även den cellulära transporten av hormoner underlättas.

Frisättningen av hormoner sker som regel spontant och inte kontinuerligt och jämnt, men impulsivt, i separata diskreta delar. Detta beror uppenbarligen på den cykliska naturen hos processerna för biosyntes, intracellulär avsättning och transport av hormoner. Under fysiologiska förhållanden måste sekretoriska processen ge en viss basal nivå av hormoner i cirkulerande vätskor. Denna process, som biosyntes, styrs av specifika faktorer. Utsöndringen av hypofyshormoner bestäms primärt av de motsvarande frisättande hormonerna i hypotalamusen och nivån av cirkulerande hormoner i blodet. Bildandet av de hypotalamiska frisättande hormonerna beror själva på effekten av adrenerga eller kolinerga neurotransmittorer, liksom koncentrationen av målhormonerna i blodet.

Biosyntes och sekretion är nära sammanhängande. Hormonets kemiska natur och de specifika mekanismerna i dess sekretion bestämmer graden av konjugering av dessa processer. Så denna indikator är maximal vid sekretion av steroidhormoner, som diffunderar relativt fritt genom cellmembran. Storleken på konjugering av biosyntes och utsöndring av proteinpeptidhormoner och katekolaminer är minimal. Dessa hormoner frigörs från de cellulära sekretoriska granulerna. Mellanliggande position på denna indikator upptas av sköldkörtelhormoner, som utsöndras genom frisättning av dem från en proteinbunden form.

Således bör det betonas att syntesen och utsöndringen av hypofysen hos hypofysen utförs i viss utsträckning separat.

Det huvudsakliga strukturella och funktionella elementet i sekretoriska processen för proteinpeptidhormoner är sekretoriska granuler eller blåsor. Dessa är speciella morfologiska formationer av ovoid form av olika storlekar (100-600 nm) omgiven av ett tunt lipoproteinmembran. Sekretoriska granuler av hormonproducerande celler härrör från Golgi-komplexet. Dess element omger prohormonen eller hormonet, som gradvis bildar granuler, som utför ett antal sammanhängande funktioner i systemet med processer som är ansvariga för utsöndringen av hormoner. De kan vara platsen för aktivering av peptidprohormoner. Den andra funktion som granuler utför är lagring av hormoner i cellen tills den specifika sekretoriska stimulansen exponeras. Granulemembranet begränsar frisättningen av hormoner i cytoplasman och skyddar hormonerna från verkan av cytoplasmatiska enzymer som kan inaktivera dem. De specifika substanserna och jonerna i granulerna har en viss betydelse i depositionsmekanismerna. Dessa innefattar proteiner, nukleotider, joner, vars huvudsakliga syfte är bildandet av icke-kovalenta komplex med hormoner och förebyggande av deras penetration genom membranet. Sekretoriska granuler har en annan mycket viktig kvalitet - förmågan att flytta till cellens periferi och transportera de hormoner som deponeras i dem till plasmamembranen. Rörelse av granulerna genomföres med deltagande av intracellulära organeller - mikrofilament (diameter 5 nm), konstruerad av protein aktin, och ihåliga mikrorör (diameter 25 nm) som består av ett komplex av kontraktila proteiner tubulin och dynein. Om så är nödvändigt, blockering av sekretoriska processer som vanligen används läkemedel som förstör eller mikrofilamenten Dissociation mikrodukter (cytokalasin B, kolchicin, vinblastin). Intracellulär transport av granuler kräver utgifter för energi och närvaron av kalciumjoner. Membran av granuler och plasmamembran med deltagande av kalcium kommer i kontakt med varandra, och hemligheten släpps ut i det extracellulära utrymmet genom de "porer" som bildas i cellmembranet. Denna process kallas exocytos. Förstörda granuler kan i vissa fall rekonstrueras och återföras till cytoplasman.

Utgångspunkt i processen för sekretion av protein- och peptidhormoner är ökad bildning av AMP (cAMP), och ökad intracellulära koncentrationer av kalciumjoner som tränger igenom plasmamembranet och stimulerar övergången hormonella granuler till cellmembranet. Processerna som beskrivs ovan regleras både intracellulärt och extracellulärt. Om den intracellulära reglering och självreglering gormonprodutsiruyuschei funktion av hypofysen och hypotalamus-celler är till stor del begränsad, de systemkontroller tillåter den funktionella aktiviteten av hypofysen och hypotalamus, i enlighet med det fysiologiska tillståndet i organismen. Brott mot reglerande processer kan leda till en allvarlig patologi av körtelfunktioner och följaktligen av hela organismen.

Regulatoriska influenser kan delas upp i stimulerande och hämmande. Kärnan i alla regleringsförfaranden är principen om återkoppling. Den ledande platsen i ordningen av hormonella funktioner hos hypofysen hör till strukturerna i centrala nervsystemet, och främst till hypotalamus. Således kan de fysiologiska mekanismerna som kontrollerar hypofysens aktivitet uppdelas i nerv och hormonell.

Med tanke på syntesprocesser reglering och utsöndring av hypofyshormoner, bör det först och främst pekar på hypothalamus med sin förmåga att syntetisera och utsöndra neurohormoner - att släppa hormoner. Som angivits utförs regleringen av adenohypofysehormoner med hjälp av frisättning av hormoner som syntetiseras i vissa kärnor i hypotalamusen. Små cell delar av dessa hypotalamiska strukturer har ledande banor i kontakt med kärlen i det primära kapillära nätverket, genom vilken mottar frigör hormoner når adenogipofizarnyh celler.

Väger hypotalamus som en neuroendokrin center, t. E. Som platsen för omvandling i nervimpuls specifik hormonell signal, en bärare som släpper hormoner, är forskare undersöker möjligheten att påverka olika förmedlarsystem direkt på syntesförfaranden och hormoner sekret adenogipofizarnyh. Med hjälp av avancerade undervisningsmetoder, fann forskarna, till exempel rollen av dopamin i regleringen av utsöndringen av ett antal tropiska hormoner i adenohypofysen. I det här fallet verkar dopamin inte bara som en signalsubstans, beställa hypotalamus funktion, men också som hormon som är involverat i regleringen av främre hypofysen funktion. Liknande data erhölls för norepinefrin, vilket är involverat i kontrollen av ACTH-utsöndring. Faktumet av en dubbel kontroll av syntesen och utsöndringen av adeno-hypofys-hormoner är nu etablerad. Den grundläggande punkten för applicering av olika signalsubstanser i systemet för reglering av hypotalamus frisättande hormoner hypothalamus är de strukturer i vilka de är syntetiserade. För närvarande är spektret av fysiologiskt aktiva substanser involverade i reglering av hypotalamiska neurohormoner ganska bred. Denna klassiska neurotransmittorer adrenerg och kolinerg natur, ett antal aminosyror, ämnen med morfinliknande action - endorfiner och enkefaliner. Dessa substanser är den huvudsakliga kopplingen mellan centrala nervsystemet och det endokrina systemet, vilket i sin tur säkerställer deras enhet i kroppen. Funktionella aktiviteten hos hypotalamus neuroendokrina celler direkt kan övervakas på olika delar av hjärnan via nervpulser anländer på olika afferenta vägar.

Nyligen i neuroendokrinologi det finns ett annat problem - studiet av den funktionella rollen att frigöra hormoner, som är lokaliserade i andra CNS strukturer utanför hypotalamus, och inte är direkt relaterade till de hormonella reglering adenogipofizarnyh funktioner. Det har experimentellt bekräftats att de kan anses både som neurotransmittorer och som neuromodulatorer av ett antal systemiska processer.

I hypotalamusen är de frisättande hormonerna lokaliserade i vissa regioner eller kärnor. Till exempel är LH-RG lokaliserad i den främre och mediobasala hypotalamusen, TRH - i mittenhypothalamus, KRG - huvudsakligen i dess bakre områden. Detta utesluter inte heller diffus fördelning i körteln av neurohormoner.

Huvudfunktionen hos adenohypofysehormoner är att aktivera ett antal perifera endokrina körtlar (binjurskort, sköldkörteln, gonader). Tropiska hormoner i hypofysen - ACTH, TTG, LH och FSH, STH - orsaka specifika svar. Sålunda orsakar den första tillväxten (hypertrofi och hyperplasi) av bindezonen hos binjuren och förbättringen i dess celler av syntesen av glukokortikoider; den andra är huvudregulatorn för morfogenes av sköldkörtelns follikelapparat, olika syntessteg och utsöndring av sköldkörtelhormoner; LH är huvudstimulatorn för ägglossning och bildandet av den gula kroppen i äggstockarna, tillväxten av interstitiella celler i testiklarna, syntes av östrogener, progestiner och gonadala androgener; FSH orsakar en acceleration av tillväxten av äggstocksfolliklar, sensibiliserar dem för verkan av LH och aktiverar också spermatogenes; STG, som verkar på ett stimulerande sätt för leversekretion av somatomediner, bestämmer kroppens linjära tillväxt och anabola processer; LTG främjar manifestationen av verkan av gonadotropiner.

Det bör också noteras att hypofysens tropiska hormoner, som visar sin effekt som regulatorer av de perifera endokrina körtlarna, ofta kan ha en direkt effekt. Så, till exempel, ger ACTH som huvudsyntagare för syntes av glukokortikoider ett antal extradrenala effekter, särskilt lipolytiska och melanocytstimulerande.

Hormoner av hypotalamus-hypofys ursprung, dvs proteinpeptid, försvinner mycket snabbt från blodet. Halveringstiden är inte längre än 20 minuter och i de flesta fall varar 1-3 minuter. Proteinpeptidhormoner ackumuleras snabbt i levern, där de försämras intensivt och inaktiveras av specifika peptidaser. Denna process kan observeras i andra vävnader, såväl som i blodet. Metaboliter av proteinpeptidhormoner uppträder tydligen huvudsakligen i form av fria aminosyror, deras salter och små peptider. De utsöndras i första hand med urin och gall.

Hormoner har ofta en ganska uttalad tropism av fysiologiska åtgärder. Till exempel verkar ACTH på celler i adrenal cortex, fettvävnad, nervvävnad; gonadotropiner - på cellerna i gonaderna, hypotalamusen och ett antal andra strukturer, dvs organ, vävnader och målceller. Hormoner i hypofysen och hypotalamus har ett brett spektrum av fysiologiska effekter på celler av olika slag och på olika metaboliska reaktioner i samma celler. Kroppens struktur i beroende av graden av beroende av deras funktioner på verkan av dessa eller andra hormoner är uppdelad i hormonberoende och hormonkänslig. Om den första helt på grund av närvaron av hormoner under fullständig differentiering och funktion av cellerna gormonchuvstvitelnye tydligt visa sina fenotypiska egenskaper och utan motsvarande hormon, graden av manifestation av som är modulerad av dem i ett annat intervall, och bestäms av närvaron av specifika receptorer i cellerna.

Interaktionen av hormoner med motsvarande receptorproteiner reduceras till icke-kovalent, reversibel bindning av hormon och receptormolekyler, vilket resulterar i bildningen av specifika protein-ligand-komplex som kan inkludera flera hormonella effekter i cellen. Om receptorproteinet är frånvarande i det, är det resistent mot verkan av fysiologiska koncentrationer av hormonet. Receptorer är nödvändiga periferielement motsvarande endokrina funktioner, bestämmer känsligheten hos de ursprungliga fysiologiska hormonpåverkbara celler, dvs. E. Möjligheten och intensiteten i mottagning, förverkligande och bära hormonsyntes i cellen.

Effektiviteten av hormonell reglering av cellulär metabolism bestäms både av mängden aktivt hormon som kommer in i målcellen och av nivån av receptorinnehåll i den.