Гормони гіпоталамуса і гіпофіза
випадання
функції передньої долі гіпофіза
(Пангипопитуитаризм) призводить до різкого
зміни функцій інших залоз внутрішньої
секреції (щитовидної залози, кори
надниркових і статевих залоз), що в
свою чергу викликає порушення
метаболізму в органах мішенях гормонів
секретується цими залозами. порушення
функції задньої долі гіпофіза проявляється
в формі нецукрового діабету, порушення
родової діяльності. порушення функцій
гіпоталамуса змінюють функціональну
активність гіпофіза.
гіпоталамус
будучи областю ЦНС за участю
нейромедіаторів, гіпофізотропная
гормонів, а також симпатичної і
парасимпатичної частин вегетативної
нервової системи грає інтегративну
роль в регуляції функціональної
активності гіпофіза і периферичних
ендокринних залоз.
Нейрони гіпоталамуса -нейросекреторние клітини
клітини
гіпоталамуса - це нейрони, але на відміну
від інших нейронів, що утворюють
нейромедіатори в областях контакту з
іншими клітинами, нейрони гіпоталамуса
вивільняють свій секрет в капілярну
мережу, що доставляє їх секрет до клітин
гіпофіза. переважаючими молекулами
їх секрету є гормони, які надають
регулюючий вплив на освіту і
секрецію гормонів передньої долі гіпофіза
- гіпофізотрофние гормони. відомі
в даний час гіпофізотропная
гормони гіпоталамуса діляться на гормони,
підсилюють (вивільняють,
рилізинг-гормони) і пригнічують
(Інгібуючі) секрецію і вивільнення
(Виділення) відповідних тропних
гормонів передньої долі гіпофіза. Комісія
по біохімічної номенклатурі
Міжнародного товариства чистої і
прикладної хімії Міжнародного
біохімічного товариства (1974 г.)
рекомендувала прийняти закінчення
"Ліберинів" в назвах гормонів
гіпоталамуса, що підсилюють вивільнення
відповідних тропних гормонів
гіпофіза (наприклад, гонадоліберину), і
закінчення "статини" в назвах гормонів
з інгібуючим ефектом (наприклад,
пролактостатін).
Таблиця
11.7. гормони гіпоталамуса
пригнічує
секрецію МСГ
нейрони
паравентрикулярного ядра гіпоталамуса
секретують тіроліберін і кортиколиберин,
дугоподібне (аркуатне) ядро містить
нейрони, секретирующие соматолиберин
і пролактостатін. Нейрони, секретуючі
соматостатин, розташовуються в передній
гіпоталамічної області, а гонадоліберину
- в предоптіческой області. аксони
секретуючих нейронів закінчуються
в області серединного узвишшя
гіпоталамуса, де починається портальна
система гіпофіза, c допомогою якої
гіпоталамус повідомляється з передньою долею
гіпофіза. система портального
кровообігу стає шляхом доставки
гормонів до клітин аденогіпофіза,
модулюючи специфічну активність.
гіпоталамуса
500000 овець були використані для отримання
1 мг кристалічного кортиколиберина
на початку 80-х років ХХ століття для повної
хімічної характеристики цього гормону.
Кортіколіберін секретується нейронами,
розташованими головним чином в
паравентрикулярного ядрі і в меншій
міру нейронами інших ядер гіпоталамуса
. хоча виявлені нейрони. секретуючі
кортиколиберин і в інших відділах
нервової системи. Іммуннореактівний
кортиколиберин виявляється і в різних
органах, наприклад, в мозковому шарі
надниркової залози, печінки, підшлункової
залозі, спинному мозку, плаценті. такий
тканинної кортиколиберин надає
більш тривалий, ніж гіпофізотропная
кортиколиберин, вивільнення АКТГ.
Кортітропін-рилізинг-фактор
або кортиколиберин представляє
поліпептид, що складається з 41 амінокислоти
з молекулярною масою 4758 Гормональної
активністю володіє відрізок містить
15-41 амінокислотний залишок. пептид
синтезується в складі прогормона,
що складається з 196 амінокислот. час
напіврозпаду в плазмі близько 60 хв.
Кортіколіберін стимулює вивільнення
АКТГ та інших гормонів, що входять до складу
проопиомеланокортина (ПОМК). Дія
кортиколиберина на гіпофіз можна зняти
високими дозами кортизолу. мембрани
кортікотрофов мають 7ТМС рецептор,
зв'язує кортиколиберин, який
після зв'язування з гормоном, активує
аденілатціклазную каскад передачі
сигналів в клітку. стимуляція вивільнення
АКТГ спостерігається тільки в присутності
Са2 +.
дією,
подібним кортіколіберіна, володіє і
гормон задньої долі гіпофіза вазопресин,
правда в дозах в тисячі разів перевищують
його антидиуретический ефект. В
фізіологічних дозах вазопресин
надає потенціюючий ефект на
дію кортиколиберина. подібним
підсилює дію мають також
адреналін і ангіотензин II. вазопресин
це робить через інозітолфосфатную
систему, а адреналін і ангіотензин II -
через цАМФ.
на
швидкість біосинтезу і вивільнення
кортиколиберина впливають
багато моноаміни. Так, адреналін,
норадреналін, серотонін, ацетилхолін,
глютамин, ангіотензин II, нейропептид Y
і аспартамін стимулюють, а аргінін
вазопресин, g-аміномасляна кислота,
речовина Р і опіоїдні пептиди пригнічують
вивільнення кортиколиберина. Крім
того, холецистокінін, гастрінвисвобождающій
пептид, передсердний натрійуретичний
гормон також здатні стимулювати
вивільнення АКТГ.
Таким
чином, кортиколиберин стимулює
синтез і вивільнення АКТГ за допомогою
цАМФ і системи ФІФ2 (інозітолфосфатная
система), що є вторинним посередником
вазопресину. підвищення концентрації
калію деполяризує клітинну мембрану
і в присутності іонів кальцію відбувається
вивільнення АКТГ. Ця дія
кортиколиберина не вимагає синтезу
білка. Крім того, кортиколиберин
прискорює біосинтез АКТГ de novo, і це
вплив може бути пригнічена пуромицин
і актиноміцином D.
До
початку 80-х років ХХ століття була вивчена
хімічна структура ще одного
гипоталамического гіпофізотрофіна -
соматолиберина, хоча вперше його
отримали з гіпоталамуса ще в 1964 р
Молекула соматолиберина людини
включає 44 амінокислотних залишку.
N-кінцевий відрізок з 29
амінокислот забезпечує біологічну
активність цього гормону. Основне
місце синтезу соматолиберина - дугоподібне
(Аркуатне) і вентромедіальної ядра
гіпоталамуса. вивільнення соматолиберина
стимулюється серотоніном і норадреналіном.
В
1973 р при виділенні соматолиберина з
гіпоталамуса вдалося виявити
поліпептид, який гальмував секрецію
гормону росту клітинами гіпофіза.
амінокислотна послідовність
цього пептиду була встановлена в тому
ж році. Присутність двох залишків
цистеїну дозволяє цього пептиду
існувати в двох формах окисленої
(Циклічної) і відновленої
(Лінійної). Обидві форми мають однакову
біологічною активністю. У наступному
була виділена ще одна форма цього
гормону, що складається з 28 амінокислот.
Всі ці пептиди отримали назву
соматостатин. Молекулярна маса
соматостатина-14 дорівнює 1638,12 Так, а
соматостатина-28 - 3149 Да. рецептори
соматостатина відносяться до класу 7ТМС
рецепторів. секретується клітинами
шлунково кишкового тракту, соматостатин
впливає на моторну і
секреторну функції травної
системи, її кровообіг і кишкову
абсорбцію. Він затримує евакуацію
шлункового вмісту, пригнічуючи
вивільнення мотіліна - гормону,
стимулюючого моторику шлунково-кишкового
тракту, знижує сократітільную активність
жовчного міхура шляхом гальмування
дії холецистокініну. соматостатін
також пригнічує секрецію інсуліну і
глюкагону підшлунковою залозою. перелік
гормонів, секреція яких гальмується
соматостатином досить великий і
включає крім гормонів гіпофіза (ТТГ,
СТГ) ще і гастрин, секретин, інсулін,
глюкагон, мотілін, гліцентін, ВІП, ренін
та ін.
самим
першим з гіпофізотропная гормонів, у
якого була розшифрована хімічна
структура, є тіротропін-рилізинг-гормон
або тіроліберін (1970). він являє
собою трипептид наступного складу:
піроГлу-Гіс-Гли-NH2 з молекулярної
масою 362, 42 Да. Він був і першим
синтезованим гипоталамическим
гормоном.
близько
70% всього тиролиберина утворюється поза
гіпоталамуса. де він виконує роль
нейромедіатора або нейромодулятора,
надаючи в основному стимулюючий
вплив (підвищення спонтанної рухової
активності, артеріального тиску і
т.д.). Час його напіврозпаду становить
3-4 хв (у хворих тиротоксикоз 2 хв,
а при гіпотиреозі близько 6 хв).
В
початку 70-х років ХХ століття була встановлена
структура ще одного гормону гіпоталамуса
-гонадоліберіна з молекулярної масою
- 1182, 39. У людини найбільшу кількість
нейронів, що містять гонадоліберину,
локалізується головним чином в області
медіобазального гіпоталамуса між
третім шлуночком і серединним
піднесенням, але виявлені і в інших
областях ЦНС, відповідальних за
емоційний і статеву поведінку. В
регуляції секреції гонадоліберину
беруть участь статеві гормони і моноаміни.
Вивільнення гонадолиберина як і
інших гормонів гіпоталамуса відбувається
пульсуючим способом. за портальної
системі гіпофіза гонадоліберину потрапляє
в гіпофіз, де зв'язується рецепторами
плазматичних мембран клітин передньої
частки. Рецептор гонадолиберина відноситься
до класу 7ТМС рецепторів, який пов'язаний
з нозітолтріфосфатним шляхом передачі
сигналу і мобілізацією кальцію, викликаючи
підвищення вмісту внутрішньоклітинного
кальцію веде до вивільненню ЛГ.
зміна
кількості рецепторів до гонадолиберином
є важливим фактором регуляції
секреції гонадотропінів. Так, естрогени
і андрогени зменшують кількість
рецепторів до гонадолиберином. рецептори
до гонадолиберином крім клітин передньої
долі гіпофіза виявлені також в яєчниках,
де, мабуть, гонадоліберину надає
паракринное вплив. Період напіврозпаду
гонадолиберина в плазмі становить 5-7
хвилин.
якщо
на більшу частину гормонів гіпофіза
гіпоталамус надає активуючий
дію, то секреція пролактину
гіпоталамусом відзначено зниження. це
пов'язували з впливом спеціального
пептиду -пролактостатіна, хоча вже з
кінця 70-х років ці дані
змушують засумніватися в існуванні
такого регулятора. На роль пролактостатіна
все більше претендують моноаміни і перш
всього дофамін, інгібуючий вплив
якого на утворення пролактину вже
давно відомо, хоча і не виключається
повністю можливість, що дофамін
має стимулюючий вплив на
секрецію і вивільнення реально
існуючого пролактостатіна. функції
пролактостатіна може виконувати
виділений з ексрактов гіпоталамуса
56-амінокислотний нейропептид, що володіє
як гонадоліберіновой активно-стю,
так і активністю гормону, що пригнічує
вивільнення пролактину. його назвали
гонадоліберину-асоційованим
(Свя-занним) пептидом (ГАП, GAP). ГАП
є потужним інгібіто-ром секреції
пролактину.
дофамін
робить свій інгібуючу дію
на лактотрофи за допомогою специфічних
рецепторів, що відносяться до класу 7ТМС
рецепторів, що пригнічують освіту
цАМФ, синтез фосфоінозітола, арахідонової
кислоти та обмін фосфоліпідів.
В
користь пролактостатіческой активності
дофаміну свідчать клінічні
спостереження за успішному застосуванню для
лікування гіперпролактинемії агоністів
дофаміну (парлодел, лізурид і ін.).
пролактоліберін
(Тіроліберін). дослідження екстрактів
гіпоталамуса виявило їх стимулюючий
вплив на секрецію пролактину, що
дало привід припустити про існування
специфічного пролактоліберін, проте
подібним ефектом мав і тіроліберін,
з яким багато хто пов'язує пролактоліберіновую
активність. З гіпоталамуса виділено
ряд речовин, що володіють активністю
пролактоліберін: ВІП, окситоцин,
вазопресин, пептид-гістидин-ізолейцин-27
або PHI-27. Показано, що ВІП стимулює
безпосередньо секреціюпролактину
гіпофізом при його додаванні в
інкубаційного середовища або in vivo. концентрація
ВІП в портальній системі гіпофіза
достатня для стимуляції вивільнення
пролактину. Серотонін впливає
на секрецію пролактину через стимуляцію
вивільнення ВІП. Крім ВІП, кандидатом
на пролактоліберін є пептид
гистидин-ізолейцин, який має
структурну гомологію з ВІП і виявлений
разом з кортіколіберіном в нейронах
паравентрикулярного ядра.
меланостатин
і меланоліберін. У тваринах були отримані
пептиди, що впливають на секрецію
меланоцітостімулірующего гормону.
Ферментативний гідроліз окситоцину
дозволив отримати ряд пептидів з
меланостатіческой активністю. з
гіпоталамуса отриманий гормон, який посилює
вивільнення МСГ-меланоліберін
(Пентапептид з такою послідовністю
амінокислотних залишків:
Цис-Тир-Ілі-Гли-АСН-OH). У людини в зв'язку
з відсутністю середньої частки гіпофіза
самостійно не секретується ні -,
ні-МСГ, тому немає
ніяких передумов і для наявності
меланостатин і меланоліберіна в
гіпоталамусі. Однак клінічне
випробування пептидів з меланостатіческой
активністю показало їх виражене
нейрофизиологическое вплив на
поведінку, що дозволило застосувати
такі пептиди для лікування паркінсонізму
і психічної депресії.
гіпофізотропная
дією володіють і багато інших
з'єднання, виділені з гіпоталамуса.
До них відносяться: речовина P,
гастрінвисвобождающій пептид, ВІП,
пептид YY, секретин,
пептид-гістидин-метіонін-27, нейропептид
Y, нейротензін, мотілін, катакальцін,
Галанін, кальцитонін, ангіотензин-1 і
2, a-передсердний натрійуретичний
пептид, натрійуретичний пептид-32
мозку, октапептид холецистокініну і
ін.