Гормоны гипофиза и гипоталамуса

В системе эндокринных желез гипофиз занимает особое положение. Его называют «центральной» железой внутренней секреции. Это связано с тем, что гипофиз за счет своих специальных тропных гормонов регулирует деятельность других, так называемых «периферических» желез. Гипофиз расположен в гипофизарной ямке турецкого седла клиновидной кости и состоит из передней (аденогипофиз) и задней (нейрогипофиз) долей. С помощью ножки нейрогипофиз анатомически связан с гипоталамусом и получает из него аксоны крупноклеточных нейронов супраоптического (СОЯ) и паравентрикулярного (ПВЯ) ядер. Аденогипофиз имеет функциональную связь с гипоталамусом через портальную (воротную) систему верхней гипофизарной артерии и через вегетативную иннервацию. Ток крови в воротной системе осуществляется от гипоталамуса к аденогипофизу, в котором находится вторая сеть капилляров и эндокринные клетки-мишени для гипоталамических гормонов. Первая же сеть капилляров находится в срединном возвышении гипофизарной ножки. Здесь на сосудах заканчиваются аксоны мелкоклеточных нейронов гипоталамуса, выделяющие свои гипофизуправляющие гормоны в кровь.

Эффекторные гормоны гипоталамуса и нейрогипофиза — вазопрессин и окситоцин.

Эти гормоны синтезируются в крупноклеточных нейронах СОЯ и ПВЯ гипоталамуса, доставляются путем аксонального транспорта в нейрогипофиз и импульсно выделяются в кровь капилляров нижней гипофизарной артерии.

Эффекты: при действии его на собирательные трубочки почек (через У2-рецепторы и цАМФ) реабсорбция воды в них увеличивается. Это приводит к уменьшению объема выделяемой мочи (антидиурез). Если содержание АДГ в крови сильно возрастает, то активируются Vj-рецепторы гладкомышечных клеток сосудов, которые через инозитолтрифосфат и Са2+ вызывают сужение сосудов и повышение кровяного давления. Увеличение содержания АДГ способствует формированию мотивации жажды, питьевого поведения и улучшению памяти. АДГ участвует также в запуске стресс-реакции путем стимуляции Уз-рецепторов гипофиза, что приводят к увеличению выброса в кровь АКТГ.

Синтез и выделение АДГ рефлекторно усиливаются при повышении осмотического давления крови более чем на 2% от исходной величины, а также при понижении объема циркулирующей крови (ОЦК) и/или артериального давления (АД) крови на 6% и более от исходной величины. Гормон ангиотензин II, стресс и физическая нагрузка также усиливают выделение АДГ. Выделение АДГ понижается при уменьшении осмотического давления крови, повышении ОЦК и/или АД, действии этилового спирта.

Недостаточная функция гормона проявляется избыточным выделением мочи низкой плотности до 10—15 л/сут (несахарный диабет) и гипогидратацией тканей организма.

Избыточная функция гормона проявляется уменьшением диуреза и задержкой воды в организме вплоть до развития клеточных отеков, явлений водной интоксикации и гибели организма.

Функции окситоцина в организме:

• усиление сокращения матки при родах и в послеродовой период;

• сокращения миоэпителиальных клеток протоков молочных желез, что вызывает выделение молока при кормлении новорожденных.

Синтез окситоцина увеличивается в конце беременности под влиянием женских половых гормонов эстрогенов, а его выделение усиливается рефлекторным путем при раздражении механорецепторов шейки матки при ее растяжении во время родов, а также при стимуляции механорецепторов сосков молочных желез во время кормления.

Недостаточная функция гормона проявляется слабостью родовой деятельности матки, нарушением выделения молока

Эффекторные гормоны гипофиза — меланоцитстимулирующий гормон (МСГ), пролактин, гормон роста.

У взрослого человека эта зона редуцирована и МСГ вырабатывается очень ограниченно. Его функции в организме взрослого человека выполняет АКТГ и p-липотропин. МСГ, АКТГ и p-липотропин образуются из общего белка-предшественника — проопиомеланокортина.

Функции МСГ в организме:

• индуцирует синтез фермента тирозиназы и, соответственно, образование меланина;

• вызывает дисперсию меланосом в клетках кожи, что сопровождается потемнением кожи.

Избыток АКТГ и p-липотропина наблюдается у женщин во время беременности, что приводит к усиленной пигментации естественно пигментированных участков кожи.

Выделяют прямое метаболическое действие гормона роста на клетки-мишени и опосредованное анаболическое влияние через регуляцию выделения гормонов соматомединов С и А (инсулиноподобных факторов роста I и II).

Основные функции ГР в организме:

• усиливает процессы биосинтеза белка, нуклеиновых кислот, роста мягких и твердых тканей; облегчает утилизацию глюкозы в тканях;

• способствует мобилизации жиров из депо и распаду жирных высших кислот;

• задерживает в организме азот, фосфор, кальций, натрий, воду;

• усиливает синтез и секрецию гормонов соматомединов в печени и хрящевой ткани, инсулина и глюкагона — в поджелудочной железе;

• способствует превращению тироксина (Т4) в трийодтиронин (Т3);

• повышает основной обмен и способствует сохранению мышечной ткани во взрослом организме.

Синтез и выделение ГР регулируются:

• гипофизуправляющими гормонами гипоталамуса — соматолиберином (пептид, усиливающий секрецию ГР) и соматостатином (пептид, угнетающий синтез и секрецию ГР);

• циркадными ритмами (максимум содержания гормона в крови приходится на первые два часа сна и в 4—6 ч утра);

• уровнем питательных веществ крови.

Гипогликемия, избыток аминокислот и недостаток свободных жирных кислот в крови увеличивают секрецию соматолиберина и ГР Гормоны кортизол, Т4 и Т3 существенно усиливают действие соматолиберина на соматотрофы.

Избыточная секреция ГР в детском возрасте проявляется развитием гигантизма у взрослого человека. Пропорции тела сохранены. Гиперпродукция гормона у взрослых людей сопровождается акромегалией — непропорциональным увеличением отдельных частей тела.

Недостаточная функция ГР в детском возрасте проявляется резким угнетением скорости роста при сохранении пропорций тела и умственного развития. При этом у взрослого человека отмечается карликовость. Второе название этого заболевания — гипофизарный нанизм. У взрослого человека недостаток секреции ГР проявляется снижением основного обмена, массы скелетных мышц и нарастанием жировой массы.

Основные функции пролактина в организме:

• стимулирует развитие железистой ткани в молочной железе, а затем образование молока;

• способствует формированию материнского инстинкта;

• подавляет выделение гонадотропинов;

• стимулирует развитие желтого тела и образование им прогестерона;

• участвует в поддержании осмотического гомеостаза и предупреждении избыточной потери воды и натрия;

• стимулирует развитие тимуса.

Выделение пролактина регулируется гипофизуправляющими гормонами гипоталамуса дофамином (выполняющим функции пролактостатина и угнетающим секрецию ЛТГ) и пролактолиберином (окончательно не идентифицирован, им может быть вазоинтестинальный пептид, тиреолиберин, ангиотензин II или (З-эндорфин), увеличивающим секрецию, а также стимулируется рефлекторным путем с механорецепторов соска молочной железы при акте сосания. Усиливают образование лактотрофов и секрецию ими пролактина плацентарные эстрогены при беременности, а также серо- тонин и мелатонин, особенно в детском возрасте. Угнетают секрецию пролактина ФСГ и ЛГ, прогестерон, водная нагрузка.

Избыток гормона (гиперпролактинемия) вызывает у женщин галакторею (повышенное образование и выделение молока) и гипогонадизм (снижение функции половых желез), у мужчин — импотенцию и бесплодие.

Недостаточность пролактина проявляется неспособностью к лактации.

Тропные гормоны гипофиза. Регулируют функции периферических эндокринных желез и клеток, а также неэндокринных клеток.

Основные функции ТТГ:

• тиреоидное действие, которое заключается в стимуляции продукции и секреции Т4 и Т3 (острый эффект), а также в гипертрофии и гиперплазии щитовидной железы (хронический эффект);

• внетиреоидное действие, проявляющееся повышением образования гликозаминогликанов в коже и подкожной клетчатке.

Секреция ТТГ находится под двойным контролем:

1. со стороны гипоталамического тиреолиберина (ТРГ, тиреорилизинг-гормона, который стимулирует секрецию);

2. периферических тиреоидных гормонов (Т4 и Т3 тормозят секрецию).

Синтез ТТГ угнетается также соматостатином и дофамином, а эстрогены усиливают действие тиреолиберина.

Избыток ТТГ приводит к увеличению размеров щитовидной железы (зоб), ее гиперфункции (при достаточном количестве йода) с эффектами избытка тиреоидных гормонов (тахикардия, повышение основного обмена и температуры тела, пучеглазие и др.).

Недостаток ТТГ ведет к быстрому или постепенному развитию гипотиреоза: возникают сонливость, вялость, адинамия, брадикардия и др.

Основные функции гонадотропинов в женском организме:

• созревание первичного фолликула;

• увеличение концентрации эстрадиола в крови под влиянием возрастающего уровня ФСГ в течение первых дней менструального цикла.

Пик ЛГ в середине цикла служит непосредственной причиной разрыва фолликула и превращения его в желтое тело. Латентный период со времени пика ЛГ до овуляции составляет от 24 до 36 ч.

ЛГ является ключевым гормоном стимуляции и образования эстрогенов и прогестерона в яичниках.

Регуляция выделения ФСГ и ЛГ осуществляется гипоталамическим гормоном люлиберином, который стимулирует их выделение, но в первую очередь ФСГ.

Увеличение содержания эстрогенов в определенные дни цикла стимулирует выделение ЛГ (положительная обратная связь). Затем совместно действующие эстрогены и прогестины тормозят выделение люлиберина, ФСГ и ЛГ У детей тормозит выделение гонадотропинов гормон эпифиза — мелатонин. Пролактин также тормозит выделение ФСГ и ЛГ.

Недостаток ФСГ и ЛГ сопровождается изменениями или прекращением менструального цикла. У кормящих матерей эти изменения цикла могут быть весьма выражены из-за высокого уровня пролактина.

Функции гонадотропинов в мужском организме:

• ФСГ способствует росту яичек, стимулирует клетки Сертоли и способствует формированию в них андрогенсвязывающего белка, а также увеличивает выработку этими клетками полипептида ингибина, который снижает секрецию ФСГ и люлиберина;

• ЛГ стимулирует созревание и дифференцировку клеток Лейдига, а также синтез и секрецию этими клетками тестостерона;

• совместное действие ФСГ, ЛГ и тестостерона упорядочивает сперматогенез.

Секреция гонадотропинов у мужчин регулируется люлиберином (активация), свободным тестостероном (угнетение) и ингибином (угнетение). Тестостерон как ингибитор не активен, но в клетках аденогипофиза и нейронах гипоталамуса он превращается в дигидротестостерон или эстрадиол, которые и тормозят выделение гонадотропинов и люлиберина.

Физиологические эффекты АКТГ подразделяют на надпочечниковые и вненадпочечниковые.

Так, АКТГ стимулирует рост и развитие пучковой и сетчатой зон в коре надпочечников, а также синтез и выделение гормонов: глюкокортикоидов (кортизола и кортикостерона из пучковой зоны) и в меньшей степени половых (в основном андрогенов из сетчатой зоны). В незначительной степени АКТГ также стимулирует выделение альдостерона из клубочковой зоны коры надпочечников.

Вненадпочечниковое влияние АКТГ— это непосредственное действие гормона на неэндокринные органы:

1. липолитическое — на жировую ткань;

2. повышение секреции инсулина и гормона роста;

3. развитие гипогликемии из-за стимуляции секреции инсулина;

4. усиление пигментации кожи вследствие увеличения образования меланина.

Секреция АКТГ регулируется тремя основными механизмами:

• во-первых, эндогенным ритмом выделения кортиколи- берина гипоталамусом (максимум утром — 6-8 ч, минимум ночью — 22-23 ч);

• во-вторых, стрессорным выделением кор- тиколиберина при действии на организм сильных раздражителей (холод, боль, физическая нагрузка и др.);

• в-третьих, механизмом отрицательной обратной связи.

Гормон периферической эндокринной железы кортизол тормозит выделение тропного гормона гипофиза АКТГ и гипофизуправляющего гормона гипоталамуса кортиколиберина.

Избыток АКТГ отмечается в норме при беременности, а также при первичной или вторичной (после удаления надпочечников) гиперфункции кортикотрофов гипофиза и проявляется гиперпигментацией кожи.

Дефицит АКТГ ведет к недостаточности секреции глюкортикоидов из коры надпочечников, что сопровождается выраженными метаболическими нарушениями и снижением устойчивости организма к влияниям среды.

Вместе с АКТГ из общего предшественника (проопиомеланокортина)образуются а- и у-липотропины. Липотропины активируют липолиз. Кроме того, из них образуются эндогенные морфиноподобные пептиды эндорфины и энкефалины. Эти пептиды являются важными компонентами антиноцицептивной (противоболевой) системы мозга.