Гипоталамо-гипофизарная система

Видео: Гипоталамо гипофизарная система

Гипоталамо-гипофизарная система определяет функциональное состояние всей эндокринной системы. Анатомическая и функциональная взаимосвязь гипоталамуса и гипофиза обеспечивает также единение нервной и эндокринной систем.

Гипоталамус (подбугорье) занимает часть промежуточного мозга книзу от таламуса под гипоталамической бороздкой и представляет собой скопление нервных клеток с многочисленными афферентными и эфферентными связями. Как вегетативный центр, гипоталамус координирует функцию различных систем и органов, регулирует функцию желез внутренней секреции (гипофиза, яичников, щитовидной железы и надпочечников), обмена веществ (белкового, жирового, углеводного, минерального и водного), температурного баланса и деятельности всех систем организма (вегетососудистой, пищеварительной, выделительной, дыхательной и др.). Эта многогранная функция гипоталамуса обеспечивается нейрогормонами, поступающими в него через портальную систему сосудов после высвобождения из окончаний гипоталамических нервных волокон. Гипоталамические гормоны высвобождаются в пульсирующем режиме и контролируют функцию гипофиза, а их уровень в свою очередь определяется уровнем в крови гормонов периферических эндокринных желез, достигающих гипоталамуса, по принципу обратной связи (сигналами активации при недостатке гормонов или ингибирования при высоком их уровне).

По утвержденной Международной номенклатуре (1975), гипоталамические рилизинг-гормоны делятся по функциональному значению на люлиберины и статины (освобождающие и тормозящие). К настоящему времени известно 10 рилизинг-гормонов: ЛГРГ — люлиберин и ФСГРГ — фолиберин (гонадотропные либерины), КТГРГ — кортиколиберин, ТТГРГ — тиролиберин, СТГРГ — соматолиберин, ПРЛРГ — пролактолиберин, МСГРГ — меланолиберин, СИРГ — соматостатин, ПИФРГ — пролактостатин и МИФРГ — меланостатин.

Всего же нейроны гипоталамуса секретируют около 40 соединений, многие из которых выполняют роль синаптических модуляторов или медиаторов нейросекреторной функции гипоталамуса. В нем, в частности, локализуются вазопрессин, окситоцин, нейрофизин. В то же время биосинтез биологически активных пептидов происходит не только в гипоталамусе. Так. СТГРГ образуется в поджелудочной железе, слизистой оболочке кишечника и в церебральных нейросекреторных клетках, а ТТТРГ — и в других отделах ЦНС.

Гонадотропин — рилизинг-гормоны (ЛГРГ и ФСГРГ) полипептидной природы (декапептид) отдельно не выделены. Они стимулируют секрецию гипофизом гонадотропных гормонов, которые влияют на яичники, что сопровождается циклическими изменениями в половых органах-мишенях. Синтезирован люлиберин (ЛГРГ) для клинического применения. Он индуцирует половое созревание, либидо, потенцию, овуляцию или сперматогенез. Люлиберин оказывает выраженное влияние на половое поведение животных, воздействуя на сексуальные центры ЦНС.

Кортикотропный рилизинг-гормон (КТГРГ) — кортиколиберин локализуется в основном в задней доле гипоталамуса и регулирует функцию коры надпочечников, используется в клинической практике.

ТТТРГ — тиролиберин (ТЛ), оказывая выраженное действие по освобождению АКТГ также способствует выделению липотропина, меланоцитстимулирующего гормона и эндорфинов. Он выделен в чистом виде и синтезирован, обладает выраженным ТТГ-освобождающим эффектом, активно влияет на поведенческие реакции, усиливает двигательную активность, проявляет депрессивные эффекты. Наряду с гормональными эффектами ТЛ выступает и в роли нейротрансмиттера. Тиролиберин влияет на секрецию пролактина и стимулирует выделение гормона роста. С помощью пробы стиролиберином осуществляются дифференциальная диагностика форм гипотиреоза первичного и вторичного генеза, различных причин галактореи, болезни Иценко—Кушинга.

Гормон роста рилизинг-гормон (СТГРГ) — соматолиберин наряду с другими функциями регулирует продукцию и выделение гормона роста.

Пролактин рилизинг-гормон (ПРЛРГ) — пролактолиберин (ПЛ) стимулирует секрецию пролактина гипофизом. Обнаружен в срединном возвышении, переднем гипоталамусе и экстрагипоталамических структурах. Химическая природа не установлена и вопрос о его применении окончательно не решен.

Меланоцитстимулирующий рилизинг-гормон (МСГРГ) — меланолиберин (МЛ) влияет на функцию передней и промежуточной долей гипофиза, где эскпрессируется ген по выработке и освобождению этого гормона или проопиомеланокортина (ПОМК) в различных тканях (мозг, плацента, легкие, ЖКТ и др.) в различных вариантах.

Пролактинингибирующий рилизинг-гормон (ПРЛИГ-РГ) пролактостатин (ПРЛС) — гипоталамический пептидный фактор с пролактинингибирующими свойствами (ПИФ) и окончательно не выясненной структурой. Регуляция синтеза и секреции пролактина осуществляется гипоталамическими агентами. Дофамин тормозит синтез и секрецию пролактина. В последние годы открыт новый полипептид, обладающий одновременно гонадолибериновой и пролактостатической активностью. Его называют гонадолиберином ассоциированным (связанным) пептидом (ГАП) с мощными свойствами ингибирования секреции пролактина. Возможно, это и есть пролактостатин. На угнетение освобождения ПРЛ влияет соматостатин, который ингибирует активность тиролиберина по освобождению ТТГ.

Соматоингибирующий рилизинг-гормон (СИГРГ) — соматостатин обнаружен не только в гипоталамусе, но и в других отделах нервной системы, а также в периферических тканях (поджелудочная железа, желудочно-кишечный тракт). Кроме ингибирования секреции гормона роста, соматостатин угнетает освобождение ТТГ, пролактина, инсулина и глюкагона.

Меланоцитингибирующий рилизинг-гормон (МИРГ) регулирует функцию промежуточной доли гипофиза.

Гипофиз обоснованно, считается главной железой, вырабатывающей ряд гормонов, непосредственно воздействующих на периферические железы. Расположен он в гипофизарной ямке турецкого седла клиновидной кости и через ножку связан с мозгом. Кровоснабжение осуществляется таким образом, что кровь проходит через срединное возвышение гипоталамуса, обогащается рилизинг-гормонами и попадает в аденогипофиз. Железистые клетки вырабатывают ряд пептидных гормонов, непосредственно регулирующих функцию периферических желез. В нем выделяют переднюю долю — аденогипофиз и заднюю — нейрогипофиз. Промежуточная (средняя) часть гипофиза состоит из крупных секреторноактивных базофильных клеток.

В передней доле вырабатываются адренокортикотропный (АКТГ), тиреотропный (ТТГ), лютеинизирующий (ЛГ) и фолликулостимулирующий (ФСГ), липотропный (ЛиГ), соматотропный (СТГ) гормоны и пролактин (ПРЛ). В промежуточной доле — меланоцитстимулирующий (МСГ), в задней — вазопрессин и окситоцин. Ранее все гормоны изучались по отдельности. Новые исследования механизма синтеза и внутриклеточных посредников их действия позволили объединить указанные гормоны в три общие группы: 1) гликопротеиновых гормонов- 2) пептидов семейства проопиомиелокортина и 3) группу, включающую гормон роста, пролактин и хорионический соматомаммотропин.

Наиболее сложные из гормонов гипофиза — это гликопротеиновые гормоны (ТТГ, ЛГ, ФСГ). К этой группе относится также хорионический гонадотропин (ХГ) — гормон плаценты.

Все они многосторонне влияют на различные патологические процессы, но имеют структурное сходство. Они взаимодействуют с рецепторами клеточной поверхности и активируют аденилатциклазу, повышая уровень цАМФ, который и является их внутриклеточным медиатором. Все гормоны данной группы образовались на основе общего гена-предшественника, давшего две субъединицы: первую, определяющую межвидовые различия, и вторую, определяющую различие гормонов. Особенностью гликопротеиновых гормонов является гликозилирование их молекул. Молекулы гормонов синтезируются как препрогормоны, которые подвергаются в клетке дальнейшим изменениям с образованием глюкозилированных белков.

Гонадотропины (ФСГ, ЛГ, ХГ) обеспечивают гаметогенез и стероидогенез. ФСГ-фоллитропин связывается со специфическими мембранными рецепторами тканей-мишеней (фолликулярных клеток яичников и клеток Сертоли в семенниках).

После активации аденилатциклазы под влиянием ФСГ повышается уровень цАМФ. При этом активируется рост фолликулов, повышается их чувствительность к действию ЛГ, индуцирующему овуляцию, и усиливается секреция эстрогенов. Секретируется ФСГ циклически с пиком перед или во время овуляции (пик — 10-кратное увеличение базального уровня).

Лютеинизирующий гормон (лютропин, ЛГ) стимулирует образование прогестерона клетками желтых тел и тестостерона клетками Лейдига. Предварительно из холестерола образуется 2?-гидроксихолестерол. Длительное воздействие ЛГ приводит к десенситизации рецепторов этого гормона, которые менее чувствительны по сравнению с рецепторами ФСГ.

Пик секреции ЛГ в середине цикла индуцирует овуляцию у женщин. Далее ЛГ поддерживает функцию желтого тела и продукцию прогестерона. После оплодотворения и имплантации яйцеклетки функция ЛГ переходит к гормону плаценты — хорионическому гонадотропину (ХГ).

Первые 6—8 недель беременность поддерживается желтым телом, затем плацента сама вырабатывает прогестерон в количестве, необходимом для беременности, при сохранении продукции ХГ. В интерстициальных клетках негормональных тканей яичника ЛГ может индуцировать образование ряда андрогенов и их предшественников (андростендиона, дигидроэпиандростерона, тестостерона). По последним данным, считается, что при синдроме склерополикистоза яичников (синдром Штейна—Левенталя) отмечается повышенный уровень ЛГ, увеличение продуктов андрогенов, снижение фертильности, увеличение массы тела и усиленный рост волос на теле и лице. Предполагается, что этот синдром обусловлен гиперактивностью яичниковой струмы.

Хорионический гонадотропин человека — это гликопротеин, синтезируемый клетками синцитиотрофобласта плаценты, похожий по структуре на ЛГ. Особый рост уровня гормона отмечается после имплантации, поэтому его определение лежит в основе многих методов диагностики беременности.

Регулируется секреция ФСГ и ЛГ стероидными половыми гормонами по классической схеме отрицательной обратной связи. Высвобождение ЛГ и ФСГ определяется ГнРГ-гонадолиберином, а последнего — тестостероном, эстрадиолом и эндорфином.

Тиреотропный гормон (ТТГ, тиреотропин) — гликопротеин, который путем увеличения количества цАМФ обеспечивает биосинтез тиреоидных гормонов (T3, Т4), концентрирование и органификацию иодида, конденсацию иодтиронинов и гидролиз тиреоглобулина. Эти процессы происходят в течение нескольких минут. Длительные эффекты ТТГ в щитовидной железе определяют синтез белков, фосфолипидов и нуклеиновых кислот, увеличение размеров и количества тиреоидных клеток (что связано с образованием Т3 и Т4).

Секреция и высвобождение ТТГ в свою очередь регулируются тиреоидными гормонами (Т3 и Т4) и гипоталамическим тиролиберином.

Гормоны семейства пептидов-проопиомеланокортинов (ПОМК) представлены группой активных веществ, действующих либо как гормоны, либо как нейромедиаторы или нейромодуляторы. Пептиды ПОМК делятся на три группы: 1) АКТГ, из которого могут образоваться меланоцитстимулирующий гормон (?-МСГ) и кортикотропиноподобный пептид- 2) ?-липотропин (?-ЛПГ), служащий предшественником ?-липотропина, ?-МСГ, ?-, ?-, ?-эндорфинов- 3) ?-МСГ

ПОМК синтезируется в 50% клеток передней доли гипофиза и во всех клетках промежуточной, но регуляция этого процесса по долям различается. В передней доле высвобождение ПОМК регулируется кортиколиберином, а ингибируется — глюкокортикоидами, которые подавляют секрецию АКТГ. Кортиколиберин не влияет на промежуточную долю. Высвобождение ПОМК в промежуточной доле стимулируется серотонином и ?-адренергическими агентами (агонистом дофамина — эргокриптином) и ингибируется антагонистом дофамина — галоперидолом.

В других тканях регуляция биосинтеза и высвобождения ПОМК изучена недостаточно. Не влияют на эти процессы глюкокортикоиды, кортиколиберин, адреналоэктомия и гипофизэктомия. Стресс уменьшает выработку ?-эндорфина в гипоталамусе, а эстрогены увеличивают высвобождение ?-эндорфина из гипоталамуса.

Адренокортикотропный гормон (АКТГ) — полипептид, регулирующий рост и функцию коры надпочечников. Он имеет межвидовое тождество. В частности, из 39 аминокислот пептиды 24 у разных видов тождественны, что широко используется для диагностики и лечения. АКТГ повышает синтез и секрецию стероидов надпочечников, усиливая превращение холестерола в прегненолон (предшественник всех стероидов надпочечников). Длительное применение АКТГ приводит к избыточному образованию глюкокортикоидов, минералокортикоидов и дегидроэпиадрестерона — предшественника андрогенов. Проявляя трофический эффект, АКТГ повышает синтез белка и РНК Это происходит благодаря увеличению уровня цАМФ после контакта АКТГ с рецепторами плазматических мембран, что приводит к активации аденилатциклазы. В жировых клетках АКТГ активирует липазу и усиливает гликолиз, что осуществляется с участием кальция. В больших дозах АКТГ стимулирует также секрецию инсулина в поджелудочной железе. Регуляция образования АКТГ из белка — предшественника ПОМК и его секреции осуществляется по принципу обратной связи глюкокортикоидами и кортиколиберином. Интегрирующая роль при этом выполняется центральной нервной системой с помощью нейромедиаторов (норадреналин, серотонин, ацетилхолин). Именно они опосредуют стрессорную реакцию со стороны АКТГ по стимуляции глюкокортикоидов, необходимых для адаптации таких воздействий, как хирургическая операция, гипогликемия, физическая или эмоциональная травма, эффекты холода и пирогенов.

?-липотропин (?-ЛПГ), как производное ПОМК, содержит ?-МСГ, метэнкефалин, ?-эндорфины. В гипофизе человека найдены ?-липотропин, ?-миотропин и ?-эндорфин- ?-МСГ не обнаружен ?-липотропин стимулирует липолиз и мобилизацию жирных кислот и является лимитирующим предшественником ?-эндорфина.

Эндорфины-пептиды содержатся в гипофизе в ацетилированной (неактивной) форме. В центральной нервной системе они присутствуют в немодифицированной (активной) форме и выступают как нейромодуляторы или нейрорегуляторы. Связываются они с теми же рецепторами, что и морфиновые опиаты.

Меланоцитстимулирующий гормон (МСГ) активирует меланогенез. Три разновидности МСГ содержатся в составе ПОМК. При низком уровне глюкокортикоидов (болезнь Аддисона) отмечается усиленная пигментация кожи, что связано с повышенной активностью МСГ в плазме, хотя после рождения у людей МСГ не обнаружен.

Группа гормонов — гормон роста (ГР), пролактин (ПРЛ), хорионический соматомаммотропин и плацентарный лактоген (ХС, ПЛ) гомологичны по своей структуре. ГР и ХС человека гомологичны на 85%, ГР и ПРЛ — на 35%. Они объединяются также лактогенной и ростстимулирующей активностью. Продуцируются только определенными тканями: ГР и ПРЛ — передней долей гипофиза, ХС — синтициотрофобластными клетками плаценты. Секретируются по собственному регуляторному механизму. Есть несколько генов в хромосоме 17 для ГР и ПС и один для ПРЛ в хромосоме 6.

Систему регуляции роста представляют основные звенья — соматолиберин и соматостатин, а также инсулиноподобный фактор роста (ИФР-1), который образуется в печени. ИФР-1 регулирует секрецию ГР, подавляя высвобождение соматолиберина и стимулируя высвобождение соматостатина. ГР необходим для постнатального роста и для нормализации углеводного, липидного, азотного и минерального обменов. ГР стимулирует транспорт аминокислот в мышечные клетки, синтез белка и снижает содержание аминокислот и мочевины в плазме и моче. Все это сопровождается повышением уровня синтеза РНК и ДНК в отдельных тканях. На углеводный обмен ГР влияет противоположно инсулину. При длительном введении ГР существует опасность возникновения сахарного диабета. ГР влияет на минеральный обмен, стимулируя рост костей и образование хряща. Этот гормон обладает и свойствами ПРЛ, способствует развитию молочных желез, лактогенезу.

Пролактин (ПРЛ: лактогенный гормон, маммотропин и лютеотропный гормон) секретируется лактофорами — ацидофильными клетками передней доли гипофиза. Продукция ПРЛ находится под контролем пролактостатина, который по структуре подобен дофамину. Некоторые считают, что дофамин и есть пролактинингибирующий фактор (ПИФ). Сомнительным считается наличие пролактолиберина. Возрастает уровень ПРЛ во время беременности, при стрессе, сексуальных контактах и во время сна, гормон способствует инициации и поддержанию лактации.

Хорионический соматомаммотропин (XG плацентарный лактоген) проявляет лактогенную и лютеотропную активность, а по метаболическим эффектам сходен с ГР. ХС поддерживает рост и развитие плода. Синтезируется клетками синцитиотрофобласта, нов эту группу относится по сходству структуры и характера действия с ПРЛ и ГР.

Задняя доля гипофиза содержит два активных гормона — вазопрессин и окситоцин. Вазопрессин (иначе антидиуретический гормон — АДГ) способен повышать артериальное давление, стимулирует реабсорбцию воды в дистальных почечных канальцах. Специфическим эффектом второго гормона — окситоцина является ускорение родов из-за усиления сокращений мышц матки. Оба гормона образуются в гипоталамусе, затем с аксонплазматическим током переносятся в нервные окончания задней доли гипофиза, из которых секретируются в кровоток при соответствующей стимуляции, минуя гематоэнцефалический барьер. АДГ синтезируется преимущественно в супраоптическом ядре, окситоцин — в паравентрикулярном ядре. Оба переносятся со специфическим белком-переносчиком — нейрофизином I и II типа. Оба гормона имеют короткий период полужизни (2— 4 мин). Метаболизм их осуществляется в печени. При многих факторах, способствующих выделению окситоцина, высвобождается пролактин, поэтому окситоцин считается пролактинрилизинг-фактором.

Главный эффект АДГ — повышение осмоляльности плазмы, что опосредуется осморецепторами в гипоталамусе к барорецепторам в сердечно-сосудистой системе. Выделение АДГ регулируется многими факторами (гемодилюцией, эмоциональным и физическим стрессом, уровнем АД). Адреналин, как и этанол, подавляет секрецию АДГ. Органом-мишенью для АДГ являются почки (клетки дистальных извитых канальцев и собирательных трубочек почек).

Основным физиологическим и фармакологическим свойством окситоцина является способность вызывать сокращения гладкой мускулатуры небеременной, беременной матки и особенно во время родов. Увеличение частоты, интенсивности и длительности сокращений связывается со снижением мембранного потенциала клеток. Эффективность дозы гормона определяется функциональным состоянием матки (небеременная, беременная в разные сроки). В последние 4 недели беременности чувствительность матки к окситоцину многократно возрастает, хотя и отмечаются индивидуальные различия. Окситоцин обладает и вторым свойством — способностью вызывать сокращения миоэпителиальных элементов альвеол мелких протоков молочной железы, т.е способствует процессу лактации, улучшая продвижение в крупные протоки и молочные синусы молока, секретируемого под воздействием пролактина

Заболевания, связанные с патологией гипоталамо-гипофизарной системы, самые многочисленные в эндокринологии и специфичны по каждому гормону. Недостаточность или отсутствие ГР, обусловленные пангипопитуитаризмом, особенно опасны у детей, так как нарушают их способность к нормальному росту и приводят к различным видам карликовости. Избыток же этого гормона приводит к развитию гигантизма, а у взрослых — к акромегалии.

Низкий уровень глюкокортикоидов приводит к развитию болезни Аддисона. Избыточное же образование АКТГ гипофизом или его эктопическая продукция проявляются синдромом Иценко—Кушинга со множеством метаболических нарушений: отрицательный азотный, калиевый и фосфорный баланс- задержка натрия, нередко сопровождающаяся повышением АД и развитием отеков- нарушение толерантности к глюкозе или сахарный диабет- повышение уровня жирных кислот в плазме- эозинопения, лимфоцитопения с увеличением количества полихморфно-ядерных лейкоцитов. Отсутствие АКТГ при опухоли или инфекции гипофиза вызывает противоположные состояния.

Длительное повышение секреции ПРЛ приводит к развитию синдрома персистирующей галактореи-аменореи. Это может быть и при нормальном уровне ПРЛ в сыворотке крови при чрезмерно высокой его биологической активности. У мужчин гиперсекреция ПРЛ сопровождается развитием импотенции, гинекомастии с галактореей. Хроническая гиперпродукция ПРЛ может быть основным патогенетическим звеном самостоятельного гипоталамо-гипофизарного заболевания, а также следствием ряда эндокринных и неэндокринных заболеваний с вторичным вовлечением в процесс гипоталамо-гипофизарной системы.

Нарушение секреции или действия АДГ приводят к несахарному диабету с выделением больших объемов разведенной мочи. При наследственном нефрогенном несахарном диабете уровень АДГ может быть нормальным, но клетки-мишени не реагируют на него. Синдром избыточной секреции АДГ развивается при эктопическом образовании гормона различными опухолями (чаще опухоли легких) и сопровождается задержкой мочеотделения в условиях гипоосмоляльности при устойчивой и прогрессирующей гипонатриемии и повышенном содержании натрия в моче.

Синдром «пустого турецкого седла» (ПТС) определяет различные нозологические формы, общим признаком которых является расширение субарахноидального пространства в интерселлярную область при увеличенном турецком седле. Синдром ПТС может развиваться вторично после оперативных вмешательств и первично без таковых. Синдром может протекать бессимптомно (случайные находки) или с разнообразными клиническими проявлениями (головные боли, нарушение зрения, гиперпролактинемия и др.).

Патология гипоталамо-гипофизарной области приводит также к различным гинекологическим заболеваниям (аменорея, неироэндокринные синдромы). Так, при пангипопитуитаризме может развиться синдром Шихена, когда при отсутствии гипофизарного уровня регуляции нарушается функция всех периферических эндокринных желез, или болезнь Симмондса — синдром гипоталамо-гипофизарной кахексии.<< ПредыдушаяСледующая >>
Внимание, только СЕГОДНЯ!