Регуляция гормонов гипофизом гипоталамусом — Роль гипоталамуса в регуляции гормонов аденогипофиза и нейрогипофиза

Автор: | 20.05.2021

Регуляция гормонов гипофизом гипоталамусом

Роль гипоталамуса в регуляции гормонов аденогипофиза и нейрогипофиза

В 1955 году Джеффри Харрис (Harris G.) сумел объяснить назначение необычной сосудистой связи между гипоталамусом и гипофизом, получившей название портальной (т.е. воротной) системы. Густая сеть капилляров гипоталамической области собирается в портальные вены, они доставляют кровь к передней доле гипофиза, где снова распадаются на множество мелких капилляров (рис.12.2). Харрис, на основе проведённых экспериментов, показал, что продукты нейросекреции клеток гипоталамуса доставляются по портальной системе в аденогипофиз (передняя доля гипофиза) и регулируют образование его гормонов. Выделяемые гипоталамическими нейронами вещества оказались пептидами, одни из которых стимулировали, а другие тормозили образование гормонов передней доли гипофиза.

Первые из них назвали либеринами или рилизинг-гормонами (от лат. libero или англ. release – освобождать), а вторые – ингибирующими гормонами или статинами.

В гипоталамус поступает необходимая информация о состоянии гомеостаза и внутренних органов, он имеет двусторонние связи с различными подкорковыми структурами и корой, что позволяет ему координировать всю регуляцию вегетативных функций. Передняя доля гипофиза – классическая железа внутренней секреции, образованная несколькими разновидностями железистых клеток, она выделяет гормоны, которые контролируют деятельность других важнейших эндокринных желёз: коры надпочечников (адренокортикотропный – АКТГ), щитовидной (тиреотропный) и половых (два гонадотропных гормона: лютеинизирующий и фолликулостимулирующий – ФСГ). Ещё два гормона гипофиза – соматотропный гормон (гормон роста) и пролактин (продукция молока, влияние на половую систему) также играют важную роль в эндокринной регуляции функций. Таким образом, выделяя в капилляры портальной системы свои нейросекреты – гипофизотропные гормоны, гипоталамус держит под контролем большинство желёз внутренней секреции. Однако повышение в крови уровня гипофизарных гормонов и гормонов зависимых от него желёз заставляет гипоталамус уменьшать секрецию либеринов и/или увеличивать выделение статинов.

Нейрогипофиз (задняя доля гипофиза) образован окончаниями нервных клеток, находящихся в супраоптическом и паравентрикулярном ядрах гипоталамуса. В телах таких нейронов происходит синтез вазопрессина и окситоцина, доставляемых аксонным транспортом к нервным окончаниям, а оттуда гормоны выделяются в кровь.

Вазопрессин (антидиуретический гормон) получил своё название в связи с обнаружением его сосудосуживающего действия. Однако такое действие он оказывает лишь при патологически высокой концентрации в крови. При нормальной концентрации он действует преимущественно на дистальные канальцы и собирательные трубочки нефронов почек.

При образовании мочи из кровеносных капилляров, образующих клубочки нефронов, фильтруется огромное количество жидкости (до 180 литров в сутки у взрослых людей). Большая часть фильтрата в канальцах нефрона и собирательных трубочках путём реабсорбции (обратного всасывания) возвращается в кровоток, поэтому объём выделяющейся конечной мочи за сутки (суточный диурез) составляет от 1 до 2 литров. Под действием вазопрессина реабсорбция воды в почках увеличивается и соответственно уменьшается диурез.

Продукцию вазопрессина угнетает алкоголь, что закономерно приводит к увеличению диуреза.

Второй гормон нейрогипофиза – окситоцин действует преимущественно на гладкие мышцы матки и способные к сокращению миоэпителиальные клетки, располагающиеся вокруг альвеол молочных желёз. Роль окситоцина в мужском организме пока не выяснена.

Гипоталамическая регуляция секреторной активности гипофиза

В составе гипоталамуса находятся нейроны, вырабатывающие гормоны или специальные вещества, которые в дальнейшем, действуя на клетки соответствующих эндокринных желез, приводят к выделению или прекращению выделения гормонов. Все эти вещества вырабатываются в нейронах гипоталамуса, затем транспортируются по их аксонам в гипофиз. Ядра гипоталамуса связаны с гипофизом гипоталамо-гипофизарным трактом, который состоит примерно из 200 000 волокон. Свойство нейронов вырабатывать специальные белковые секреты и затем их транспортировать для выброса в кровяное русло называется нейрокринией.

Гипоталамус является частью промежуточного мозга и одновременно эндокринным органом.

Эндокринная система занимает одно из центральных мест в управлении различными процессами жизнедеятельности на уровне целого организма.

Железы внутренней секреции (эндокринные железы) имеют различное происхождение, неодинаковое строение. Однако все они участвуют в обменных процессах, в гуморальной регуляции жизненно важных процессов. Поэтому такие железы объединены по функциональным признакам в единый эндокринный аппарат.

Железы внутренней секреции подразделяются на зависимые и независимые от функций гипофиза. К железам, зависимым от гипофиза, относят щитовидную железу, корковое вещество надпочечников, половые железы.

Гипофиз — это железа размером 10 — 15 мм, ее масса 0,5 — 0,7 г. Расположен гипофиз в гипофизарной ямке турецкого седла клиновидной кости. Гипофиз соединен с гипоталамусом «воронкой». Гипофиз координирует функции многих других эндокринных органов. Кроме того, гипофиз регулирует многие жизненно важные функции.

У гипофиза выделяют три доли — переднюю, среднюю (промежуточную) и заднюю, имеющие различное происхождение и строение.

Клетки передней доли гипофиза вырабатывают гормон роста соматотропин; гонадотропин, влияющий на функции гормонов половых желез; тиротропин, регулирующий функцию гормонов щитовидной железы и адренокортикотропный гормон (АКТГ), влияющий на функцию гормонов коры надпочечников.

Промежуточная часть гипофиза синтезирует меланоцитотропин, влияющий на обмен пигмента меланина и на жировой обмен.

Задняя доля гипофиза не синтезирует гормонов. В этой доле выделяются в кровь биологически активные вещества (гормоны), которые образуются в нейросекреторных ядрах гипоталамуса и поступают в гипофиз по нервным волокнам гипоталамо-гипофизарного тракта. Ядрами гипоталамуса вырабатываются гормоны — вазопрессин или антидиуретический и окситоцин. Вазопрессин или антидиуретический способствует всасыванию (реабсорбции) воды из первичной мочи в канальцах нефронов почек. Окситоцин стимулирует сокращение гладкой мускулатуры матки в период родов.

Внутренняя секреция гипофиза, регулирующая функции ряда других желез внутренней секреции, находится в зависимости от функционирования этих желез.

Гипофиз включен в систему нервно-гуморальной регуляции, работающей по принципу обратной связи, автоматически поддерживающий выработку гормона на необходимом уровне.

Переднюю долю гипофиза иннервируют ветви симпатической нервной системы, регулирующие, в основном, просвет сосудов. Большое значение в механизме регуляции функций передней доли гипофиза имеют особенности ее кровоснабжения, а именно то, что оно является общим для гипоталамуса и передней доли гипофиза. При этом кровь, оттекающая от капилляров гипоталамической области, поступает в так называемые портальные сосуды гипофиза и омывает клетки гипофиза. В гипоталамической области вокруг этих капилляров существует нервная сеть, состоящая из отростков нервных клеток и образующая на капиллярах своеобразные нейро-капиллярные синапсы. Через эти образования продукты нейросекреции, т.е. физиологически активные вещества, образуемые нервными клетками гипоталамуса, поступают в кровь и с током крови попадают непосредственно к клеткам передней доли гипофиза, стимулируя их функции.

Таким образом, передняя доля гипофиза регулируется не нервным путем, а гуморальным. Следовательно, для нормального выделения гормонов передней долей гипофиза необходимо непрерывное поступление в гипофиз продуктов нейросекреции гипоталамуса.

В отличие от передней доли гипофиза задняя доля имеет прямую нервную связь с ядрами гипоталамуса. Аксоны нервных клеток ядер гипоталамуса проходят в ножке гипофиза и оканчиваются в задней доли гипофиза.

Как видим, гипофиз и гипоталамус представляют собой единую систему регуляции вегетативных функций организма, осуществляемую как посредством выделения соответствующих гормонов гипофиза, т.е. гуморальным путем, так и непосредственно через вегетативную нервную систему, высшим центром которой является гипоталамус.

Регуляция секреции гормонов гипоталамуса и гипофиза

Секреция гормонов гипофиза регулируется двумя наиболее важными физиологическими механизмами: механизмом нервной регуляции и регуляторными механизмами, работающими по принципу обратной связи. Для секреции АКТГ, ЛГ, ФСГ, ТТГ известны только стимуляторы, тогда как торможение их секреции осуществляется гормонами желез-мишеней (кортикостероиды, половые стероиды, тироксин). Секрецию тропного гормона обычно угнетает повышение содержания гормона железы-мишени в крови. Эта отрицательная обратная связь может либо непосредственно угнетать секрецию гормона гипоталамуса, либо изменять его воздействие на клетки гипофиза. Нарастание секреции тропина аденогипофиза может угнетать секрецию рилизинг-гормона гипоталамуса.

Нарушение секреции гормонов гипоталамуса и гипофиза

В основе нарушений синтеза и секреции гормонов гипоталамуса и гипофиза лежит действие следующих патогенетических механизмов:

нарушение соотношений нейромедиаторов в ЦНС;

местные нарушения синтеза гормонов, изменение их свойств и реакции клеток на действие гормонов в гипоталамусе и гипофизе;

патологические изменения рецепторов гормонов клеток гипофиза;

патологическая резистентность (ареактивность) клеток-мишеней к действию гормонов.

Гипоталамо-гипофизарные заболевания

Основной причиной гипоталамо-гипофизарных заболеваний является нарушение взаимосвязи ЦНС, гипоталамуса, гипофиза и периферических желез внутренней секреции. Для выбора эффективных методов лечения таких больных необходимо установить, на каком уровне произошла поломка взаимосвязи в системе гормональной регуляции.

Симптомы снижения или повышения функции гипофиза могут развиваться в результате как нарушения функционального состояния ЦНС, так и первичного поражения периферических желез внутренней секреции.

Гипоталамо-гипофизарные заболевания можно разделить на две основные группы:

1. К первой группе могут быть отнесены клинические формы гипоталамо-гипофизарных заболеваний, симптомы которых зависят от гипо- или гиперфункций периферических желез внутренней секреции. При этом выявляются симптомы нарушений следующих систем: гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой, гипоталамо-гипофизарно-репродуктивной и гипоталамо-гипофизарно-тиреоидной. К этой группе заболеваний могут быть отнесены заболевания, протекающие с гипо- и гиперкортицизмом, с гипо- и гипергонадизмом, а также тиреотоксикозом и гипотиреозом.

2. Ко второй группе заболеваний относятся клинические формы гипоталамо-гипофизарных заболеваний, при которых у больных, вследствие недостатка (избытка) эффектов гормонов гипофиза на соматические клетки, имеются нарушения различных видов обмена, ожирение или липодистрофия, задержка роста или ускоренный рост и развитие, нарушение водно-электролитного обмена.

Недостаточность секреции гормонов гипофиза часто бывает множественной, но избыточная секреция обычно характерна для одного гормона.

Опухоли гипофиза являются наиболее частой причиной нарушения секреции его гормонов. На долю аденом гипофиза приходится около 15% всех внутричерепных опухолей. В зависимости от гормональной продукции, различают следующие виды аденом гипофиза:

· соматотропинома — СТГ продуцирующая опухоль;

· ЛГ и/или ФСГ-гонадотропинома;

· СТГ + пролактин-смешанные аденомы;

· опухоли, секретирующие б- и в- субъединицы.

Отдельную группу составляют гормонально-неактивные аденомы, в большинстве случаев протекающие с недостаточной продукцией гормонов передней доли гипофиза и клиническими проявлениями частичной недостаточности секреции тропных гормонов или пангипопитуитаризма. На долю гормонально-неактивных опухолей приходится 25 — 43% всех гипофизарных опухолей. Эти опухоли чаще выявляются в возрасте 40 — 50 лет и в большинстве случаев представляют собой макроаденомы.

Гипофизарные опухоли чаще всего бывают спорадическими, но могут проявляться как составная часть синдрома множествнной эндокринной неоплазии I типа. Пусковым механизмом развития опухолевого процесса в гипофизе являются хромосомные мутации, ведущие к моноклональной экспансии одной трансформированной клетки, после чего следует целый ряд процессов, которые приводят к опухолевой прогрессии.

Следующим видом патологии гипофиза, которая все чаще встречается в практике врача-эндокринолога, является «пустое» турецкое седло. Под термином синдром «пустого» турецкого седла следует понимать пролабирование супраселлярной цистерны в полость турецкого седла и распластывание гипофиза по дну и стенкам турецкого седла, сопровождающееся эндокринными, неврологическими и зрительными нарушениями. Причиной этого синдрома может быть врожденный или приобретенный дефект диафрагмы седла, а также повышение давления в супраселлярной цистерне.

Регуляция метаболизма. Иерархия регуляторных систем. Значение эндокринной системы. Роль гормонов гипоталамуса и гипофиза.

Выучите определение понятия: гормоны– биологически активные соединения, выделяемые железами внутренней секреции в кровь или лимфу и оказывающие влияние на метаболизм клетки.

23.1.2. Запомните основные особенности действия гормонов на органы и ткани:

· гормоны синтезируются и выделяются в кровь специализированными эндокринными клетками;

· гормоны обладают высокой биологической активностью — физиологическое действие проявляется при концентрации их в крови порядка 10-6 — 10-12 моль/л;

· каждый гормон характеризуется присущей только ему структурой, местом синтеза и функцией; дефицит одного гормона не может быть восполнен другими веществами;

· гормоны, как правило, влияют на отдалённые от места их синтеза органы и ткани.

23.1.3. Гормоны осуществляют своё биологическое действие, образуя комплекс со специфическими молекулами – рецепторами. Клетки, содержащие рецепторы к определённому гормону, называются клетками-мишенями для этого гормона. Большинство гормонов взаимодействуют с рецепторами, расположенными на плазматической мембране клеток-мишеней; другие гормоны взаимодействуют с рецепторами, локализованными в цитоплазме и ядре клеток-мишеней. Имейте в виду, что дефицит как гормонов, так и их рецепторов может приводить к развитию заболеваний.

апомните, что в организме существует несколько уровней регуляции гомеостаза, которые тесно взаимосвязаны и функционируют как единая система (см. рисунок 23.1).

Рисунок 23.1. Иерархия регуляторных систем организма (пояснения в тексте).

23.2.2. 1. Сигналы из внешней и внутренней среды поступают в центральную нервную систему (высший уровень регуляции, осуществляет контроль в пределах целого организма). Эти сигналы трансформируются в нервные импульсы, попадающие на нейросекреторные клетки гипоталамуса. В гипоталамусе образуются:

1. либерины (или рилизинг-факторы), стимулирующие секрецию гормонов гипофиза;

2. статины – вещества, угнетающие секрецию этих гормонов.

Либерины и статины по системе портальных капилляров достигают гипофиза, где вырабатываются тропные гормоны. Тропные гормоны действуют на периферические ткани-мишени и стимулируют(знак “+”) образование и секрецию гормонов периферических эндокринных желёз. Гормоны периферических желёз угнетают (знак “–”) образование тропных гормонов, действуя на клетки гипофиза или нейросекреторные клетки гипоталамуса. Кроме того, гормоны, действуя на обмен веществ в тканях, вызывают изменения содержания метаболитов в крови, а те, в свою очередь, влияют (по механизму обратной связи) на секрецию гормонов в периферических железах (или непосредственно, или через гипофиз и гипоталамус).

2. Гипоталамус, гипофиз и периферические железы образуют средний уровень регуляции гомеостаза, обеспечивающий контроль нескольких метаболических путей в пределах одного органа, или ткани, или разных органов.

Гормоны эндокринных желёз могут влиять на обмен веществ:

· путём изменения количества ферментного белка;

· путём химической модификации ферментного белка с изменением его активности, а также

· путём изменения скорости транспорта веществ через биологические мембраны.

3. Внутриклеточные механизмы регуляции представляют собой низший уровень регуляции. Сигналами для изменения состояния клетки служат вещества, образующиеся в самих клетках или поступающие в неё.

Как уже упоминалось, местом непосредственного взаимодействия высших отделов центральной нервной системы и эндокринной системы является гипоталамус. Это небольшой участок переднего мозга, который расположен непосредственно над гипофизом и связан с ним при помощи системы кровеносных сосудов, образующих портальную систему.

23.4.1. Гормоны гипоталамуса.В настоящее время известно, что нейросекреторные клетки гипоталамуса продуцируют 7 либеринов (соматолиберин, кортиколиберин, тиреолиберин, люлиберин, фоллиберин, пролактолиберин, меланолиберин) и 3 статина (соматостатин, пролактостатин, меланостатин). Все эти соединения являются пептидами.

Гормоны гипоталамуса через специальную портальную систему сосудов попадают в переднюю долю гипофиза (аденогипофиз). Либерины стимулируют, а статины подавляют синтез и секрецию тропных гормонов гипофиза. Эффект либеринов и статинов на клетки гипофиза опосредуется цАМФ- и Са2+-зависимыми механизмами.

Характеристика наиболее изученных либеринов и статинов приведена в таблице 23.2.

Таблица 23.2. Гипоталамические либерины и статины
Фактор Место действия Основные биологические эффекты Регуляция секреции
Кортиколиберин Аденогипофиз Стимулирует секрецию адренокортикотропного гормона (АКТГ) Секреция стимулируется при стрессах и подавляется АКТГ
Тиреолиберин — “ – “ — Стимулирует секрецию тиреотропного гормона (ТТГ) и пролактина Секрецию тормозят тиреоидные гормоны
Соматолиберин — “ – “ — Стимулирует секрецию соматотропного гормона (СТГ) Секрецию стимулирует гипогликемия
Люлиберин — “ – “ — Стимулирует секрецию фолликулостимулирующего гормона (ФСГ) и лютеинизирующего гормона (ЛГ) У мужчин секреция вызывается снижением содержания тестостерона в крови, у женщин – снижением концентрации эстрогенов. Высокая концентрация ЛГ и ФСГ в крови подавляет секрецию
Соматостатин — “ – “ — Тормозит секрецию СТГ и ТТГ Секреция вызывается физической нагрузкой. Фактор быстро инактивируется в тканях тела.
Пролактостатин — “ – “ — Тормозит секрецию пролактина Секрецию стимулирует высокая концентрация пролактина и подавляют эстрогены, тестостерон и нервные сигналы при сосании.
Меланостатин — “ – “ — Угнетает секрецию МСГ (меланоцитостимулирующего гормона) Секрецию стимулирует меланотонин

23.4.2. Гормоны аденогипофиза. Аденогипофиз (передняя доля гипофиза) продуцирует и выделяет в кровь ряд тропных гормонов, регулирующих функцию как эндокринных, так и неэндокринных органов. Все гормоны гипофиза являются белками или пептидами. Внутриклеточным посредником всех гипофизарных гормонов (кроме соматотропина и пролактина) служит циклический АМФ (цАМФ). Характеристика гормонов передней доли гипофиза приводится в таблице 3.

Таблица 3. Гормоны аденогипофиза
Гормон Ткань-мишень Основные биологические эффекты Регуляция секреции
Адренокортикотропный гормон (АКТГ) Кора надпочечников Стимулирует синтез и секрецию стероидов корой надпочечников Стимулируется кортиколиберином
Тиреотропный гормон (ТТГ) Щитовидная железа Усиливает синтез и секрецию тиреоидных гормонов Стимулируется тиреолиберином и подавляется тиреоидными гормонами
Соматотропный гормон (гормон роста, СТГ) Все ткани Стимулирует синтез РНК и белка, рост тканей, транспорт глюкозы и аминокислот в клетки, липолиз Стимулируется соматолиберином, подавляется соматостатином
Фолликулостимулирующий гормон (ФСГ) Семенные канальцы у мужчин, фолликулы яичников у женщин У мужчин повышает образование спермы, у женщин – образование фолликулов Стимулируется люлиберином
Лютеинизирующий гормон (ЛГ) Интерстициальные клетки семенников (у мужчин) и яичников (у женщин) Вызывает секрецию эстрогенов, прогестерона у женщин, усиливает синтез и секрецию андрогенов у мужчин Стимулируется люлиберином
Пролактин Молочные железы (альвеолярные клетки) Стимулирует синтез белков молока и развитие молочных желёз Подавляется пролактостатином
Меланоцитостимулирующий гормон (МСГ) Пигментные клетки Повышает синтез меланина в меланоцитах (вызывает потемнение кожи) Подавляется меланостатином

23.4.3. Гормоны нейрогипофиза. К гормонам, секретируемым в кровоток задней долей гипофиза, относятся окситоцин и вазопрессин. Оба гормона синтезируются в гипоталамусе в виде белков-предшественников и перемещаются по нервным волокнам в заднюю долю гипофиза.

Окситоцин – нонапептид, вызывающий сокращения гладкой мускулатуры матки. Он используется в акушерстве для стимуляции родовой деятельности и лактации.

Вазопрессин – нонапептид, выделяемый в ответ на повышение осмотического давления крови. Клетками-мишенями для вазопрессина являются клетки почечных канальцев и гладкомышечные клетки сосудов. Действие гормона опосредовано цАМФ. Вазопрессин вызывает сужение сосудов и повышение артериального давления, а также усиливает реабсорбцию воды в почечных канальцах, что приводит к снижению диуреза.

23.4.4. Основные виды нарушений гормональной функции гипофиза и гипоталамуса. При дефиците соматотропного гормона, возникающем в детском возрасте, развивается карликовость (низкий рост). При избытке соматотропного гормона, возникающем в детском возрасте, развивается гигантизм (аномально высокий рост).

При избытке соматотропного гормона, возникающем у взрослых (в результате опухоли гипофиза), развивается акромегалия – усиленный рост кистей рук, ступней, нижней челюсти, носа.

При недостатке вазопрессина, возникающем вследствие нейротропных инфекций, черепно-мозговых травм, опухолей гипоталамуса, развивается несахарный диабет. Основным симптомом этого заболевания является полиурия – резкое увеличение диуреза при пониженной (1,001 – 1,005) относительной плотности мочи.

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).

Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.

Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ — конструкции, предназначен­ные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой.

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.