Эффекторные гормоны гипофиза

К эффекторным гормонам относятся меланоцитстимулирующий гормон (МСГ), пролактин, гормон роста.

Меланоцитстимулирующий гормон (МСГ, интермедин) является пептидом (состоит из 13 аминокислотных остатков), вырабатывается в промежуточной зоне гипофиза у плода и новорожденных, которая образована из той же ткани, что и передняя доля. У взрослого человека эта зона редуцирована и МСГ вырабатывается очень ограниченно. Его функции в организме взрослого человека выполняет АКТГ и β-липотропин. МСГ, АКТГ и β-липотропин образуются из общего белка-предшественника – проопиомеланокортина. Последовательность аминокислот в МСГ идентична участку молекулы АКТГ, и, по-видимому, МСГ может образовываться при распаде АКТГ, тем более что средняя доля гипофиза у человека развита очень слабо. Выделение МСГ стимулируется тем же либерином гипоталамуса, что и АКТГ, то есть кортиколиберином, а тормозится его образование специальным гипоталамическим фактором — меланостатином.

Основные функции ГР в организме: мощный активатор эмоциональности и двигательной активности. Кроме того, меланостатин обладает антидепрессивными эффектами и применяется при лечении нейродегенеративного заболевания — болезни Паркинсона, при которой разрушаются нейроны, содержащие дофамин.

Одна из основных функций МСГ — стимуляция синтеза темного пигмента меланина из тирозиназы и дипресии меланосом в клетках кожи и некоторых других тканей, в результате чего кожа темнеет. Меланин выполняет функции экрана, защищающего организм от вредного воздействия ультрафиолета. Кроме того, меланин связывает в коже опасные вещества, образующиеся под воздействием солнечной радиации. Он играет значительную роль в общей системе гормональной регуляции, стимулируя секрецию АДГ и окситоцина. Как и подавляющее большинство других гормонов, МСГ способен регулировать работу мозга. Так, сам гормон и даже его фрагменты, общие с АКТГ, способны стимулировать внимание, кратковременную память, усиливать положительные эмоции. Избыток АКТГ и β-липотропина наблюдается у женщин во время беременности, что приводит к усиленной пигментации естественно пигментированных участков кожи. Прямых патологий в организме человека, вызываемых именно нехваткой или избытком МСГ, не выявлено.

Гормон роста (ГР, соматотропин, соматотропный гормон) состоит из 191 аминокислотного остатка. Органами-мишенями для него являются кости, мышцы, сухожилия, внутренние органы. 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: 1) гипофизуправляющими гормонами гипоталамуса – соматолиберином (пептид, усиливающий секрецию ГР) и соматостатином (пептид, угнетающий синтез и секрецию ГР); 2) циркадными ритмами (максимум содержания гормона в крови приходится на первые два часа сна и в 4 – 6 ч утра); 3) уровнем питательных веществ крови. Гипогликемия, избыток аминокислот и недостаток свободных жирных кислот в крови увеличивают секрецию соматолиберина и ГР. Гормоны кортизол, Т₄ и T₃ существенно усиливают действие соматолиберина на соматотрофы.

Избыточная секреция ГР в детском возрасте проявляется резким ускорением роста (более 12см/год) и развитием гигантизма у взрослого человека (рост тела у мужчин превышает 2 м, а у женщин – 1,9 м). Пропорции тела сохранены. Гиперпродукция гормона у взрослых людей сопровождается акромегалией – непропорциональным увеличением отдельных частей тела, которые еще сохранили способность к росту. Это приводит к резкому изменению внешности человека, нередко сопровождается развитием сахарного диабета за счет вызываемой инсулинрезистентности (снижения количества инсулиновых рецепторов в тканях), а также активации в печени синтеза фермента инсулиназы, разрушающего инсулин.

Недостаточная функция ГР в детском возрасте проявляется резким угнетением скорости роста (менее 4 см/год) при сохранении пропорций тела и умственного развития. При этом у взрослого человека отмечается карликовость: рост женщин не превышает 120 см, а мужчин – 130 см, нередко сопровождающаяся половым недоразвитием. Второе название этого заболевания – гипофизарный нанизм. У взрослого человека недостаток секреции ГР проявляется снижением основного обмена, массы скелетных мышц и нарастанием жировой массы.

Пролактин (лактотропный гормон, ЛТГ) состоит из 198 аминокислотных остатков. Основным органом-мишенью пролактина являются молочные железы, но, кроме того, пролактин связывается с рецепторами, расположенными в яичниках, плаценте, матке, семенниках, семенных пузырьках, простате, иммунных клетках, мозге, печени.

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 β-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 серотонин и мелатонин, особенно в детском возрасте. Угнетают секрецию пролактина ФСГ и ЛГ, прогестерон, дофамин, водная нагрузка.

При некоторых заболеваниях гипоталамуса и гипофиза (менингит, опухоли, травмы) может наблюдаться избыток гормона (гиперпролактинемия), который вызывает у женщин галакторею (повышенное образование и выделение молока), гипогонадизм (снижение функции половых желез) и нарушения менструального цикла. Для лечения этой патологии используют вещества, сходные по эффектам с дофамином и способные достигать клеток опухоли, выделяющих пролактин. Секреция пролактина при этом тормозится, и выделение молока прекращается. У мужчин избыток гормона вызывает импотенцию и бесплодие. Недостаточность пролактина проявляется неспособностью к лактации.

Тропные гормоны гипофиза

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

Тиреотропный гормон (тиреотропин, ТТГ) является гликопротеином — белком, связанным с полисахаридом. Основным его органом-мишенью выступает щитовидная железа, где этот гормон приводит к возрастанию числа и увеличению размеров фолликулярных клеток, вырабатывающих гормоны щитовидной железы, а также стимулирует выброс этих гормонов в кровь.

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 (Т₄и Т₃ тормозят секрецию). Синтез ТТГ угнетается также соматостатином и дофамином, а эстрогены усиливают действие тиреолиберина. Тиреолиберин способен непосредственно влиять на клетки мозга, активируя эмоциональное поведение и поддерживая бодрствование, учащая дыхание, подавляя аппетит, смягчая течение депрессий. Иными словами, тиреолиберин — мощный внутренний нейро- и психорегулятор, и его эффекты дополняют эффекты регулируемого им тиреотропного гормона и гормонов щитовидной железы.

Избыток ТТГ приводит к такомоу заболеванию как Бозедова болезнь. Наблюдаются увеличение размеров щитовидной железы (зоб), ее гиперфункция (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 гипотериоза(миксодема): возникают сонливость, вялость, адинамия, брадикардия и др.

ГонадотропиныФСГ (фолликулостимулирующий гормон, или фоллитропин) и ЛГ (лютеинизирующий гормон, или лютропин) вырабатываются в одних и тех же базофильных клетках (гонадотрофах) аденогипофиза, регулируют у мужчин и женщин активность и развитие половых желез, являются сложными гликопротеинами. Во время беременности ФСГ и ЛГ могут вырабатываться в плаценте. Органами-мишенями для гонадотропинов выступают мужские и женские половые железы: семенники и яичники. У женщин ФСГ стимулирует рост фолликулов в яичниках, а у мужчин он необходим для роста семенных пузырьков и активирует образование сперматозоидов. Особенно важна роль ФСГ в период полового созревания мальчиков, когда этот гормон «запускает» сперматогенез, который потом поддерживается на требуемом уровне и с помощью ФСГ, и с помощью гормона семенников — тестостерона.

Основные функции гонадотропинов в женском организме: созревание первичного фолликула и 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. 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.

Иногда, при возникновении опухолей аденогипофиза, секреция гонадотропинов резко возрастает до нормальных сроков полового созревания, и тогда у мальчиков и девочек в возрасте 8—9 лет начинают развиваться вторичные половые признаки. У девочек увеличиваются молочные железы, наблюдается оволосение лобка, появляются менструации, которые приобретают циклический характер. У мальчиков увеличивается мышечная масса, ломается голос, происходит оволосение тела. И у мальчиков, и у девочек преждевременная повышенная секреция гонадотропинов сопровождается ускоренным ростом, но зоны роста в костях быстро закрываются, и лица с преждевременным половым созреванием отличаются малым ростом.

Адренокортикотропный гормон (кортикотропин, АКТГ) синтезируется кортикотрофами аденогипофиза. является пептидом (состоит из 39 аминокислотных остатков, первые 13 из которых полностью повторяют структуру α-МСГ).

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: а) липолитическое – на жировую ткань; б) повышение секреции инсулина и гормона роста; в) развитие гипогликемии из-за стимуляции секреции инсулина; г) усиление пигментации кожи вследствие увеличения образования меланина.

Секреция АКТГ регулируется тремя основными механизмами. Во -первых, эндогенным ритмом выделения кортиколиберина гипоталамусом (максимум утром – 6 – 8 ч, минимум ночью – 22 – 23 ч). Во-вторых, стрессорным выделением кортиколиберина 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 глюкокортикоидов из коры надпочечников, что сопровождается выраженными метаболическими нарушениями и снижением устойчивости организма к влияниям среды.

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

Использованная литература

Физиология человека/Под ред. В.М. Покровского, Г.Ф. Коротько. Серия: Учебная литература для студентов медицинских вузов. М.: Медицина, 2007.

Физиология человека. [Электронный ресурс]: Учебные пособия — Электрон. дан. — Минск: "Вышэйшая школа", 2012. — 544 с. — Режим доступа: http://e.lanbook.com/book/65529

Нормальная физиология. В 2 ч. Ч. 1. [Электронный ресурс]: Учебные пособия — Электрон. дан. — Минск: "Вышэйшая школа", 2013. — 542 с.

Парийская, Е.Н. Физиология эндокринной системы: учебное пособие. [Электронный ресурс]: Учебные пособия / Е.Н. Парийская, Н.П. Ерофеев. — Электрон. дан. — СПб.: СпецЛит, 2013. — 80 с. — Режим доступа: http://e.lanbook.com/book/59798