Гормоны гипофизарно-надпочечниковой системы

Нейрогипофиз и аденогипофиз

В эмбриогенезе гипофиз образуется из двух различных зачатков. промежуточного мозга формируется нейрогипофиз, состоящий у высших позвоночных из срединного возвышения, ножки или стебля, и задней (нервной) доли гипофиза. Железистая доля, или аденогипофиз, развивается из эпителиального выпячивания крыши передней кишки. В процессе развития происходит объединение этих двух частей в единый орган.

Гомолог гипофиза (по происхождению) существует уже у хордовых животных. Это субнейральная железа оболочников, однако неясно, каково ее функциональное значение. Наиболее древние позвоночные животные – круглоротые (миноги, миксины) – имеют гипофиз примитивного строения, но в нем уже вырабатывается большая часть гормонов, характерных для этой железы.

В аденогипофизе различают переднюю, или дистальную, долю и промежуточную долю. В гипофизе большинства позвоночных и человека вырабатывается 7 гормонов, четыре из них действуют на периферические эндокринные железы и называются тропными гормонами, три гормона – эффекторные – влияет непосредственно на органы- и ткани-мишени.

Общие сведения о гормонах гипофиза

Гипофиз (питуитарная железа) является эндокринной железой, секретирующей свои гормоны в кровеносное русло. Посредством гипофизарной ножки орган соединяется с головным мозгом, находясь при этом в турецком седле клиновидной кости. В своем составе имеет три доли:

1. Передняя доля или аденогипофиз образуется из секреторных клеток, которые продуцируют тропины, воздействующие на определенных органы-мишени.
2. Промежуточная доля состоит из клеток, собранных в фолликулы, и вырабатывает меланотропин, стимулирующие образование меланина в соответствующих клетках кожи.
3. Задняя доля или нейрогипофиз образована нейроглиальными клетками. Нейрогипофиз не вырабатывает гормоны, однако через него осуществляется выброс биологически активных веществ, что продуцируются ядрами гипоталамуса.

Питуитарная железа имеет развитую систему кровоснабжения, которая к тому же связана с гипоталамусом, что определяется его функциональной значимостью для человека.

Функция эндокринной системы

Эндокринная система человека отвечает за регулирование ряда функций организма путем выделения гормонов.

Гормоны выделяются железами эндокринной системы, проходя через кровоток к различным органам и тканям организма. Затем гормоны сообщают этим органам и тканям, что делать или как функционировать.

Некоторые примеры функций организма, которые контролируются эндокринной системой, включают:

• метаболизм;
• рост и развитие;
• половая функция и размножение;
• частота сердцебиения;
• кровяное давление;
• аппетит;
• циклы сна и бодрствования;
• температура тела.

Глюкокортикоиды

Строение

Глюкокортикоиды являются производными холестерола и имеют стероидную природу. Основным гормоном у человека является кортизол.

Строение глюкокортикоидов

Синтез

Осуществляется в сетчатой и пучковой зонах коры надпочечников. Образованный из холестерола прогестерон подвергается окислению 17-гидроксилазой по 17 атому углерода. После этого в действие последовательно вступают еще два значимых фермента: 21-гидроксилаза и 11-гидроксилаза. В конечном итоге образуется кортизол.

Схема синтеза стероидных гормонов (полная схема)

Регуляция синтеза и секреции

Активируют: АКТГ, обеспечивающий нарастание концентрации кортизола в утренние часы, к концу дня содержание кортизола снова снижается. Кроме этого, имеется нервная стимуляция секреции гормона.

Уменьшают: кортизол по механизму обратной отрицательной связи.

Механизм действия

Цитозольный.

Мишени и эффекты

Мишенью является лимфоидная, эпителиальная (слизистые оболочки и кожа), жировая, костная и мышечная ткани, печень.

Белковый обмен

• значительное повышение катаболизма белков в лимфоидной, эпителиальной, мышечной, соединительной и костной тканях,
• в печени в целом стимулирует анаболизм белков (например, ферменты трансаминирования и глюконеогенеза),
• стимуляция реакций трансаминирования через синтез аминотрансфераз, обеспечивающих удаление аминогрупп от аминокислот и получение углеродного скелета кетокислот,

Углеводный обмен

В целом вызывают повышение концентрации глюкозы крови:

• усиление мощности глюконеогенеза из кетокислот за счет увеличения синтеза фосфоенолпируват-карбоксикиназы,
• увеличение синтеза гликогена в печени за счет активации фосфатаз и дефосфорилирования гликогенсинтазы.
• снижение проницаемости мембран для глюкозы в инсулинзависимых тканях.

Липидный обмен

• стимуляция липолиза в жировой ткани благодаря увеличению синтеза ТАГ-липазы, что усиливает эффект АКТГ, СТГ, глюкагона, катехоламинов, т.е. кортизол оказывает пермиссивное действие (англ. permission — позволение).

Водно-электролитный обмен

• слабый минералокортикоидный эффект на канальцы почек вызывает реабсорбцию натрия и потерю калия,
• потеря воды в результате подавления секреции вазопрессина и излишняя задержка натрия из-за увеличения активности ренин-ангиотензин-альдостероновой системы.

Противовоспалительное и иммунодепрессивное действие

• увеличение перемещения лимфоцитов, моноцитов, эозинофилов и базофилов в лимфоидную ткань,
• повышение уровня лейкоцитов в крови за счет их выброса из костного мозга и тканей,
• подавление функций лейкоцитов и тканевых макрофагов через снижение синтеза эйкозаноидов посредством уменьшения транскрипции ферментов фосфолипазы А2 и циклооксигеназы.

Другие эффекты

Повышает чувствительность бронхов и сосудов к катехоламинам, что обеспечивает нормальное функционирование сердечно-сосудистой и бронхолегочной систем.

Инактивация кортизола

Деактивация кортизола, как и других стероидных гормонов, происходит в печени. Суть реакций заключается

• в восстановлении двойной связи в А-кольце и оксогруппы в 3-м положении,
• в отщеплении радикала от 17-го атома углерода,
• в конъюгации ОН-групп с серной или глюкуроновой кислотами с образованием гидрофильных соединений.

В результате деактивации образуются разнообразные соединения с резко пониженной гормональной активностью или совсем лишенные таковой. 

Патология

Гипофункция

Причиной первичной недостаточности (болезни Аддисона) является разрушение коры надпочечников при кровоизлиянии или травмах, аутоиммунные процессы, туберкулез, гемохроматоз. Гипокортицизм проявляется как:

• гипогликемия,
• повышенная чувствительность к инсулину,
• анорексия и снижение веса,
• слабость,
• гипотензия,
• гипонатриемия и гиперкалиемия,
• усиление пигментации кожи и слизистых (компенсаторное увеличение количества АКТГ, обладающего небольшим меланотропным действием).

Вторичная недостаточность возникает при дефиците АКТГ или снижении его эффекта на надпочечники – возникают все симптомы гипокортицизма, кроме пигментации.

Гиперфункция

Первичная гиперфункция (синдром Кушинга, синдром гиперкортицизма, стероидный диабет) возникает при доброкачественных или злокачественных опухолях коры надпочечников. Он проявляется как:

• снижение толерантности к глюкозе – аномальная гипергликемия после сахарной нагрузки или после еды,
• гипергликемия из-за активации глюконеогенеза,
• ожирение лица и туловища (связано с повышенным влиянием инсулина при гипергликемии на жировую ткань) – буйволиный горбик, фартучный (лягушачий) живот, лунообразное лицо,
• глюкозурия,
• повышение катаболизма белков и повышение азота крови,
• остеопороз и усиление потерь кальция и фосфатов из костной ткани,
• снижение роста и деления клеток – лейкопения, иммунодефициты, истончение кожи, язвенная болезнь желудка и двенадцатиперстной кишки,
• нарушение синтеза коллагена и гликозаминогликанов,
• гипертония благодаря активации ренин-ангиотензиновой системы.

Вторичная гиперфункция (болезнь Иценко-Кушинга) связана с избыточным синтезом АКТГ при микроаденоме гипофиза и проявляется схоже с первичной формой.

Локализация синтеза гормонов гипофиза

В аденогипофизе различают различные типы клеток, каждый из которых вырабатывает соответствующий гормон. С помощью гистологических и гистохимических методов обычно выделяют ацидофильные, базофильные и хромофобные клетки. Применение дополнительных методик позволяет провести их последующее подразделение. Ацидофильные клетки вырабатывают гормон роста и пролактин, базофильные клетки – гонадотропные гормоны (ФСГ и ЛГ) и тиреотропный гормон, хромофобные клетки, по-видимому, являются предшественниками ацидофильных и базофильных клеток. Широкое применение нашли иммунохимические методы, при использовании которых происходит реакция с антисывороткой к соответствующему известному гормону. Таким образом, в настоящее время идентифицированы места синтеза всех гормонов аденогипофиза. Номенклатура типов клеток аденогипофиза зависит от того, какой гормон они вырабатывают. Так, клетка, вырабатывающая гонадотропный гормон, называется гонадотропоцитом, клетка, синтезирующая пролактин – пролактоцитом и т.д.

Образование и выделение гормонов в железистой клетке гипофиза происходит следующим образом. Из капилляров путем микропиноцитоза в клетку проникают вещества, необходимые для синтеза секреторных продуктов. В цитоплазме синтезируются протеины, поступающие в эндоплазматическую сеть, от которой отделяются пузырьки, поступающие в комплекс Гольджи, где происходит конечный синтез секреторного продукта. Созревшие секреторные гранулы поступают в межклеточное пространство.

Нарушения выработки вазопрессина

Снижение АДГ часто приводит к развитию несахарного диабета. Этот довольно редкий недуг провоцирует ухудшение реабсорбции воды в области почечных канальцев. В результате резко повышается выделение урины. В сутки ее может выходить до 20 литров.

Признаки недуга таковы:

• постоянная жажда;
• сухость кожи и слизистых рта;
• низкое давление;
• потеря веса;
• угнетение ЦНС.

При обычном диабете анализ крови показывает всегда высокий уровень сахара, но в случае с рассматриваемым недугом показатель остается в пределах нормы. Это позволяет с точностью провести дифференцирование патологии.

Уровень сахара (который остается большим постоянно) – не единственный признак, помогающий отличить обычный диабет. У пациента сохраняется относительно высокая плотность мочи. При этом в ее составе всегда присутствует неусвоенная глюкоза.

Повышение уровня АДГ происходит почти всегда из-за развития синдрома Пархона. Проявления недуга:

• низкая плотность плазмы;
• высококонцентрированная урина;
• малое содержание в крови натрия.

При осложненном протекании недуг приводит к отеку мозга, коме и последующей смерти.

Функции гормонов нейрогипофиза

Два основных гормона задней части — вазопрессин и окситоцин.

Вазопрессин в основном необходим для поддержания водного баланса. Его повышение происходит при кровопотерях, высоком количестве натрия в крови, болевом стрессе. Незаменим при снабжении мышечных и других тканей водой, увеличении объема крови в сосудах, способен регулировать обратное всасывание воды.

Гормон гипофиза окситоцин стимулирует появления материнского инстинкта и регулирует процесс лактации, усиливает секрецию эстрогенов (у женщин), отвечает за сексуальное возбуждение. Окситоцин значительно влияет на психоэмоциональное состояние человека. В комплексе с вазопрессином улучшает мозговую деятельность.

Интересный факт: при родах уровень окситоцина у матери резко повышается, что проявляется любовью и терпимостью к ребенку. При кесаревом сечении этого не происходит, отчего часто возникают послеродовые депрессии.

Островки Лангерганса

В системе желез внутренней секреции, которая представляет собой скопление гормонпродуцирующих клеток, они расположены в так называемом хвосте поджелудочной железы. Названы в честь немецкого патологоанатома Пауля Лангерганса, который и открыл их в 1869 году.

Эти островки составляют примерно от одного до двух процентов от общей массы поджелудочной железы. Например, в поджелудочной железе взрослого человека насчитывается до одного миллиона таких островков. Их объединяют вместе, подразумевая под ними определенный орган эндокринной системы человека.

Известно, что Лангерганс описал скопление клеток, расположенных в поджелудочной железе, работая студентом-медиком у известного немецкого ученого Рудольфа Вирхова. Об эндокринной роли этих клеток стало известно несколько позже. Первым такое предположение выдвинул российский врач Клавдия Улезко-Строганова в 1881 году.

Именно благодаря островкам Лангерганса организм человека снабжается инсулином. Вот, какой гормон вырабатывают железы внутренней секреции под названием островки Лангерганса. Инсулин — важный гормон, который отвечает за стимуляцию печени, чтобы она превращала глюкозу в гликоген. Таким образом, общий уровень глюкозы в крови снижается. Если этого не происходит, человека поражает сахарный диабет. В этом случае ему приходится получать инсулин искусственным путем. Также он отвечает за ускоренное транспортирование глюкозы во все клетки, кроме нервных.

Еще один гормон, который наш организм получает благодаря островкам Лангерганса, — глюкагон. Повышая уровень глюкозы в крови, он стимулирует скорое расщепление гликогена. Это происходит в печени, в результате в глюкозу превращаются жиры и белки.

Процесс передачи сигнала на рецептор

Немного выше мы рассмотрели классификацию с точки зрения эффекта действия гормонов. Но стоит отметить, что такой эффект возникает только после того, как произойдет взаимодействие гормона и восприимчивых рецепторов. Последние могут располагаться непосредственно на поверхности клетки либо в ее цитоплазме, на мембране ядра, в самом ядре. В связи с этим способы передачи сигнала имеют две основных разновидности: внеклеточный и внутриклеточный.

Такая классификация позволяет судить о скорости, с которой сигнал передается. Внеклеточный намного быстрее, нежели внутриклеточный. Внеклеточный способ передачи сигнала характерен для таких гормонов как адреналин и норадреналин, а также других гормонов пептидного происхождения. Для липофильных стероидных гормонов (классификация выше) характерен внутриклеточный способ передачи сигнала.