Het werkingsmechanisme van de hormonen van de hypofyse en hypothalamus

Hormonale regulatie proces begint met de synthese en secretie van hormonen in endocriene klieren. Ze zijn functioneel met elkaar verbonden en vertegenwoordigen een enkel geheel. Biosynthese van hormonen in gespecialiseerde cellen, spontaan en genetisch bevestigd. Genetische controle van de biosynthese van de meeste eiwitten en peptide hormonen, vooral adenogipofizotropnyh meest direct uitgevoerd in polysomen hormoon precursor of op mRNA-niveau van de formatie hormoon, terwijl de biosynthese van de hypothalamushormonen wordt bewerkstelligd door de vorming van mRNA van enzymen reguleren verschillende stappen van het vormen hormonen, t er treedt een extra-bisomale synthese op. Vorming van de primaire structuur van het eiwit-peptide hormoon - een direct gevolg van translatie van nucleotidesequenties van de respectievelijke mRNA gesynthetiseerd op actieve gebieden van het genoom van hormoonproducerende cellen. De structuur van de meeste hormonen of hun voorlopers eiwit gevormd polysomen in de opzet van eiwitbiosynthese. De mogelijkheid om translatie van mRNA en synthese van het hormoon of zijn voorlopers specifieke nucleaire apparaten en Polysomen soort specifieke cel. Aldus wordt het groeihormoon gesynthetiseerd in de kleine eosinofielen hypofysevoorkwab prolactine - in grote eosinofiele en gonadotropine - specifieke basofiele cellen. Enigszins anders biosynthese van TRH en LH-RH in de cellen van de hypothalamus. Deze peptiden worden niet gevormd in een matrix op polysomen mRNA en het oplosbare deel van het cytoplasma onder invloed van geschikte synthetase systemen.

De directe translatie van genetisch materiaal in gevallen van isolatie van de meeste polypeptide-hormonen leidt vaak tot de vorming van precursoren met lage activiteit - pre-hormonen van polypeptide (prehormonen). Biosynthese van polypeptide hormoon bestaat uit twee verschillende stadia: ribosomale synthese van de inactieve voorloper op de mRNA-matrix en post-translationele vorming van het actieve hormoon. De eerste fase verloopt noodzakelijkerwijs in de cellen van de adenohypofyse, de tweede kan ook buiten de cellen worden uitgevoerd.

Post-translationele activering hormoon voorlopers kan op twee manieren: door een meertraps enzymatische afbraak moleculen uitgezonden krupnomolekulyarnyh precursors met afnemende groottes van de moleculen en hormonen geactiveerde gevolg van enzymatische vereniging pro-hormoon subunits vergrotingformaat moleculen hormoon activeerbaar.

In het eerste geval is posttranslationele activatie kenmerkend voor ACTH, beta-lipotropine en in het tweede geval voor glycoproteïnehormonen, in het bijzonder gonadotropinen en TSH.

Sequentiële activering van proteïne-peptide hormonen heeft een directe biologische betekenis. Ten eerste, terwijl het de hormonale effecten in de plaats van onderwijs beperkt; Ten tweede worden optimale omstandigheden geboden voor de manifestatie van polyfunctionele regulerende effecten met minimaal gebruik van genetisch materiaal en bouwmateriaal, en wordt ook het cellulaire transport van hormonen vergemakkelijkt.

De afgifte van hormonen vindt in de regel spontaan en niet continu en gelijkmatig, maar impulsief, plaats in afzonderlijke afzonderlijke porties. Dit is blijkbaar het gevolg van de cyclische aard van de processen van biosynthese, intracellulaire afzetting en transport van hormonen. Onder fysiologische omstandigheden moet het secretoire proces een bepaald basaal niveau van hormonen in circulerende vloeistoffen verschaffen. Dit proces, zoals biosynthese, wordt bepaald door specifieke factoren. De afscheiding van hypofysehormonen wordt voornamelijk bepaald door de overeenkomstige afgevende hormonen van de hypothalamus en het niveau van circulerende hormonen in het bloed. De vorming van de hypothalamus afgevende hormonen zelf hangt af van het effect van neurotransmitters van de adrenerge of cholinerge aard, evenals de concentratie van de doelwithormonen in het bloed.

Biosynthese en secretie zijn nauw met elkaar verbonden. De chemische aard van het hormoon en de specifieke mechanismen van zijn uitscheiding bepalen de mate van conjugatie van deze processen. Deze indicator is dus maximaal in het geval van uitscheiding van steroïde hormonen, die relatief vrij door celmembranen diffunderen. De omvang van conjugatie van biosynthese en uitscheiding van proteïne-peptide hormonen en catecholamines is minimaal. Deze hormonen komen vrij uit de cellulaire secretorische korrels. De tussenliggende positie op deze indicator wordt ingenomen door schildklierhormonen, die worden uitgescheiden door ze vrij te maken uit een eiwitgebonden vorm.

Er moet dus worden benadrukt dat de synthese en afscheiding van hormonen van de hypofyse en hypothalamus tot op zekere hoogte afzonderlijk worden uitgevoerd.

Het belangrijkste structurele en functionele element van het secretoire proces van proteïne-peptide hormonen zijn secretoire korrels of vesicles. Dit zijn speciale morfologische formaties van eivormige vormen van verschillende groottes (100 - 600 nm), omgeven door een dun lipoproteïnemembraan. Uitscheidingskorrels van hormoonproducerende cellen komen voort uit het Golgi-complex. De elementen omringen het prohormoon of hormoon en vormen geleidelijk korrels, die een aantal onderling verbonden functies vervullen in het systeem van processen die verantwoordelijk zijn voor de afscheiding van hormonen. Ze kunnen de plaats zijn voor activatie van peptide-prohormonen. De tweede functie die korrels uitvoeren, is de opslag van hormonen in de cel totdat de specifieke secretoire stimulus wordt blootgesteld. Het korrelmembraan beperkt de afgifte van hormonen in het cytoplasma en beschermt de hormonen tegen de werking van cytoplasmische enzymen die deze kunnen inactiveren. De specifieke stoffen en ionen in de korrels hebben een zekere betekenis in de mechanismen van depositie. Deze omvatten eiwitten, nucleotiden, ionen, waarvan het hoofddoel de vorming is van niet-covalente complexen met hormonen en het voorkomen van hun penetratie door het membraan. Uitscheidende korrels hebben nog een andere zeer belangrijke kwaliteit: het vermogen om naar de periferie van de cel te gaan en de hormonen die daarin zijn afgezet naar de plasmamembranen te transporteren. Beweging van de korrels wordt uitgevoerd met de deelname van intracellulaire organellen uitgevoerd - microfilamenten (diameter 5 nm), opgebouwd uit eiwitten actine en holle microbuizen (diameter 25 nm) bestaande uit een complex van contractiele eiwitten tubuline en dynein. In geval van blokkade van secretoire processen, worden meestal medicijnen gebruikt die microvezels vernietigen of microtubuli dissociëren (cytochalasine B, colchicine, vinblastine). Intracellulair transport van korrels vereist de uitgave van energie en de aanwezigheid van calciumionen. Membranen van korrels en plasmamembranen met de deelname van calcium komen in contact met elkaar, en het geheim wordt vrijgegeven in de extracellulaire ruimte door de "poriën" gevormd in het celmembraan. Dit proces wordt exocytose genoemd. Verwoeste korrels kunnen in sommige gevallen worden gereconstrueerd en teruggevoerd naar het cytoplasma.

Uitgangspunt bij het proces van uitscheiding van eiwit en peptide hormonen verhoogde vorming van AMP (cAMP) en verhoogde intracellulaire concentraties van calciumionen die permeëren door het plasmamembraan en stimuleert overgang hormonale granules aan het celmembraan. De hierboven beschreven werkwijzen worden zowel intracellulair als extracellulair gereguleerd. Als de intracellulaire regulering en zelfregulering gormonprodutsiruyuschei functie van de hypofyse en hypothalamus cellen hoofdzakelijk beperkt, het systeembedieningen kan de functionele activiteit van de hypofyse en de hypothalamus volgens de fysiologische toestand van het organisme. Overtreding van reguleringsprocessen kan leiden tot een ernstige pathologie van klierfuncties en bijgevolg van het gehele organisme.

Regulerende invloeden kunnen worden onderverdeeld in stimulerend en remmend. De kern van alle regelgevingsprocessen is het principe van feedback. De leidende plaats in de ordening van de hormonale functies van de hypofyse behoort tot de structuren van het centrale zenuwstelsel en in de eerste plaats tot de hypothalamus. Aldus kunnen de fysiologische mechanismen die de activiteit van de hypofyse beheersen worden verdeeld in zenuw- en hormonaal.

Gezien de processen van regulatie van synthese en secretie van hypofysehormonen, moeten we allereerst wijzen op de hypothalamus met zijn vermogen om neurohormonen te synthetiseren en af te scheiden - hormonen vrij te geven. Zoals aangegeven, wordt de regulatie van adenohypofysegelhormonen uitgevoerd met behulp van het afgeven van hormonen gesynthetiseerd in bepaalde kernen van de hypothalamus. De kleine celelementen van deze hypothalamische structuren hebben geleidende paden die contact maken met de vaten van het primaire capillaire netwerk, waardoor de vrijmakende hormonen werken en de adenohypophyseale cellen bereiken.

Gezien de hypothalamus als neuroendocriene centrum, t. E. Omdat de plaats van verandering in zenuwimpuls specifieke hormoonsignalen een drager die vrijmakende hormonen, wetenschappers onderzoeken de mogelijkheid had om verschillende mediatorsystemen direct aan syntheseprocessen en hormonen afscheidingen adenogipofizarnyh. Met behulp van geavanceerde educatieve technieken, vonden de onderzoekers bijvoorbeeld de rol van dopamine in de regulatie van uitscheiding van een aantal tropische hormonen van de adenohypofyse. In dit geval, dopamine fungeert niet alleen als een neurotransmitter, het bestellen van hypothalamische functie, maar ook als releasing hormoon dat betrokken is bij de regulering van de anterieure hypofyse-functie. Soortgelijke gegevens werden verkregen met betrekking tot noradrenaline deelnemende v.kontrole ACTH secretie. Dat de dubbele controle van de synthese en uitscheiding van het adeno-gipofizotropnyh hormonen is geïnstalleerd. De basis aangrijpingspunt van verschillende neurotransmitters in het systeem van regulering van de hypothalamische afgevende hormonen hypothalamus zijn structuren waarin ze worden gesynthetiseerd. Het spectrum van fysiologisch actieve stoffen die betrokken zijn bij de regulatie van de hypothalamus neurohormone, breed genoeg. Deze klassieke neurotransmitters adrenerge en cholinerge aard, een aantal aminozuren, stoffen met morfine-achtige werking - endorfines en enkefalinen. Deze stoffen zijn een belangrijke schakel tussen het centrale zenuwstelsel en het endocriene systeem, die uiteindelijk hun eenheid in het lichaam waarborgt. Functionele activiteit van hypothalamus neuroendocriene cellen kunnen direct worden gevolgd in verschillende delen van de hersenen via zenuwen pulsen aankomen op verschillende afferente pathways.

Onlangs in Neuroendocrinologie is er een ander probleem - de studie van de functionele rol van het vrijgeven van hormonen, die zijn gelokaliseerd in andere CNS structuren, buiten de hypothalamus, en niet direct gerelateerd aan de hormonale regulatie adenogipofizarnyh functies. Het is experimenteel bevestigd dat ze zowel als neurotransmitters en als neuromodulatoren van een aantal systemische processen kunnen worden beschouwd.

In de hypothalamus zijn de releasing hormonen gelokaliseerd in bepaalde regio's of kernen. LH-RG is bijvoorbeeld gelokaliseerd in de anterieure en mediobasale hypothalamus, TRH in de middelste hypothalamus, KRG voornamelijk in de achterste regio's. Dit sluit ook niet de diffuse verdeling in de klier van neurohormonen uit.

De belangrijkste functie van adenohypophyseale hormonen is het activeren van een aantal perifere endocriene klieren (bijnierschors, schildklier, geslachtsklieren). Tropische hormonen van de hypofyse - ACTH, TTG, LH en FSH, STH - veroorzaken specifieke reacties. Aldus veroorzaakt de eerste de groei (hypertrofie en hyperplasie) van de bundelzone van de bijnierschors en de versterking in zijn cellen van de synthese van glucocorticoïden; de tweede is de belangrijkste regulator van de morfogenese van het folliculaire apparaat van de schildklier, verschillende stadia van synthese en secretie van schildklierhormonen; LH is de belangrijkste stimulator van ovulatie en vorming van het gele lichaam in de eierstokken, groei van interstitiële cellen in de teelballen, synthese van oestrogenen, progestagenen en gonadale androgenen; FSH veroorzaakt een versnelling van de groei van ovariële follikels, sensibiliseert ze voor de werking van LH en activeert ook spermatogenese; STG, dat op stimulerende wijze werkt voor leverafscheiding van somatomedines, bepaalt de lineaire groei van het lichaam en anabole processen; LTG bevordert de manifestatie van de werking van gonadotropines.

Er moet ook worden opgemerkt dat de tropische hormonen van de hypofyse, die het effect ervan als regulatoren van de functies van de perifere endocriene klieren laten zien, vaak een direct effect kunnen hebben. Dus, ACTH als de belangrijkste regulator van de synthese van glucocorticoïden geeft bijvoorbeeld een aantal extrarenale effecten, in het bijzonder lipolytische en melanocytstimulerende.

Hormonen van oorsprong van de hypothalamus-hypofyse, d.w.z. Eiwit-peptide, verdwijnen zeer snel uit het bloed. De periode van hun halfwaardetijd is niet langer dan 20 minuten en duurt in de meeste gevallen 1-3 minuten. Eiwit-peptidehormonen hopen zich snel op in de lever, waar ze intensief worden afgebroken en geïnactiveerd door specifieke peptidasen. Dit proces kan worden waargenomen in andere weefsels, evenals in het bloed. Metabolieten van proteïne-peptidehormonen zijn blijkbaar hoofdzakelijk afgeleid in de vorm van vrije aminozuren, hun zouten en kleine peptiden. Ze worden in de eerste plaats uitgescheiden met urine en gal.

Hormonen hebben vaak een redelijk uitgesproken tropisme van fysiologische actie. ACTH werkt bijvoorbeeld op cellen van de bijnierschors, vetweefsel, zenuwweefsel; gonadotrofinen - op de cellen van de geslachtsklieren, de hypothalamus en een aantal andere structuren, d.w.z. Organen, weefsels en doelwitcellen. Hormonen van de hypofyse en hypothalamus hebben een breed scala aan fysiologische effecten op cellen van verschillende typen en op verschillende metabole reacties in dezelfde cellen. De structuur van het lichaam volgens de mate van afhankelijkheid van hun functies op de werking van deze of andere hormonen is verdeeld in hormoonafhankelijk en hormoongevoelig. Als de eerste volledig door de aanwezigheid van hormonen tijdens de volledige differentiatie en functioneren van de cellen gormonchuvstvitelnye duidelijk hun fenotypische kenmerken en zonder overeenkomstig hormoon, de mate van verwezenlijking waarvan wordt gemoduleerd door ze in een ander bereik en wordt bepaald door de aanwezigheid van specifieke receptoren in de cellen.

De interactie van hormonen met overeenkomstige receptoreiwitten wordt verlaagd tot niet-covalente, reversibele binding van hormoon en receptormoleculen, als gevolg de vorming van specifieke eiwit-ligand complexen die meerdere hormonale effecten in de cel omvatten. Als het receptoreiwit er niet in voorkomt, is het resistent tegen de werking van fysiologische concentraties van het hormoon. Receptoren zijn noodzakelijk perifere leden corresponderende endocriene functie bepaalt de gevoeligheid van de oorspronkelijke fysiologische hormoon-reagerende cellen, bijv. E. De mogelijkheden en de intensiteit van het ontvangen, realisatie en uitvoering hormoon synthese in de cel.

De effectiviteit van hormonale regulatie van cellulair metabolisme wordt bepaald door zowel de hoeveelheid actief hormoon die de doelwitcel binnenkomt als door het niveau van receptorinhoud daarin.