Н. Н. Алипова, канд биол наук О. В. Левашова и канд биол наук М. С. Морозовой под редакцией акад. П. Г. Костюка москва «мир» 1996 ббк 28. 903 Ф50

Вид материала

Документы

Содержание 17.3. Система передней доли гипофиза Ацидофильные клетки Гормоны аденогипофиза Гландотропные гормоны Эффекторные гормоны Гландотропные гормоны. Глава 17. эндокринология 393 Эффекторные гормоны. Регуляция секреции аденогипофиза 394 Часть iv. процессы нервной и гуморальной регуляции Лг-рг (лг/фсг-рг) Ишибирующие гормоны Прл-иг (пиф) Факторы, влияющие иа образование гипоталамическнх гормонов. Гормон роста Влияние на рост. Глава 17. эндокринология 395 Метаболические эффекты. Патофизиологические аспекты. Часть iv. процессы нервной и гуморальной регуляции ... Полное содержание

Подобный материал:

• Приглашение и программа разнообразие почв и биоты северной и центральной азии, 521.14kb.
• М. А. Ляшко доц., канд физ мат наук; Т. Н. Смотрова доц., канд, 2299.13kb.
• Современные направления развития физической культуры, спорта и туризма, 4493.6kb.
• Отчет о проведении Международной научной конференции-семинара «Современные методы психологии», 97.76kb.
• Образовательная программа дошкольного образования Москва «Просвещение», 5670.3kb.
• Пособие для врачей и среднего медицинского персонала Минск, 5480.63kb.
• Ббк 63. 3(0) Н72, 4378.93kb.
• Тезисы докладов, 4290.75kb.
• Строительные нормы и правила нагрузки и воздействия сниП 01. 07-85* министерство строительства, 1162.86kb.
• Ббк 63. 3(0) Н72, 5546.58kb.

17.3. Система передней доли гипофиза

В эмбриогенезе передняя доля гипофиза образуется из выроста крыши первичной ротовой полости, называемого карманом Ратке. В процессе эмбрионального развития вырост перемещается внутрь черепа. Это имеет определенное патофизиологическое значение в связи с тем, что кусочки эмбриональной ткани нередко остаются на пути от первичной ротовой полости к конечному месту расположения в турецком седле и в течение последующей жизни могут дать начало опухоли. Формируясь как эктодермальная, а не нейроэндокринная структура, передняя доля гипофиза имеет характер железистого эпителия, откуда и происходит ее название - аденогипофиз. Аденогипофиз не связан нервными путями с центральной нервной системой, и его функциональная активность полностью регулируется нейрогормонами (с. 393). С

помощью простых гистологических методов можно выявить три типа клеток в аденогипофизе. Ацидофильные клетки поглощают кислые красители, базофильные клетки - основные красители, а нейтрофилъные (хромофобные) клетки практически не прокрашиваются никакими красителями.

Гормоны аденогипофиза

Согласно общепринятым представлениям, передняя доля гипофиза вырабатывает шесть гормонов. С названиями этих гормонов может возникать изрядная путаница, поэтому все они приведены в табл. 17.1.

Таблица 17.1. Гормоны аденогипофиза
Сокращенное название	Полное название	Орган-мишень
Гландотропные гормоны
АКТГ	Адренокортикотропный гормон (кортикотропин)	Кора надпочечников
ТТГ	Тиреотропный гормон (тиреотропин)	Щитовидная железа
ФСГ	Фолликулостимулирующий гормон	Гонады
ЛГ	Лютеинизирующий гормон	Гонады
(ФСГ и ЛГэто два гонадотропина)
Эффекторные гормоны
ГР	Гормон роста (соматотропный гормон) Пролактин	Все клетки тела Многие клетки тела (молочные железы, гонады)

Гландотропные гормоны. Органами-мишенями четырех гормонов аденогипофиза служат эндокринные железы, поэтому их называют гландотропными гормонами. Как правило, эти гормоны стимулируют активность желез. Один их таких органовмишеней -щитовидная железа, активность которой стимулируется тиреотропным гормоном (ТТГ), называемым также тиреотропином. Аналогичным образом гипофизарный гормон, стимулирующий другую периферическую железу - кору надпочечников, называется адренокортикотропным гормоном или кортикотропином (АКТГ). Два остальных гландотропных гормона повышают активность гонад и называются поэтому гонадотропными гормонами или гонадотропинами. Один из них стимулирует созревание фолликулов в яичниках и называется фолликулостимулирующим гормоном (ФСГ). Другой гормон вызывает разрыв фолликула, овуляцию

ГЛАВА 17. ЭНДОКРИНОЛОГИЯ 393

и образование желтого тела, поэтому он получил название лютеинизирующего гормона (ЛГ). Оба этих гормона, получившие свои названия по функциям, которые выполняют у женщин, имеются и у мужчин. ФСГ играет у мужчин важную роль в созревании спермы, а ЛГ стимулирует синтез тестостерона в интерстициальных клетках Лейдига. Одно время считали, что синтез тестостерона стимулируется отличным от ЛГ гормоном, которому дали название «интерстициальные клетки стимулирующий гормон» (ИКСГ), но теперь уже очевидно, что последний идентичен ЛГ. ТТГ, ЛГ и ФСГ - гликопротеины, т.е. содержат углеводные остатки.

Эффекторные гормоны. Помимо указанных четырех гландотропных гормонов передняя доля гипофиза вырабатывает еще два гормона, которые действуют не на отдельные железы, а на системы органов или даже на весь организм в целом. Один из этих гормонов -гормон роста (ГР), называемый также соматотропным гормоном (СТГ, соматотропин). Второй гормон - пролактин; как следует из названия, он участвует в лактации, однако его специфические рецепторы найдены не только в молочных железах, но и в ряде других органов. Каково действие пролактина на эти органы, пока неизвестно. У крыс пролактин обладает лютеотропным действием, поэтому раньше его называли лютеотропным гормоном. Но поскольку у человека он таким действием не обладает, это название лучше не употреблять.

Регуляция секреции аденогипофиза

Рилнзинг-гормоны и ингибирующие гормоны. Хотя клетки аденогипофиза не имеют иннервации со стороны центральной нервной системы, их активность регулируется одной из структур этой системы - гипоталамусом. В нервных клетках гипоталамуса вырабатываются определенные веществаносители химической информации, которые при активации клеток высвобождаются из терминалей аксонов в срединном возвышении (eminentia mediana). Терминали аксонов этих клеток находятся в близком соседстве со специализированной сосудистой системой - воротной системой гипофиза, связывающей гипоталамус и гипофиз. По ней химические посредники, выделяемые гипоталамическими нейронами, транспортируются в переднюю долю гипофиза. В гипофизе они вызывают либо высвобождение гипофизарного гормона и тогда называются рилизинг-факторами (РФ) или рилизинггормонами (РГ), либо угнетение его секреции и тогда называются ингибирующими факторами или гормонами (ИГ). По другой номенклатуре рилизинг-факторы (-гормоны) называют либеринами, а ингибирующие факторы (гормоны) -статинами

(см. табл. 17.2; рис. 17.10). До недавнего времени считали, что секрецию каждого тропного гормона стимулирует свой специфический рилизинг-гормон, и это представление нашло свое отражение в названии гормонов: тиреотропин-рилизинг-гормон (ТРГ), Kopmuкomponuн-рилизинг-гормон (КРГ), рилизинг-гормон лютеинизирующего гормона (ЛГ-РГ), рилизинг-гормон фолликулостимулирующего гормона (ФСГ-РГ). Однако теперь установлено, что регуляция тропных гормонов очень сложна. Показано, в частности, что выделенный из гипоталамуса декапептид стимулирует секрецию и ЛГ, и ФСГ, поэтому рилизинг-гормон, названный ранее ЛГ-РГ, теперь называется гонадотропин-рилизинг-гормоном (ГТРГ). Секреция двух эффекторных гормонов - гормона роста и пролактина-регулируется более чем одним гормоном. Секреция ГР контролируется рилизинг-гормоном (ГР-РГ) и ингибирующим гормоном (ГР-ИГ). Когда впервые была описана структура ГР-ИГ, автор дал ему название сомаmocmamuн [20]. Что касается пролактина, то давно было известно, что его секреция контролируется гипоталамическим пролактин-ингибирующим гормоном, или фактором (ПИФ). ПИФ необычен тем, что это не пептид, а биогенный амин-дофамин. Он сильно подавляет секрецию пролактина; наряду с ним важную роль в регуляции секреции пролактина играют, вероятно, и пептиды (с. 396).

Рис. 17.10. Основные принципы регуляции секреции аденогипофизарных гормонов (нижние прямоугольники) со стороны гипоталамуса (верхний прямоугольник). Обозначения см. в табл. 17.1 и 17.2. Каждый из четырех тройных гормонов—Л Г, ФСГ, АКТГ и ТТГ-имеет только один орган-мишень, причем во всех случаях этими органами служат железы. Два других гормона-пролактин и гормон роста-действуют на клетки многих органов. Роль ПОМК-клеток, вырабатывающих АКТГ, описана на с. 400. Секреция всех гормонов аденогипофиза регулируется нейрогормонами гипоталамуса. ВИП-вазоактивный интестинальный полипептид, ДА-дофамин

394 ЧАСТЬ IV. ПРОЦЕССЫ НЕРВНОЙ И ГУМОРАЛЬНОЙ РЕГУЛЯЦИИ

ТРГ	Тиреотропин-рилизинг-гормон	Тиреолиберин	ттг
ЛГ-РГ (ЛГ/ФСГ-РГ)	Рилизинг-гормон лютеинизирующего гормона	Люлиберин (гонадолиберин)	ЛГ и ФСГ
КРГ	Кортикотропин-рилизинг-гормон	Кортиколиберин	АКТГ
ГР-РГ	Рилизинг-гормон гормона роста	Соматолиберин	ГР
ПРЛ-РГ	Рилизинг-гормон пролактина	Пролактолиберин	ПРЛ
Ишибирующие гормоны
ГРИГ	Ингибирующий гормон гормона роста	Соматостатин	ff
ПРЛ-ИГ (ПИФ)	Ингибирующий гормон (фактор) пролактина	Пролактостатин	ПРЛ
1) Термин «гормон» используется для обозначения веществ, химическая структура которых известна, «фактор»-для веществ, структура которых неизвестна, но физиологические эксперименты указывают на их существование.- Прим. ред.

Факторы, влияющие иа образование гипоталамическнх гормонов. Нейроны гипоталамуса, вырабатывающие рилизинг-гормоны и ингибирующие гормоны, иннервированы многочисленными интраи экстрагипоталамическими нейронами. Наиболее сильные импульсы поступают из среднего мозга через норадренергические, адренергические и серотонинергические нейроны, а также из лимбических структур, особенно из миндалевидного ядра и гиппокампа. Эта иннервация позволяет интегрировать внешние и внутренние воздействия (главным образом через средний мозг) и эмоциональные стимулы (главным образом через лимбические структуры) с нейроэндокринной регуляцией. В свою очередь средний мозг и лимбические структуры получают афферентные сигналы из гипоталамуса, в результате чего происходит реципрокный обмен информацией. Образование рилизинг-гормонов и ингибирующих гормонов тоже регулируется по принципу обратной связи и зависит от концентрации гипофизарных гормонов или результата их действия.

Гормон роста

Секреция гормона роста. Образование и секрецию гормона роста регулируют гипоталамический рилизинг-гормон и соматостатин. Высвобождение ГР вызывают многие физиологические стимулы. До сих пор неясно, как в основном осуществляется их действие - посредством повышения секреции ГР-РГ или подавления секреции соматостатина. К факторам, повышающим секрецию ГР, относятся гипогликемия голодания, определенные виды стресса и особенно интенсивная физическая работа. Гормон выделяется также во время глубокого сна. Кроме того, гипофиз эпизодически секретирует большие количества ГР в отсутствие стимуляции. Чтобы оценить концентрацию ГР в крови, необходимо

знать условия его выделения. Как и для многих других гормонов, однократное определение концентрации ГР не всегда отражает истинную ситуацию, поскольку его секреция может носить эпизодический характер.

Влияние на рост. Хотя о действии ГР еще многое неизвестно, совершенно очевидно, что он необходим для нормального физического развития ребенка. В физиологических условиях секреция ГР, как и многих других гормонов, носит эпизодический характер. У детей количество ГР, секретируемое 3-4 раза в течение дня, как и общее количество его, выделяющееся во время глубокого ночного сна, значительно больше, чем у взрослых; с возрастом секреция ГР уменьшается.

В организме ГР выполняет многочисленные и разнообразные функции. Довольно долго исследователи не могли объяснить причину расхождения результатов, получаемых in vitro и in vivo. В условиях in vivo ГР стимулирует образование хрящевой и мышечной ткани, способствуя таким образом росту тела. Однако в условиях in vitro при инкубации с хрящевой или мышечной тканью ГР таким действием не обладает. Оказалось, что стимулирующее действие ГР не является прямым, а связано с образованием факторов, выделяемых печенью. Этими факторами служат соматомедины, образующиеся в печени под действием ГР (рис. 17.11). Действие выделяемых печенью соматомединов на хондроциты состоит в том, что они способствуют поглощению неорганических ионов сульфата растущим хрящом и костными клетками. В связи с этим выделяемый печенью фактор вначале был назван сульфатирующим фактором. Вскоре после этого появилось сообщение о том, что в крови содержится вещество, которое, подобно инсулину, вызывает снижение уровня сахара в крови, но в отличие от инсулина продолжает секретироваться даже при очень низком содержании глюкозы. Это

ГЛАВА 17. ЭНДОКРИНОЛОГИЯ 395

Рис. 17.11. Действие гормона роста и регуляция его секреции соматотропин-рилизинг-гормоном и соматостатином. Гормон роста непосредственно стимулирует гпикогенолиз и липолиз, а также образование соматомединов в печени. Действуя по механизму обратной связи на гипоталамус, соматомедины замыкают цепь. На периферии они стимулируют рост хряща и костей, а также синтез белка и деление клеток

вещество получило название «неподавляемая инсулин-подобная активность», а после того, как было установлено, что его образование возрастает под действием ГР, это название было заменено на инсулин-подобный ростовой фактор. Теперь уже очевидно, что среди этих факторов (а их существует несколько) наиболее важны те вещества, что ранее получили название «соматомедины»; именно они опосредуют ростовой эффект ГР [19, 25, 36]. Основной среди соматомединов-это соматомедин С, который во всех клетках тела повышает скорость синтеза белка, что в свою очередь приводит к стимуляции деления клеток.

Метаболические эффекты. Гормон роста может действовать на различные клетки и непосредственно. Так, например, он вызывает мобилизацию жирных кислот из жировой ткани, способствуя уменьшению жировых запасов и поступлению в кровь дополнительного энергетического материала. Что касается действия ГР на углеводный обмен, то оно включает два кажущихся противоположными эффекта. Приблизительно через 1 ч после введения ГР уровень глюкозы в крови снижается, что отражает инсулин-подобное действие соматомедина С [19]. Однако затем наблюдается противоположный эффект: в результате прямого действия на отложения жира и гликогена [3, 11] ГР вызывает их мобилизацию и превращение в глюкозу. Одновременно ГР ингибирует поглощение глюкозы клетками и, таким образом, вызывает отложенное во времени повышение уровня глюкозы в крови, иными словами,

оказывает диабетогенное действие. В хондроцитах также имеются рецепторы ГР, и это свидетельствует о том, что ГР действует на хрящевую и костную ткани не только при участии соматомединов. но и непосредственно [23, 25].

Патофизиологические аспекты. Дети с недостаточностью гормона роста развиваются в «нормальных» карликов-людей очень маленького роста, но нормального телосложения. Применяемые в качестве лекарственных препаратов ГР и ГР-РГ (последний недавно стал доступен) вызывают определенное ускорение роста. Нередко дефицит ГР сопряжен с общим нарушением функциональной активности гипофиза-пангипопитуитаризмом; в этих случаях бывают нарушены и другие процессы, связанные с гипофизарным контролем. Симптомы недостаточности ГР у взрослых людей пока неизвестны. Важная роль соматомедина С как медиатора действия ГР хорошо видна на примере пигмеев. В среднем содержание ГР у этих людей находится в границах нормы, но в результате наследственной мутации у них не образуется соматомедин С, и это, вероятно, служит причиной их маленького роста.

Сравнительно часто гипофизарные клетки, вырабатывающие ГР, перерождаются и образуют доброкачественные опухоли, секретирующие большие количества ГР. Если аденома развивается в детском возрасте, ребенок растет быстрее обычного вплоть до наступления половой зрелости, когда повышение секреции половых гормонов (с. 832) приводит к остановке роста костей за счет окостенения эпифизарного хряща на концах костей. Этот вид патологии называется гигантизмом.

У взрослых опухоль, секретирующая ГР, не может вызвать дальнейшего роста костей в связи с окостенением эпифизарного хряща под действием половых гормонов (с. 832). Однако рост оконечностей тела (главным образом ушей, носа, подбородка, пальцев и зубов) может продолжаться. Такой вид патологии носит название акромегалия [33]. Аппозиционный рост костей при акромегалии продолжается, в связи с чем образуются костные наросты (экзостозы), а сами кости выглядят очень массивными. Органы пищеварительного тракта (язык, желудок, кишечник) также увеличиваются в размерах. Поскольку ГР, как уже отмечалось, является антагонистом инсулина, больные акромегалией склонны к развитию гипергликемии и латентного метаболического диабета. Такое состояние приводит к длительному повышению секреторной активности бета-клеток и в некоторых случаях к полному их истощению, вследствие чего уровень сахара в крови остается повышенным и развивается сахарный диабет. Этот эффект можно снять путем удаления опухоли, а у некоторых больных-терапевтическим путем. В то же время уже развившиеся соматические изменения носят необратимый характер.

Пролактин

В ходе эволюции функции пролактина изменялись, но всегда были связаны с размножением. Почти все эффекты этого гормона так или иначе направлены на биохимическое обеспечение питания потомства, а следовательно, на сохранение вида. Основным органом-мишенью пролактина служат молочные железы. У человека пролактин индуци-

396 ЧАСТЬ IV. ПРОЦЕССЫ НЕРВНОЙ И ГУМОРАЛЬНОЙ РЕГУЛЯЦИИ

рует и поддерживает лактацию (галактопоэз). Рецепторы пролактина обнаружены также почти во всех остальных органах тела, но характер действия пролактина на эти органы неизвестен.

Регуляция секреции пролактина. Пролактин вырабатывают лактотрофные клетки гипофиза; механизм контроля его секреции чрезвычайно сложен. Синтез и секреция пролактина регулируются в основном по принципу угнетения пролактинингибирующим фактором (ПИФ), образующимся в нейронах гипоталамуса. В настоящее время уже известно, что этим фактором служит биогенный амин-дофамин [31, 34, 44]. В базальном отделе гипоталамуса имеются дофаминергические клетки, отростки которых заканчиваются в срединном возвышении на сосудах воротной системы, в результате чего секреция пролактина гипофизом находится в состоянии тонического угнетения. Когда секреция дофамина гипоталамусом прекращается, в отсутствие его угнетающего действия возрастает концентрация пролактина в крови.

Недавно было высказано предположение, что снятие угнетающего действия дофамина на лактотрофные клетки в результате прекращения его выделения гипоталамусом не является основным механизмом, ответственным за повышение секреции пролактина. Установлено, что гипоталамус высвобождает в воротную систему гипофиза множество пептидов, способных стимулировать секрецию пролактина гипофизом. Все эти пептиды могли бы выполнять роль пролактин-рилизинг-факторов или гормонов. К числу таких веществ относятся тиреотропин-рилизинг-гормон (ТРГ), вазоактивный интестинальный полипептид (ВИП) (с. 742) и ан-

гиотензин II (с. 538), а также, вероятно, эндогенный опиоидный пептид ß-эндорфин [44]. Физиологическая роль пептидов, стимулирующих секрецию пролактина, пока неясна. Наконец, синтез и секрецию пролактина непосредственно стимулируют эстрогены, присутствующие в крови, поэтому повышение концентрации эстрогенов в плазме вызывает гиперпролактинемию.

Действие пролактина. При оптимальном гормональном балансе (нормальной концентрации кортизола, инсулина и тиреоидных гормонов) повышение содержания пролактина в крови индуцирует и поддерживает образование молока в молочных железах самок. Сама железа не вырабатывает никакого гормона, способного замыкать в гипоталамусе цепь отрицательной обратной связи, и эту роль выполняет пролактин. Повышение концентрации пролактина приводит к выделению дофамина, который в свою очередь угнетает секрецию пролактина. На рис. 17.12 приведена сильно упрощенная схема гипоталамо-гипофизарно-периферической регуляции секреции пролактина. Раздражение многочисленных механорецепторов сосков передается через цепь афферентных волокон в гипоталамус и вызывает выделение одного или нескольких видов пролактин-рилизинг-гормонов, стимулирующих секрецию пролактина. Возможно также, что при механическом раздражении сосков тормозится выделение дофамина из гипоталамуса и, таким образом, блокируется саморегулирующее действие пролактина, но пока это до конца не ясно. В норме данный механизм играет подчиненную роль, но при отнятии младенца от груди приобретает важное значение (с. 837).

ГЛАВА 17. ЭНДОКРИНОЛОГИЯ 397

Патофизиологические аспекты. Результаты опытов на животных позволяют предположить, что выделяемый гипоталамусом дофамин угнетает также клетки, секретирующие ЛГ-РГ, поскольку при активации дофаминергических клеток в гипоталамусе секреция ЛГ-РГ уменьшается. Соответственно и секреция ЛГ и ФСГ гипофизом падает ниже нормы (очевидно, за счет угнетения эпизодической секреции; с. 831), что приводит к нарушению менструального цикла. Такое состояние называется лактогенной аменореей. Достаточно хорошо этот механизм работает только у часто кормящих матерей: если младенец питается не только грудным молоком, то этот механизм не обеспечивает матери контрацептивной защиты.

Серьезным видом патологии является гиперпролактинемическая аменорея. Сравнительно часто у женщин спонтанно развивается доброкачественная аденома гипофиза, клетки которой секретируют большие количества пролактина. Как правило, эти клетки сохраняют чувствительность к дофамину, но, по-видимому, не находятся под гипоталамическим контролем, осуществляемым через воротные вены, поскольку снабжение их кровью происходит целиком через гипофизарные артерии. Высокая концентрация пролактина в крови нередко вызывает лактацию, которая у некормящих женщин называется галактореей. Посредством механизма обратной связи пролактин стимулирует дофаминергические нейроны гипоталамуса, и в норме этот эффект противодействует избыточной секреции пролактина. Но тот дофамин, который поступает из гипоталамуса в гипофиз, не достигает опухолевых клеток, поэтому их активность не подавляется. В то же время избыток дофамина угнетает дофаминергические нейроны, секретирующие ЛГ-РГ, что приводит к подавлению секреции ЛГ-РГ, нарушению циклической активности и развитию аменореи. Это нарушение легко снимается введением агонистов дофамина, которые через общую систему кровообращения могут достигать опухолевых клеток гипофиза, секретирующих пролактин, и подавлять их секреторную активность. После нормализации секреции пролактина всегда нормализуется и половой цикл.

Тоническое угнетение дофамином секреции пролактина имеет еще один важный фармакологический аспект. Многие лекарства (очень часто психотропного действия) блокируют рецепторы дофамина, образуя с ними неактивный комплекс, неспособный запускать те внутриклеточные механизмы, которые активируются комплексом рецептора с самим дофамином. Такие вещества называют антагонистами дофамина, поскольку они препятствуют его действию, конкурируя с ним за рецепторы. Именно такой эффект и требуется от этих препаратов, но одновременно он приводит и к повышению секреции пролактииа, следствием чего могут быть галакторея и аменорея.