מנגנון הפעולה של הורמונים של יותרת המוח וההיפותלמוס

תהליך הרגולציה הורמונליים מתחיל עם סינתזה הפרשת הורמונים בבלוטות אנדוקריניות. הם קשורים זה בזה מבחינה פונקציונלית ומייצגים שלמות אחת. ביוסינתזה של הורמונים בתאים מיוחדים, מתרחשת באופן ספונטני הוא קבועה גנטי. בקרה גנטית של ביוסינתזה של רוב הורמוני חלבון פפטיד, במיוחד adenogipofizotropnyh בצע ביותר ישירות מבשר הורמון polysomes, או ברמת ה- mRNA של היווצרות ההורמון, ואילו ביוסינתזה של הורמוני ההיפותלמוס מושגת על ידי ההיווצרות של mRNA של אנזימים המסדיר צעדים שונים של יצירת הורמון, t ה. מתרחשת סינתזה חוץ-ביזומלית. גיבוש של המבנה העיקרי של הפפטיד בחלבון-הורמון - תוצאה ישירה של התרגום של רצפי נוקליאוטידים של mRNA בהתאמה מסונתז על אזורים פעילים של הגנום של תאים מייצרי הורמון. המבנה של רוב ההורמונים או מבשרי החלבון שלהם יצר polysomes במערכת הכוללת של ביוסינתזה חלבון. האפשרות של תרגום mRNA וסינתזה של ההורמון או למבשריה הספציפי עבור מכשיר גרעיני polysomes סוג תא מסוים. לפיכך, הורמון הגדילה הוא מסונתז פרולקטין יותרת המוח הקדמי אאוזינופילים הקטן - ב eosinophilic הגדול, ואת גונדוטרופין - בתאים בזופילים ספציפיים. קצת אחרת ביוסינתזה של TRH ו- LH-RH בתאים של ההיפותלמוס. פפטידים אלו אינם נוצרו מטריצה על polysomes mRNA ואת החלק המסיס של הציטופלסמה תחת השפעת מערכות synthetase המתאימות.

תרגום ישיר של חומר גנטי במקרים של בידוד של רוב הורמוני פוליפפטיד מוביל לעתים קרובות להיווצרות של מבשרי פעילות נמוכה - פוליפפטיד מראש הורמונים (prehormones). ביוסינתזה של הורמון פוליפפטיד מורכב משני שלבים שונים: סינתזה ריבוזומלית של מבשר לא פעיל על המטריצה mRNA שלאחר היווצרות translational של ההורמון הפעיל. השלב הראשון ממשיך בהכרח בתאי אדנוהיפופיזה, השני יכול להתבצע גם מחוץ לה.

הפעיל פוסט-translational של מקדמי הורמונים אפשריים בשתי דרכים: על ידי מולקולות שפלות אנזימטי רב שלבית לשדר krupnomolekulyarnyh מבשר עם הפחתה בגדלים של המולקולות ו-מופעל הורמון עקב תת-יחידות פרו-הורמון עמותת nonenzymatic מולקולות בגודל גדלת הורמון activatable.

במקרה הראשון, הפעלה פוסט-טרנסלציונית אופיינית ל- ACTH, beta-lipotropin ובמקרה השני של הורמוני גליקופרוטין, ובמיוחד גונדוטרופינים ו- TSH.

הפעלה רצופה של הורמון חלבונים-פפטידים יש משמעות ביולוגית ישירה. ראשית, תוך הגבלת ההשפעות ההורמונליות במקום החינוך; שנית, התנאים האופטימליים ניתנים עבור ביטוי של השפעות רגולטוריות polyfunctional עם שימוש מינימלי של חומר גנטי ובנייה, וגם התחבורה הסלולארית של ההורמונים הוא הקל.

שחרור ההורמונים מתרחש, באופן כללי, באופן ספונטני, ולא ברציפות ובאופן שווה, אלא באופן אימפולסיבי, במנות נפרדות נפרדות. הסיבה לכך נובעת, ככל הנראה, מן האופי המחזורי של תהליכי הביוסינתזה, התצהיר הבין-תאי והובלת ההורמונים. בתנאים פיזיולוגיים, תהליך הפרשת חייב לספק רמה בסיסית מסוימת של הורמונים בנוזל במחזור. תהליך זה, כמו ביוסינתזה, נשלט על ידי גורמים ספציפיים. הפרשת הורמוני יותרת המוח נקבעת בעיקר על ידי ההורמונים המשחררים של ההיפותלמוס ורמת ההורמונים המסתובבים בדם. היווצרותם של הורמונים משחררים את ההיפותלמוס עצמם תלויה בהשפעה של נוירוטרנסמיטרים של הטבע האדרנרגי או הכולינרגי, כמו גם את הריכוז של הורמוני המטרה בדם.

הביוסינתזה וההפרשה קשורים זה בזה באופן הדוק. האופי הכימי של ההורמון והמנגנונים הספציפיים של ההפרשה שלו קובעים את מידת הצמידה של תהליכים אלה. לכן, אינדיקטור זה הוא המקסימום במקרה של הפרשת הורמונים סטרואידים, אשר מתפזרים באופן חופשי באופן חופשי דרך ממברנות התא. גודל הצמידה של ביוסינתזה והפרשת הורמוני חלבונים ופפטידים וקטכולאמינים הוא מינימלי. הורמונים אלה משוחררים מן גרגרי הפרשה הסלולר. מיקום ביניים על מחוון זה הוא תפוס על ידי הורמוני בלוטת התריס, אשר מופרשים על ידי שחרורם של טופס מחויב חלבון.

לכן, יש להדגיש כי הסינתזה וההפרשה של ההורמונים של יותרת המוח וההיפותלמוס מתבצעים במידה מסוימת בנפרד.

האלמנט המבני והפונקציונלי העיקרי של תהליך ההפרשה של הורמוני חלבונים-פפטידים הוא גרגירים או שלפוחיות. אלה הן תצורות מורפולוגיות מיוחדות של צורה ביצית בגדלים שונים (100-600 ננומטר), מוקף בקרום ליפופרוטאין דק. גרגרי הפרשה של תאים מייצרים הורמונים נובעים מן קומפלקס Golgi. מרכיביו מוקפים prohormone או הורמון, ויוצרים כדורים בהדרגה, אשר יש מספר פונקציות קשורות זה בזה במערכת של תהליכים אחראים על הפרשת הורמונים. הם יכולים להיות האתר של הפעלת prohormones פפטיד. הפונקציה השנייה כי גרגרי לבצע אחסון של הורמונים בתא עד גירוי הפרשה ספציפית נחשף. שקע גלולת קרום מגביל הורמונים בציטופלסמה ומגן הורמונים מן הפעולה של אנזימים ציטופלסמית מסוגלים inactivating אותם. חומרים ספציפיים יונים הכלול גרגרי יש משמעות מסוימת במנגנונים של בתצהיר. אלה כוללים חלבונים, נוקליאוטידים, יונים, שמטרתם העיקרית היא היווצרותם של קומפלקסים שאינם קוולנטיים עם הורמונים ומניעת חדירתם דרך הממברנה. יש גרגרי הפרשה נוספת באיכות מאוד חשובה - היכולת לעבור לפריפריה של התא ומעבר הורמונים אלה המופקדים על הממברנה. התנועה של גרגרי מתבצעת בהשתתפות אברונים תאיים - microfilaments (ננומטר בקוטר 5), בנוי אקטין חלבון, ו microtubes חלול (בקוטר 25 ננומטר) המורכב ממכלול של טובולין חלבונים התכווצות ו dynein. במידת הצורך, המצור של תהליכי הפרשה נפוץ תרופות להרוס או microfilaments ניתוק microducts (cytochalasin B, קולכיצין, vinblastine). התחבורה הבין-תאית של גרגירים דורשת את צריכת האנרגיה ואת נוכחותם של יונים סידן. גרגרים קרומיים ממברנות פלזמה כאשר השתתפות סידן באים במגע אחד עם השני, ואת הסוד משתחרר לחלל תאיים דרך "החור" מיוצר בקרום התא. תהליך זה נקרא exocytosis. גרגירים הרוסים יכולים במקרים מסוימים לשחזר ולהחזיר לציטופלסמה.

נקודת התחלה בתהליך של הפרשת הורמוני חלבון פפטיד גדלה היווצרות של AMP (cAMP), וגדילת ריכוזים תאיים של יוני סידן אשר לחלחל דרך הממברנה הפלזמה ומעוררת מעבר גרגרי הורמונלית על קרום התא. התהליכים המתוארים לעיל הם regulated הן intracellularly ו extracellularly. אם פונקצית gormonprodutsiruyuschei רגולציה עצמית רגולציה התאית של תאי בלוטת יותרת המוח וההיפותלמוס מוגבלת במידה רבה, הבקרות במערכת לאפשר פעילות התפקודית של בלוטת יותרת המוח ואת ההיפותלמוס בהתאם למצב הפיזיולוגי של האורגניזם. הפרה של תהליכים רגולטוריים יכול להוביל פתולוגיה רצינית של פונקציות בלוטת, וכתוצאה מכך, של האורגניזם כולו.

השפעות רגולטוריות ניתן לחלק את מגרה ומעכב. בלב כל התהליכים הרגולטוריים הוא עקרון המשוב. המקום המוביל בהזמנת תפקודים הורמונליים של בלוטת יותרת המוח שייך למבנים של מערכת העצבים המרכזית, ובראש ובראשונה ההיפותלמוס. לפיכך, המנגנונים הפיזיולוגיים השולטים על פעילות בלוטת יותרת המוח ניתנים לחלוקה לעצב ולהורמונים.

בהתחשב בתהליכים סינתזה של רגולציה הפרשת ההורמונים של בלוטת יותרת המוח, זה צריך קודם כל הצבע על ההיפותלמוס עם יכולתה לסנתז ולהפריש neurohormones - שחרור הורמונים. כפי שצוין, את הרגולציה של הורמונים adenohypophyseal מתבצעת בעזרת שחרור הורמונים מסונתז גרעינים מסוימים של ההיפותלמוס. אלמנטים התא הקטן של מבנים היפותלמיים אלה יש נתיבים מוליכים כי ליצור קשר עם כלי הרשת נימי העיקרי, שדרכו הורמונים משחררים לפעול, להגיע לתאים אדנוהיפופיזה.

בהתחשב ההיפותלמוס כמרכז נוירואנדוקריניים, t. E. כמו המקום של טרנספורמציה אות הורמונלי ספציפית דחף עצבי, ספק אשר משחררים הורמונים, מדענים בוחנים את האפשרות להשפיע מערכות מתווך שונות ישירות על תהליכי סינתזת הורמונים והפרשות adenogipofizarnyh. בעזרת טכניקות הדרכה מתקדמות, חוקרים מצאו, למשל, את התפקיד של דופמין בויסות הפרשת מספר ההורמון הטרופי של adenohypophysis. במקרה זה, דופמין פועל לא רק כשליח עצבי, מזמין פונקציה ההיפותלמוס, אלא גם משחרר הורמון מעורב בויסות תפקוד יותרת המוח הקדמי. נתונים דומים התקבלו עבור נוראפינפרין, אשר מעורב בשליטה של הפרשת ACTH. עובדה של שליטה כפולה על הסינתזה וההפרשה של הורמונים-יותרת יותרת המוח. הנקודה הבסיסית של היישום של נוירוטרנסמיטרים שונים במערכת הרגולציה של ההיפותלמוס הורמונים משחררים ההיפותלמוס הם המבנים בהם הם מסונתזים. כיום, הספקטרום של חומרים פעילים פיזיולוגית המעורבים בוויסות נוירו-הורמונים היפותלמיים הוא רחב למדי. נוירוטרנסמיטורים קלסי זה טבע אדרנרגיים ו כולינרגית, מספר חומצות אמינו, חומרים עם פעולה מורפיום דמוי - אנדורפינים ואנקפלינים. חומרים אלה הם החוליה המרכזית בין מערכת העצבים המרכזית לבין המערכת האנדוקרינית, אשר בסופו של דבר מבטיחה את האחדות שלהם בגוף. פעילות פונקציונלית של התאים נוירואנדוקרינית ההיפותלמית ניתן לשלוט ישירות על ידי חלקים שונים של המוח בעזרת הדחפים העצביים בא דרך דרכים שונות.

לאחרונה ב Neuroendocrinology יש בעיה נוספת - חקר את התפקיד הפונקציונלי של הורמונים משחררים, אשר מרוכזים מבני CNS אחרים, מחוץ ההיפותלמוס, ולא קשור ישירות פונקציות adenogipofizarnyh הרגולציה הורמונלית. זה כבר אישר בניסוי כי הם יכולים להיחשב הן neurotransmitters ו neuromodulators של מספר תהליכים מערכתיים.

ב hypothalamus, ההורמונים משחררים ממוקמים באזורים מסוימים או גרעינים. לדוגמה, LH-RG מתמקדת בהיפותלמוס הקדמי והמידיוסלי, TRH - בהיפותלמוס, KRG - בעיקר באזורים האחוריים. זה גם לא מבטל את ההפצה מפוזר בבלוטה של נוירו-הורמונים.

הפונקציה העיקרית של הורמונים adenohypophyseal היא להפעיל מספר בלוטות אנדוקריניות היקפי (קליפת האדרנל, בלוטת התריס, בלוטות התריס). ההורמונים הטרופיים של יותרת המוח - ACTH, TTG, LH ו- FSH, STH - גורמים לתגובות ספציפיות. לכן, הראשון גורם לצמיחה (היפרטרופיה ו hyperplasia) של אזור צרור של קליפת האדרנל ואת שיפור בתאי סינתזה של glucocorticoids; השני הוא הרגולטור הראשי של מורפוגנזה של מנגנון הזקיקים של בלוטת התריס, שלבים שונים של סינתזה והפרשת הורמוני בלוטת התריס; LH הוא המניע העיקרי של הביוץ והיווצרות של הגוף הצהוב בשחלות, צמיחה של תאים interstitial באשכים, סינתזה של אסטרוגנים, progestins ו אנדרוגנים gonadal; FSH גורם להאצת הצמיחה של זקיקי השחלות, מרגישה אותם לפעולה של LH, וגם מפעילה spermatogenesis; STG, הפועל באופן מגרה להפריש כבד של סומאטומדינים, קובע את הצמיחה הליניארית של הגוף ותהליכים אנבוליים; LTG מקדם את הביטוי של הפעולה של gonadotropins.

יש לציין גם כי ההורמונים הטרופיים של בלוטת יותרת המוח, המראים את השפעתם כווסתים על תפקודי בלוטות האנדוקרינה הפריפריאליות, יכולים לעיתים קרובות להשפיע באופן ישיר. כך, למשל, ACTH בתור הרגולטור הראשי של סינתזה של glucocorticoids נותן מספר השפעות extradrenal, במיוחד lipolytic ו melanocyte- מגרה.

הורמונים ממוצא היפותלמי-יותרת המוח, כלומר חלבון-פפטיד, נעלמים מהר מאוד מהדם. תקופת מחצית החיים שלהם אינה עולה על 20 דקות וברוב המקרים נמשך 1-3 דקות. הורמוני חלבון-פפטיד מצטברים במהירות בכבד, שם הם מושפעים באופן אינטנסיבי ובלתי פעילים על ידי פפטידים ספציפיים. תהליך זה ניתן לראות ברקמות אחרות, כמו גם בדם. מטבוליטים של הורמוני חלבונים-פפטידים נגרמים ככל הנראה בעיקר בצורת חומצות אמינו חופשיות, מלחיהן ופפטידים קטנים. הם מופרשים מלכתחילה עם שתן מרה.

ההורמונים לעיתים קרובות יש הטיות בולטת למדי של פעולה פיזיולוגית. לדוגמה, ACTH פועל על תאים של קליפת המוח של הכליה, רקמת השומן, רקמת העצבים; גונדוטרופינים - על תאי הגונדות, ההיפותלמוס ומספר מבנים אחרים, כלומר איברים, רקמות ותאי מטרה. הורמונים של יותרת המוח ו hypothalamus יש מגוון רחב של השפעות פיזיולוגיות על תאים מסוגים שונים ועל תגובות מטבוליות שונות באותם תאים. המבנה של הגוף על פי מידת התלות של הפונקציות שלהם על הפעולה של הורמונים אלה או אחרים מחולקים הורמונים תלויי הורמון רגיש. אם הראשון לחלוטין בשל נוכחותם של הורמונים במהלך הבידול המלא והתפקוד של התאים gormonchuvstvitelnye מראים בבירור המאפיינים פנוטיפי שלהם ובלי הורמון מקביל, מידת הביטוי של אשר מווסתת על ידי אותם במגוון שונה, והוא נקבעה על ידי הנוכחות של קולטנים ספציפיים בתאים.

האינטראקציה של הורמונים עם חלבונים הקולטן מקבילים מצטמצמת הלא קוולנטיים, הפיכים מחייבים של מולקולות הורמונים הקולטן, וכתוצאה מכך ההיווצרות של מתחמים ספציפיים-ליגנד חלבון שיכול לכלול שפעות הורמונליות מרובות בתא. אם החלבון קולטן נעדר בו, אז זה עמיד לפעולה של ריכוזים פיזיולוגיים של ההורמון. רצפטורים נחוצים אנשי הפריפריה המקביל פונקציה האנדוקרינית, קובע את רגישות התאים להורמון תגובה פיזיולוגית המקורי, כלומר. E. האפשרות ואת עוצמת קליטה, מימוש וסינתזה הורמון נושאת בתא.

האפקטיביות של הרגולציה ההורמונלית של חילוף החומרים הסלולרי נקבעת הן על ידי כמות ההורמון הפעיל הנכנס לתא המטרה והן מבחינת רמת הקולטן בתוכה.