Структура гормонов гипофиза

Гормоны аденогипофиза по химическим признакам классифицируются на 3 группы: 1 – семейство кортикотропина. Все гормоны этого семейства (АКТГ, МСГ, эндорфины) образуются из общего предшественника - проопиомеланокортина; 2 – соматомаммотропины (СТГ, ПРЛ), имеющие одну пептидную цепь (имеет место выраженная гомология аминокислотных остатков) и 2-3 дисульфидные связи; 3 – гликопротеиновые гормоны (ТТГ, ФСГ, ЛГ). Каждый из них состоит из двух субъединиц, a и b, нековалентно связанных между собой. При этом a-субъединицы у всех трех гормонов одинаковы и специфичность определяется b-субъединицей. На концах углеводных цепей расположены остатки сиаловых кислот, увеличивающие период полураспада этих гормонов. Гормоны задней доли – вазопрессин и окситоцин являются циклическими пептидами, состоящими из 9 аминокислотных остатков.

Механизм действия гормонов гипофиза

Все тропные гормоны реализуют свои эффекты на органы-мишени по мембранно-внутриклеточному механизму. При этом в механизме действия первого и третьего классов вторичным посредником является цАМФ. Гормонов второй группы активируют тирозинкиназы и фосфолипазу С с последующим повышением уровня ДАГ и ИФ₃ и активацией протеинкиназы С.

Эффекты, вызываемые гипофизарными гормонами, можно разделить на 4 группы:

1. Контроль синтеза гормонов периферическими эндокринными железами (АКТГ, ТТГ, ФСГ, ЛГ);

2. Влияние на образование половых клеток (ФСГ);

3. Регуляция метаболизма периферических органов и тканей;

4. Регуляция функций ЦНС (терморегуляция, чувство боли, память, поведенческие реакции – например, ПРЛ из-за его отчетливого влияния на поведение называют гормоном “материнской любви”.

Соматотропин (СТГ) или гормон роста (ГР).

СТГ синтезируется в соматотрофных клетках передней доли гипофиза. СТГ человека представляет собой одноцепочечный пептид, состоящий из 191 аминокислотного остатка и имеющий 2 внутримолекулярные дисульфидные связи. Образуется в форме прогормона, не обладающего гормональной активностью. Обладает выраженной видовой специфичностью: бычий или овечий гормоны неэффективны при их введении человеку. Секреция гормона носит пульсирующий характер с интервалами в 20-30 мин. Даже у нерастущих взрослых людей уровень СТГ отчетливо повышается после травмы, стресса, мышечных упражнений, гипогликемии, голодания, белковой пищи, во время глубокого сна. Т.о. регуляция синтеза и секреции СТГ осуществляется множеством факторов. При этом основной стимулирующий эффект оказывает соматолиберин, а основной тормозящий – гипоталамический соматостатин.

Рецепторы СТГ находятся на плазматической мембране клеток печени, жировой и хрящевой тканей, скелетных мышц, сердца, почек и других органов. Связывание СТГ с рецептором сопровождается повышением активности тирозинкиназ и фосфолипазы С с последующим повышением уровня ДАГ и ИФ₃ и активацией протеинкиназы С.

Первичные эффекты СТГ кратковременны и инсулиноподобны. Они проявляются в основном в отношении обмена жиров и углеводов. В жировой ткани усиливается потребление глюкозы и липогенез. Однако в дальнейшем проявляются более медленные (в основном, противоположные инсулину) эффекты: усиливается липолиз в жировой ткани, что ведет у повышению концентрации жирных кислот в крови. В печени усиливается глюконеогенез, что может приводить к гипергликемии.

Основное действие СТГ направлено на регуляцию обмена белков и процессов, связанных с ростом и развитием организма. Под влиянием СТГ усиливается транспорт аминокислот в клетки мышц, синтез белка в хрящах, костях, мышцах, печени и других внутренних органах, увеличивается общее количество нуклеиновых кислот и общее число клеток.

Влияние СТГ на рост скелета и мягких тканей требует участия веществ, которые синтезируются в различных тканях (75% в печени) под влиянием СТГ. Они носят название соматомединов или инсулиноподобными факторами роста (СТГ). ИФР-1 или соматомедин С представляет собой одноцепочечный пептид, состоящий из 70 аминокислотных остатков, а ИФР-2 или соматомедин А представляет собой одноцепочечный пептид, состоящий из 67 аминокислотных остатков.

Подобно рецптору инсулина, рецептор ИФР-1 обладает тирозинкиназной активностью и инициирует каскад реакций фосфорилирования других белков, участвующих в различных внутриклеточных процессах, включая активацию транскрипции генов.

Под влиянием СТГ увеличивается ширина и толщина костей, и одновременно с этим ускоряется рост других тканей, включая мышцы, внутренние органы и соединительную ткань.

Пролактин (ПРЛ)

Синтезируется лактотрофными клетками передней доли гипофиза в виде прогормона. Число этих клеток резко возрастает при беременности под влиянием эстрогенов. Пролактин близок по химическому строению СТГ. Он состоит из 199 аминокислотных остатков, образующих одну пептидную цепь с тремя дисульфидными связями.

Рецепторы ПРЛ присутствуют в клетках многих тканей: в печени, почках, надпочечниках, яичках, яичниках, матке и других тканях.

Основная физиологическая функция ПРЛ – стимуляция лактации. ПРЛ индуцирует синтез α-лактальбумина и казеина, активирует синтез ТАГ и фосфолипидов. На процессы роста ПРЛ влияет в значительно меньшей степени, чем СТГ.

У мужчин ПРЛ повышает чувствительность клеток Лейдига к ЛГ, поддерживая таким образом необходимый уровень синтеза тестостерона.

Кортикотропин (АКТГ)

АКТГ представляет собой полипептид, состоящий из 39 аминокислотный остатков. Синтезируется в клетках передней доли гипофиза под влиянием кортиколиберина. При стрессах (травмах, ожогах, хирургических вмешательствах, боли, кровотечениях) концентрация АКТГ в крови возрастает во много раз.

Орган-мишень – кора надпочечников. Механизм действия – мембранно-внутриклеточный. Вторичный посредник – цАМФ. Накопление цАМФ ведет к фосфорилированию белков, участвующих в синтезе кортикостероидов. В клетках коры надпочечников АКТГ стимулирует гидролиз эфиров холестерина, увеличивает поступление в клетки холестерина в составе ЛНП, индуцирует синтез митохондриальных и микросомальных ферментов, участвующих в синтезе кортикостероидов.

Тиреотропин (ТТГ)

Синтезируется в тиреотрофных клетках передней доли гипофиза. Стимуляция секреции ТТГ происходит под влиянием тиреолиберина, а основное ингибирующее действие оказывает повышение уровня тиреоидных гормонов.

Основная биологическая функция ТТГ – стимуляция синтеза и секреции йодтиронинов (Т₃ и Т₄) в щитовидной железе. Механизм действия ТТГ – мембранно-внутриклеточный , вторичный посредник – цАМФ.

ТТГ оказывает на щитовидную железу 2 типа эффектов. Одни проявляются быстро (в течение нескольких минут) и включают стимуляцию всех стадий синтеза и секреции йодтиронинов. Проявление других требует нескольких дней. К ним относят стимуляцию синтеза нуклеиновых кислот, белков, фосфолипидов, увеличение размеров и количества тиреоидных клеток.

Вазопрессин

Вазопрессин синтезируется в нейронах гипоталамуса в виде препрогормона, который поступает в аппарат Гольджи и превращается в прогормон. В составе нейросекреторных гранул прогормон переносится в нервные окончания задней доли гипофиза. Во время транспорта гранул происходит процессинг прогормона, в результате чего он расщепляется на зрелый гормон и транспортный белок – нейрофизин. Стимулом, вызывающим секрецию вазопрессина, служит повышение концентрации ионов натрия и увеличение осмотического давления внеклеточной жидкости.

Влияет на клетки трех типов: 1) клетки почечных канальцев; 2) гладкомышечные клетки сосудов и 3) клетки печени. Для вазопрессина существуют 2 типа рецепторов: V₁ и V₂. Рецепторы V₂, опосредующие главный физиологический эффект гормона, обнаружены на клетках собирательных трубочек и дистальных канальцев почек – наиболее важных клетках-мишенях для вазопрессина. В отсутствие вазопрессина моча не концентрируется и может выделяться в количествах, превышающих 20 л в сутки (норма 1-1,5 л в сутки). Связывание вазопрессина с V₂-рецептором стимулирует АЦ-систему и активацию ПК А. ПК А фосфорилирует белки, стимулирующие экспрессию гена мембранного белка – аквапорина-2. Аквапорин-2 перемещается к апикальной мембране собирательных канальцев и встраивается в нее, образуя водные каналы. Это обеспечивает избирательную проницаемость мембраны клеток для воды, свободной от ионов. В результате происходит реабсорбция воды из почечных канальцев и экскреция малого объема высококонцентрированной мочи.

На кровеносные сосуды и печень вазопрессин действует через V₁-рецепторы. Взаимодействие вазопрессина с рецептором V₁ приводит к активации фосфолипазы С, повышая образование вторичных посредников липидной природы – ДАГ и ИФ₃. Результатом действия гормона через рецепторы V₁ является сокращение гладкомышечного слоя сосудов и гликогенолиз в печени. Поскольку сродство вазопрессина к рецептору V₂ выше, чем к рецептору V₁, при физиологической концентрации гормона в основном проявляется его антидиуретическое действие.

Дефицит вазопрессина, вызванный дисфункцией задней доли гипофиза, а также нарушениями в системе передачи гормонального сигнала, приводит к развитию несахарного диабета. Основное проявление несахарного диабета – гипотоническая полиурия, т.е. выделение большого количества мочи низкой плотности. Снижение секреции вазопрессина приводит также к усиленному потреблению воды.

Поиск по сайту: