Биохимия гормонов. Выведение гормонов из клеток-продуцентов и транспорт гормонов кровью Выведение гормонов из клеток продуцентов

Ряд гормонов продуцируется совокупностью клеток или отдельными клетками, не организованными анатомически в виде железы. Эти клетки находятся в различных тканях и органах (рис. 27–1). К ним относятся нейросекреторные клетки гипоталамуса, эндокринные клетки островков Лангерханса поджелудочной железы (a‑, b‑, d ‑клетки), эндокринные клетки ЖКТ (продуцирующие гастрин, глюкагон, мотилин, секретин, соматостатин, холецистокинин, гастрин‑рилизинг гормон), интерстициальные клетки почек (вырабатывающие ПгE 2 и эритропоэтин), интерстициальные клетки Лейдига яичка (продуцирующие андрогены), фолликулярные клетки яичника (образующие эстрадиол, эстрон, эстриол, Пг) и его жёлтое тело (продуцирующее прогестерон и эстрогены), кардиомиоциты правого предсердия (синтезируют атриопептин - натрийуретический фактор), эндокринные клетки лёгких (продуцирующие кальцитонин, бомбезин, Пг, лейцин‑энкефалин), эпителиальные клетки вилочковой железы (тимуса), вырабатывающие пептидные гормоны тимопоэтин и тимозины.

Гормон

Термин «гормон» применяют для обозначения секретируемого клетками во внутреннюю среду организма БАВ, связывающегося с рецепторами клеток–мишеней и изменяющего режим их функционирования. Таким образом, гормоны выступают в роли регуляторов активности клеток.

К гормонам относятся продуцируемые эндокринными клетками БАВ.

В широком смысле гормонами являются и некоторые другие БАВ: вырабатываемые иммунной системой, факторы роста, цитокины.

Химическая структура БАВ различна. Основные их классы: олигопептиды (например, нейропептиды), полипептиды (например, инсулин), гликопротеины (например, ТТГ), стероиды (например, альдостерон и кортизол), производные тирозина (например, йодсодержащие гормоны щитовидной железы: трийодтиронин - Т 3 и тироксин - T 4), производные ретиноевой кислоты, эйкозаноиды (например, Пг и простациклины).

Рецепторы гормонов и вторые посредники

Рецептор гормона - белковая молекула, расположенная на поверхности цитолеммы, в цитоплазме или в ядре, которая специфически взаимодействует с определённым гормоном и передает сигнал вторым посредникам. Подробнее о рецепторах и гормонах см. раздел «Межклеточные информационные сигналы» в главе 4 «Патология клетки», а также в приложении «Справочник терминов».

Варианты воздействия гормонов на клетки–мишени

По расстоянию от клетки–продуцента гормона до клетки–мишени различают эндокринный, паракринный и аутокринный варианты регуляции.

Эндокринная , или дистантная регуляция. Секреция гормона происходит во внутреннюю среду. Клетки– мишени могут отстоять от эндокринной клетки сколь угодно далеко. Пример: секреторные клетки эндокринных желёз, гормоны из которых поступают в систему общего кровотока.

Паракринная регуляция. Продуцент биологически активного вещества и клетка–мишень расположены рядом. Молекулы гормона достигают мишени путём диффузии в межклеточном веществе. Например, в париетальных клетках желёз желудка секрецию H + стимулируют гастрин и гистамин, а подавляют соматостатин и Пг, секретируемые рядом расположенными клетками.

Аутокринная регуляция. При аутокринной регуляции клетка–продуцент гормона имеет рецепторы к этому же гормону (другими словами, клетка–продуцент гормона в то же время является его мишенью). Примеры: эндотелины, вырабатываемые клетками эндотелия и воздействующие на эти же эндотелиальные клетки; Т‑лимфоциты, секретирующие интерлейкины, имеющие мишенями разные клетки, в том числе и Т‑лимфоциты.

Механизм действия гормонов
белковой и пептидной природы

Гормоны – биологически активные соединения, вырабатываемые в кровь железами внутренней секреции и влияющие на обмен веществ.

Известно
более 50 гормонов.
-6
-12
10 – 10 ммоль/л –
физиологическая
концентрация
гормонов.

Механизм регуляции действия гормонов основан на отрицательной обратной связи.

Секреция гормонов стимулируется внешними и
внутренними сигналами, поступающими в ЦНС.
Сигналы поступают в гипоталамус, где стимулируют
синтез рилизинг-гормонов: либеринов (7), статинов (3).
Рилизинг-гормоны стимулируют или тормозят синтез
тропных гормонов гипофиза, которые стимулируют
синтез и секрецию гормонов эндокринных желёз.
Изменение концентрации метаболитов в клеткахмишенях подавляет синтез гормонов, действуя на
эндокринные железы либо на гипоталамус.
Синтез тропных гормонов подавляется гормонами
периферических желёз.

Регуляция действия гормонов

Особенности действия гормонов на органы и ткани

дистантность,
-7
высокая биологическая активность 10 М,
специфичность,
действуют на органы – мишени,
у органов-мишеней есть рецепторы
(гликопротеины).
Рецептор для инсулина

Конечные эффекты действия гормонов

изменение проницаемости клеточных мембран,
изменение активности внутриклеточных
ферментов,
изменение интенсивности синтеза белков
(через регуляцию их синтеза).

Скорость выделения гормонов меняется в течение суток (суточные ритмы).

Больше гормонов выделяется зимой, меньше летом.
Имеются возрастные особенности выделения
гормонов.
Выделение гормонов может измениться в любом
возрасте, что ведёт к нарушению обмена веществ и
развитию патологии.
Недостаток тироксина приводит к кретинизму,
избыток – к токсическому зобу.
Недостаток инсулина ведёт к развитию сахарного
диабета, избыток – к гиперинсулинизму.

Нарушения гормональной регуляции могут возникать

в результате расстройства высшей нейрогормональной
регуляции деятельности эндокринной железы (нарушение
управления),
из-за прямого поражения железы (инфекция, опухоль,
интоксикация, травма),
как проявление недостаточности субстрата (нарушается
синтез гормона).
как нарушение секреции, транспорта гормона,
из-за изменений условий действия гормонов
(электролитная среда ткани)
нарушения рецепторов: - появление антител против
рецепторов, -при отсутствии или дефиците рецепторов, при нарушени регуляции рецепторов,
при усиленном выведении гормонов (с мочой, желчью).

Гипосекреция гормонов зависит от

генетических факторов
(отсутствие фермента синтеза гормона),
диетических факторов (гипотиреоз из-за
недостаточности йода в диете),
токсических факторов (некроз коры
надпочечников под действием
производных инсектицидов),
иммунологических факторов (появление
антител, разрушающих железу),
наличия инфекции, туберкулёза, опухоли.

Гиперсекреция гормонов

при гормонально активных опухолях
(акромегалия при опухоли гипофиза),
при аутоиммунные процессах
(при тиреотоксикозе).

Орган-мишень способен связывать гормон и отвечать на него специфическим изменением функции

Период полужизни – время существования гормона в крови

адреналин существует в крови секунды,
стероидные гормоны – часы,
тиреоидные гормоны – дни.
В периферических тканях некоторые гормоны
превращаются в более активные соединения.

Классификация гормонов

по месту выработки,
по химической природе,
по влиянию на обмен веществ,
по типу гуморального влияния.

Классификация гормонов по влиянию на обмен веществ

По
отношению к обмену белков выделяют
катаболики и анаболики.
По действию на углеводный обмен гипергликемические и гипогликемические.
По отношению к обмену липидов –
липолитические и липогенетические.

Классификация гормонов по типу гуморального влияния

Гормональное влияние.
Из клетки-продуцента гормон поступает в кровь и с током крови
подходит к органу-мишени, действуя дистантно.
Паракринное влияние.

пространство и действует на клетки-мишени, которые
расположены вблизи.
Изокринное влияние.
Из клетки-продуцента гормон поступает во внеклеточное
пространство и в тесно контактирующую с ним клетку-мишень.
Нейрокринное влияние.
Гормон секретируется в синаптическую щель.
Аутокринное влияние.
Клетка-продуцент является и клеткой-мишенью.

Классификация гормонов по химической природе

Белки:
простые – инсулин, СТГ,
сложные – ТТГ, ФСГ,
Пептиды: вазопрессин, окситоцин, глюкагон,
тиреокальцитонин, АКТГ, соматостатин.
Производные АМК: адреналин, тироксин.
Гормоны стероидной природы.
Производные жирных кислот: простагландины.

Классификация гормонов по локализации рецепторов

Гормоны, связывающиеся с внутриклеточными рецепторами
в клетках-мишенях.
К ним относятся стероидные и тиреоидные гормоны.
Все они липофильны.
После секреции связываются с транспортными белками,
проходят сквозь плазматическую мембрану и связываются с
рецептором в цитоплазме или ядре.
Образуется комплекс гормон-рецептор.
Он транспортируется в ядро, взаимодействует с ДНК,
активируя или ингибируя гены, что приводит к индукции или
репрессии синтеза белка, изменению количества белков
(ферментов).
Основной эффект достигается на уровне транскрипции генов.

Рецепторы липофильных гормонов

Механизм действия липофильных гормонов

Механизм действия гормонов на процессы транскрипции и синтеза белка на примере тироксина

Механизм действия липофильных гормонов

Секреция гормона
Связывание с транспортными белками
Транспорт сквозь плазматическую мембрану
Связывание с рецептором в цитоплазме или ядре
Образование комплекса гормон-рецептор
Транспорт комплекса в ядро
Взаимодействие с ДНК
Активация генов
Индукция синтеза белка
Ингибирование генов
Репрессия синтеза белка
Изменение количества белков (ферментов)

Гормоны, связывающиеся с рецепторами на поверхности клетки

водорастворимые,
белковой природы,
Гормон действует на рецептор, а затем действие идёт
через вторичных посредников:
цАМФ,
цГМФ,
кальций,
инозитол-3-фосфат (И-3-Ф),
диацилглицерол (ДАГ).
Так действуют гормоны: СТГ, пролактин, инсулин,
окситоцин, фактор роста нервов.

Принцип действия гидрофильных гормонов

Механизм действия гидрофильных гормонов

Циклические нуклеотиды – универсальные посредники действия различных факторов на клетки и организм.

АТФ
ГТФ
аденилатциклаза
гуанилатциклаза
цАМФ + ФФн
ГМФ + ФФн

Аденилатциклаза имеет две субъединицы:

рецепторную,
каталитическую.
Гормон взаимодействует с рецепторной
субъединицей, что переводит
каталитическую в активное состояние.

Механизм действия

Схема строения протеинкиназы

Белок G встроен в мембрану и в комплексе с ионами магния и ГТФ активирует аденилатциклазу.

Преобразование сигнала G-белками

Рецептор гормона, белок G, аденилатциклаза – 3 независимых белка, которые сопряжены функционально.

цАМФ вторичный посредник для

АКТГ, ТТГ, ФСГ, ЛГ, МСГ,
вазопрессина,
катехоламинов,
глюкагона,
паратгормона,
кальцитонина,
секретина,
тиролиберина,
липотропина.

Гормоны, ингибирующие аденилатциклазу

ацетилхолин,
соматостатин,
ангиотензин II,
фосфодиэстераза катализирует
превращение циклических нуклеотидов в
нециклические 5-нуклеозидмонофосфаты.

Гуанилатциклаза – гем-содержащий фермент.

NO при взаимодействии с гемом
гуанилатциклазы способствует быстрому
образованию цГМФ, который снижает силу
сердечных сокращений.
цГМФ действует через протеинкиназу.

Кальций -вторичный посредник для

вазопрессина,
окситоцина,
гастрина,
холецистокинина,
ангиотензина,
брадикинина,
серотонина.

Механизм действия

Механизм действия

1.
Содержание кальция внутри клеток мало.
Гормон действует на рецептор
G-белок
Са поступает в клетку
Са действует на активность
ферментов,
ионных насосов,
каналов проницаемости.

2.
Механизм действия:
Са-кальмодулин
Инициация
протеинкиназы
Фосфорилирование
белков

Кальмодулин – белок, связывающий кальций.

Кальмодулин
ненасыщенный кальцием.
Комплекс Сакальмодулин.

Комплекс Са-кальмодулин

изменяет активность ферментов двумя способами:
1. путём прямого взаимодействия с ферментом-мишенью,
2. через активируемую этим комплексом протеинкиназу.
активирует аденилатциклазу только при низких
концентрациях кальция, а при дальнейшем повышении
концентрации кальция происходит ингибирование
аденилатциклазы.
способен активировать фосфодиэстеразу
млекопитающих.

Ферменты, регулируемые Са-кальмодулином

аденилатциклаза,
фосфодиэстераза,
гликогенсинтаза,
гуанилатциклаза,
пируваткиназа,
пируватдегидрогеназа,
пируваткарбоксилаза,
фосфолипаза А2,
миозинкиназа.
Са-кальмодулин – вторичный
посредник для
вазопрессина и катехоламинов.

Фосфатидилинозитол-4,5-бисфосфат

предшественник двух вторичных посредников
(диацилглицерола, инозитол-3-фосфата),
находится с внутренней стороны
плазматической мембраны и подвергается
гидролизу в ответ на сигнал от рецептора.

Образование диацилглицерола и инозитол-3-фосфата

Диацилглицерол и инозитол-3-фосфат - вторичные посредники для

вазопрессина,
брадикинина,
ангиотензина II,
серотонина.

Механизм действия

Гормон действует
на рецептор
G-белок
Фосфолипаза С

Инозитол-3-фосфат

1.
2.
повышает концентрацию кальция:
кальций высвобождается из
эндоплазматического ретикулума клетки,
митохондрий,
регулирует вход кальция через канал.

Диацилглицерол

повышает сродство протеинкиназы С и кальция.
Протеинкиназа С фосфорилирует многие белки.
Диацилглицерол – вторичный посредник для:
АКТГ,
серотонина,
ЛГ.

В структуре мембранных рецепторов выделяют 3 функционально разных участка

1.
2.
3.
Обеспечивает узнавание и связывание гормона.
Трансмембранный.
Цитоплазматический участок.
У инсулина это тирозинкиназа.

Пути и механизмы трансмембранного проведения гормонального сигнала

Простагландины – гидроксилированные продукты превращения полиненасыщенных жирных кислот.

представляют собой тканевые гормоны,
не являются истинными гормонами, но служат
вторичными посредниками,
состоят из 20 атомов углерода и включают
циклопентановое кольцо.
В организме человека существует 14 простагландинов.

В зависимости от структуры пятичленного кольца простагландины делят на 4 группы:

А,
Б,
Е,
Ф.
Число двойных связей указывают в виде индекса:ПГА1
Субстрат для образования простагландинов –
арахидоновая кислота.
Ингибиторы биосинтеза простагландинов:
группа салициловой кислоты,
сульфаниламиды.

Биологическая роль простагландинов

способствуют сокращению матки во время родов,
антиадгезивное действие, препятствуют тромбозам,
провоспалительное действие,
антилиполитический эффект,
инсулиноподобное действие на обмен глюкозы в
жировой ткани,
регулируют почечный кровоток, повышают диурез,
ПГЕ и ПГФ расслабляют дыхательную мускулатуру,
седативное действие,
усиливают сократительную способность миокарда,
антисекреторный эффект,
антиульцерогенное действие,
медиаторы лихорадки

Применение простагландинов

при астме,
для лечения тромбов,
для снижения артериального давления,
для стимуляции родовой деятельности.

Биосинтез эйкозаноидов

Фосфоглицериды
Фосфолипаза А2
Арахидоновая кислота
Циклооксигеназа
простагландины
простациклины
тромбоксаны
Липоокигеназа
лейкотриены

Синтез эйкозанойдов

Тромбоксаны

синтезируются в
- тромбоцитах,
- ткани мозга,
- лёгких,
- селезёнке,
- почках.
вызывают:
- агрегацию тромбоцитов,
- мощное сосудосуживающее действие

Простациклины

синтезируются в:
- эндотелии сосудов,
- миокарде,
- матке,
- слизистой желудка.

Действие простациклинов

расслабляют гладкую мускулатуру
сосудов,
вызывают дезагрегацию тромбоцитов,
способствуют фибринолизу.

Лейкотриены

способствуют сокращению гладкой
мускулатуры дыхательных путей, ЖКТ,
регулируют тонус сосудов,
обладают сосудосуживающим действием.
Основные биологические эффекты
лейкотриенов связаны с
воспалением,
аллергией,
анафилаксией,
иммунными реакциями.

Гормоны белковой и пептидной структуры

гормоны гипофиза,
гормоны поджелудочной железы,
гормоны гипоталамуса.
гормоны щитовидной железы,
гормоны паращитовидных желёз.

Гормоны гипоталамуса

соматолиберин,
пролактолиберин,
тиролиберин,
кортиколиберин,
люлиберин,
меланолиберин,
фоллилиберин
соматостатин,
меланостатин,
пролактостатин.

Химическая природа гормонов передней доли гипофиза

СТГ – белок,
ТТГ – гликопротеин,
АКТГ – пептид,
ГТГ: пролактин – белок,
ФСГ – гликопротеин,
ЛГ - гликопротеин.
β-липотропин – пептид.

Соматотропный гормон

анаболик: стимулирует синтез ДНК, РНК, белка,
усиливает проницаемость клеточных мембран для АМК,
усиливает включение АМК в белки протоплазмы,
уменьшает активность внутриклеточных
протеолитических ферментов,
обеспечивает энергией синтетические процессы,
усиливает окисление жиров,
вызывает гипергликемию, которая связана с активацией,
затем с истощением инсулярного аппарата,
стимулирует мобилизацию гликогена,
повышает глюконеогенез.
под влиянием СТГ период роста костей увеличивается,
стимулируются клеточные деления, образование хрящей.

Регуляция синтеза СТГ

Регуляция секреции СТГ по типу обратной связи
осуществляется в вентромедиальном ядре гипоталамуса.
Соматолиберин – стимулирующий регулятор секреции.
Соматостатин – тормозящий регулятор,
ингибирует мобилизацию кальция.
Ростостимулирующее действие СТГ опосредуется
ИФР-1(инсулиноподобный фактор роста 1),
который образуется в печени.
ИФР-1 регулирует секрецию СТГ,
подавляя высвобождение соматолиберина и
стимулирует высвобождение соматостатина.
Лица с дефицитом ИФР-1 лишены способности к
нормальному росту.

Стимулы для секреции СТГ

гипогликемия,
поступление избытка белка в организм,
эстрогены,
тироксин.
Выделению СТГ способствуют:
физические нагрузки,
сон (в первые 2 часа после засыпания).

Подавляют секрецию СТГ

избыток углеводов и жиров в пище,
кортизол.
При недостатке СТГ
возникает гипофизарный
нанизм (карликовость).

Гигантизм развивается, если в детстве повышена выработка СТГ.

У гигантов понижена физическая выносливость.

Акромегалия возникает, если избыток СТГ наблюдается после периода полового созревания (после зарастания эпифизарных хрящей).

Тиреотропный гормон

гликопротеин,
молекулярная масса около 30 000,
синтез и секреция ТТГ контролируются
тиролиберином,
связывается с рецепторами плазматических мембран и
активирует аденилатциклазу,
ТТГ стимулирует все стадии биосинтеза и секрецию
трииодтиронина (Т3) и тироксина (Т4),
повышает синтез белков, фосфолипидов и
нуклеиновых кислот в клетках щитовидной железы.

Тиреоидные гормоны: транспорт и метаболизм в клетке

Адренокортикотропный гормон (АКТГ)

пептид,
синтез и секреция АКТГ контролируются
кортиколиберином,
регулирует эндокринные функции
надпочечников,
АКТГ стимулирует
синтез и секрецию
кортизола.

АКТГ стимулирует: 1. захват ЛПНП, 2. гидролиз запасенных эфиров холестерина в коре надпочечников и увеличение количества свободного холесте

АКТГ стимулирует:
1. захват ЛПНП,
2. гидролиз запасенных
эфиров холестерина в коре
надпочечников и
увеличение количества
свободного холестерина,
3.транспорт холестерина
в митохондрии,
4.связывание
холестерина с ферментами,
превращающими его в
прегненолон.

Лютеинизирующий гормон (ЛГ)

гликопротеин,
продукция ЛГ регулируется
гонадолиберином,
регулирует синтез и секрецию
половых гормонов и гаметогенез,
связывается со специфическими рецепторами
плазматических мембран и стимулирует
образование прогестерона клетками желтых тел
и тестостерона клетками Лейдига,
Роль внутриклеточного сигнала действия ЛГ
играет цАМФ.

ФСГ

гликопротеин,
продукция ФСГ регулируется
гонадолиберином,
регулирует синтез и секрецию половых
гормонов и гаметогенез,
стимулирует секрецию
эстрогенов в яичниках.

Пролактин

белок,
продукция пролактина регулируется
пролактолиберином,
участвует в инициации и
поддержании лактации,
поддерживает активность желтого тела и
продукцию прогестерона,
действует на рост и дифференцировку тканей.

β-липотропин

пептид,
действует через цАМФ,
оказывает жиромобилизующее,
кортикотропное,
меланоцитостимулирующее действие,
обладает гипокальциемической
активностью,
оказывает инсулиноподобный эффект.

Гормоны задней доли гипофиза

Вазопрессин и окситоцин синтезируются в
нейронах гипоталамуса, связываются с белками
нейрофизинами и транспортируются в
нейросекреторные гранулы гипоталамуса, затем
вдоль аксона в заднюю долю гипофиза, где
происходит пострибосомальная достройка.

Вазопрессин

стимулятор аденилатциклазы: цАМФ образуется
в мембране эпителия почечных канальцев, в
результате повышается проницаемость для воды,
повышает артериальное давление из-за
стимуляции сокращения гладкой мускулатуры
сосудов,
способствует уменьшению диуреза из-за
воздействия на канальцевый аппарат нефрона,
повышения реабсорбции воды.

Механизм действия АДГ

Несахарный диабет возникает из-за нарушения:

синтеза,
транспорта,
секреции вазопрессина.
При заболевании с мочой теряется до 40 л воды в
сутки, возникает жажда.
Несахарный диабет бывает при атрофии задней
доли гипофиза.
Синдром Пархана возникает из-за
повышенной секреции вазопрессина.
усиливается реабсорбция воды в почках,
появляются отёки.

Окситоцин

стимулирует сокращения гладкой
мускулатуры матки, гладких мышц
кишечника, уретры,
стимулирует сокращение мышц вокруг
альвеол молочных желёз, способствуя
молокоотдаче.
Окситоциназа разрушает гормон.
При родах её активность падает в 100 раз.

Гормоны поджелудочной железы

Инсулин
– первый гормон, для которого
расшифрована белковая природа.
Его удалось получить синтетическим путём.
Инсулиноподобные вещества вырабатываются
в печени, почках, эндотелии сосудов
головного мозга, слюнных железах, гортани,
сосочках языка.

Инсулин

Инсулин – простой белок.
Состоит из двух полипептидных цепей: а- и в-.
а-цепь содержит 21 аминокислотный остаток,
в-цепь – 30.
Инсулин синтезируется в виде неактивного
предшественника проинсулина, который путём
ограниченного протеолиза превращается в
инсулин. При этом от проинсулина отщепляется
С-пептид из 33 аминокислотных остатков.

Структура инсулина

Схема синтеза инсулина в-клетками поджелудочной железы

Образование инсулина из проинсулина

Основной эффект инсулина – повышение проницаемости клеточных мембран для глюкозы.

Инсулин активирует:
гексокиназную реакцию,
синтез глюкокиназы,
гликолиз,
все фазы аэробного распада,
пентозный цикл,
синтез гликогена,
синтез жира из глюкозы.
Инсулин ингибирует:
распад гликогена,
глюконеогенез.
Инсулин является анаболиком.
способствует синтезу гликогена, жира, белка.
оказывает белоксберегающий эффект, так как тормозит
глюконеогенез из аминокислот.

Схема строения инсулинового рецептора

Органы – мишени инсулина и характер метаболического влияния

Антикатаболический
Орган -мишень
эффект
торможение
гликогенолиза и
глюконеогенеза
торможение
липолиза
торможение распада
белков
Анаболический
эффект
печень
жировая
ткань
мышцы
активация синтеза
гликогена и
жирных кислот
активация синтеза
глицерина и жирных
кислот
активация синтеза
белка и гликогена

Последствия дефицита инсулина

Глюкагон

вырабатывается а-клетками
островков Лангерганса,
состоит из 29 АМК,
молекулярная масса 3500.
Органы-мишени:
печень,
жировая ткань.
Действует глюкагон через цАМФ.
Рецепторами являются липопротеины мембран.

Биологическая роль глюкагона

стимулирует фосфоролиз гликогена печени,
стимулирует глюконеогенез,
усиливает липолиз в жировой ткани и печени,
увеличивает клубочковую фильтрацию,
ускоряет ток крови,
способствует экскреции соли, мочевой кислоты,
стимулирует протеолиз,
увеличивает кетогенез,
стимулирует транспорт АМК в печени,
снижает концентрацию калия в печени.

Соматостатин

пептид,
подавляет секрецию СТГ,
ингибирует секрецию инсулина и
глюкагона,
выделен из гипоталамуса,
секретируется в поджелудочной железе,
желудке.

Катехоламины (адреналин, норадреналин, дофамин)

гормоны мозгового слоя надпочечников,
производные тирозина.
Органы-мишени:
печень,
мышцы.
Секреция гормонов возбуждается
симпатическими нервами.

Синтез катехоламинов

Механизм действия

через цАМФ, в клетку не проникают,
через изменение концентрации ионов кальция.
Оба гормона вызывают гипертонию.

Различия адреналина и норадреналина

Адреналин
Норадреналин
Свободная СН3 группа
Возбуждает в-рецепторы
Свободная NH2 группа
Возбуждает а-рецепторы
Расширяет бронхи
Сужает бронхи
Расширяет сосуды мозга,
мышц
Сужает сосуды мозга, мышц
Стимуляция коры,
Действует слабее
возбуждает ЦНС
Тахикардия
Брадикардия
Расслабляет гладкие
Действует слабее
мышцы, расширяет зрачок

Действие адреналина

Биохимическое действие адреналина

усиливает распад гликогена в печени,
вызывая гипергликемию,
усиливает распад гликогена в мышцах, при
этом увеличивается концентрацияКатехоламины
не проникают через гематоэнцефалический барьер (ГЭБ). Их присутствие в
мозге объясняется местным синтезом.
При некоторых заболеваниях ЦНС (болезни
Паркинсона) наблюдается нарушение синтеза
дофамина в мозге.
ДОФА легко проходит через ГЭБ и служит
эффективным средством для лечения болезни
Паркинсона.
α-метил-ДОФА конкурентно ингибирует
ДОФА-карбоксилазу и используется для лечения
гипертонии.

Биологически активное вещество (БАВ), физиологически активное вещество (ФАВ) - вещество, которое в малых количествах (мкг, нг) оказывает выраженный физиологический эффект на различные функции организма.

Гормон — физиологически активное вещество, вырабатываемое или специализированными эндокринными клетками, выделяемое во внутреннюю среду организма (кровь, лимфа) и оказывающее дистантное действие на клетки-мишени.

Гормон - это сигнальная молекула, секретируемая эндокринными клетками, которая посредством взаимодействия со специфическими рецепторами клеток-мишеней регулирует их функции. Поскольку гормоны являются носителями информации, то они, как и другие сигнальные молекулы, обладают высокой биологической активностью и вызывают ответные реакции клеток-мишеней в очень малых концентрациях (10 -6 — 10 -12 М/л).

Клетки-мишени (ткани-мишени, органы-мишени) — клетки, ткани или органы, в которых имеются специфичные для данного гормона рецепторы. Некоторые гормоны имеют единственную ткань-мишень, тогда как другие оказывают влияние повсеместно в организме.

Таблица. Классификация физиологически активных веществ

Свойства гормонов

Гормоны имеют ряд общих свойств. Обычно они образуются специализированными эндокринными клетками. Гормоны обладают избирательностью действия, которая достигается благодаря связыванию со специфическими рецепторами, находящимися на поверхности клеток (мембранные рецепторы) или внутри них (внутриклеточные рецепторы), и запуску каскада процессов внутриклеточной передачи гормонального сигнала.

Последовательность событий передачи гормонального сигнала может быть представлена в виде упрощенной схемы «гормон (сигнал, лиганд) -> рецептор -> второй (вторичный) посредник -> эффекторные структуры клетки -> физиологический ответ клетки». У большинства гормонов отсутствует видовая специфичность (за исключением ), что позволяет изучать их эффекты на животных, а также использовать гормоны, полученные от животных, для лечения больных людей.

Различают три варианта межклеточного взаимодействия с помощью гормонов:

• эндокринный (дистантный), когда они доставляются к клеткам-мишеням от места продукции кровью;
• паракринный — гормоны диффундируют к клетке-мишени от рядом расположенной эндокринной клетки;
• аутокринный — гормоны воздействуют на клетку-продуцент, которая одновременно является для него клеткой-мишенью.

По химической структуре гормоны делят на три группы:

• пептиды (число аминокислот до 100, например тиротропина рилизинг-гормон, АКТГ) и белки (инсулин, гормон роста, и др.);
• производные аминокислот: тирозина (тироксин, адреналин), триптофана — мелатонин;
• стероиды, производные холестерола (женские и мужские половые гормоны, альдостерон, кортизол, кальцитриол) и ретиноевая кислота.

По выполняемой функции гормоны делят на три группы:

• эффекторные гормоны , действующие непосредственно на клетки-мишени;
• тронные гормоны гипофиза , контролирующие функцию периферических эндокринных желез;
• гормоны гипоталамуса , регулирующие секрецию гормонов гипофизом.

Таблица. Типы действия гормонов

Тип действия	Характеристика
Гормональное (гемокринное)	Действие гормона на значительном удалении от места образования
Изокринное (местное)	Гормон, синтезируемый в одной клетке, оказывает действие на клетку, расположенную в тесном контакте с первой. Его высвобождение осуществляется в межтканевую жидкость и кровь
Нейрокринное (нейроэндокринное)	Действие, когда гормон, высвобождаясь из нервных окончаний, выполняет функцию нейромедиатора или нейромодулятора
Паракринное	Разновидность изокринного действия, но при этом гормон, образующийся в одной клетке, поступает в межклеточную жидкость и влияет на ряд клеток, расположенных в непосредственной близости
Юкстакринное	Разновидность паракринного действия, когда гормон не попадает в межклеточную жидкость, а сигнал передастся через плазматическую мембрану рядом расположенной клетки
Аутокринное	Высвобождающийся из клетки гормон оказывает влияние на ту же клетку, изменяя ее функциональную активность
Соликринное	Высвобождающийся из клетки гормон поступает в просвет протока и достигает, таким образом, другой клетки, оказывая на нес специфическое воздействие (характерно для желудочно- кишечных гормонов)

Гормоны циркулируют в крови в свободном (активная форма) и связанном (неактивная форма) состоянии с белками плазмы или форменных элементов. Биологической активностью обладают гормоны в свободном состоянии. Содержание их в крови зависит от скорости секреции, степени связывания, захвата и скорости метаболизма в тканях (связывания со специфическими рецепторами, разрушения или инактивации в клетках-мишенях или гепатоцитах), удаления с мочой или желчью.

Таблица. Физиологически активные вещества, открытые в последнее время

Ряд гормонов может подвергаться в клетках-мишенях химическим превращениям в более активные формы. Так, гормон «тироксин», подвергаясь дейодированию, превращается в более активную форму — трийодтиронин. Мужской половой гормон тестостерон в клетках-мишенях может не только превращаться в более активную форму — дегидротестостерон, но и в женские половые гормоны группы эстрогенов.

Действие гормона на клетку-мишень обусловлено связыванием, стимуляцией специфического к нему рецептора, после чего происходит передача гормонального сигнала на внутриклеточный каскад превращений. Передача сигнала сопровождается его многократным усилением, и действие на клетку небольшого числа молекул гормона может сопровождаться мощной ответной реакцией клеток-мишеней. Активация гормоном рецептора сопровождается также включением внутриклеточных механизмов, прекращающих ответ клетки на действие гормона. Это могут быть механизмы, понижающие чувствительность (десенситизация/адаптация) рецептора к гормону; механизмы, дефосфорилирующие внутриклеточные ферментные системы и др.

Рецепторы к гормонам, как и к другим сигнальным молекулам, локализованы на клеточной мембране или внутри клетки. С рецепторами клеточной мембраны (1-TMS, 7-TMS и лигандзависимые ионные каналы) взаимодействуют гормоны гидрофильной (лииофобной) природы, для которых клеточная мембрана не проницаема. Ими являются катехоламины, мелатонин, серотонин, гормоны белково-пептидной природы.

Гормоны гидрофобной (липофильной) природы диффундируют через плазматическую мембрану и связываются с внутриклеточными рецепторами. Эти рецепторы делятся на цитозольные (рецепторы стероидных гормонов — глюко- и минералокортикоидов, андрогенов и прогестинов) и ядерные (рецепторы тиреоидных йодсодержащих гормонов, кальцитриола, эстрогенов, ретиноевой кислоты). Цитозольные рецепторы и рецепторы эстрогенов связаны с белками теплового шока (БТШ), что предотвращает их проникновение в ядро. Взаимодействие гормона с рецептором приводит к отделению БТШ, образованию гормон-рецепторного комплекса и активации рецептора. Комплекс гормон-рецептор перемещается в ядро, где он взаимодействует со строго определенными гормон-чувствительными (узнающими) участками ДНК. Это сопровождается изменением активности (экспрессией) определенных генов, контролирующих синтез белков в клетке и другие процессы.

По использованию тех или иных внутриклеточных путей передачи гормонального сигнала наиболее распространенные гормоны можно разделить на ряд групп (табл. 8.1).

Таблица 8.1. Внутриклеточные механизмы и пути действия гормонов

Гормоны контролируют разнообразные реакции клеток-мишеней и через них — физиологические процессы организма. Физиологические эффекты гормонов зависят от их содержания в крови, количества и чувствительности рецепторов, состояния пострецепторных структур в клетках-мишенях. Под действием гормонов может происходить активация или торможение энергетического и пластического метаболизма клеток, синтеза различных, в том числе белковых веществ (метаболическое действие гормонов); изменение скорости деления клетки, ее дифференцировки (морфогенетическое действие), инициирование запрограммированной гибели клетки (апоптоз); запуск и регуляция сокращения и расслабления гладких миоцитов, секреции, абсорбции (кинетическое действие); изменение состояния ионных каналов, ускорение или торможение генерации электрических потенциалов в водителях ритма (корригирующее действие), облегчение или угнетение влияния других гормонов (реактогенное действие) и т.д.

Таблица. Распределение гормона в крови

Скорость возникновения в организме и продолжительность ответных реакций на действие гормонов зависит от типа стимулируемых рецепторов и скорости метаболизма самих гормонов. Изменения физиологических процессов могут наблюдаться через несколько десятков секунд и длиться кратковременно при стимуляции рецепторов плазматической мембраны (например, сужение сосудов и повышение артериального давления крови под действием адреналина) или наблюдаться через несколько десятков минут и длиться часами при стимуляции ядерных рецепторов (например, усиление обмена в клетках и увеличение потребления кислорода организмом при стимуляции тиреоидных рецепторов трийодтиронином).

Таблица. Время действия физиологически активных веществ

Поскольку одна и та же клетка может содержать рецепторы к разным гормонам, то она способна быть одновременно клеткой-мишенью для нескольких гормонов и других сигнальных молекул. Действие одного гормона на клетку нередко сочетается с влиянием других гормонов, медиаторов, цитокинов. При этом в клетках-мишенях может происходить запуск ряда путей передачи сигналов, в результате взаимодействия которых может наблюдаться усиление или торможение ответной реакции клетки. Например, на гладкий миоцит стенки сосудов могут одновременно действовать норадреналин и , суммируя их сосудосуживающее влияние. Сосудосуживающее действие вазопрессина может быть устранено или ослаблено одновременным действием на гладкие миоциты сосудистой стенки брадикинина или оксида азота.

Регуляция образования и секреции гормонов

Регуляция образования и секреции гормонов является одной из важнейших функций и нервной систем организма. Среди механизмов регуляции образования и секреции гормонов выделяют влияние ЦНС, «тройных» гормонов, влияние по каналам отрицательной обратной связи концентрации гормонов в крови, влияние конечных эффектов гормонов на их секрецию, влияние суточных и других ритмов.

Нервная регуляция осуществляется в различных эндокринных железах и клетках. Это регуляция образования и секреции гормонов нейросекреторными клетками переднего гипоталамуса в ответ на поступление к нему нервных импульсов с различных областей ЦНС. Эти клетки обладают уникальной способностью возбуждаться и трансформировать возбуждение в образование и секрецию гормонов, стимулирующих (рилизинг-гормоны, либерины) или тормозящих (статины) секрецию гормонов гипофизом. Например, при увеличении притока нервных импульсов к гипоталамусу в условиях психоэмоционального возбуждения, голода, болевого воздействия, действии тепла или холода, при инфекции и в других чрезвычайных условиях, нейросекреторные клетки гипоталамуса высвобождают в портальные сосуды гипофиза кортикотропина рилизинг-гормон, который усиливает секрецию адренокортикотропного гормона (АКТГ) гипофизом.

Непосредственное влияние на образование и секрецию гормонов оказывает АНС. При повышении тонуса СНС увеличивается секреция тройных гормонов гипофизом, секреция катехоламинов мозговым веществом надпочечников, тиреоидных гормонов щитовидной железой, снижается секреция инсулина. При повышении тонуса ПСНС увеличивается секреция инсулина, гастрина и тормозится секреция тиреоидных гормонов.

Регуляции тронными гормонами гипофиза используется для контроля образования и секреции гормонов периферическими эндокринными железами (щитовидной, корой надпочечников, половыми железами). Секреция тропных гормонов находится под контролем гипоталамуса. Тропные гормоны получили свое название из-за их способности связываться (обладать сродством) с рецепторами клеток-мишеней, формирующих отдельные периферические эндокринные железы. Троп- ный гормон к тироцитам щитовидной железы называют тиро- тропином или тиреотропным гормоном (ТТГ), к эндокринным клеткам коры надпочечников — адренокортикотропным гормоном (АКГТ). Тропные гормоны к эндокринным клеткам половых желез получили название: лютропин или лютеинизирующий гормон (ЛГ) — к клеткам Лейдига, желтому телу; фоллитропин или фолликулостимулирующий гормон (ФСГ) — к клеткам фолликулов и клеткам Сертоли.

Тропные гормоны при повышении их уровня в крови многократно стимулируют секрецию гормонов периферическими эндокринными железами. Они могут оказывать на них также другие эффекты. Так, например, ТТГ усиливает в щитовидной железе кровоток, активирует метаболические процессы в тироцитах, захват ими йода из крови, ускоряет процессы синтеза и секреции тиреоидных гормонов. При избыточном количестве ТТГ наблюдается гипертрофия щитовидной железы.

Регуляция обратными связями используется для контроля секреции гормонов гипоталамуса и гипофиза. Ее суть заключается в том, что нейросекреторные клетки гипоталамуса имеют рецепторы и являются клетками-мишенями гормонов периферической эндокринной железы и тройного гормона гипофиза, контролирующего секрецию гормонов этой периферической железой. Таким образом, если под влиянием гипоталамического тиреотропин-рилизинг-гормона (ТРГ) увеличится секреция ТТГ, то последний свяжется не только с рецепторами тирсоцитов, но и с рецепторами нейросекреторных клеток гипоталамуса. В щитовидной железе ТТГ стимулирует образование тиреоидных гормонов, а в гипоталамусе — тормозит дальнейшую секрецию ТРГ. Связь между уровнем ТТГ в крови и процессами образования и секреции ТРГ в гипоталамусе получила название короткой петли обратной связи.

На секрецию ТРГ в гипоталамусе оказывает влияние и уровень гормонов щитовидной железы. Если их концентрация в крови повышается, то они связываются с рецепторами тиреоидных гормонов нейросекреторных клеток гипоталамуса и тормозят синтез и секрецию ТРГ. Связь между уровнем тиреоидных гормонов в крови и процессами образования и секреции ТРГ в гипоталамусе получила название длинной петли обратной связи. Имеются экспериментальные данные о том, что гормоны гипоталамуса не только регулируют синтез и выделение гормонов гипофиза, но и тормозят собственное выделение, что определяют понятием сверхкороткой петли обратной связи.

Совокупность железистых клеток гипофиза, гипоталамуса и периферических эндокринных желез и механизмов их взаимного влияния друг на друга назвали системами или осями гипофиз — гипоталамус — эндокринная железа. Выделяют системы (оси) гипофиз — гипоталамус — щитовидная железа; гипофиз — гипоталамус — кора надпочечников; гипофиз — гипоталамус — половые железы.

Влияние конечных эффектов гормонов на их секрецию имеет место в островковом аппарате поджелудочной железы, С-клетках щитовидной железы, паращитовидных железах, гипоталамусе и др. Это демонстрируется следующими примерами. При повышении в крови уровня глюкозы стимулируется секреция инсулина, а при понижении — глюкагона. Эти гормоны по паракринному механизму тормозят секрецию друг друга. При повышении в крови уровня ионов Са 2+ стимулируется секреция кальцитонина, а при понижении — паратирина. Прямое влияние концентрации веществ на секрецию гормонов, контролирующих их уровень, является быстрым и эффективным способом поддержания концентрации этих веществ в крови.

Среди рассматриваемых механизмов регуляции секреции гормонов их конечными эффектами можно отметить регуляцию секреции антидиуретического гормона (АДГ) клетками заднего гипоталамуса. Секреция этого гормона стимулируется при повышении осмотического давления крови, например при потере жидкости. Снижение диуреза и задержка жидкости в организме под действием АДГ ведут к снижению осмотического давления и торможению секреции АДГ. Похожий механизм используется для регуляции секреции натрийуретического пептида клетками предсердий.

Влияние суточных и других ритмов на секрецию гормонов имеет место в гипоталамусе, надпочечниках, половых, шишковидной железах. Примером влияния суточного ритма является суточная зависимость секреции АКТГ и кортикостероидных гормонов. Самый низкий их уровень в крови наблюдается в полночь, а самый высокий — утром после пробуждения. Наиболее высокий уровень мелатонина регистрируется ночью. Хорошо известно влияние лунного цикла на секрецию половых гормонов у женщин.

Определение гормонов

Секреция гормонов - поступление гормонов во внутреннюю среду организма. Полипептидные гормоны накапливаются в гранулах и секретируются путем экзоцитоза. Стероидные гормоны не накапливаются в клетке и секретируются сразу после синтеза путем диффузии через клеточную мембрану. Секреция гормонов в большинстве случаев имеет циклический, пульсирующий характер. Периодичность секреции — от 5-10 мин до 24 ч и более (распространенный ритм — около 1 ч).

Связанная форма гормона — образование обратимых, соединенных нековалентными связями комплексов гормонов с белками плазмы и форменными элементами. Степень связывания различных гормонов сильно варьирует и определяется их растворимостью в плазме крови и наличием транспортного белка. Например, 90 % кортизола, 98 % тестостерона и эстрадиола, 96 % трийодтиронина и 99 % тироксина связываются с транспортными белками. Связанная форма гормона не может взаимодействовать с рецепторами и формирует резерв, который может быть быстро мобилизован для пополнения пула свободного гормона.

Свободная форма гормона — физиологически активное вещество в плазме крови в несвязанном с белком состоянии, способное взаимодействовать с рецепторами. Связанная форма гормона находится в динамическом равновесии с пулом свободного гормона, который в свою очередь находится в равновесии с гормоном, связанным с рецепторами в клетках-мишенях. Большинство полипептидных гормонов, за исключением соматотропина и окситоцина, циркулирует в низких концентрациях в крови в свободном состоянии, не связываясь с белками.

Метаболические превращения гормона - его химическая модификация в тканях-мишенях или других образованиях, обусловливающая снижение/повышение гормональной активности. Важнейшим местом обмена гормонов (их активации или инактивации) является печень.

Скорость метаболизма гормона - интенсивность его химического превращения, которая определяет длительность циркуляции в крови. Период полураспада катехоламинов и полипептидных гормонов составляет несколько минут, а тиреоидных и стероидных гормонов — от 30 мин до нескольких суток.

Гормональный рецептор — высокоспециализированная клеточная структура, входящая в состав плазматических мембран, цитоплазмы или ядерного аппарата клетки и образующая специфичное комплексное соединение с гормоном.

Органоспецифичность действия гормона - ответные реакции органов и тканей на физиологически активные вещества; они строго специфичны и не могут быть вызваны другими соединениями.

Обратная связь — влияние уровня циркулирующего гормона на его синтез в эндокринных клетках. Длинная цепь обратной связи — взаимодействие периферической эндокринной железы с гипофизарными, гипоталамическими центрами и с супрагипоталамическими областями ЦНС. Короткая цепь обратной связи — изменение секреции гипофизарного тронного гормона, модифицирует секрецию и высвобождение статинов и либеринов гипоталамуса. Ультракороткая цепь обратной связи — взаимодействие в пределах эндокринной железы, при котором выделение гормона влияет на процессы секреции и высвобождения его самого и других гормонов из данной железы.

Отрицательная обратная связь - повышение уровня гормона, приводящее к торможению его секреции.

Положительная обратная связь — повышение уровня гормона, обусловливающее стимуляцию и возникновение пика его секреции.

Анаболические гормоны - физиологически активные вещества, способствующие образованию и обновлению структурных частей организма и накоплению в нем энергии. К таким веществам относятся гонадотропные гормоны гипофиза (фоллитропин, лютропин), половые стероидные гормоны (андрогены и эстрогены), гормон роста (соматотропин), хориони- ческий гонадотропин плаценты, инсулин.

Инсулин — белковое вещество, вырабатываемое в β-клетках островков Лангерганса, состоящее из двух полипептидных цепей (А-цепь — 21 аминокислота, В-цепь — 30), снижающее уровень глюкозы крови. Первый белок, у которого была полностью определена первичная структура Ф. Сенгером в 1945-1954 гг.

Катаболические гормоны — физиологически активные вещества, способствующие распаду различных веществ и структур организма и высвобождению из него энергии. К таким веществам относятся кортикотропин, глюкокортикоиды (корти- зол), глюкагон, высокие концентрации тироксина и адреналина.

Тироксин (тетрайодтиронин) - йодсодержащее производное аминокислоты тирозина, вырабатываемое в фолликулах щитовидной железы, повышающее интенсивность основного обмена, теплопродукцию, оказывающее влияние на рост и дифференцировку тканей.

Глюкагон - полипептид, вырабатываемый в а-клетках островков Лангерганса, состоящий из 29 аминокислотных остатков, стимулирующий распад гликогена и повышающий уровень глюкозы крови.

Кортикостероидные гормоны - соединения, образующиеся в корковом веществе надпочечников. В зависимости от числа атомов углерода в молекуле делят на С 18 -стероиды — женские половые гормоны — эстрогены, С 19 -стероиды — мужские половые гормоны — андрогены, С 21 -стероиды — собственно кортикостероидные гормоны, обладающие специфическим физиологическим действием.

Катехоламины — производные пирокатехина, активно участвующие в физиологических процессах в организме животных и человека. К катехоламинам относятся адреналин, норадреналин и дофамин.

Симпатоадреналовая система — хромаффинные клетки мозгового вещества надпочечников и иннервирующие их преганглионарные волокна симпатической нервной системы, в которых синтезируются катехоламины. Хромаффинные клетки также обнаружены в аорте, каротидном синусе, внутри и около симпатических ганглиев.

Биогенные амины — группа азотсодержащих органических соединений, образующихся в организме путем декарбоксилирования аминокислот, т.е. отщепления от них карбоксильной группы — СООН. Многие из биогенных аминов (гистамин, серотонин, норадреналин, адреналин, дофамин, тирамин и др.) оказывают выраженный физиологический эффект.

Эйкозаноиды - физиологически активные вещества, производные преимущественно арахидоновой кислоты, оказывающие разнообразные физиологические эффекты и подразделяющиеся на группы: простагландины, простациклины, тром- боксаны, левугландины, лейкотриены и др.

Регуляторные пептиды — высокомолекулярные соединения, представляющие собой цепочку аминокислотных остатков, соединенных пептидной связью. Регуляторные пептиды, насчитывающие до 10 аминокислотных остатков, называют олигопептидами, от 10 до 50 — полипептидами, свыше 50 — белками.

Антигормон — защитное вещество, вырабатываемое организмом при длительном введении белковых гормональных препаратов. Образование антигормона является иммунологической реакцией на введение извне чужеродного белка. По отношению к собственным гормонам организм не образует антигормоны. Однако могут быть синтезированы вещества, близкие по строению к гормонам, которые при введении в организм действуют как антиметаболиты гормонов.

Антиметаболиты гормонов — физиологически активные соединения, близкие по строению к гормонам и вступающие с ними в конкурентные, антагонистические отношения. Антиметаболиты гормонов способны занимать их место в физиологических процессах, совершающихся в организме, или блокировать гормональные рецепторы.

Тканевой гормон (аутокоид, гормон местного действия) — физиологически активное вещество, вырабатываемое неспециализированными клетками и оказывающее преимущественно местный эффект.

Нейрогормон — физиологически активное вещество, вырабатываемое нервными клетками.

Эффекторный гормон - физиологически активное вещество, оказывающее непосредственный эффект на клетки и органы-мишени.

Тронный гормон — физиологически активное вещество, действующее на другие эндокринные железы и регулирующее их функции.

Стероидные гормоны благодаря своей липофильности не накапливаются

в эндокринных клетках, а легко проходят через мембрану и поступают в

кровь и лимфу. В связи с этим регуляция содержания этих гормонов в

крови осуществляется путем изменения скорости их синтеза.

Тиреоидные гормоны также липофильны и также легко проходят через

мембрану, однако они ковалентно связаны в эндокринной железе с тире-

оглобулином, поэтому могут выводиться из клетки только после наруше

ния этой связи. Чем больше йодированных тирозилов в составе тиреогло-

булина и чем выше скорость протеолиза йодированного белка, тем больше

тиреоидных гормонов в крови. Регуляция содержания тиреоидных гормо

нов осуществляется двумя путями - ускорением как процессов йодирова

ния, так и разрушения тиреоглобулина.

Гормоны, имеющие белковую и пептидную природу, а также катехолами

ны, гистамин, серотонин и др. - это гидрофильные вещества, которые не

могут диффундировать через клеточную мембрану. Для выведения этих

молекул созданы специальные механизмы, чаще всего пространственно и

функционально разобщенные с процессами биосинтеза.

Многие белково-пептидные гормоны образуются из предшественников

большой молекулярной массы, и выведение этих гормонов становится

возможным только после того, как произойдет отщепление «лишнего»

фрагмента. Так, выведению инсулина из клетки предшествует превраще

ние в В-клетках поджелудочной железы препроинсулина в проинсулин, а

затем в инсулин. Биосинтез инсулина и других белково-пептидных гормо

нов, а также их транспорт к периферии секреторной клетки занимает

обычно 1-3 ч. Очевидно, что воздействие на биосинтез приведет к изме

нению уровня белкового гормона в крови лишь через несколько часов.

Влияние же на выведение этих гормонов, синтезированных «впрок» и за

пасенных в специальных везикулах, позволяет повышать их концентрацию

в несколько раз за секунды или минуты.

Для секреции белково-пептидных гормонов и катехоламинов необходи

собственно деполяризация мембраны, а происходящий при ней вход Са2+

в цитоплазму клетки.

Поступив в кровь, гормоны связываются с транспортными белками,

что защищает их от разрушения и экскреции. В связанной форме гормон с

током крови переносится от места секреции к клеткам-мишеням. В этих

клетках есть рецепторы, которые имеют большее сродство к гормону, чем

белки крови.

Обычно лишь 5-10 % молекул гормона находится в крови в свободном

состоянии, и только свободные молекулы могут взаимодействовать с ре

цептором. Однако, как только они свяжутся с рецептором, равновесие в

реакции взаимодействия гормона с транспортными белками сдвигается в

сторону распада комплекса и концентрация свободных молекул гормона

останется практически неизменной. При избытке гормонсвязывающих

белков в крови концентрация свободных молекул гормона может снизить

ся до критической величины.

Связывание гормонов в крови зависит от их сродства к связывающим

белкам и концентрации этих белков. К их числу относятся транскортин,

связывающий кортикостероиды, тестостерон-эстрогенсвязывающий гло

булин, тироксинсвязывающий глобулин, тироксинсвязывающий преальбу-

мин и др. Едва ли не все гормоны могут связываться с альбумином, кон

центрация которого в крови в 1000 раз больше, чем концентрация других

гормонсвязывающих белков. Однако сродство к альбумину у гормонов в

десятки тысяч раз меньше, поэтому с альбуминами обычно связано 5-

10 % гормонов, а со специфическими белками 85-90 %. Альдостерон,

по-видимому, не имеет специфических «транспортных» белков, поэтому

находится преимущественно в связи с альбумином.

4.3.3. Молекулярные механизмы действия

гормонов

Гормоны, действующие через мембранные рецепторы и системы вто

ричных посредников, стимулируют химическую модификацию белков.

Наиболее хорошо изучено фосфорилирование. Регуляция, происходящая

за счет химических процессов (синтез и расщепление вторичного посред

ника, фосфорилирование и дефосфорилирование белка), развивается и га

сится за минуты или десятки минут.

цАМФ-зависимая

протеинкиназа

Са2*-кальмодулин-

зависимая

протеинкинаэа

Рис. 4.3. Механизм мембранной рецепции проведения гормонального сигнала в

клетке при участии вторичных посредников.

Стероидные и тиреоидные гормоны имеют цитозольные или ядерные

рецепторы, что позволяет им взаимодействовать с хроматином и влиять на

экспрессию генов. Эта регуляция, развивающаяся путем индукции или ре

прессии синтеза мРНК и белков, реализуется спустя 3-6 ч после появле

ния гормона в крови, а гасится спустя 6-12 ч.

Промежуточное положение в этой иерархии занимают факторы роста.

Их взаимодействие с рецептором приводит сначала к фосфорилированию

определенных белков, а затем к делению клеток.

Адренергические рецепторы вне зависимости от локализации (в си

напсе или вне его) относятся к семейству рецепторов, 7 раз пронизываю

щих плазматическую мембрану и сопряженных с G-белками. Известны

алфа-1А-, альфа-1В- и адьфа-1С-адренорецепторы, а-2А-, а-2В- и а-2С-адренорецеп-

торы, а также бета-1-, бета-2- и бета-3-адренорецепторы. Все а-1-рецепторы сти

мулируют фосфолипазу С, гидролизующую фосфоинозитиды. Все а-2-ре-

цепторы ингибируют аденилатциклазу, а все бета-рецепторы ее активируют.

Кроме того, а-2А-рецепторы могут активировать К+-каналы, а-2А- и

а-2В-рецепторы ингибируют Са2+-каналы, а (бета-1 -рецепторы активируют

Са2+-каналы (рис. 4.3).

В каждой клетке функционирует обычно несколько типов рецепторов к

одному и тому же гормону (например, как а-, так и р-адренорецепторы).

Кроме того, клетка чувствительна обычно к нескольким эндокринным

регуляторам - нейромедиаторам, гормонам, простагландинам, факторам

роста и др. Каждый из этих регуляторов имеет характерную только для

Аденилатциклаза

Эндоплазматическая

Физиологический

Физиологический

Рис. 4.4. Механизм

цитоплазматического

(ядерного) действия

стероидных гормонов.

Ra и Rb - две субъеди

ницы рецепторов; Н -

него продолжительность и амплитуду регуляторного сигнала, для каждого

характерно определенное соотношение активностей систем генерации вто

ричных посредников в клетке или изменения мембранного потенциала.

На уровне исполнительных систем клетки может происходить как усиле

ние, так и взаимное гашение разных регуляторных сигналов.

На определенных стадиях онтогенеза или при достижении критическо

го для организма отклонения от нормы того или иного фактора гомеостаза

(гипотермия, гипогликемия, гипоксемия, потеря крови и др.) включается

медленная, но наиболее мощная система эндокринной регуляции, дейст

вующая через стероидные (андрогены, эстрогены, прогестины, глюкокор-

тикоиды и минералокортикоиды) и тиреоидные (тироксин и трийодтиро-

нин) гормоны. Молекулы этих регуляторов, имея липофильную природу,

легко проникают через липидный бислой и связываются со своими рецеп

торами в цитоплазме или ядре (рис. 4.4.). Затем гормонрецепторный ком

плекс связывается с ДНК и белками хроматина, что стимулирует синтез

матричной РНК на определенных генах. Трансляция мРНК приводит к

появлению в клетке новых белков, которые вызывают физиологический

эффект этих гормонов.

Стероидные и тиреоидные гормоны могут также репрессировать неко

торые гены, что реализуется в биологический эффект путем уменьшения

количества определенных белков в клетке. Обычно эти гормоны изменяют

крипции функционирующих генов, а за счет включения-выключения но

вых генов. Так, например, стимулирование глюкокортикоидами амино-

трансферазной активности печени происходит благодаря появлению в

клетках новых изоформ аминотрансфераз.

К числу белков, экспрессия которых в клетке контролируется гормона

ми, относятся не только ферменты, участвующие в метаболизме, но и

многие рецепторы, а также регуляторные белки и ферменты, участвующие

в обмене вторичных посредников. Благодаря этому стероидные и тиреоид

ные гормоны могут участвовать в формировании не только возрастных и

половых признаков, но и определять психоэмоциональный статус орга

низма, а также баланс катаболических и анаболических реакций в органах

и тканях, их чувствительность к нейромедиаторам и гормонам.

Похожая информация.

Эндокринная система регулирует множество функций разных клеток и органов. Эта регуляторная функция осуществляется при помощи сигнальных молекул - гормонов, вырабатываемых эндокринными клетками, циркулирующих во внутренней среде организма и связывающихся со специфическими рецепторами гормонов на соответствующих клетках-мишенях.

Химия гормонов. По химическому строению различают следующие типы гормонов: олигопептид (например, нейропептиды); полипептид (например, инсулин); гликопротеин (например, тиреотропин); стероид (например, альдостерон и кортизол); производное тирозина (например, йодсодержащие гормоны щитовидной железы: трийодтиронин - Т 3 и тироксин - T 4); эйкозаноиды (метаболиты арахидоновой кислоты).

Цитология эндокринных клеток. Эндокринные клетки имеют строение, определяемое химической природой синтезируемого гормона.

Пептиды, белки, гликопротеины, катехоловые амины. Для этих эндокринных клеток характерно наличие гранулярной эндоплазматической сети (здесь происходит сборка пептидной цепи), комплекса Гольджи (присоединение углеводных остатков, формирование секреторных гранул), секреторных гранул.

Стероидные гормоны. Для клеток, синтезирующих стероидные гормоны, характерно присутствие развитой гладкой эндоплазматической сети и многочисленных митохондрий.

Тропный гормон - гормон, клетками-мишенями которого являются другие эндокринные клетки (например, часть эндокринных клеток передней доли гипофиза синтезирует и секретирует в кровь АКТГ (адренокортикотропный гормон). Мишени АКТГ - эндокринные клетки пучковой зоны коры надпочечников, синтезирующие глюкокортикоиды.

Рилизинг-гормоны (рилизинг-факторы) [от англ. releasing hormone (releasing factor)] - группа синтезируемых в нейронах гипоталамической области мозга гормонов, мишенями которых являются эндокринные клетки передней доли гипофиза (например, рилизинг-гормон для синтезирующих АКТГ клеток передней доли гипофиза - кортиколиберин). Рилизинг-гормоны подразделяют на либерины и статины.

Рис. 9-5. Варианты воздействия гормонов-лигандов на клетки-мишени.

Либерин - рилизинг-гормон, способствующий усилению синтеза и секреции соответствующего гормона в эндокринных клетках передней доли гипофиза.

Статин - рилизинг-гормон, в отличие от либеринов ингибирующий синтез и секрецию гормонов в клетках-мишенях.

Варианты эндокринной регуляции. В зависимости от расстояния от продуцента гормона до клетки-мишени различают эндокринный, паракринный и аутокринный варианты регуляции (рис. 9-5).

Эндокринная, или дистантная регуляция. Секреция гормона происходит во внутреннюю среду, клетки-мишени могут отстоять от эндокринной клетки сколь угодно далеко. Наиболее яркий пример: секреторные клетки эндокринных желёз, гормоны из которых поступают в систему общего кровотока.

Паракринная регуляция. Продуцент биологически активного вещества и клеткамишень расположены рядом, молекулы гормона достигают мишени путём диффузии в межклеточном веществе. Например, в париетальных клетках желёз желудка секрецию H + стимулируют гастрин и гистамин, а подавляют соматостатин и простагландины, секретируемые рядом расположенными клетками.

Аутокринная регуляция. При аутокринной регуляции сама клетка-продуцент гормона имеет рецепторы к этому же гормону (другими словами, клетка-продуцент гормона в то же время является собственной мишенью). В качестве примера приведём эндотелины, вырабатываемые клетками эндотелия и воздействующие на эти же эндотелиальные клетки.

Классификация. Органы эндокринной системы подразделяют на несколько групп:

гипоталамо-гипофизарная система: нейросекреторные нейроны и аденогипофиз;

мозговые придатки: гипофиз и эпифиз;

бранхиогенная группа (имеющая происхождение из эпителия глоточных карманов): щитовидная железа, паращитовидные железы, вилочковая железа;

надпочечниково-адреналовая система: кора надпочечников, мозговое вещество надпочечников и параганглии;

островки поджелудочной железы;

диффузная эндокринная система: эндокринные клетки, рассеянные в различных органах.

ГИПОТАЛАМО-ГИПОФИЗАРНАЯ СИСТЕМА

Эпителиального генеза передняя доля гипофиза (синтез тропных гормонов, экспрессия гена проопиомеланокортина), перикарионы нейросекреторных нейронов гипоталамуса (синтез рилизинг-гормонов, вазопрессина, окситоцина, орексинов), гипоталамо-гипофизарный тракт (транспорт гормонов по аксонам нейросекреторных нейронов), аксо-вазальные синапсы (секреция вазопрессина и окситоцина в капилляры задней доли гипофиза, секреция рилизинг-гормонов в капилляры срединного возвышения), портальная система кровотока между срединным возвышением и передней долей гипофиза в совокупности формируют гипоталамо-гипофизарную систему (рис. 9-6, рис. 9-12).

Гипофиз

Гипофиз анатомически состоит из ножки и тела, а гистологически подразделяется на адено- и нейрогипофиз.

Развитие гипофиза. Гипофиз образуется из двух зачатков эктодермального (карман Ратке) и нейрогенного (processus infundibularis).

Карман Ратке. На 4-5-й неделе эктодермальный эпителий крыши ротовой бухты образует карман Ратке - вырост, направляющийся к мозгу. Из этого гипофизарного кармана развивается аденогипофиз (передняя, промежуточная и входящая в состав ножки гипофиза туберальная доли).

Processus infundibularis. Навстречу карману Ратке растёт выпячивание промежуточного мозга, дающее начало нейрогипофизу (задняя доля гипофиза, нейрогипофизарная часть ножки гипофиза и отчасти срединное возвышение).

Кровоснабжение гипофиза. Портальная система кровотока состоит из первичной капиллярной сети срединного возвышения, воротных вен туберальной части аденогипофиза и вторичной капиллярной сети передней доли (рис. 9-9). Приносящие гипофизарные артерии в медиобазальном гипоталамусе (срединное возвышение) образуют первичную капиллярную сеть. Терминали аксонов нейросекреторных клеток

Рис. 9-6. Анатомия гипофиза.

гипоталамуса заканчиваются на этих капиллярах. Кровь из первичной капиллярной сети собирается в портальные вены, идущие по гипофизарной ножке (туберальная часть) в переднюю долю. Здесь портальные вены переходят в капилляры вторичной сети. Обогащённая гормонами передней доли кровь из вторичной капиллярной сети поступает в общую циркуляцию через выносящие вены.

Аденогипофиз (см. рис. 9-6) состоит из передней и промежуточной долей и туберальной части ножки гипофиза. Аденогипофиз покрыт фиброзной капсулой. Передняя доля представлена тяжами эндокринных клеток (аденоцитов), окружённых сетью ретикулиновых волокон. В передней доле ретикулиновые волокна окружают капилляры с фенестрированным эндотелием и широким просветом (синусоиды) вторичной капиллярной сети. Туберальная часть состоит из тяжей эпителиальных клеток, между ними расположены гипофизарные воротные вены (vv. portae hypophysis, см. рис. 9-9), соединяющие первичную капиллярную сеть (срединное возвышение) и вторичную капиллярную сеть (передняя доля гипофиза). Эндокринная функция эпителиальных клеток туберальной части отсутствует, в ней изредка встречаются базофильные аденоциты. Средняя (промежуточная) доля гипофиза у человека выражена слабо.

Аденогипофиз

Рис. 9-9. Система кровоснабжения гипофиза. ПЕРЕДНЯЯ ДОЛЯ

Передняя доля - эпителиальная эндокринная железа, её клетки синтезируют и секретируют тропные гормоны и продукты экспрессии гена проопиомеланокортина. Разные эндокринные клетки передней доли синтезируют различные пептидные гормоны. Эндокринные клетки передней доли содержат элементы гранулярной эндоплазматической сети, комплекс Гольджи, многочисленные митохондрии и секреторные гранулы различного диаметра. Клетки расположены анастомозирующими тяжами и островками между кровеносными капиллярами с фенестрированным эндотелием. В последние выводятся гормоны, а из капилляров к клеткам поступают либерины и статины.

Классификация эндокринных клеток передней доли (аденоцитов) основана на связывании стандартных красителей, по этому признаку различают хромофильные (базофильные и оксифильные) и хромофобные (плохо окрашивающиеся) клетки. Хромофобные клетки - гетерогенная популяция, включающая дегранулировавшие клетки (оксифилы и базофилы разных типов) и камбиальный резерв. Регенерация аденоцитов происходит из клеток камбиального резерва.

Базофильные аденоциты подразделяют на кортикотрофы, тиротрофы и гонадотрофы.

♦ Кортикотрофы экспрессируют ген проопиомеланокортина и содержат гранулы диаметром около 200 нм.

♦ Тиротрофы синтезируют тиреотрофный гормон (ТТГ) и содержат мелкие (около 150 нм) гранулы.

♦ Гонадотрофы синтезируют фолликулостимулирующий гормон (фоллитропин) и лютропин, размеры гранул варьируют от 200 до 400 нм. Фоллитропин и лютропин синтезируются в разных подтипах гонадотрофов.

Ацидофильные аденоциты синтезируют, накапливают в гранулах и секретируют соматотрофин (гормон роста) и пролактин.

♦ Соматотрофы имеют гранулы диаметром до 400 нм.

♦ Лактотрофы содержат мелкие (около 200 нм) гранулы. При беременности и лактации величина гранул может достигать 600 нм.

В передней доле синтезируются СТГ (соматотрофный гормон, соматотро[ф][п]ин, гормон роста), ТТГ (тиреотропный гормон, тиротрофин), АКТГ (адренокортикотропный гормон), гонадотропины (гонадотропные гормоны), а именно лютеинизирующий гормон (лютропин) и фолликулостимулирующий гормон (фоллитропин), а также пролактин. Экспрессия гена проопиомеланокортина приводит к синтезу и секреции ряда пептидов (АКТГ, β- и γ-липотропины, α-, β- и γ-меланотропины, β-эндорфин), из которых гормональная функция установлена для АКТГ и меланотропинов; функции остальных пептидов изучены недостаточно.

Гормоны роста

К этой группе относят гипофизарный гормон роста и хорионический соматомаммотрофин.

♦ Гормон роста гипофизарный (СТГ, соматотрофин, соматотрофный гормон) нормально экспрессируется только в ацидофильных клетках (соматотрофах) передней доли гипофиза.

♦ Хорионическийсоматомаммотрофин синтезируетсяв клеткахсинцитиотрофобласта. Этот гормон известен также как плацентарный лактоген.

Нативный гормон роста - полипептидная цепь, состоящая из 191 аминокислотных остатков. Синтез и секрецию СТГ стимулирует соматолиберин, а подавляет соматостатин. Эффекты гормона роста

опосредуют соматомедины (инсулиноподобные факторы роста, IGF), синтезируемые преимущественно в гепатоцитах. СТГ - анаболический гормон, стимулирующий рост всех тканей. Наиболее очевидны эффекты СТГ на рост длинных трубчатых костей.

Меланокортины и АКТГ

Адренокортикотропный гормон, α-, β- и γ-меланоцитостимулирующие гормоны (меланотропины), липотропины и β-эндорфин образуются из молекулы-предшественника - проопиомеланокортина (POMC). Продукты гена POMC все вместе называют меланокортинами. Адренокортикотропный гормон. АКТГ состоит из 39 аминокислот. Синтез АКТГ осуществляют кортикотрофы преимущественно передней и в меньшей степени промежуточной доли гипофиза, а также некоторые нейроны ЦНС. Гипоталамический кортиколиберин стимулирует синтез и секрецию АКТГ, а АКТГ стимулирует синтез и секрецию гормонов коры надпочечников (главным образом, глюкокортикоидов).

Гонадотропные гормоны

В эту группу входят гипофизарные фоллитропин и лютропин, а также хорионический гонадотропин (ХГТ) плаценты. Гонадотропные гормоны, а также тиротропин (ТТГ) - гликопротеины, состоящие из двух субъединиц (СЕ). Структура α-СЕ фоллитропина, лютропина, ХГТ и ТТГ идентична, а структура β-СЕ тех же гормонов различна. Гипоталамический гонадолиберин стимулирует синтез и секрецию фоллитропина и лютропина в базофилах (гонадотрофы) передней доли гипофиза. Фоллитропин (фолликулостимулирующий гормон). α-Ингибин - пептидный гормон, вырабатываемый зернистыми клетками фолликулов яичника и сустентоцитами яичка, - подавляет секрецию фоллитропина. Фоллитропин, как и лютропин, регулирует овариальный цикл у женщин. У мужчин мишени фоллитропина - сустентоциты яичка (регуляция сперматогенеза).

Лютропин (лютеинизирующий гормон). У женщин лютропин, как и фоллитропин, регулирует овариальный цикл и эндокринную функцию яичников. У мужчин лютропин стимулирует синтез тестостерона в интерстициальных эндокриноцитах яичек.

Хорионический гонадотропин (ХГТ) - гликопротеин, синтезируемый клетками трофобласта с 10-12 дней развития. При беременности ХГТ взаимодействует с клетками жёлтого тела (синтезирующего и секретирующего прогестерон) яичников.

Тиреотропный гормон

Тиротропин (тиреотропный гормон, ТТГ) синтезируется в базофильных клетках (тиротрофы) передней доли гипофиза. Соматостатин по-

давляет секрецию ТТГ, а гипоталамический тиролиберин стимулирует синтез и секрецию ТТГ. Гормоны щитовидной железы (Т 3 и Т 4), циркулирующие в крови, регулируют секрецию ТТГ по принципу отрицательной обратной связи. Увеличение содержания свободных T 4 и T 3 подавляет секрецию ТТГ. Уменьшение содержания свободных T 4 и T 3 стимулирует секрецию тиротропина. Рецептор ТТГ экспрессируется в фолликулярных клетках щитовидной железы, а также в ретробульбарных тканях. Тиротропин стимулирует дифференцировку эпителиальных клеток щитовидной железы (кроме т.н. светлых клеток, синтезирующих тирокальцитонин) и их функциональное состояние (включая синтез тироглобулина и секрецию Т 3 и Т 4).

Пролактин

Синтез пролактина происходит в ацидофильных аденоцитах (лактотрофах) передней доли гипофиза. Количество лактотрофов составляет не менее трети всех эндокринных клеток аденогипофиза. При беременности объём передней доли удваивается за счёт увеличения числа лактотрофов и их гипертрофии. Пролактиностатин подавляет секрецию пролактина из лактотрофов. Дофамин ингибирует синтез и секрецию пролактина. Тиролиберин стимулирует секрецию пролактина из лактотрофов. Стимуляция соска и околососкового поля увеличивает секрецию пролактина. Главная функция пролактина - регулирование функции молочной железы.

Нейрогипофиз

Нейрогипофиз (задняя доля гипофиза и нейрогипофизарная часть ножки гипофиза) состоит из клеток нейроглии - питуицитов и кровеносных сосудов. Собственная эндокринная функция питуицитов неизвестна, но нейрогипофиз содержит аксоны гипоталамо-гипофизарного тракта и их окончания на кровеносных капиллярах (аксо-вазальные синапсы). Эти аксоны принадлежат нейронам, расположенным в паравентрикулярном и супраоптическом ядрах гипоталамуса (рис. 9-12). Большие нейроны этих ядер продуцируют вазопрессин и окситоцин, которые по аксонам транспортируются в заднюю долю, где и происходит их высвобождение из нейросекреторных клеток. Следовательно, задняя доля, как и передняя, служит местом выделения пептидных гормонов из гипоталамуса.

Аксо-вазальные синапсы образованы терминальными расширениями аксонов нейросекреторных нейронов гипоталамуса, контактирующими со стенкой кровеносных капилляров срединного возвышения и задней доли гипофиза. Аксоны имеют локальные утолщения (нейросекреторные тельца), заполненные пузырьками и гранулами с гормонами.

Гипоталамус

Нейросекреторные нейроны гипоталамуса - типичные нервные клетки. В перикарионах этих нейронов синтезируются рилизинг-гормоны, орексины, АДГ, окситоцин и другие гормоны. Такие гормон-продуцирующие нервные клетки входят в состав многих ядер гипоталамуса, в т.ч. надзрительного (n. supraopticus) и околожелудочкового (n. paraventricularis).

Гипоталамо-гипофизарный тракт образован аксонами нейросекреторных нейронов гипоталамуса (рис. 9-12). Синтезируемые в нейросекреторных нейронах гормоны при помощи аксонного транспорта достигают аксо-вазальных синапсов нейрогипофиза.

Гипоталамические рилизинг-гормоны

В нейросекреторных нейронах гипоталамуса синтезируются либерины [гонадолиберин (люлиберин), кортиколиберин, соматолиберин, ти- ролиберин] и статины (меланостатин, пролактиностатин, соматостатин).

Соматостатин синтезируется многими нейронами ЦНС, δ-клетками панкреатических островков, эндокринными клетками пищеварительного тракта и ряда других внутренних органов. Соматостатин - мощный регулятор функций эндокринной и нервной систем, ингибирует синтез и секрецию множества гормонов и секретов.

Кортистатин продуцируется ГАМКергическими нейронами коры большого мозга и гиппокампа. Этот пептид связывается с рецепторами соматостатина и обладает общими с соматостатином свойствами.

Соматолиберин стимулирует секрецию гормона роста в передней доле гипофиза.

Гонадолиберин и пролактиностатин. Ген LHRH кодирует структуру гонадолиберина и пролактиностатина. Мишени гонадолиберина - гонадотрофы, а пролактиностатина - лактотрофы передней доли гипофиза. Гонадолиберин - ключевой нейрорегулятор репродуктивной функции, стимулирует синтез и секрецию фоллитропина и лютропина в продуцирующих гонадотрофы клетках, а пролактиностатин подавляет секрецию пролактина из лактотрофных клеток передней доли гипофиза.

Тиролиберин синтезируется многими нейронами ЦНС (в т.ч. нейросекреторными нейронами околожелудочкового ядра). Мишени тиролиберина - тиротрофы и лактотрофы передней доли гипофиза. Тиролиберин стимулирует секрецию пролактина из лактотрофов и секрецию тиротропина из тиротрофов.

Кортиколиберин синтезируется в нейросекреторных нейронах околожелудочкового ядра гипоталамуса, некоторых других нейронах ЦНС, а также в эндометрии, плаценте, матке, яичнике, яичках, желудке, кишечнике, надпочечниках, щитовидной железе и в коже. Кортиколиберин стимулирует синтез АКТГ и других продуктов экспрессии гена проопиомеланокортина (POMC) клетками аденогипофиза. Кортиколиберин, продуцируемый в матке и плаценте, может играть важную роль в нормальном течении беременности.

Меланостатин подавляет образование меланотропинов.

Рис. 9-12. Гипоталамо-гипофизарн ^1 й тракт. Нейроны с перикарионами больших размеров, локализованные в гипоталамусе, секретируют рилизинг-гормоны в просвет капилляров в области срединного возвышения и воронки, где расположены капилляры первичной сети, собирающие кровь в длинные портальные вены. По ним гипоталамические рилизинг-гормоны поступают в ножку гипофиза и далее в капилляры передней доли (вторичная капиллярная сеть). Аксоны малых нейросекреторных клеток спускаются в ножку гипофиза и выделяют рилизинг-гормоны в капиллярное сплетение, расположенное непосредственно в ножке. Короткие портальные вены переносят рилизинг-гормоны во вторичную капиллярную сеть передней доли. Большие нейроны паравентрикулярного и супраоптического ядер гипоталамуса синтезируют вазопрессин и окситоцин. По аксонам этих нейросекреторных клеток данные гормоны поступают в заднюю долю, где выделяются из нервных терминалей и поступают в просвет многочисленных сосудов, образующих здесь сплетение.

Орексины

В латеральном гипоталамусе расположены нейросекреторные нервные клетки, синтезирующие орексины (гипокретины) A и B. Орексины функционируют как регуляторы сна и бодрствования, участвуют в регуляции пищевого поведения.

Гормоны задней доли

Гормоны задней доли - аргинин вазопрессин (антидиуретический гормон, АДГ), окситоцин, а также нейрофизины - синтезируются в нейросекреторных нейронах надзрительного и околожелудочкового ядер гипоталамуса. Содержащие гормоны мембранные пузырьки транспортируются по аксонам этих нейронов в составе гипоталамогипофизарного тракта в заднюю долю гипофиза и через аксо-вазальные синапсы гормоны секретируются в кровь.

Окситоцин - циклический нонапептид. Мишени окситоцина - ГМК миометрия и миоэпителиальные клетки молочной железы. Окситоцин стимулирует сокращение ГМК миометрия в родах, при оргазме, в менструальную фазу. Окситоцин стимулирует продукцию и секрецию пролактина, секретируется при раздражении соска и околососкового поля, стимулирует сокращение миоэпителиальных клеток альвеол лактирующей молочной железы (рефлекс молокоотделения). Окситоцин регулирует поведенческую активность, связанную с беременностью и родами.

Аргинин вазопрессин - нонапетид. Экспрессия АДГ происходит в части нейросекреторных нейронов околожелудочкового и надзрительного ядер гипоталамуса. Секрецию АДГ стимулирует через барорецепторы каротидной области гиповолемия, т.е. уменьшение объёма циркулирующей крови, а ингибируют алкоголь, α-адренергические агонисты, глюкокортикоиды. Аргинин вазопрессин оказывает антидиуретический (регулятор реабсорбции воды в собирательных трубочках почки) и сосудосуживающий (вазоконстриктор) эффекты. Главная функция АДГ - регуляция обмена воды (поддержание постоянного осмотического давления жидких сред организма).

Нейрофизины I и II кодируются генами окситоцина и АДГ соответственно. Нейрофизины относят к связывающим окситоцин и АДГ белкам.

ЭПИФИЗ

Шишковидная железа - небольшой (5-8 мм) конической формы вырост промежуточного мозга, соединённый ножкой со стенкой третьего желудочка. Капсула органа образована соединительной тканью мягкой мозговой оболочки. От капсулы отходят перегородки, содержащие кровеносные сосуды и сплетения симпатических нервных волокон. Эти перегородки частично подразделяют тело железы на дольки. Паренхима органа состоит из пинеалоцитов и интерстициальных (глиальных) клеток. В интерстиции присутствуют отложения солей кальция, известные как «мозговой песок» (corpora arenacea). Иннервация: орган снабжён многочисленными постганглионарными нервными волокнами от верхнего шейного симпатического узла. Функция органа у человека изучена слабо, хотя железа у ряда позвоночных выполняет различные функции [например, у некоторых амфибий и рептилий эпифиз содержит фоторецепторные элементы (т.н. теменной глаз)], иногда бездоказательно переносимые на человека. Эпифиз у человека,

скорее всего, - звено реализации биологических ритмов, в т.ч. околосуточных.

Пинеалоциты содержат крупное ядро, хорошо развитую гладкую эндоплазматическую сеть, элементы гранулярной эндоплазматической сети, свободные рибосомы, комплекс Гольджи, множество секреторных гранул, микротрубочки и микрофиламенты. Многочисленные длинные отростки пинеалоцитов заканчиваются расширениями на капиллярах и среди клеток эпендимы. Пинеалоциты синтезируют гормон мелатонин и серотонин.

Мелатонин (N-ацетил-5-метокситриптамин) секретируется в цереброспинальную жидкость и в кровь преимущественно в ночные часы.

Серотонин (5-гидрокситриптамин) синтезируется преимущественно в дневные часы. Интерстициальные клетки напоминают астроциты, имеют многочисленные ветвящиеся отростки, округлое плотное ядро, элементы гранулярной эндоплазматической сети и структуры цитоскелета: микротрубочки, промежуточные филаменты и множество микрофиламентов. Циркадианный ритм, или околосуточный ритм - один из биологических ритмов (суточная, помесячная, сезонная и годовая ритмика), скоординированный с суточной цикличностью вращения Земли; несколько не соответствует 24 часам. Многие процессы, в т.ч. гипоталамическая нейросекреция, подчиняются околосуточному ритму. Механизмы околосуточного ритма. Изменения освещённости через зрительный тракт оказывают влияние на разряды нейронов надперекрестного ядра (nucleus suprachiasmaticus) ростро-вентральной части гипоталамуса. Надзрительное ядро содержит т.н. эндогенные часы - неизвестной природы генератор биологических ритмов (включая околосуточный), контролирующий продолжительность сна и бодрствования, пищевое поведение, секрецию гормонов и т.д. Сигнал генератора - гуморальный фактор, секретируемый из надзрительного ядра (в т.ч. в цереброспинальную жидкость). Сигналы от надзрительного ядра через нейроны околожелудочкового ядра (n. paraventricularis) активируют преганглионарные симпатические нейроны боковых столбов спинного мозга. Симпатические преганглионары активируют нейроны верхнего шейного узла. Постганглионарные симпатические волокна от верхнего шейного узла секретируют норадреналин, взаимодействующий с α- и β-адренорецепторами плазмолеммы пинеалоцитов. Активация адренорецепторов приводит к увеличению внутриклеточного содержания цАМФ и экспрессии гена CREM, а также к транскрипции арилалкиламин-N-ацетилтрансферазы, фермента синтеза мелатонина.

ЩИТОВИДНАЯ ЖЕЛЕЗА

Щитовидная железа секретирует регуляторы основного обмена - йодсодержащие гормоны - трийодтиронин (Т 3) и тироксин (Т 4), а также кальцитонин, один из эндокринных регуляторов обмена Ca 2+ . Йодсодержащие гормоны вырабатывают эпителиальные клетки стенки фолликулов, кальцитонин - светлые клетки.

Развитие. Эпителий бранхиогенной группы желёз (щитовидная, вилочковая, околощитовидные) развивается из энтодермы глоточных карманов. В конце 3-го месяца развития плода начинается синтез йодсодержащих гормонов, появляющихся в амниотической жидкости. Синтезирующие кальцитонин светлые клетки (С-клетки) щитовидной железы развиваются из нервного гребня.

ПАРЕНХИМА

Паренхима щитовидной железы - совокупность секретирующих тиреоидные гормоны клеток и С-клеток, синтезирующих кальцитонин. И те, и другие входят в состав фолликулов и скоплений межфолликулярных клеток.

Тиреоциты и йодсодержащие гормоны

Фолликулы - различной величины и формы (преимущественно округлые) пузырьки, содержащие коллоид. Стенка фолликула образована эпителиальными фолликулярными клетками (продукция йодсодержащих гормонов), прикреплёнными к базальной мембране. Между базальной мембраной и фолликулярными клетками встречаются более крупные светлые клетки (синтез кальцитонина). Фолликулярные клетки, или тироциты образуют стенку фолликула и формируют его содержимое, синтезируя и секретируя в коллоид тироглобулин. Фермент тиропероксидаза и рецептор N-ацетилглюко- замина также синтезируются в фолликулярных клетках. Основная функция фолликулярных клеток - синтез и секреция T 4 и T 3 - складывается из многих процессов: образование тироглобулина → секреция тироглобулина в полость фолликула → поглощение йода из крови - окисление йода - йодирование тироглобулина в полости фолликула → эндоцитоз и расщепление тироглобулина → секреция T 3 и T 4 . Функцию фолликулярных клеток стимулирует тиротропин (ТТГ). Форма клеток (от низкой кубической до цилиндрической) эпителиальной стенки фолликула зависит от интенсивности их функционирования: высота клеток пропорциональна напряжённости осуществляемых в них процессов.

Базальная часть клеток содержит ядро, гладкий и шероховатый эндоплазматический ретикулум. В плазмолемму встроены связанные с G-белком рецепторы ТТГ, Na + /I - -котранспортёр. Возможна складчатость плазмолеммы (отражает интенсивность обмена между клетками и кровеносными капиллярами - захват йода, поступление метаболитов, секреция гормонов).

Латеральная часть клеток содержит межклеточные контакты, предупреждающие просачивание коллоида.

Апикальная часть содержит выраженный комплекс Гольджи (формирование секреторных пузырьков, присоединение углеводов к тироглобулину), разные типы пузырьков [секреторные (содержат тироглобулин), окаймлённые (незрелый тироглобулин из полости фолликула поступает в клетку для рециклизации и выве-

дения в кровоток), эндоцитозные (содержат зрелый тироглобулин для его последующей деградации в фаголизосомах)], микроворсинки (увеличение поверхности обмена между клетками и полостью фолликула). Апикальная плазмолемма содержит рецепторы N-ацетилгалактозамина (связывание незрелого тироглобулина для его интернализации путём опосредованного этими рецепторами эндоцитоза), рецепторы мегалина (интернализация, трансцитоз и секреция в кровь тироглобулина), анионообменники (перемещение йода из цитоплазмы клетки в полость фолликула). В связи с мембранными структурами апикальной части клеток находится тиропероксидаза. Продукция йодсодержащих гормонов. Синтез и секреция йодсодержащих гормонов включает несколько этапов (рис. 9-17). Йодсодержащие гормоны. Тироксин (T 4) и трийодтиронин (T 3) - водонерастворимые соединения, поэтому сразу после секреции в кровь гормоны образуют комплексы с транспортными белками плазмы, которые не только обеспечивают циркуляцию Т 3 и Т 4 в крови, но и предотвращают деградацию и экскрецию этих гормонов.

Тироксин (3,5,3",5"-тетрайодтиронин, C 15 H 11 I 4 NO 4 , M r 776,87) - основной йодсодержащий гормон, на долю T 4 приходится не менее 90% секретируемых щитовидной железой йодсодержащих гормонов.

♦ L-форма тироксина физиологически примерно вдвое активнее рацемической (DL-тироксин), D-форма гормональной активности не имеет.

♦ Дейодирование наружного кольца тироксина приводит к образованию Т 3 .

♦ Дейодирование внутреннего кольца тироксина приводит к образованию реверсивного Т 3 (rT 3), имеющего незначительную физиологическую активность.

Трийодотиронин (3,5,3"-трийодтиронин, C 15 H 12 I 3 NO 4 , M r 650,98). На долю T 3 приходится лишь 10% содержащихся в крови йодсодержащих гормонов, но физиологическая активность T 3 примерно в четыре раза выше, чем тироксина.

Функции йодсодержащих гормонов многочисленны. Например, Т 3 и Т 4 увеличивают обменные процессы, ускоряют катаболизм белков, жиров и углеводов, эти гормоны необходимы для нормального развития ЦНС, они стимулируют рост хряща и поддерживают рост кости, увеличивают частоту сердечных сокращений и сердечный выброс. Крайне разнообразные эффекты йодсодержащих гормонов на клетки-мишени (ими практически являются все клетки организма) объясняют увеличением синтеза белков и потребления кислорода.

С-клетки

С-клетки в составе фолликулов называют также парафолликулярными клетками. В них происходит экспрессия кальцитонинового гена CALC1, кодирующего кальцитонин, катакальцин и относящийся к кальцитониновому гену пептид α. С-клетки крупнее тироцитов, в составе фолликулов расположены, как правило, одиночно. Морфология этих клеток характерна для клеток, синтезирующих белок на экспорт (присутствуют шероховатая эндоплазматическая сеть, комплекс Голь-

Рис. 9-17. Биосинтез йодсодержащих гормонов. 1. Йод поступает в тироцит через Na + /I - -котранспортёр. 2. Из цитоплазмы в полость фолликула йодид транспортируется через анионообменник SAT. 3. На границе апикальной мембраны тироцита и коллоида тиропероксидаза катализирует окисление йодида с образованием молекулы йода. 4. Тиропероксидаза катализирует йодирование остатков тирозина в молекуле тироглобулина с образованием монойодтирозина и дийодтирозина. 5. Синтез трийодтиронина и тетрайодтиронина. 6. Интернализация йодированного тироглобулина путём эндоцитоза. 7. Слияние эндоцитозного пузырька с лизосомой и деградация тироглобулина. 8. Высвобождение монойодтирозина, дийодтирозина, Т3 и Т4 в цитоплазму клетки. 9. Дейодирование и реутилизация монойодтирозина и дийодтирозина. 10. Секреция йодсодержащих гормонов в кровь.

джи, секреторные гранулы, митохондрии). На гистологических препаратах цитоплазма С-клеток выглядит светлее цитоплазмы тироцитов, отсюда их название - светлые (clear) клетки.

Кальцит онин - пептид, содержащий 32 аминокислотных остатка.

♦ Регулятор экспрессии - Са 2+ плазмы крови, внутривенное его введение существенно увеличивает секрецию кальцитонина.

♦ Функции кальцитонина, как одного из регуляторов кальциевого обмена, определяют как антагонистические функциям гормона паращитовидной железы.

Катакальцин - пептид, состоящий из 21 аминокислотного остатка, имеет те же функции, что и кальцитонин.

Относящиеся к кальцитониновому гену пептиды (CGRP) α и β (37 аминокислот) экспрессируются в ряде нейронов ЦНС и периферической нервной системы (особенно в связи с кровеносными сосудами). Их функции - участие в ноцицепции, пищевом поведении, в регуляции тонуса ГМК сосудов (вазодилатация), бронхов (бронхоконстрикция).

Хюртля клетки

Иногда в составе стенки фолликулов или между фолликулами находят крупные клетки с зернистой оксифильной цитоплазмой, содержащие много митохондрий - онкоциты, или клетки Хюртля (Гюртля, также Асканази-Хюртля).

Межфолликулярные клетки

К паренхиме щитовидной железы, помимо образующих фолликулы клеток, относятся также островки клеток, расположенные между фолликулами. Островки образованы способными синтезировать йодсодержащие гормоны клетками (малодифференцированные тироциты, формирующие новые фолликулы), а также С-клетками.

СТРОМА

Строма состоит из вспомогательных структур (капсула, интерстиций, нервные и сосудистые элементы). Капсула сформирована из плотной волокнистой соединительной ткани. От капсулы отходят тяжи (стандартное наименование - септы, или трабекулы) плотной волокнистой соединительной ткани, содержащие кровеносные и лимфатические сосуды, нервы.

Интерстиций. Пространство органа заполняет поддерживающий элементы паренхимы каркас из рыхлой волокнистой соединительной ткани с кровеносными и лимфатическими сосудами, отдельными нервными волокнами и их окончаниями.

Кровоток железы интенсивен и сопоставим с кровоснабжением мозга, перфузией крови через почки и печень. Кровеносные капилляры фенестрированного типа контактируют с эндокринными клетками паренхимы.

Иннервация

Соматическая чувствительная. В железе найдены чувствительные нервные окончания, образованные ветвлениями периферических отростков чувствительных нейронов.

Двигательная вегетативная (симпатическая и парасимпатическая). Преобладают сопровождающие кровеносные сосуды и иннервирующие их ГМК варикозные ветвления постганглионарных симпатических нейронов. Эффекты вегетативной иннервации на эндокринную функцию незначительны.

ОКОЛОЩИТОВИДНЫЕ ЖЕЛЕЗЫ

Четыре небольшие паращитовидные железы расположены на задней поверхности и под капсулой щитовидной железы. Эпителий нижних двух паращитовидных желёз развивается из энтодермы третьей пары глоточных карманов, верхних двух - из четвёртой пары. Функция желёз - синтез и секреция Са 2 +-регулирующего пептидного гормона паратиреокрина (паратиреоидного гормона, ПТГ). ПТГ вместе с кальцитонином и катакальцином, а также с витамином D регулирует обмен кальция и фосфатов.

Каждая из четырёх желёз имеет собственную тонкую капсулу, от которой отходят перегородки (септы), содержащие кровеносные сосуды. Паренхима, образованная тяжами и островками эпителиальных клеток, содержит два типа клеток - главные и оксифильные.

Главные клетки имеют базофильную цитоплазму (развита гранулярная эндоплазматическая сеть), комплекс Гольджи, мелкие митохондрии и секреторные гранулы диаметром 200-400 нм, содержащие

Оксифильные клетки равномерно распределены в паренхиме железы или образуют небольшие скопления, содержат крупные митохондрии, слабо выраженный комплекс Гольджи и умеренно развитую гранулярную эндоплазматическую сеть. Функция оксифильных клеток неизвестна, их число с возрастом увеличивается.

Жировые клетки всегда присутствуют в железе, с возрастом их количество увеличивается.

Паратиреоидный гормон, или паратиреокрин (паратирин, паратгормон, гормон паращитовидной железы, ПТГ, состоит из 84 аминокислотных остатков) поддерживает гомеостаз кальция и фосфатов. Регулятор экспрессии ПТГ - ионы Са 2+ , взаимодействующие с трансмембранными рецепторами главных клеток паращитовидных желёз. Са 2+ сыворотки регулирует секрецию ПТГ по механизму отрицательной обратной связи. Функции. ПТГ поддерживает гомеостаз Ca 2 +. Паратиреокрин увеличивает содержание Ca 2+ в плазме, усиливая его вымывание из костей, реабсорбцию в канальцах почки и всасывание в кишечнике.

НАДПОЧЕЧНИК

Надпочечники (см. рис. 9-24) - парные эндокринные органы, расположенные ретроперитонеально у верхних полюсов почки на уровне Th 12 и L 1 ; масса надпочечника - примерно 4 г. Фактически это две железы: кора (на долю коры приходится около 80% массы железы) и мозговая часть. Кора надпочечников синтезирует кортикостероиды (минералокортикоиды, глюкокортикоиды и андрогены), хромаффинная ткань мозговой части - катехоловые амины.

Развитие. На 6-й неделе внутриутробного развития крупные мезодермальные клетки целомического эпителия образуют скопления между основанием дорзальной брыжейки первичной кишки и развивающимися урогенитальными валиками. По направлению к этим скоплениям из ближайших симпатических ганглиев мигрируют клетки нервного гребня - будущие хромаффинные клетки мозгового вещества. В дальнейшем число хромаффинных клеток возрастает вплоть до завершения полового развития. Мезодермальные клетки формируют две зоны коры: наружную - дефинитивную и эмбриональную (фетальную), расположенную на границе с мозговым веществом. Незадолго до рождения начинается дегенерация фетальной коры, и к концу первого года жизни фетальная кора полностью исчезает. В течение первого года жизни в дефинитивной коре различимы клубочковая, пучковая и сетчатая зоны; полностью дифференцировка корковой части надпочечника завершается к третьему году жизни. Регенерация. Клетки коры и мозговой части железы способны поддерживать свою численность как путём их пролиферации, так и за счёт камбиального резерва.

Кора. Непосредственно под капсулой органа находятся эпителиальные камбиальные клетки, постоянно дифференцирующиеся в эндокринные клетки коры. АКТГ стимулирует пролиферацию камбиального резерва.

Мозговая часть. Часть мигрировавших сюда клеток нервного гребня сохраняется в виде камбиального резерва. Эти малодифференцированные клетки - источник развития новых хромаффинных клеток.

Кровоснабжение железы осуществляется из трёх источников: верхняя надпочечниковая артерия (ветвь нижней диафрагмальной артерии), средняя надпочечниковая артерия (отходит от аорты), нижняя надпочечниковая артерия (ветвь почечной артерии) (рис. 9-23). Верхняя и средняя надпочечниковые артерии дают начало капиллярам, пронизывающим корковое вещество и заканчивающимися мозговыми венозными синусами в мозговом веществе. Это означает, что гормоны, продуцируемые клетками коркового вещества, покидают кору, проходя через мозговое вещество, при этом глюкокортикоиды коры стимулируют секрецию адреналина из хромаффинных клеток. Это обстоятельство объясняет сочетанное вовлечение органа в развитие стрессовых ситуаций (адаптационный синдром, по Селье). Нижняя надпочечниковая артерия даёт начало мозговой артерии, которая кровоснабжает только мозговое вещество, минуя корковое, и заканчивается на мозговых венозных синусах. Медуллярные венозные синусы открываются в центральную вену.

КОРА НАДПОЧЕЧНИКА

Железа (рис. 9-24) окружена капсулой из плотной волокнистой соединительной ткани, от которой в толщу органа местами отходят соеди-

Рис. 9-23. Кровоснабжение надпочечника.

нительнотканные перегородки. Строма железы состоит из поддерживающей эндокринные клетки рыхлой волокнистой соединительной ткани, содержащей огромное количество кровеносных капилляров с фенестированным эндотелием. Паренхима - совокупность эпителиальных тяжей, имеющих различную ориентацию на разном расстоянии от капсулы надпочечника. Это обстоятельство, а также характер гормонального стероидогенеза позволяет выделить в коре клубочковую, пучковую и сетчатую зоны.

Клубочковая зона. Тяжи эндокринных клеток подворачиваются под капсулу и на срезе имеют вид клубочков (15% толщины коры). Здесь синтезируются минералокортикоиды (преимущественно альдостерон). Стимулятор синтеза альдостерона - ангиотензин II и в незначительной степени - АКТГ. Клетки (рис. 9-25Б) имеют плотное округлое ядро с одним или двумя ядрышками, развитую гладкую эндоплазматическую сеть, некрупные митохондрии с пластинчатыми кристами, ри-

Рис. 9-24. Надпочечник. Непосредственно под капсулой в составе корковой части находится клубочковая зона. Она состоит из узких и более мелких по сравнению с другими зонами клеток. Крупные многоугольные клетки образуют параллельные тяжи пучковой зоны. Правильный ход тяжей нарушается в сетчатой зоне корковой части надпочечника. Мозговая часть представлена переплетающимися тяжами крупных хромаффинных клеток. К тяжам прилегают синусоидные кровеносные капилляры с широким просветом.

босомы, хорошо развитый комплекс Гольджи и небольшое количество мелких липидных включений.

Пучковая зона занимает около 75% толщины коры. Тяжки эндокринных клеток и находящиеся между ними кровеносные капилляры расположены параллельно друг другу (в виде пучков). Здесь синтезируются глюкокортикоиды (преимущественно кортизол и кортизон), а также андрогены. Синтез глюкокортикоидов регулирует тропный гормон аденогипофиза - АКТГ. Клетки на гистологических препаратах выглядят как вакуолизированные (рис. 9-25А), поэтому их называют спонгиоциты. Вакуолизация клеток на гистологических препаратах отражает присутствие в цитоплазме спонгиоцитов значительного числа липидных капель (содержат преимущественно эфиры холестерина), вымываемых при подготовке препарата. Спонгиоциты содержат округлые митохондрии с кристами в виде трубочек и пузырьков, раз- ветвлённую гладкую эндоплазматическую сеть, элементы гранулярной эндоплазматической сети, лизосомы, многочисленные липидные включения и пигментные гранулы, содержащие липофусцин. Сетчатая зона. В наиболее глубоких частях коры (10% толщины коры) тяжи эндокринных клеток переплетаются, образуя подобие сети. В сетчатой зоне синтезируются глюкокортикоиды и стероидные гормоны типа андрогенов (дегидроэпиандростерон и андростендион). Тропный гормон - АКТГ. Гонадотропные гормоны гипофиза не влияют на секрецию гормонов в сетчатой зоне. В отличие от спонгиоцитов, клетки этой зоны содержат меньше липидных включений, но имеют крупные липофусциновые гранулы. Липофусциновые гранулы содержат лизосомальную кислую фосфатазу и рассматриваются как деградирующие лизосомы.

Стероидогенез гормонов коры надпочечника, а также стероидных гормонов половой сферы - сложный процесс (из железы выделено не менее 50 стероидов), по-разному происходящий в отдельных зонах коры. Стероидные гормоны, их промежуточные продукты, а также фармакологические аналоги гормонов синтезируются на базе холестерина. Процессы стероидогенеза обеспечивают ферменты, локализованные в митохондриях и гладкой эндоплазматической сети.

Глюкокортикоиды. Основной глюкокортикоид, секретируемый надпочечниками, - кортизол; на его долю приходится 80%. Остальные 20% - кортизон, кортикостерон, 11-дезоксикортизол и 11-дезоксикортикостерон. АКТГ - основной регулятор синтеза глюкокортикоидов. Для синтеза и секреции кортиколиберина, АКТГ и кортизола характерна выраженная суточная периодичность. При нормальном ритме сна увеличение секреции кортизола наступает после засыпания и достигает максимума при пробуждении. Функции глюкокортикоидов разнообразны: от регуляции метаболизма до модификации иммунологического и воспалительного ответов. Наиболее важный метаболический эффект глюкокортикоидов - преобразование жира и мышечных белков в гликоген.

Рис. 9-25. Эндокринные клетки коры надпочечника. А - клетка пучковой зоны, вырабатывающая глюкокортикоиды и андрогены. Клетку называют спонгиоцитом, т.к. она имеет пенистый вид из-за множества липидных капель в цитоплазме; содержит округлые митохондрии с кристами в виде трубочек и пузырьков, разветвлённую гладкую эндоплазматическую сеть. Б - клетка клубочковой зоны, вырабатывающая альдостерон. Присутствуют развитая гладкая эндоплазматическая сеть, некрупные митохондрии с пластинчатыми кристами и небольшое количество мелких липидных включений.

Минералокортикоиды. Альдостерон - основной минералокортикоид. Другие стероиды надпочечника - кортизол, 11-дезоксикортизол, 11-дезоксикортикостерон, кортикостерон - имеют и минералокортикоидную активность, хотя - сравнительно с альдостероном - их суммарный вклад мал. Ангиотензин II - компонент системы «ренин-ангиотензины» - главный регулятор синтеза и секреции альдостерона. Этот пептид стимулирует выброс альдостерона. Натриуретические факторы ингибируют синтез альдостерона. Функция минералокортикоидов - поддержание баланса электролитов жидкостей организма, осуществляется посредством влияния на реабсорбцию ионов в почечных канальцах.

Андрогены. В коре надпочечников синтезируются дегидроэпиандростерон и в меньшей степени андростендион.

МОЗГОВАЯ ЧАСТЬ НАДПОЧЕЧНИКА

Эндокринную функцию мозговой части надпочечника выполняют происходящие из нервного гребня хромаффинные клетки. При активации симпатической нервной системы надпочечники выбрасывают в кровь катехоловые амины (адреналин и норадреналин). Катехоламины имеют широкий спектр эффектов (воздействие на гликогенолиз, липолиз, глюконеогенез, существенное влияние на сердечно-сосудистую систему). Вазоконстрикция, параметры сокращения сердечной мышцы и другие эффекты катехоловых аминов реализуются через α- и β-адренергические рецепторы на поверхности клеток-мишеней (ГМК, секреторные клетки, кардиомиоциты). Серьёзные клинические проблемы возникают при опухолях эндокринных клеток и их предшественников (нейробластома, феохромоцитома). Строма. В нежном поддерживающем каркасе, состоящем из рыхлой волокнистой соединительной ткани, расположены многочисленные сосудистые полости - венозные синусы - вариант капилляров типа синусоидов. Их отличительная особенность - значительный диаметр просвета, достигающий десятков и сотен мкм.

Иннервация. Мозговая часть органа содержит множество преганглионарных нервных волокон симпатического отдела нервной системы, хромаффинные клетки расценивают как постганглионарное звено (модифицированные постганглионарные симпатические нейроны) двигательной вегетативной иннервации. Между хромаффинными клетками в мозговом веществе можно также видеть рассеянные небольшие группы ганглионарных клеток с неясной функцией.

Хромаффинные клетки

Хромаффинные клетки (рис. 9-29) содержат гранулы с электронноплотным содержимым, которое с бихроматом калия даёт хромаффинную реакцию. Хромаффинные клетки - основной клеточный элемент мозговой части надпочечников и параганглиев, расположенных

Рис. 9-29. Хромаффинная клетка. Характерны многочисленные электронно-плотные гранулы с катехоламинами. Значительный объём клетки занимает крупное ядро. Клетка содержит митохондрии, выраженный комплекс Гольджи, элементы гранулярной эндоплазматической сети.

по ходу крупных артериальных стволов (например, каротидное тело). Мелкие скопления и одиночные хромаффинные клетки находят также в сердце, почках, симпатических ганглиях.

Хромаффинные клетки содержат многочисленные митохондрии, выраженный комплекс Гольджи, элементы гранулярной эндоплазматической сети, многочисленные электронно-плотные гранулы, содержащие преимущественно норадреналин и/или адреналин (по этому признаку хромаффинные клетки подразделяют на две субпопуляции), а также АТФ, энкефалины и хромогранины. Адреналин-содержащие гранулы гомогенны. Норадреналин-содержащие гранулы характеризуются повышенной плотностью содержимого в центральной части и наличием светлого ободка по периферии под мембраной гранулы. Секреция гормонов из хромаффинных клеток происходит в результате стимулирующего влияния со стороны преганглионарных симпатических волокон и глюкокортикоидов. Секрет хромаффинных клеток содержит 10% норадреналина и 90% адреналина. Эти катехоламины имеют широкий спектр эффектов (воздействие на гликогенолиз, ли-

полиз, глюконеогенез, существенно влияние на сердечно-сосудистую систему). Вазоконстрикция, параметры сокращения сердечной мышцы и другие эффекты катехоловых аминов реализуются через α- и β-адренергические рецепторы на поверхности клеток-мишеней (ГМК, секреторные клетки, кардиомиоциты).