Ang mekanismo ng pagkilos ng pituitary at hypothalamic hormones

Ang regulasyon ng hormonal ay nagsisimula sa proseso ng synthesis at pagtatago ng mga hormone sa mga glandula ng endocrine. Ang mga ito ay functionally interconnected at kumakatawan sa isang solong kabuuan. Ang proseso ng biosynthesis ng hormone, na isinasagawa sa mga dalubhasang selula, ay nangyayari nang kusang at naayos sa genetically. Ang genetic na kontrol ng biosynthesis ng karamihan sa mga hormone ng protina-peptide, sa partikular na mga adenohypophysotropic hormone, ay madalas na isinasagawa nang direkta sa mga polysome ng mga precursor hormone o sa antas ng pagbuo ng mRNA ng hormone mismo, habang ang biosynthesis ng hypothalamic hormones ay isinasagawa sa pamamagitan ng pagbuo ng mRNA ng mga enzyme ng protina na kumokontrol sa iba't ibang yugto ng pagbuo ng mga extraribosomal, i. Ang pagbuo ng pangunahing istraktura ng mga hormone ng protina-peptide ay ang resulta ng direktang pagsasalin ng mga pagkakasunud-sunod ng nucleotide ng kaukulang mRNA na na-synthesize sa mga aktibong site ng genome ng mga cell na gumagawa ng hormone. Ang istraktura ng karamihan sa mga hormone ng protina o ang kanilang mga precursor ay nabuo sa polysomes ayon sa pangkalahatang pamamaraan ng biosynthesis ng protina. Dapat pansinin na ang kakayahang mag-synthesize at magsalin ng mRNA ng hormone na ito o mga precursor nito ay tiyak sa nuclear apparatus at polysomes ng isang tiyak na uri ng cell. Kaya, ang STH ay na-synthesize sa maliliit na eosinophils ng adenohypophysis, prolactin - sa malalaking eosinophilic, at gonadotropins - sa mga espesyal na basophilic cells. Ang biosynthesis ng TRH at LH-RH sa mga hypothalamic na selula ay medyo naiiba. Ang mga peptide na ito ay nabuo hindi sa polysomes sa mRNA matrix, ngunit sa natutunaw na bahagi ng cytoplasm sa ilalim ng impluwensya ng kaukulang synthetase system.

Ang direktang pagsasalin ng genetic na materyal sa mga kaso ng pagtatago ng karamihan sa mga polypeptide hormone ay madalas na humahantong sa pagbuo ng mga mababang-aktibong precursors - polypeptide preprohormones (prehormones). Ang biosynthesis ng isang polypeptide hormone ay binubuo ng dalawang magkaibang yugto: ribosomal synthesis ng isang hindi aktibong precursor sa mRNA matrix at post-translational na pagbuo ng isang aktibong hormone. Ang unang yugto ay kinakailangang mangyari sa mga selula ng adenohypophysis, habang ang pangalawa ay maaari ding mangyari sa labas nito.

Ang post-translational activation ng hormonal precursors ay posible sa dalawang paraan: sa pamamagitan ng multi-stage enzymatic degradation ng mga molekula ng isinalin na malalaking-molecular precursors na may pagbawas sa laki ng molekula ng activated hormone at sa pamamagitan ng non-enzymatic association ng pro-hormonal subunits na may pagtaas sa laki ng molekula ng activated hormone.

Sa unang kaso, ang post-translational activation ay katangian ng AKTU, beta-lipotropin, at sa pangalawa - para sa glycoprotein hormones, sa partikular na gonadotropins at TSH.

Ang sequential activation ng protina-peptide hormones ay may direktang biological na kahulugan. Una, nililimitahan nito ang mga epekto ng hormonal sa lugar ng pagbuo; pangalawa, nagbibigay ito ng pinakamainam na kondisyon para sa pagpapakita ng mga polyfunctional regulatory effect na may kaunting paggamit ng genetic at building material, at pinapadali din ang cellular transport ng mga hormone.

Ang pagtatago ng mga hormone ay nangyayari, bilang panuntunan, nang kusang, at hindi tuloy-tuloy at pantay, ngunit pabigla-bigla, sa magkahiwalay na mga bahagi. Ito ay tila dahil sa cyclic na kalikasan ng mga proseso ng biosynthesis, intracellular deposition at transportasyon ng mga hormone. Sa ilalim ng mga kondisyon ng physiological norm, ang proseso ng pagtatago ay dapat magbigay ng isang tiyak na basal na antas ng mga hormone sa mga nagpapalipat-lipat na likido. Ang prosesong ito, tulad ng biosynthesis, ay nasa ilalim ng kontrol ng mga partikular na salik. Ang pagtatago ng mga pituitary hormone ay pangunahing tinutukoy ng kaukulang mga hormone na naglalabas ng hypothalamus at ang antas ng mga nagpapalipat-lipat na hormone sa dugo. Ang pagbuo ng hypothalamic releasing hormones mismo ay nakasalalay sa impluwensya ng neurotransmitters ng adrenergic o cholinergic na kalikasan, pati na rin ang konsentrasyon ng mga hormone ng mga target na glandula sa dugo.

Ang biosynthesis at pagtatago ay malapit na magkakaugnay. Ang kemikal na katangian ng hormone at ang mga tampok ng mga mekanismo ng pagtatago nito ay tumutukoy sa antas ng conjugation ng mga prosesong ito. Kaya, ang tagapagpahiwatig na ito ay pinakamataas sa kaso ng pagtatago ng mga hormone ng steroid, na medyo malaya na kumakalat sa pamamagitan ng mga lamad ng cell. Ang magnitude ng conjugation ng biosynthesis at pagtatago ng protina-peptide hormones at catecholamines ay minimal. Ang mga hormone na ito ay inilabas mula sa cellular secretory granules. Ang isang intermediate na posisyon sa tagapagpahiwatig na ito ay inookupahan ng mga thyroid hormone, na itinago sa pamamagitan ng pagpapakawala sa kanila mula sa isang form na nakagapos sa protina.

Kaya, dapat itong bigyang-diin na ang synthesis at pagtatago ng mga hormone ng pituitary gland at hypothalamus ay isinasagawa sa isang tiyak na lawak nang hiwalay.

Ang pangunahing istruktura at functional na elemento ng proseso ng pagtatago ng mga hormone ng protina-peptide ay mga secretory granules o vesicle. Ito ay mga espesyal na morphological formations ng ovoid na hugis ng iba't ibang laki (100-600 nm), na napapalibutan ng manipis na lipoprotein membrane. Ang mga secretory granules ng mga selulang gumagawa ng hormone ay nagmumula sa Golgi complex. Ang mga elemento nito ay pumapalibot sa prohormone o hormone, na unti-unting bumubuo ng mga butil na gumaganap ng ilang magkakaugnay na pag-andar sa sistema ng mga proseso na nagdudulot ng pagtatago ng hormone. Maaari silang maging site ng pag-activate ng peptide prohormones. Ang pangalawang pag-andar na ginagampanan ng mga butil ay ang pag-iimbak ng mga hormone sa cell hanggang sa sandali ng pagkilos ng isang partikular na secretory stimulus. Nililimitahan ng lamad ng mga butil ang paglabas ng mga hormone sa cytoplasm at pinoprotektahan ang mga hormone mula sa pagkilos ng mga cytoplasmic enzyme na maaaring mag-inactivate sa kanila. Ang mga espesyal na sangkap at ion na nakapaloob sa loob ng mga butil ay may tiyak na kahalagahan sa mga mekanismo ng pagtitiwalag. Kabilang dito ang mga protina, nucleotides, ions, ang pangunahing layunin nito ay upang bumuo ng mga non-covalent complex na may mga hormone at maiwasan ang kanilang pagtagos sa lamad. Ang mga secretory granules ay may isa pang napakahalagang kalidad - ang kakayahang lumipat sa paligid ng cell at dalhin ang mga hormone na idineposito sa kanila sa mga lamad ng plasma. Ang paggalaw ng mga butil ay isinasagawa sa loob ng mga cell na may partisipasyon ng mga cell organelles - microfilament (ang kanilang diameter ay 5 nm), na binuo ng actin protein, at guwang na microtubes (diameter 25 nm), na binubuo ng isang kumplikadong mga contractile na protina na tubulin at dynein. Kung kinakailangan upang harangan ang mga proseso ng pagtatago, ang mga gamot na sumisira sa mga microfilament o dissociate microtubes (cytochalasin B, colchicine, vinblastine) ay karaniwang ginagamit. Ang intracellular transport ng mga butil ay nangangailangan ng mga gastos sa enerhiya at pagkakaroon ng mga calcium ions. Ang mga lamad ng mga butil at mga lamad ng plasma, na may partisipasyon ng kaltsyum, ay nakikipag-ugnayan sa isa't isa, at ang lihim ay inilabas sa extracellular space sa pamamagitan ng mga "pores" na nabuo sa lamad ng cell. Ang prosesong ito ay tinatawag na exocytosis. Ang mga walang laman na butil ay nagagawa sa ilang mga kaso na muling buuin at bumalik sa cytoplasm.

Ang trigger point sa proseso ng pagtatago ng mga protina-peptide hormone ay ang pagtaas ng pagbuo ng AMP (cAMP) at ang pagtaas sa intracellular na konsentrasyon ng mga calcium ions, na tumagos sa lamad ng plasma at pinasisigla ang paglipat ng mga hormonal granules sa lamad ng cell. Ang mga prosesong inilarawan sa itaas ay kinokontrol parehong intracellularly at extracellularly. Kung ang intracellular regulation at self-regulation ng hormone-producing function ng pituitary gland at hypothalamus cells ay makabuluhang limitado, kung gayon ang systemic control mechanism ay tinitiyak ang functional na aktibidad ng pituitary gland at hypothalamus alinsunod sa physiological state ng katawan. Ang paglabag sa mga proseso ng regulasyon ay maaaring humantong sa malubhang patolohiya ng mga pag-andar ng mga glandula at, dahil dito, ang buong katawan.

Ang mga impluwensya sa regulasyon ay maaaring nahahati sa pagpapasigla at pagbabawal. Ang lahat ng proseso ng regulasyon ay batay sa prinsipyo ng feedback. Ang nangungunang lugar sa regulasyon ng mga hormonal function ng pituitary gland ay kabilang sa mga istruktura ng central nervous system, at pangunahin sa hypothalamus. Kaya, ang mga physiological na mekanismo ng kontrol ng pituitary gland ay maaaring nahahati sa neural at hormonal.

Kung isasaalang-alang ang mga proseso ng regulasyon ng synthesis at pagtatago ng mga pituitary hormone, kinakailangan na una sa lahat ituro ang hypothalamus na may kakayahang mag-synthesize at mag-secrete ng neurohormones - naglalabas ng mga hormone. Tulad ng ipinahiwatig, ang regulasyon ng adenohypophyseal hormones ay isinasagawa sa tulong ng pagpapalabas ng mga hormone na na-synthesize sa ilang nuclei ng hypothalamus. Ang mga maliliit na selulang elemento ng mga istrukturang ito ng hypothalamic ay may mga daanan na nakikipag-ugnayan sa mga daluyan ng pangunahing network ng capillary, kung saan pumapasok ang mga naglalabas na hormone, na umaabot sa mga selulang adenohypophyseal.

Isinasaalang-alang ang hypothalamus bilang isang neuroendocrine center, ie bilang isang lugar ng pagbabagong-anyo ng isang nerve impulse sa isang tiyak na hormonal signal, ang carrier na kung saan ay naglalabas ng mga hormone, pinag-aaralan ng mga siyentipiko ang posibilidad ng impluwensya ng iba't ibang mga sistema ng mediator nang direkta sa mga proseso ng synthesis at pagtatago ng adenohypophysial hormones. Gamit ang pinahusay na pamamaraan ng pamamaraan, natukoy ng mga mananaliksik, halimbawa, ang papel ng dopamine sa pag-regulate ng pagtatago ng isang bilang ng mga tropikal na hormone ng adenohypophysis. Sa kasong ito, ang dopamine ay kumikilos hindi lamang bilang isang neurotransmitter na kumokontrol sa pag-andar ng hypothalamus, kundi pati na rin bilang isang nagpapalabas na hormone na nakikilahok sa regulasyon ng pag-andar ng adenohypophysis. Ang mga katulad na data ay nakuha na may paggalang sa norepinephrine, na nakikilahok sa kontrol ng pagtatago ng ACTH. Ang katotohanan ng dalawahang kontrol ng synthesis at pagtatago ng adenohypophysiotropic hormones ay naitatag na ngayon. Ang pangunahing punto ng aplikasyon ng iba't ibang mga neurotransmitter sa sistema ng regulasyon ng mga hypothalamic na naglalabas ng mga hormone ay ang mga istruktura ng hypothalamus kung saan sila ay synthesize. Sa kasalukuyan, ang spectrum ng mga physiologically active substance na kasangkot sa regulasyon ng hypothalamic neurohormones ay medyo malawak. Ang mga ito ay mga klasikal na neurotransmitter ng adrenergic at cholinergic na kalikasan, isang bilang ng mga amino acid, mga sangkap na may epekto na tulad ng morphine - endorphins at enkephalins. Ang mga sangkap na ito ay ang pangunahing link sa pagitan ng central nervous system at ng endocrine system, na sa huli ay tinitiyak ang kanilang pagkakaisa sa katawan. Ang functional na aktibidad ng hypothalamic neuroendocrine cells ay maaaring direktang kontrolin ng iba't ibang bahagi ng utak gamit ang nerve impulses na dumarating sa iba't ibang afferent pathway.

Kamakailan lamang, ang isa pang problema ay lumitaw sa neuroendocrinology - ang pag-aaral ng pagganap na papel ng pagpapalabas ng mga hormone na naisalokal sa iba pang mga istruktura ng central nervous system, sa labas ng hypothalamus at hindi direktang nauugnay sa hormonal regulation ng adenohypophyseal functions. Nakumpirma na sa eksperimento na maaari silang ituring pareho bilang mga neurotransmitter at bilang mga neuromodulators ng isang bilang ng mga sistematikong proseso.

Sa hypothalamus, ang naglalabas ng mga hormone ay naisalokal sa ilang mga lugar o nuclei. Halimbawa, ang LH-RH ay naisalokal sa anterior at mediobasal hypothalamus, TRH sa gitnang hypothalamus, at CRH higit sa lahat sa posterior section nito. Hindi nito ibinubukod ang nagkakalat na pamamahagi ng mga neurohormone sa glandula.

Ang pangunahing pag-andar ng adenohypophyseal hormones ay upang i-activate ang isang bilang ng mga peripheral endocrine glandula (adrenal cortex, thyroid gland, gonads). Ang mga pituitary tropic hormones - ACTH, TSH, LH at FSH, STH - ay nagdudulot ng mga tiyak na tugon. Kaya, ang una ay nagiging sanhi ng paglaganap (hypertrophy at hyperplasia) ng fascicular zone ng adrenal cortex at nadagdagan ang synthesis ng glucocorticoids sa mga selula nito; ang pangalawa ay ang pangunahing regulator ng morphogenesis ng follicular apparatus ng thyroid gland, iba't ibang yugto ng synthesis at pagtatago ng mga thyroid hormone; Ang LH ay ang pangunahing stimulator ng obulasyon at pagbuo ng corpus luteum sa mga ovary, paglago ng interstitial cells sa testes, synthesis ng estrogens, progestins at gonadal androgens; Pinapabilis ng FSH ang paglaki ng mga ovarian follicle, pinadaramdam ang mga ito sa pagkilos ng LH, at pinapagana din ang spermatogenesis; Ang STH, na kumikilos bilang isang stimulator sa pagtatago ng somatomedins ng atay, ay tumutukoy sa linear na paglaki ng katawan at mga proseso ng anabolic; Itinataguyod ng LTH ang pagpapakita ng pagkilos ng mga gonadotropin.

Dapat ding tandaan na ang mga pituitary tropic hormones, na kumikilos bilang mga regulator ng mga function ng peripheral endocrine glands, ay kadalasang may kakayahang magsagawa ng direktang epekto. Halimbawa, ang ACTH bilang pangunahing regulator ng glucocorticoid synthesis ay gumagawa ng isang bilang ng mga extra-adrenal effect, sa partikular na lipolytic at melanocyte-stimulating.

Ang mga hormone ng hypothalamic-pituitary na pinanggalingan, ie protein-peptide, ay mabilis na nawawala sa dugo. Ang kanilang kalahating buhay ay hindi lalampas sa 20 minuto at sa karamihan ng mga kaso ay tumatagal ng 1-3 minuto. Ang mga hormone ng protina-peptide ay mabilis na naipon sa atay, kung saan dumaranas sila ng masinsinang pagkasira at hindi aktibo sa ilalim ng pagkilos ng mga tiyak na peptidases. Ang prosesong ito ay maaari ding maobserbahan sa iba pang mga tisyu, gayundin sa dugo. Ang mga metabolite ng protina-peptide hormones ay tila excreted pangunahin sa anyo ng mga libreng amino acid, ang kanilang mga asing-gamot at maliliit na peptides. Ang mga ito ay excreted lalo na sa ihi at apdo.

Ang mga hormone ay kadalasang may isang medyo binibigkas na tropismo ng physiological action. Halimbawa, ang ACTH ay kumikilos sa mga selula ng adrenal cortex, adipose tissue, nervous tissue; gonadotropins - sa mga cell ng gonads, hypothalamus at isang bilang ng iba pang mga istraktura, ie sa mga organo, tisyu, target na mga cell. Ang mga hormone ng pituitary gland at hypothalamus ay may malawak na hanay ng pisyolohikal na pagkilos sa mga selula ng iba't ibang uri at sa iba't ibang metabolic na reaksyon sa parehong mga selula. Ang mga istruktura ng katawan, ayon sa antas ng pag-asa ng kanilang mga pag-andar sa pagkilos ng ilang mga hormone, ay nahahati sa hormone-dependent at hormone-sensitive. Kung ang dating ay ganap na nakondisyon ng pagkakaroon ng mga hormone sa proseso ng ganap na pagkita ng kaibhan at paggana, kung gayon ang mga selulang sensitibo sa hormone ay malinaw na nagpapakita ng kanilang mga phenotypic na katangian kahit na walang katumbas na hormone, ang antas ng pagpapakita na kung saan ay binago nito sa ibang saklaw at tinutukoy ng pagkakaroon ng mga espesyal na receptor sa cell.

Ang pakikipag-ugnayan ng mga hormone na may kaukulang mga protina ng receptor ay nabawasan sa non-covalent, nababaligtad na pagbubuklod ng mga molekula ng hormonal at receptor, na nagreresulta sa pagbuo ng mga tiyak na protina-ligand complex na may kakayahang magsama ng maraming epekto sa hormonal sa cell. Kung ang protina ng receptor ay wala dito, kung gayon ito ay lumalaban sa pagkilos ng mga physiological na konsentrasyon ng hormone. Ang mga receptor ay kinakailangang mga peripheral na kinatawan ng kaukulang endocrine function, na tinutukoy ang paunang physiological sensitivity ng reacting cell sa hormone, ie ang posibilidad at intensity ng reception, conduction at pagpapatupad ng hormonal synthesis sa cell.

Ang pagiging epektibo ng hormonal regulation ng cellular metabolism ay tinutukoy ng parehong dami ng aktibong hormone na pumapasok sa target na cell at ang antas ng mga receptor dito.