Il meccanismo d'azione degli ormoni dell'ipofisi e dell'ipotalamo

La regolazione ormonale inizia con il processo di sintesi e secrezione degli ormoni nelle ghiandole della secrezione interna. Sono funzionalmente correlati e rappresentano un unico insieme. Il processo di biosintesi degli ormoni, condotto in cellule specializzate, procede spontaneamente e viene fissato geneticamente. Controllo genetico della biosintesi della maggior parte degli ormoni proteici e peptidici, in particolare adenogipofizotropnyh effettuata più direttamente in polisomi ormone precursore, oa livello di mRNA della formazione dell'ormone, mentre la biosintesi degli ormoni ipotalamici si ottiene la formazione di mRNA di enzimi che regolano varie fasi di formare ormone, t e., si verifica una sintesi extra-bisomale. Formazione della struttura primaria del peptide proteina-ormone - un risultato diretto di definizione di sequenze nucleotidiche dei rispettivi mRNA sintetizzati su regioni attive del genoma di cellule che producono ormoni. La struttura della maggior parte ormoni o loro precursori proteici polisomi formata nello schema generale della biosintesi delle proteine. La possibilità di traduzione di mRNA e la sintesi dell'ormone o suoi precursori specifici per apparecchi nucleare e polisomi tipo particolare cellula. Così, l'ormone della crescita è sintetizzato nella piccola prolattina pituitaria anteriore eosinofili - in grandi eosinofila, e gonadotropina - in basofili specifici. La biosintesi di TRH e LH-RG nelle cellule dell'ipotalamo è leggermente diversa. Questi peptidi non sono formati in una matrice su polisomi mRNA e la porzione solubile del citoplasma sotto l'influenza di adeguati sistemi sintetasi.

La traduzione diretta di materiale genetico in casi di isolamento della maggior parte degli ormoni polipeptidici porta spesso alla formazione di precursori a bassa attività - pre-ormoni polipeptidici (pre-ormoni). La biosintesi dell'ormone polipeptidico consiste di due stadi differenti: la sintesi ribosomale del precursore inattivo sulla matrice di mRNA e la formazione post-traduzionale dell'ormone attivo. Il primo stadio procede necessariamente nelle cellule della adenoipofisi, il secondo può anche essere effettuato al di fuori di esso.

Attivazione post-traduzionale di precursori ormonali possibili in due modi: da un multistadio molecole degradazione enzimatica trasmesso krupnomolekulyarnyh precursori con diminuire le dimensioni delle molecole e ormone-attivato, a causa nonenzymatic associazione pro-ormone subunità molecole dimensioni allargamento ormone attivabile.

Nel primo caso, l'attivazione post-traduzionale è caratteristica per ACTH, beta-lipotropina e nel secondo caso per gli ormoni glicoproteici, in particolare gonadotropine e TSH.

L'attivazione sequenziale di ormoni proteici-peptidici ha un significato biologico diretto. In primo luogo, limitando gli effetti ormonali nel luogo di educazione; In secondo luogo, vengono fornite condizioni ottimali per la manifestazione di effetti regolatori polifunzionali con un uso minimo di materiale genetico e da costruzione, e anche il trasporto cellulare degli ormoni è facilitato.

Il rilascio di ormoni si verifica, di regola, spontaneamente, e non in modo continuo e uniforme, ma in modo impulsivo, in porzioni separate separate. Ciò è dovuto, apparentemente, alla natura ciclica dei processi di biosintesi, deposizione intracellulare e trasporto di ormoni. In condizioni fisiologiche, il processo secretorio deve fornire un certo livello basale di ormoni nei fluidi circolanti. Questo processo, come la biosintesi, è controllato da fattori specifici. La secrezione degli ormoni ipofisari è determinata principalmente dai corrispondenti ormoni di rilascio dell'ipotalamo e dal livello degli ormoni circolanti nel sangue. La formazione degli stessi ormoni di rilascio dell'ipotalamo dipende dall'effetto dei neurotrasmettitori di natura adrenergica o colinergica, nonché dalla concentrazione degli ormoni bersaglio nel sangue.

La biosintesi e la secrezione sono strettamente correlate. La natura chimica dell'ormone e i meccanismi specifici della sua secrezione determinano il grado di coniugazione di questi processi. Quindi, questo indicatore è massimo in caso di secrezione di ormoni steroidei, che si diffondono relativamente liberamente attraverso le membrane cellulari. L'entità della coniugazione della biosintesi e della secrezione di ormoni proteici e peptidi e catecolamine è minima. Questi ormoni vengono rilasciati dai granuli secretori cellulari. La posizione intermedia su questo indicatore è occupata dagli ormoni tiroidei, che vengono secreti rilasciandoli da una forma legata alle proteine.

Quindi, dovrebbe essere sottolineato che la sintesi e la secrezione degli ormoni dell'ipofisi e dell'ipotalamo sono effettuate in una certa misura separatamente.

Il principale elemento strutturale e funzionale del processo secretorio degli ormoni proteici-peptidici sono i granuli secretori o le vescicole. Queste sono speciali formazioni morfologiche di forma ovoidale di varie dimensioni (100-600 nm), circondate da una sottile membrana lipoproteica. I granuli secretori delle cellule produttrici di ormoni derivano dal complesso di Golgi. I suoi elementi circondano il proormone o ormone, formando gradualmente granuli, che svolgono una serie di funzioni correlate nel sistema di processi responsabili della secrezione di ormoni. Possono essere il sito di attivazione dei proormoni peptidici. La seconda funzione svolta dai granuli è la conservazione degli ormoni nella cellula finché non viene esposto lo stimolo secretivo specifico. La membrana granulare limita il rilascio di ormoni nel citoplasma e protegge gli ormoni dall'azione degli enzimi citoplasmatici che possono inattivarli. Le sostanze e gli ioni specifici contenuti nei granuli hanno un certo significato nei meccanismi di deposizione. Questi includono proteine, nucleotidi, ioni, il cui scopo principale è la formazione di complessi non covalenti con ormoni e la prevenzione della loro penetrazione attraverso la membrana. I granuli secretori hanno un'altra qualità molto importante: la capacità di spostarsi verso la periferia della cellula e trasportare gli ormoni depositati in essi alle membrane plasmatiche. Movimento dei granuli viene effettuata con la partecipazione di organelli intracellulari - microfilamenti (diametro 5 nm), costruito da proteina actina, e microtubi cavi (diametro 25 nm) costituito da un complesso di proteine contrattili tubulina e dineina. In caso di necessità di blocco dei processi secretori, vengono solitamente utilizzati farmaci che distruggono i microfilamenti o dissociano i microtubuli (citocalasina B, colchicina, vinblastina). Il trasporto intracellulare di granuli richiede il dispendio di energia e la presenza di ioni di calcio. Membrane di granuli e membrane plasmatiche con la partecipazione di calcio entrano in contatto l'una con l'altra e il segreto viene rilasciato nello spazio extracellulare attraverso i "pori" formati nella membrana cellulare. Questo processo è chiamato esocitosi. I granuli devastati possono in alcuni casi essere ricostruiti e restituiti al citoplasma.

Punto di partenza nel processo di secrezione di ormoni proteici e peptidici è aumentata formazione di AMP (cAMP), e un aumento delle concentrazioni intracellulari di ioni calcio che permeano attraverso la membrana plasmatica e stimola transizione granuli ormonali alla membrana cellulare. I processi sopra descritti sono regolati sia intracellularmente che extracellularmente. Se la regolazione e autoregolamentazione funzione gormonprodutsiruyuschei intracellulare delle cellule ipofisarie e ipotalamo è ampiamente limitato, i controlli del sistema permettono l'attività funzionale della ghiandola pituitaria e l'ipotalamo in conformità con lo stato fisiologico dell'organismo. La violazione dei processi regolatori può portare a una grave patologia delle funzioni della ghiandola e, di conseguenza, dell'intero organismo.

Le influenze regolatrici possono essere divise in stimolanti e inibitori. Il cuore di tutti i processi normativi è il principio del feedback. Il ruolo principale nell'ordinamento delle funzioni ormonali della ghiandola pituitaria appartiene alle strutture del sistema nervoso centrale e principalmente all'ipotalamo. Pertanto, i meccanismi fisiologici che controllano l'attività della ghiandola pituitaria possono essere suddivisi in nervi e ormoni.

Considerando i processi di regolazione della sintesi e della secrezione degli ormoni ipofisari, dovremmo innanzi tutto puntare sull'ipotalamo con la sua capacità di sintetizzare e secernere neuro-ormoni - rilasciando ormoni. Come indicato, la regolazione degli ormoni adenoipofisari viene effettuata con l'aiuto del rilascio di ormoni sintetizzati in alcuni nuclei dell'ipotalamo. Gli elementi di piccole cellule di queste strutture ipotalamiche hanno percorsi conduttivi che contattano i vasi della rete capillare primaria, attraverso i quali agiscono gli ormoni rilascianti, raggiungendo le cellule adenoipofisarie.

Considerando l'ipotalamo come centro neuroendocrino, t. E. Come il luogo di trasformazione in specifici segnali ormonali impulsi nervosi, un vettore che sono rilasciando ormoni, gli scienziati stanno esplorando la possibilità di influenzare diversi sistemi mediatore direttamente sui processi di sintesi e ormoni secreti adenogipofizarnyh. Con l'aiuto di tecniche di istruzione avanzate, i ricercatori hanno scoperto, ad esempio, il ruolo della dopamina nella regolazione della secrezione di una serie di ormoni tropicali della adenoipofisi. In questo caso, dopamina non agisce solo come neurotrasmettitore, ordinando funzione ipotalamica, ma anche come ormone di rilascio che è coinvolto nella regolazione della funzione pituitaria anteriore. Dati simili sono stati ottenuti per norepinefrina, che è coinvolta nel controllo della secrezione di ACTH. Il fatto di un duplice controllo della sintesi e della secrezione degli ormoni adeno-pituitari è ora stabilito. Il punto fondamentale di applicazione di vari neurotrasmettitori nel sistema di regolazione del rilascio ipotalamico ormoni ipotalamo sono le strutture in cui vengono sintetizzati. Allo stato attuale, lo spettro di sostanze fisiologicamente attive coinvolte nella regolazione dei neuro-ormoni ipotalamici è piuttosto ampio. Questo adrenergici e colinergici la natura neurotrasmettitori classici, un certo numero di aminoacidi, sostanze simili alla morfina azione - endorfine ed encefaline. Queste sostanze sono il collegamento principale tra il sistema nervoso centrale e il sistema endocrino, che alla fine assicura la loro unità nel corpo. L'attività funzionale delle cellule ipotalamiche neuroendocrine può essere controllata direttamente da varie parti del cervello con l'aiuto di impulsi nervosi che arrivano attraverso vari modi afferenti.

Recentemente in Neuroendocrinologia c'è un altro problema - lo studio del ruolo funzionale degli ormoni di rilascio, che sono localizzati in altre strutture del SNC, fuori l'ipotalamo, e non direttamente collegate alle funzioni di regolazione adenogipofizarnyh ormonali. È stato confermato sperimentalmente che possono essere considerati sia come neurotrasmettitori sia come neuromodulatori di numerosi processi sistemici.

Nell'ipotalamo, gli ormoni rilascianti sono localizzati in certe regioni o nuclei. Ad esempio, LH-RH è localizzato nell'ipotalamo anteriore e medio-basale, TRH nell'ipotalamo medio, KRG principalmente nelle sue regioni posteriori. Questo inoltre non esclude la distribuzione diffusa nella ghiandola dei neurormoni.

La funzione principale degli ormoni adenoipofisari è di attivare un certo numero di ghiandole endocrine periferiche (corteccia surrenale, ghiandola tiroidea, gonadi). Gli ormoni tropicali dell'ipofisi - ACTH, TTG, LH e FSH, STH - causano risposte specifiche. Quindi, il primo causa la crescita (ipertrofia e iperplasia) della zona del fascio della corteccia surrenale e il potenziamento nelle sue cellule della sintesi di glucocorticoidi; il secondo è il principale regolatore della morfogenesi dell'apparato follicolare della tiroide, vari stadi di sintesi e secrezione degli ormoni tiroidei; LH è il principale stimolatore dell'ovulazione e della formazione del corpo giallo nelle ovaie, crescita delle cellule interstiziali nei testicoli, sintesi di estrogeni, progestinici e androgeni gonadici; L'FSH provoca un'accelerazione della crescita dei follicoli ovarici, li sensibilizza all'azione di LH e attiva anche la spermatogenesi; STG, agendo in modo stimolante per la secrezione epatica delle somatomedine, determina la crescita lineare del corpo e dei processi anabolici; LTG promuove la manifestazione dell'azione delle gonadotropine.

Va anche notato che gli ormoni trofici della ghiandola pituitaria, che mostrano il suo effetto come regolatori delle funzioni delle ghiandole endocrine periferiche, sono spesso in grado di avere un effetto diretto. Quindi, ad esempio, l'ACTH come principale regolatore della sintesi di glucocorticoidi dà un certo numero di effetti extradrenali, in particolare stimolanti lipolitici e melanociti.

Gli ormoni di origine ipotalamo-ipofisaria, cioè il peptide proteico, scompaiono molto rapidamente dal sangue. Il periodo della loro emivita non supera i 20 minuti e nella maggior parte dei casi dura 1-3 minuti. Gli ormoni proteici-peptidici si accumulano rapidamente nel fegato, dove sono intensamente degradati e inattivati da specifiche peptidasi. Questo processo può essere osservato in altri tessuti, così come nel sangue. I metaboliti degli ormoni proteici-peptidici sono apparentemente derivati principalmente sotto forma di amminoacidi liberi, i loro sali e piccoli peptidi. Sono escreti in primo luogo con l'urina e la bile.

Gli ormoni hanno spesso un tropismo abbastanza pronunciato dell'azione fisiologica. Ad esempio, l'ACTH agisce sulle cellule della corteccia surrenale, del tessuto adiposo, del tessuto nervoso; gonadotropine - sulle cellule delle gonadi, sull'ipotalamo e su un numero di altre strutture, cioè organi, tessuti e cellule bersaglio. Gli ormoni dell'ipofisi e dell'ipotalamo hanno una vasta gamma di effetti fisiologici su cellule di diverso tipo e su varie reazioni metaboliche nelle stesse cellule. La struttura del corpo in base al grado di dipendenza delle loro funzioni dall'azione di questi o di altri ormoni è suddivisa in ormoni dipendenti e sensibili agli ormoni. Se il primo completamente a causa della presenza di ormoni durante l'intero differenziazione e funzionamento delle cellule gormonchuvstvitelnye mostrano chiaramente le caratteristiche fenotipiche e senza un corrispondente ormone, il grado di cui manifestazione è modulata da loro in un intervallo diverso, ed è determinata dalla presenza di recettori specifici nelle cellule.

L'interazione degli ormoni con le corrispondenti proteine recettoriali si riduce a legame non covalente e reversibile delle molecole ormonali e recettoriali, con la conseguente formazione di specifici complessi proteico-ligando che possono includere molteplici effetti ormonali nella cellula. Se la proteina recettore è assente in esso, allora è resistente all'azione delle concentrazioni fisiologiche dell'ormone. Recettori sono necessari componenti periferici funzione endocrina corrispondenti, determina la sensibilità delle cellule ormono-responsive fisiologici originali, cioè. E. La possibilità e l'intensità di ricezione, realizzazione e sintesi dell'ormone trasporta nella cellula.

L'efficacia della regolazione ormonale del metabolismo cellulare è determinata sia dalla quantità di ormone attivo che entra nella cellula bersaglio sia dal livello di contenuto di recettori in esso.