Гормоны нейрогипофиза — вазопрессин и окситоцин. АДГ

Сегодня расскажет о более знаменитых гормонах — кортизоле, окситоцине, мелатонине. Мы встречаемся с их действием каждый день, но как всегда — многие из них работают не совсем так, как мы предполагали.

Кортизол

Это стероидный гормон, который выделяется в коре надпочечников под воздействием адренокортикотропного гормона (АКТГ). Как и все стероиды, кортизол способен влиять на экспрессию других генов — и это его качество во многом определяет его важность.

Кортизол синтезируется в результате реакции организма на стресс, и задача гормона — аккумулировать силы организма и направить их на разрешение проблемы. У кортизола есть «младший брат» — адреналин, который также выделяется в мозговом веществе надпочечников. Адреналин обеспечивает мгновенную реакцию на стресс — повышается давление, учащается сердцебиение, расширяются зрачки. Всё это нужно для проведения быстрой реакции «бей или беги». Кортизол действует медленнее и работает на более длинные дистанции.

Под действием кортизола повышается уровень сахара в крови, подавляется работа иммунной системы (чтобы не расходовать энергию), выделяется желудочный сок. Повышенный в течение долгого времени кортизол замедляет заживление ран и может стимулировать воспалительные процессы в организме. Кортизол также снижает активность строительства костной ткани и синтеза коллагена.

Под влиянием солнечного света на гипофиз, уровень кортизола начинает повышаться незадолго до пробуждения и помогает человеку проснуться, полным сил. В течение дня кортизол помогает нам справляться с нормальным стрессом (его называют эустресс). Сюда относятся любые задачи, которые требуют нашей реакции: ответить на письмо, провести встречу, подготовить статистику. Эустресс не вредит нашему здоровью — наоборот, это необходимый уровень нагрузки.

А вот когда уровень стресса начинается зашкаливать, эустресс переходит в дистресс — стресс в его бытовом понимании. Изначально это были ситуации, угрожающие жизни, но сейчас к ним добавились любые события, которым человек придает большое значение. Это могут быть перегрузки на работе, проблемы в отношениях, неудачи, переживания и потери, а также свадьба, переезд, вручение Нобелевской премии или просто миллиона долларов — стресс это не обязательно плохие события, но любые изменения обстоятельств, которые требуют изменений от нас. Эволюционно человек подготовлен реагировать на стресс, но не находиться в нём постоянно. Если стрессовая ситуация растягивается во времени, перманентно повышенный уровень кортизола начинает отрицательно влиять на организм.

Прежде всего страдает гиппокамп, разрушаются синаптические связи, уменьшается объём мозга: эти процессы ухудшают мыслительные и креативные способности. Под действием кортизола, особенно в раннем возрасте, происходит метилирование — могут быть «выключены» некоторые гены. У детей, которые в детстве подверглись сильному стрессу или не получили достаточно материнской заботы, меняется способность обучаться — и эти изменения сохраняются на всю жизнь. Память в таком случае будет лучше удерживать негативные впечатления, поэтому обучение таких детей лучше проходит под давлением стресса, тогда как обычным детям нужна безопасная обстановка.

Также продолжительное действие кортизола приводит к ослаблению иммунитета и активации воспалительных процессов. Именно поэтому после нервной встречи или бессонной ночи на губах может появиться «простуда» — проявление вируса герпеса, носителями которого по статистике является примерно 67% населения, но который в «мирное время» себя никак не показывает. Хронический стресс приводит к раннему проявлению признаков старения — за счет того что кортизол блокирует синтез коллагена, истончает и обезвоживает кожу.

Снизить уровень кортизола помогут тёплые объятия, секс, любимая музыка, медитация, шутки и смех. Хорошо помогает как следует выспаться — причем важно не столько количество сна, сколько его качество. Если вы обидели кого-то или поругались с близкими — примирение снизит уровень кортизола до фоновых значений.

Пролактин

Это пептидный гормон, известный своим определяющим значением для лактации. За его синтез в основном отвечает гипофиз, но кроме головного мозга пролактин также синтезируют плацента, молочные железы и даже иммунная система. Уровень пролактина многократно увеличивается во время беременности, родов и, самое главное — при кормлении грудью. Прикладывание малыша к груди и его покусывание соска стимулирует выработку молозива (такой натуральный протеиновый коктейль с высоким содержанием иммуноглобулинов, который выделяют молочные железы в первые несколько дней после родов) и трансформацию молозива в молоко. Несмотря на высокий уровень пролактина во время беременности, лактация начинается только после родов, когда падает уровень прогестерона, который до этого мешал запуску «молочного завода». Также высокий уровень пролактина блокирует синтез фолликулостимулирующего гормона, необходимого для овуляции. Так регулярные кормления становятся естественным гормональным «контрацептивом».

Но на лактации действие пролактина не заканчивается: он также является гормоном стресса. Его уровень повышается в ответ на тревожные состояния, сильные боли, физические нагрузки. Пролактин обладает обезболивающим эффектом при воспалительных заболеваниях и, в отличие от кортизола, активизирует работу иммунной системы — стимулирует стволовые клетки к кроветворению и участвует в развитии кровеносных сосудов.

Уровень пролактина повышается во время плача и оргазма. Высокий уровень пролактина блокирует рецепторы дофамина D2, а дофамин, в свою очередь, блокирует секрецию пролактина: с точки зрения эволюции, кормящим матерям совсем ни к чему неуемное любопытство и тяга к изучению нового.

Окситоцин

Это олигопептидный гормон — он состоит из нескольких аминокислот. Его синтезирует отдел мозга гипоталамус, потом он выделяется в гипофизе.

У женщин окситоцин выделяется во время родов — он способствует сокращению матки на первом и втором этапе схваток. Синтетический вариант гормона даже используется для стимуляции родов. Окситоцин снижает чувствительность к боли. В послеродовой период под действием гормона останавливаются кровотечения и заживают разрывы. Уровень окситоцина многократно повышается в период лактации — здесь гормон действует вместе с пролактином. Активность рецепторов окситоцина в том числе регулируют рецепторы эстрогена.

И у женщин, и у мужчин окситоцин играет важную роль в сексуальном возбуждении. Уровень окситоцина повышают объятия (любые — не обязательно с сексуальным подтекстом), секс и оргазм. Окситоцин считается гормоном привязанности — он вызывает чувство доверия и спокойствия рядом с партнёром. Хотя в той же мере окситоцин можно назвать гормоном беспечности: он снижает восприятие сигналов тревоги и страха (но никак не влияет на причины возникновения таких сигналов).

Окситоцин — известный борец со стрессом: он блокирует выделение адренокортикотропного гормона (АКТГ) и, как следствие, кортизола (именно АКТГ дает сигнал вырабатывать кортизол). Поэтому под влиянием окситоцина человек чувствует себя в безопасности и открывается миру. От работы рецепторов окситоцина зависит, насколько каждый из нас способен испытывать эмпатию. Людям с менее активным вариантом гена OXTR будет сложнее разобраться в чувствах других и разделить переживания. Согласно исследованиям , этот механизм играет роль в развитии аутизма.

При участии окситоцина осуществляется довольно древний механизм формирования социальных связей у животных — это связано с воспитанием потомства и необходимости защиты матери в этот период. Главная роль окситоцина — в формировании взаимной связи между матерью и ребенком и между партнёрами. На основе своих отношений с матерью или любым другим человеком, который заботится о нем, ребенок формирует представления о себе и своей личности. Полученные знания и опыт помогают прогнозировать последствия действий и формируют картину мира. Также окситоцин участвует в обучении.

Вазопрессин

Вазопрессин — еще один пептидный гормон гипоталамуса. Вазопрессин также называют антидиуретическим гормоном — он регулирует водный баланс в организме: снижает обратное всасывание воды почками и удерживает жидкость в организме. Вазопрессин сокращает гладкую мускулатуру сосудов и может повышать артериальное давление. Снижение секреции вазопрессина может вызывать несахарный диабет — заболевание, при котором у пациента выделяется огромное количество жидкости (более 6 литров в сутки) и постоянная жажда.

Вазопрессин играет роль нейропептида и действует на клетки мозга. Он оказывает влияние на социальное поведение. Так, вариант гена рецептора вазопрессина AVPR1A связан с вероятностью счастливых семейных отношений у мужчин — такой вывод был сделан при сопоставлении данных генотипирования и результатов опроса. На мышах проводились опыты, которые показывали, что стимуляция рецепторов вазопрессина делает самцов более привязанным к своим самкам — они предпочитали проводить больше времени со знакомым партнёром, даже если до этого отличались полигамным поведением. Здесь нужно заметить, что у животных социальная моногамия не имеет ничего общего с сексуальной — речь идет о привязанности к партнёру, а не о полном отсутствии «внебрачных» связей. У людей действие вазопрессина как нейропептида не настолько прямолинейно.

Окситоцин и вазопрессин — паралоги: вещества, которые были созданы в результате удвоения последовательности ДНК и очень похожие друг на друга. Вазопрессин начинает синтезироваться у плода с 11 недели беременности, окситоцин — с 14 недели, и оба продолжают участвовать в развитии младенца в постнатальный период. Высокий уровень экспрессии рецепторов вазопрессина в неонатальный период может приводить к повышенной агрессии у взрослых.

Если уровень окситоцина может сильно меняться в зависимости от ситуации, то вазопрессин — гормон с меньшим диапазоном изменений, уровень которого главным образом зависит от генетики. От активности рецепторов вазопрессина и их генетического варианта зависит формирование социального поведения и устойчивых (или не очень) связей между партнёрами. Также эти рецепторы участвуют в развитии долговременной памяти и влияют на пластичность нейронов коры мозга.

Мелатонин

Закончим сегодняшний рассказ на радостной ноте — отправимся спать. Мелатонин — гормон сна — вырабатывается отделом мозга эпифизом при наступлении темноты (именно поэтому светить в глаза экраном смартфона перед сном — плохая идея). Он регулирует «внутренние часы» —циркадианные ритмы — и помогает всем системам организма перейти в режим отдыха. В течение суток наиболее высокий уровень мелатонина приходится на период с полуночи до 5 часов утра светового дня; в течение года уровень мелатонина повышается в зимнее время.

В организме мелатонину предшествуем аминокислота триптофан, которая также играет роль прекурсора серотонина. Мелатонин замедляет старение и репродуктивные функции и повышает уровень серотонина. Особую роль играет взаимодействие мелатонина с иммунной системой — действие гормона уменьшает воспаление. Мелатонин обладает антиоксидантным эффектом и защищает ДНК от повреждений.

Благодаря мелатонину восстанавливается суточный режим после смены часового пояса или ночной работы. Снижение выработки мелатонина — например, из-за яркого света или изменения распорядка дня — может вызывать бессонницу, которая повышает риск депрессии. Чтобы помочь своему организму хорошо выспаться и восстановить режим, постарайтесь спать в темноте — при выключенном свете и задернутых шторах, если вы вынуждены спать днём.

Жизнь в большом городе порой полностью состоит из стрессов, хронического недосыпа, пробок, опозданий, бессмысленных рабочих встреч и задач преувеличенной важности и срочности. В таком ритме очень сложно найти время на восстановление, поэтому мы просто начинаем воспринимать состояние хронической усталости как данность. Но природа нас к такому не готовила, и тот же кортизол не будет выделяться вечно: если постоянно находиться под давлением стресса, со временем кортизол истощается — и тогда организм вынужден реагировать на стресс другими методами.

Чтобы убедиться, что ваше здоровье соответствует вашей стрессовой нагрузке, проконсультируйтесь : возможно, вашему организму нужна поддержка. И совершенно точно нужен отдых.

Оба гормона представляют собой 9-аминокислотные пептиды, продуцируемые нейрона­ми гипоталамуса, главным образом, супраоптическим и паравентрикулярным ядрами (пе­редний гипоталамус). АДГ и окситоцин хранятся в нейрогипофизе в накопительных тель­цах Герринга, из них они поступают в общий кровоток. Окситоцинергические и вазопрессинергические нейроны начинают усиленно секретировать эти гормоны и одновременно воз­действовать на процессы их высвобождения из накопительных телец под влиянием возбуж­дения - для этого необходимо, чтобы нейроны генерировали не менее 5 имп/с., а оптимум частоты возбуждения (при которой выделяется максимальное количество секрета) состав­ляет 20-50 имп/с.

Транспорт АДГ и окситоцина осуществляется в виде гранул, в которых эти гормоны находятся в комплексе с нейрофизином. При выделении в кровь комплекс «гормон + нейрофизин» распадается, и гормон поступает в кровь. АДГ или вазопрессин предназначен для

регуляции осмотического давления крови. Его секреция увеличивается под влиянием таких факторов, как: 1) повышение осмолярности крови, 2) гипокалиемия, 3) гипокальциемия, 4) повышениесодержания натрия в спинномозговой жидкости, 5) уменьшение, объема внекле­точной и внутриклеточной воды, б) снижение артериального давления, 7) повышение тем­пературы тела, 8) повышение в крови ангиотензина-П (при активации ренин-ангиотензиновой системы), 9) при активации симпатической системы (бета-адренорецепторный процесс).

Выделенный в кровь АДГ достигает эпителия собирательных трубок почки, взаимодей­ствует с вазопрессиновыми (АДГ-) рецепторами, это вызывает активацию аденилатциклазы, повышает внутриклеточную концентрацию цАМФ и приводит к активации протеинкиназы, что в конечном итоге вызывает активацию фермента, понижающего связь между эпи­телиальными клетками собирательных трубок. По мнению А. Г. Гинецинского, таким фер­ментом служит гиалуронидаза, расщепляющая межклеточный цемент - гиалуроновую кислоту. В результате - вода из собирательных трубок идет в интерстиций, где за счет поворотно-множительного механизма (см. Почки) создается высокое осмотическое давле­ние, вызывающее «притяжение» воды. Таким образом, под влиянием АДГ в значительной степени возрастает реабсорбция воды. При недостаточности выделения АДГ у больного развивается несахарное мочеизнурение, или диабет: объем мочи за сутки может достигать 20 л. И лишь применение препаратов, содержащих этот гормон, приводит к частичному восстановлению нормальной функции почек.

Свое название - «вазопрессин»- этот гормон получил в силу того, что при использо­вании его в высоких (фармакологических) концентрациях АДГ вызывает повышение арте­риального давления за счет прямого влияния на гладкомышечные клетки сосудов.

Окситоцин у женщин играет роль регулятора маточной активности и участвует в про­цессах лактации как активатор миоэпителиальных клеток. При беременности миометрий женщин становится чувствительным к окситоцину (уже в начале второй половины бере­менности достигается максимальная чувствительность миометрия к окситоцину как стиму­лятору). Однако в условиях целостного организма эндогенный или экзогенный окситоцин не способен повысить сократительную деятельность матки женщин во время беременнос­ти, так как существующий механизм торможения маточной активности (бета-адренорецеп­торный ингибирующий механизм) не дает возможность проявиться стимулирующему эф­фекту окситоцина. Накануне родов, когда происходит подготовка к плодоизгнанию, снима­ется тормозной механизм и матка приобретает чувствительность повышать свою активность под влиянием окситоцина.

Повышение продукции окситоцина окситоцинергическими нейронами гипоталамуса про­исходит под влиянием импульсов, поступающих от рецепторов шейки матки (это возникает в период раскрытия шейки матки в 1-м периоде нормально протекающих родов), что получило название «рефлекс Фергуссона», а также под влиянием раздражения механорецепторов сосков грудной железы, что имеет место при кормлении грудью. У беременных женщин (перед щами) раздражение механорецепторов сосков молочной железы тоже вызывает повышение выброса окситоцина, что (при наличии готовности к родам) проявляется усилением сократительной деятельности матки. Это так называемый маммарный тест, используемый в акушерской клинике с целью определения готовности материнского организма к родам.

Во время кормления выделяемый окситоцин способствует сокращению миоэпителиальных клеток и выбросу молока из альвеол.

Все описанные эффекты окситоцина осуществляются за счет его взаимодействия с окситоциновыми рецепторами, расположенными на поверхностной мембране клеток. В дальнейшем происходит повышение внутриклеточной концентрации ионов кальция, что и вызывает соответствующий сократительный эффект.

В акушерской литературе, в учебниках фармакологии до сих пор можно встретить ошибочное описание механизма действия окситоцина: предполагалось, что окситоцин сам по себе не действует на ГМК или миоэпителиальные клетки, а влияет на них опосредованно, за счет выделения ацетилхолина, который через М-холинорецепторы вызывает активацию

клеток. Однако в настоящее время доказано, что окситоцин действует через собственные окситоциновые рецепторы, а кроме того, установлено, что ацетилхолин у беременных жен­щин не способен активировать миометрий, так как ГМК матки при беременности и в родах рефрактерны к ацетилхолину.

Относительно функции окситоцина у мужчин - данных мало. Считают, что окситоцин участвует в регуляции водно-солевого обмена, выступая в роли антагониста АДГ. В опытах на крысах и собаках показано, что в физиологических дозах окситоцин выступает в роли эндогенного диуретика, избавляя организм от «лишней» воды. Окситоцин способен блоки­ровать продукцию эндогенного пирогена в мононуклеарыах, оказывая антипирогенный эф­фект, т. е. блокировать повышение температуры тела под влиянием пирогенов.

Таким образом, несомненно, дальнейшие исследования позволят уточнить роль оксито­цина, продуцируемого нейронами гипоталамуса, а также, как стало теперь известно, и дру­гими клетками, расположенными, например, в яичниках и матке.

ГОРМОНЫ ПОДЖЕЛУДОЧНОЙ ЖЕЛЕЗЫ

Клетки, продуцирующие гормоны, сконцентрированы в поджелудочной железе в виде островков, которые были открыты еще в 1869 году П. Лангергансом. Таких островков у взрослого человека насчитывается от 110 тысяч до 2 миллионов, но их общая масса не превы­шает 1,5 % от массы всей железы. Среди клеток островков имеются шесть различных ви­дов; каждый из них, вероятно, выполняет свою определенную функцию:

Таблица 4.

Вид клеток	Процентное содержание	Функция клеток
А или альфа		продукция глюкагона
В или бета		продукция инсулина
Д или дельта		продукция соматостатина
G или гамма		клетки - предшественницы других клеток
		продукция какого-то гормона?
		возможно, продукция панкреа­тического полипептида

Вопрос о продукции других гормонов (липокаина, ваготонина, центропнеина) - пока остается открытым. Поджелудочная железа привлекает огромное внимание физиологов и врачей прежде всего благодаря тому, что она продуцирует инсулин - один из важнейших гормонов организма, регулирующий уровень сахара в крови. Недостаточность этого гормо­на приводит к развитию сахарного диабета - болезни, которой страдают ежегодно около 70 миллионов людей.

Инсулин. Первые сведения о нем были получены в 1889 г. - удалив у собаки поджелудоч­ную железу, Меринг и Минковски обнаружили, что на следующее утро после операции животное было все облеплено мухами. Они догадались, что моча собаки содержит сахар. В 1921 г. Бантинг и Бест выделили инсулин, который в последующем был использован для введения больным. За эти работы ученые были удостоены Нобелевской премии. В 1953 г. была расшифрована химическая структура инсулина.

Инсулин состоит из 51 аминокислотного остатка, объединенных в две субъединицы (А и В), которые связаны между собой двумя сульфидными мостиками. Наиболее близок по ами­нокислотному составу к инсулину человека инсулин свиньи. Молекула инсулина имеет вто­ричную и третичную структуры и содержит в своем составе цинк. О процессе синтеза инсу­лина подробно изложено выше. Секреторная активность В-клеток островков Лангерганса

повышается под влиянием парасимпатических воздействий (блуждающий нерв), а также при участии таких веществ как глюкоза, аминокислоты, кетоновые тела, жирные кислоты, гастрин, секретин, холецистокинин-панкреозимин, которые оказывают свой эффект через соответствующие специфические рецепторы В-клеток. Угнетают продукцию инсулина сим­патические воздействия, адреналин, норадреналин (за счет активации (3-адренорецепторов В-клеток) и гормон роста. Метаболизм инсулина происходит в печени и почках под влияни­ем фермента глютатион-инсулин-трансгидролазы.

Инсулиновые рецепторы находятся на поверхностной мембране клетбк-мишеней. При взаимодействии инсулина с рецептором образуется комплекс «гормон + рецептор»; он по­гружается в цитоплазму, где под влиянием лизосомальных ферментов расщепляется; сво­бодный рецептор вновь возвращается на поверхность клетки, а инсулин оказывает свой эффект. Основными клетками-мишенями для инсулина являются гепатоциты, миокардиоциты, миофибриллы, адипоциты, т.е. гормон оказывает свое действие преимущественно в печени, сердце, скелетных мышцах и жировой ткани. Инсулин увеличивает примерно в 20 раз проницаемость клеток-мишеней для глюкозы и ряда аминокислот и тем самым спо­собствует утилизации этих веществ клетками-мишенями. Благодаря этому возрастает син­тез гликогена в мышцах и печени, синтез белков в печени, мышцах и других органах, синтез жиров в печени и жировой ткани. Важно подчеркнуть, что нейроны мозга не являются клет­ками-мишенями для инсулина. Конкретные механизмы, посредством которых инсулин по­вышает проницаемость клеток-мишеней для глюкозы и аминокислот, до настоящего време­ни неясны.

Таким образом, основная функция инсулина - регуляция уровня глюкозы в крови, пре­дотвращение чрезмерного его повышения, т.е. гипергликемии. Принято считать, что нор­мальное содержание глюкозы в крови может варьировать от 3,9 до 6,7 ммоль/л (в среднем 5,5 ммоль/л) или от 0,7 до 1,2 г/л. При инсулиновой недостаточности уровень глюкозы в крови превышает 7 ммоль/л или 1,2 г/л, что расценивается как явление гипергликемии. Если концентрация глюкозы в крови становится выше 8,9 ммоль/л или выше 1,6 г/л, то возникает глюкозурия, так как почки не способны полностью реабсорбировать глюкозу, выходящую в первичную мочу. Это влечет за собой повышение диуреза: при сахарном диабете (мочеизнурении) диурез может достигать 5 л в сутки, а иногда 8-9 л в сутки.

Если продукция инсулина повышена, например, при инсулиноме, или при избыточном Поступлении в организм инсулина - лекарства, то уровень глюкозы в крови может стать ниже 2,2 ммоль/л или 0,4 г/л, что расценивается как гипогликемия; в этом случае часто развивается гипогликемическая кома. Она проявляется такими симптомами как головокру­жение, слабость, усталость, раздражительность, появление выраженного чувства голода, выделение холодного пота. В тяжелых случаях происходит нарушение сознания, речи, расширение зрачков, резкое падение артериального давления, ослабление деятельности сердца. Гипогликемическое состояние может возникнуть и на фоне нормальной деятельности поджелудочной железы в условиях интенсивной и длительной физической нагрузки, например, при соревнованиях в беге на длинные и сверхдлинные дистанции, при марафонским заплыве и т.д.

Особое внимание заслуживает сахарный диабет. В 30% случаев он обусловлен недостаточной продукцией инсулина В-клетками поджелудочной железы (инсулинозависимый са­харный диабет). В остальных случаях (инсулинонезависимый сахарный диабет) его развитие связано с либо с тем, что нарушен контроль секреции инсулина в ответ на естественные стимуляторы высвобождения инсулина, либо обусловлено снижением концентрации инсулиновых рецепторов в клетках-мишенях, например, в результате появления аутоантител к этим рецепторам. Инсулинозависимый сахарный диабет возникает в результате образования антител к антигенам островков поджелудочной железы, что сопровождается уменьше­нием количества активных В-клеток и тем самым - падением уровня продукции инсулина. Другой причиной могут стать вирусы гепатита Коксаки, повреждающие клетки. Появление инсулинонезависимого сахарного диабета обычно связано с избыточным употреблением

углеводов, жиров: переедание вначале вызывает гиперсекрецию инсулина, снижение кон­центрации инсулиновых рецепторов в клетках-мишенях, а в конечном итоге приводит к инсулинорезистентности. Известна также такая форма заболевания, как диабет беремен­ных. Мы склонны рассматривать его как результат нарушения регуляции продукции инсу­лина. Согласно нашим данным, при беременности возрастает содержание в крови эндогенно­го (3-адреномиметика, который за счет активации бетта-адренорецепторов В-клеток островков Лангерганса может ингибировать секрецию инсулина. Этому способствует также повыше­ние при беременности уровня в крови так называемого эндогенного сенсибилизатора бетта-адренорецепторов (ЭСБАР), т.е. фактора, увеличивающего (3-адренореактивность клеток-мишеней в сотни раз.

При любой форме сахарного диабета углеводы не могут использоваться для нужд энер­гетики печенью, скелетными мышцами, сердцем. Поэтому существенно меняется метабо­лизм организма - на энергетические нужды, в основном, используются жиры и белки. Это ведет к накоплению продуктов неполного окисления жиров - оксимасляной кислоты и ацетоуксусной кислоты (кетоновые тела), что может сопровождаться развитием ацидоза и диабетической комы. Изменение в обмене веществ приводит к поражению сосудов, нейро­нов мозга, к патологическим изменениям в различных органах и тканях, а тем самым - к существенному снижению здоровья человека и сокращению продолжительности его жиз­ни. Длительность течения заболевания, сложное и не всегда эффективное лечение - все это указывает на необходимость профилактики сахарного диабета. Рациональное питание и здоровый образ жизни - важнейшие компоненты такой профилактики.

Глюкагон. Его молекула состоит из 29 аминокислотных остатка. Продуцируется А-клетками островков Лангерганса. Секреция глюкагона возрастает при стресс-реакциях, а также под влиянием таких гормонов как нейротензин, вещество Р, бомбезин, гормон роста. Тормо­зят секрецию глюкагона секретин и гипергликемическое состояние. Физиологические эффек­ты глюкагона во многом идентичны эффектам адреналина: под его влиянием активируется гликогенолиз, липолиз и глюконеогенез. Известно, что в гепатоцитах под влиянием глюкаго­на (глюкагон + глюкагоновые рецепторы) повышается активность аденилатциклазы, что со­провождается ростом уровня цАМФ в клетке; под ее влиянием повышается активность про-теинкиназы, которая индуцирует переход фосфорилазы в активную форму; в итоге, повышается расщепление гликогена и, тем самым, возрастает уровень глюкозы в крови.

Таким образом, глюкагон совместно с адреналином и глюкокортикоидами способствует повышению уровня энергетических субстратов в крови (глюкоза, жирные кислоты), что необходимо в различных экстремальных состояниях организма.

Соматостатин. Он продуцируется Д (дельта)-клетками островков Лангерганса. Вероят­нее всего, гормон действует паракринно, т.е. влияет на соседние клетки островков, угнетая секрецию глюкагона и инсулина. Полагают, что соматостатин снижает выделение гастрина, панкреозимина, ингибирует процессы всасывания в кишечнике, тормозит активность желч­ного пузыря. Учитывая, что многие интестинальные гормоны активируют секрецию соматостатина, можно утверждать, что этот соматостатин служит для предотвращения чрез­мерной продукции гормонов, регулирующих функции ЖКТ.

В последние годы появились факты, свидетельствующие о том, что инсулин, глкжагон и соматостатин продуцируются не только в островках Лангерганса, но и за пределами пан­креатической железы, что указывает на важную роль этих гормонов в регуляции деятель­ности висцеральных систем и метаболизма тканей.

ГОРМОНЫ ЩИТОВИДНОЙ ЖЕЛЕЗЫ

Железа продуцирует йодсодержащие гормоны - тироксин (Т4) и трийодтиронин (Т3), а также -тирокальцитонин, имеющий отношение к регуляции уровня кальция в крови. В дан­ном разделе основное внимание уделено йодсодержащим гормонам щитовидной железы.

Еще в 1883 г. известный швейцарский хирург Кохер описал признаки умственной недо­статочности при гипофункции щитовидной железы, а в 1917 г. Кендалл выделил тироксин. За год до итого - в 1916 г. был предложен метод профилактики гипофункции щитовидной железы - прием йода (А.Меррине и Д. Кимбаль), который до настоящего времени не поте­рял своей актуальности.

Синтез Т3 и Т4 совершается в тироцитах из аминокислоты тирозина и йода, запасы кото­рого в щитовидной железе, благодаря ее удивительной способности захватывать его из кро­ви, создаются примерно на 10 недель. При недостатке йода в пищевых продуктах происходит компенсаторное разрастание ткани железы (зоб), позволяющее улавливать из крови даже следы йода. Хранение готовых молекул Т3 и Т4 осуществляется в просвете фолликула, куда гормоны выделяются из тироцитов в комплексе с глобулином (этот комплекс называется тироглобулином). Выброс в кровь гормонов щитовидной железы активируется тиреотропным гормоном (ТГГ) гипофиза, выделение которого контролируется тиролиберином гипо­таламуса. Под влиянием ТТГ (через систему аденилатциклазы) тироглобулины захватыва­ются тироцитами из просвета фолликула; в тироците с участием лиэосомальных ферментов от них отщепляются Т3 и Т4, которые затем попадают в кровь, захватываются тироксинсвя-зывающим глобулином и доставляются к клеткам-мишеням, где и оказывают соответствую­щие физиологические эффекты. При чрезмерной продукции Т3 и Т4 секреция тиролиберина и ТТГ тормозится, а при снижении в крови уровня йодсодержащих гормонов - наоборот, возрастает, что приводит к восстановлению необходимой концентрации Т3 и Т4 в крови (по механизму обратной связи). Выделение тиролиберина может возрастать при стресс-реакци­ях, при снижении температуры тела; торможение секреции тиролиберина вызывают Т3, Т4, гормон роста, кортиколиберин, а также норадреналин (при активации а-адренорецепторов).

Йодсодержащие гормоны щитовидной железы необходимы для нормального физичес­кого и интеллектуального развития ребенка (за счет регуляции синтеза различных белков). Они регулируют чувствительность тканей к катехоламинам, в том числе к медиаторному норадреналину (за счет изменения концентрации а- и Р-адренорецепторов); это проявляет­ся в усилении влияния симпатической системы на деятельность сердечно-сосудистой систе­мы и других органов. Т3 и Т4 также повышают уровень основного обмена - увеличивают термогенез, что, вероятно, обусловлено разобщением окислительного фосфорилирования в митохондриях.

Основной механизм действия Т3 и Т4 объясняется следующим образом. Гормон прохо­дит внутрь клетки-мишени, соединяется с тирорецептором, образуя комплекс. Этот ком­плекс проникает в ядро клетки и вызывает экспрессию соответствующих генов, в результа­те чего активируется синтез белков, необходимых для физического и интеллектуального развития, а также синтез Р-адренорецепторов и других белков.

Патология щитовидной железы - достаточно распространенное явление. Она может проявляться избыточным выделением йодсодержащих гормонов (гипертироз или тиротоксикоз) или, наоборот, недостаточным выделением их (гипотироз). Гипертироз возникает при различных формах зоба, при аденоме щитовидной железы, тироидитах, раке шитовид-вой железы, при приеме тиреоидных гормонов. Он проявляется такими симптомами, как иовышенная температура тела, исхудание, тахикардия, повышение умственной и физичес­кой активности, пучеглазие, мерцательная аритмия, повышение уровня основного обмена. Важно отметить, что среди причин, вызывающих гипертироз, большой удельный вес зани­мает патология иммунной системы, в том числе появление тироидстимулирующих антител, они по своему эффекту подобны ТТГ), а также появление аутоантител к тироглобулину.

Гипотироз возникает при патологии щитовидной железы, при недостаточной продукции ТТГ или тиролиберина, при появлении в крови аутоантител против Т3 и Т4, при снижении в легких -мишенях концентрации тирорецепторов. В детском возрасте это проявляется в слабоумии (кретинизме), низкорослости (карликовости), т.е. в выраженной задержке физического и умственного развития. У взрослого человека гипотироз проявляется такими симптомами как снижение основного обмена, температуры, теплопродукции, накопление продуктов об-

мена в тканях (это сопровождается нарушением функции ЦНС, эндокринной системы, желу-дочно-кишечиого тракта), слизистый отек тканей и органов, слабость, утомляемость, сонли­вость, снижение памяти, заторможенность, апатичность, нарушение работы сердца, наруше­ние фертильности. При резком снижении в крови уровня йодсодержащих гормонов может развиться гипотироидная кома, которая проявляется резко выраженным снижением функции ЦНС, прострацией, нарушением дыхания и деятельности сердечно-сосудистой системы.

В тех регионах, где в почве снижено содержание йода и с пищей йод поступает в малых количествах (менее 100 мкг/сутки), часто развивается зоб - разрастание ткани щитовид­ной железы, т.е. компенсаторное ее увеличение. Это заболевание называется эндемическим зобом. Оно может протекать на фоне нормальной продукции Т3 и Т4 (эутироидный зоб), либо на фоне гиперпродукции (токсический зоб) или в условиях Т3-Т4-недостаточности (гипотироидный зоб). Общепризнанно, что применение в пищу йодированной соли (для получения суточной дозы йода, равной 180-200 мкг) является достаточно надежным мето­дом профилактики эндемического зоба.

КАЛЫЩЙРЕГУЛИРУЮЩИЕ ГОРМОНЫ

Паратгормон продуцируется в паращитовидных железах. Он состоит из 84 аминокис­лотных остатков. Гормон действует на клетки-мишени, расположенные в костях, кишечни­ке и почках, в результате чего уровень кальция в крови не снижается меньше 2,25 ммоль/л. Известно, что при взаимодействии паратгормона с соответствующими рецепторами остео­кластов повышается активность аденилатциклазы, что приводит к увеличению внутрикле­точной концентрации цАМФ, активации протеинкиназы и, тем самым, к росту функциональной активности остеокластов. В результате резорбции кальций выходит из кости, в результате чего повышается его содержание в крови. В энтероцитах паратгормон совместно с витами­ном Д3 усиливает синтез кальцийтранспортирующего белка, что облегчает всасывание каль­ция в кишечнике. Действуя на эпителий почечных канальцев, паратгормон повышает реабсорбцию кальция из первичной мочи, что также способствует повышению уровня кальция в крови. Предполагают, что регуляция секреции паратгормона осуществляется по механизму обратной связи: если уровень кальция в крови ниже 2,25 ммоль/л, то продукция гормона будет автоматически возрастать, если больше 2,25 ммоль/л - она будет тормозиться.

Известны явления гиперпаратироза и гипопаратироза. Гиперпаратироз представляет собой увеличение продукции паратгормона, которое может возникать при опухолях паращитовидной железы. Проявляется декальцинозом костей, чрезмерной подвижностью сус­тавов, гиперкальциемией, симптомами мочекаменной болезни. Противоположное явление (недостаточная продукция гормона) может возникнуть как результат появления аутоантител к паращитовидной железе, либо возникает после оперативного вмешательства на щито­видной железе. Проявляется резким снижением уровня кальция в крови, нарушением функ­ции ЦНС, судорогами, вплоть до летального исхода.

Кальцитонин, или тирокальцитонин, состоит из 32 аминокислотных остатков, продуци­руется в щитовидной железе, а также в паращитовидной железе и в клетках АПУД-системы. Его физиологическое значение состоит в том, что он не «позволяет» повышаться уров­ню кальция в крови выше 2,55 ммоль/л. Механизм действия этого гормона заключается в том, что в костях он угнетает активность остеобластов, а в почках подавляет реабсорбцию кальция и, таким образом, являясь антагонистом паратгормона, он препятствует чрезмер­ному увеличению уровню кальция в крови.

1.25-дигидроксихолекальциферол - еще один гормон, участвующий в регуляции уров­ня кальция в крови. Он образуется из витамина Д3 (холекальциферол). На первом этап (в печени) из витамина Д3 образуется 25-гидроксихолекальциферол, а на втором (в почках) - 1.25-дигидроксихолекальциферол. Гормон способствует образованию в кишечнике каль­цийтранспортирующего белка, необходимого для всасывания кальция в кишечнике, а так­же активирует процессы мобилизации кальция из костей. Таким образом, метаболит вита­мина Д3 является синергистом паратгормона.

антидиурети́ческий гормо́н (АДГ) - гормон гипоталамуса.

Функции вазопрессина

– увеличивает реабсорбцию воды почкой, поэтому повышает концентрацию мочи и уменьшает её объём. Является единственным физиологическим регулятором выведения воды почкой.

– ряд эффектов на кровеносные сосуды и головной мозг.

– наряду с кортикотропин-рилизинг-гормоном, стимулирует секрецию АКТГ.

Конечным эффектом действия вазопрессина на почки являются увеличение содержания воды в организме, рост объёма циркулирующей крови и разведение плазмы крови.

– повышает тонус гладкой мускулатуры внутренних органов, в особенности ЖКТ, сосудистый тонус, вызывает увеличение периферического сопротивления. Благодаря этому повышает артериальное давление. Однако, его сосудодвигательный эффект невелик.

– имеет кровоостанавливающий эффект, за счёт спазма мелких сосудов и повышения секреции из печени некоторых факторов свёртывания крови. Развитию гипертензии способствует наблюдающееся под влиянием АДГ повышение чувствительности сосудистой стенки к констрикторному действию катехоламинов . В связи с этим АДГ и получил название .

– В головном мозге участвует в регуляции агрессивного поведения. Предполагается его участие в механизмах памяти

– Аргинин-вазопрессин играет роль в социальном поведении: в нахождении партнёра, отцовском инстинкте у животных и отцовской любви у мужчин.

Связь с окситоцином

Вазопрессин химически весьма сходен с окситоцином, поэтому может связываться с рецепторами к окситоцину и через них оказывает стимулирующее тонус и сокращения матки действие. Эффекты у вазопрессина гораздо слабее, чем у окситоцина. Окситоцин, связываясь с рецепторами к вазопрессину, оказывает слабое вазопрессиноподобное действие.

Уровень вазопрессина в крови повышается при шоковых состояниях, травмах, кровопотерях, болевых синдромах, при психозах, при приёме некоторых лекарственных препаратов.

Болезни, связанные с нарушением вазопрессиновых функций.

Несахарный диабет

При несахарном диабете уменьшается реабсорбция воды в собирательных трубочках почек.

Синдром неадекватной секреции антидиуретического гормона

Синдром сопровождается повышенным выделением мочи, проблемами в состоянием крови. Клинические симптомы - летаргия, анорексия,тошнота, рвота, мышечные подёргивания, судороги, кома. Состояние пациента ухудшается при поступлении в организм больших объёмов воды, ремиссия наступает при ограничении употребления воды.

Вазопрессин и социальные отношения

В 1999 на примере мышей-полёвок было открыто следующее свойство вазопрессина. Степные полёвки относятся к 3% млекопитающих с моногамными отношениями. Когда степные полевки спариваются, выделяются окситоцин и . Если выделение этих гормонов блокировать, половые отношения между степными полевками становятся такими же мимолетными, как и у их “распутных” горных родственников. Наибольший эффект приносит именно блокировка .

Крысы и мыши узнают друг друга по запаху. Ученые предполагают, что у других моногамных животных и человека эволюция механизма поощрения, участвующего в формировании привязанности, протекала схожим образом, в том числе с целью регулирования моногамии.

Среди исследованных человекоподобных обезьян уровень вазопрессина в центрах поощрения мозга у моногамных мартышек был выше, чем у немоногамных макак-резусов. Чем больше рецепторов находится в областях, связанных с поощрением, тем большее удовольствие доставляет социальное взаимодействие.

По альтернативной гипотезе считается, что моногамия полёвок вызвана изменениями в структуре и количестве дофаминовых рецепторов .

Вазопрессины же образуются только у млекопитающих.

Аргинин-вазопрессин образуется у представителей большинства классов млекопитающих, а лизин-вазопрессин – лишь у некоторых парнокопытных – домашних свиней, диких кабанов, американских свиней, бородавочников и гиппопотамов.

Система регуляции социального поведения и общественных отношений связана с нейропептидами – окситоцина и .

Эти нейропептиды могут работать и как нейромедиаторы (передавать сигнал от одного нейрона другому в индивидуальном порядке), и как нейрогормоны (возбуждать сразу множество нейронов, в том числе расположенных далеко от точки выброса нейропептида).

Окситоцин и вазопрессин - короткие пептиды, состоящие из девяти аминокислот, причем отличаются они друг от друга всего двумя аминокислотами.

У всех изученных животных эти пептиды регулируют общественное и половое поведение, однако конкретные механизмы их действия могут сильно различаться у разных видов.

У улиток гомолог вазопрессина и окситоцина регулирует откладку яиц и эякуляцию. У позвоночных исходный ген удвоился, и пути двух получившихся нейропептидов разошлись: окситоцин влияет больше на самок, а - на самцов.

Окситоцин регулирует половое поведение самок, роды, лактацию, привязанность к детям и брачному партнеру.

Вазопрессин влияет на эрекцию и эякуляцию у разных видов, включая крыс, людей и кроликов, а также на агрессию, территориальное поведение и отношения с женами.

Если девственной крысе ввести в мозг , она начинает заботиться о чужих крысятах, хотя в нормальном состоянии они ей глубоко безразличны. Напротив, если у крысы-матери подавить выработку окситоцина или блокировать окситоциновые рецепторы , она теряет интерес к своим детям.

Если у крыс окситоцин вызывает заботу о детях вообще, в том числе о чужих, то у овец и людей дело обстоит сложнее: нейропептид обеспечивает избирательную привязанность матери к собственным детям.

У полевок, для которых характерна строгая моногамия, самки на всю жизнь привязываются к своему избраннику под действием окситоцина . Скорее всего, в данном случае имевшаяся ранее окситоциновая система формирования привязанности к детям была «кооптирована» для формирования неразрывных брачных уз. У самцов того же вида супружеская верность регулируется , а также .

Формирование личных привязанностей, видимо, является одним из аспектов более общей функции окситоцина - регуляции отношений с сородичами. Например, мыши с отключенным геном окситоцина перестают узнавать сородичей, с которыми ранее встречались. Память и все органы чувств у них при этом работают нормально.

Введение вазотоцина (птичьего гомолога вазопрессина) самцам территориальных птиц делает их более агрессивными и заставляет больше петь, но если тот же нейропептид ввести самцам зебровой амадины, которые живут колониями и не охраняют своих участков, то такого не происходит. Видимо, нейропептиды не создают тип поведения из ничего, а только регулируют уже имеющиеся поведенческие стереотипы и предрасположенности.

У человека исследовать всё гораздо труднее - кто же позволит проводить с людьми эксперименты. Однако многое можно понять и без грубого вмешательства в геном или мозг.

Когда мужчинам капают в нос вазопрессин, лица других людей начинают им казаться менее дружелюбными. У женщин эффект обратный: чужие лица становятся приятнее, и у самих испытуемых мимика становится более дружелюбной (у мужчин - наоборот).

Опыты с введением проводили пока только на мужчинах (с женщинами это делать опаснее, так как окситоцин сильно влияет на женскую репродуктивную функцию). Оказалось, что у мужчин от окситоцина улучшается способность понимать настроение других людей по выражению лица. Кроме того, мужчины начинают чаще смотреть собеседнику в глаза.

В других экспериментах обнаружился эффект повышение доверчивости. Мужчины, которым ввели окситоцин, оказываются более щедрыми в «игре на доверие».

По мнению исследователей, перед обществом вскоре может встать целая серия новых «биоэтических» проблем. Следует ли разрешить торговцам распылять в воздухе вокруг своих товаров окситоцин ? Можно ли прописывать окситоциновые капли разругавшимся супругам, которые хотят сохранить семью?

Гормон вазопрессин привязывает одного человека к другому, и это полезное его качество. Пусть его будет побольше.)))))))

Гормоны вазопрессин и окситоцин синтезируются рибосомальным путем, причем одновременно в гипоталамусе синтезируются 3 белка: нейрофизин I, II и III, функция которых заключается в нековалентном связывании окситоцина и вазопрессина и транспорте этих гормонов в нейросекреторные гранулы гипоталамуса. Далее в виде комплексов нейрофизин–гормон они мигрируют вдоль аксона и достигают задней доли гипофиза, где откладываются про запас; после диссоциации комплекса свободный гормонсекретируется в кровь. Нейрофизины также выделены в чистом виде, и выяснена первичная структура двух из них (92 из 97 аминокислотных остатков соответственно); это богатые цистеином белки, содержащие по семь дисульфидных связей.

Химическое строение обоих гормонов было расшифровано классическими работами В. дю Виньо и сотр., впервые выделивших эти гормоны из задней доли гипофиза и осуществивших их химический синтез. Оба гормона представляют собой нонапептиды следующего строения:

Вазопрессин отличается от окситоцина двумя аминокислотами: он содержит в положении 3 от N-концафенилаланин вместо изолейцина и в положении 8 – аргинин вместо лейцина. Указанная последовательность 9 аминокислот характерна для вазопрессина человека, обезьяны, лошади, крупного рогатого скота, овцы и собаки. В молекуле вазопрессина из гипофиза свиньи вместо аргинина в положении 8 содержится лизин, отсюда название «лизин-вазопрессин». У всех позвоночных, за исключением млекопитающих, идентифицирован, кроме того, вазотоцин. Этот гормон, состоящий из кольца с S-S мостиком окситоцина и боковой цепью вазопрессина, был синтезирован химически В. дю Виньо задолго до выделения природного гормона. Высказано предположение, что эволю-ционно все нейрогипофизарныегормоны произошли от одного общего предшественника, а именно аргинин-вазотоцина, из которого путем одиночных мутаций триплетов генов образовались модифицированные гормоны.

Основной биологический эффект окситоцина у млекопитающих связан со стимуляцией сокращения гладких мышц матки при родах и мышечных волокон вокруг альвеол молочных желез, что вызывает секрециюмолока. Вазопрессин стимулирует сокращение гладких мышечных волокон сосудов, оказывая сильное вазопрессорное действие, однако основная роль его в организме сводится к регуляции водного обмена, откуда его второе название антидиуретического гормона. В небольших концентрациях (0,2 нг на 1 кг массы тела) вазопрессин оказывает мощное антидиуретическое действие – стимулирует обратный ток воды черезмембраны почечных канальцев. В норме он контролирует осмотическое давление плазмы крови и водный баланс организма человека. При патологии, в частности атрофии задней доли гипофиза, развивается несахарный диабет – заболевание, характеризующееся выделением чрезвычайно больших количествжидкости с мочой. При этом нарушен обратный процесс всасывания воды в канальцах почек.

Относительно механизма действия нейрогипофизарных гормонов известно, что гормональные эффекты, в частности вазопрессина, реализуются

Меланоцитстимулирующие гормоны (МСГ, меланотропины)

Меланотропины синтезируются и секретируются в кровь промежуточной долей гипофиза. Выделены и расшифрованы первичные структуры двух типов гормонов – α- и β-меланоцитстимулирующие гормоны (α-МСГ и β-МСГ). Оказалось, что у всех обследованных животных α-МСГ состоит из 13 остатков аминокислот, расположенных в одинаковой последовательности:

СН 3 -СО-NH-Сер–Тир–Сер–Мет–Глу–Гис–Фен–Арг–Трп–Гли–Лиз–

–Про–Вал-СО-NН 2

В α-МСГ N-концевой серин ацетилирован, а С-концевая аминокислота представлена валинамидом.

Состав и структура β-МСГ оказались более сложными. У большинства животных молекула β-МСГ состоит из 18 остатков аминокислот; кроме того, имеются видовые различия, касающиеся природы аминокислоты в положениях 2, 6 и 16 полипептидной цепи гормона. β-МСГ, выделенный из промежуточной доли гипофизачеловека, оказался 22-членным пептидом, удлиненным на 4 аминокислотных остатка с N-конца:

Н-Ала–Глу–Лиз–Лиз–Асп–Глу–Гли–Про–Тир–Aрг–Мет–Глу–Гис–Фен– –Арг–Трп–Гли–Сер–Про–Про–Лиз–Асп-ОН

Физиологическая роль меланотропинов заключается в стимулировании меланиногенеза у млекопитающих и увеличении количества пигментных клеток (меланоцитов) в кожных покровах земноводных. Возможно также влияние МСГ на окраску меха и секреторную функцию сальных желез у животных.

Адренокортикотропный гормон (АКТГ, кортикотропин)

Еще в 1926 г. было установлено, что гипофиз оказывает стимулирующее влияние на надпочечники, повышаясекрецию гормонов коркового вещества. Накопленные к настоящему времени данные свидетельствуют, что этим свойством наделен АКТГ, вырабатываемый базофильными клетками аденогипофиза. АКТГ, помимо основного действия – стимуляции синтеза и секреции гормонов коры надпочечников, обладает жиромобилизующей и меланоцитстимулирующей активностью.

Молекула АКТГ у всех видов животных содержит 39 аминокислотных остатков. Первичная структура АКТГсвиньи и овцы была расшифрована еще в 1954–1955 гг. Приводим уточненное строение АКТГ человека:

Н-Сер–Тир–Сер–Мет–Глу–Гис–Фен–Арг–Трп–Гли–Лиз–Про–Вал–Гли–

–Лиз–Лиз–Aрг–Aрг–Про–Вал–Лиз–Вал–Тир–Про–Асп–Ала–Гли–Глу–

–Асп–Глн–Сер–Ала–Глу–Ала–Фен–Про–Лей–Глу–Фен-ОН

Различия в структуре АКТГ овцы, свиньи и быка касаются только природы 31-го и 33-го остатковаминокислот, однако все они наделены почти одинаковой биологической активностью, как и АКТГ гипофизачеловека. В молекуле АКТГ, как и других белковых гормонов, хотя и не открыты активные центры наподобиеактивных центров ферментов, однако предполагается наличие двух активных участков пептидной цепи, один из которых ответствен за связывание с соответствующим рецептором, другой – за гормональный эффект.

Данные о механизме действия АКТГ на синтез стероидных гормонов свидетельствуют о существенной роли аденилатциклазной системы. Предполагают, что АКТГ вступает во взаимодействие со специфическимирецепторами на внешней поверхности клеточной мембраны (рецепторы представлены белками в комплексе с другими молекулами, в частности с сиаловой кислотой). Сигнал затем передается на ферментаденилатцикла-зу, расположенную на внутренней поверхности клеточной мембраны, которая катализирует распад АТФ и образование цАМФ. Последний активирует протеинкиназу, которая в свою очередь с участиемАТФ осуществляет фосфорилирование холинэстеразы, превращающей эфиры холестерина в свободныйхолестерин, который поступает в митохондрии надпочечников, где содержатся все ферменты, катализирующие превращение холестерина в кортикостероиды.

Соматотропный гормон (СТГ, гормон роста, соматотропин)

Гормон роста был открыт в экстрактах передней доли гипофиза еще в 1921 г., однако в химически чистом виде получен только в 1956–1957 гг. СТГ синтезируется в ацидофильных клетках передней доли гипофиза;концентрация его в гипофизе составляет 5–15 мг на 1 г ткани, что в 1000 раз превышает концентрациюдругих гормонов гипофиза. К настоящему времени полностью выяснена первичная структура белковоймолекулы СТГ человека, быка и овцы. СТГ человека состоит из 191 аминокислоты и содержит дведисульфидные связи; N- и С-концевые аминокислоты представлены фенилаланином.

СТГ обладает широким спектром биологического действия. Он влияет на все клетки организма, определяя интенсивность обмена углеводов, белков, липидов и минеральных веществ. Он усиливает биосинтез белка,ДНК, РНК и гликогена и в то же время способствует мобилизации жиров из депо и распаду высших жирных кислот и глюкозы в тканях. Помимо активации процессов ассимиляции, сопровождающихся увеличением размеров тела, ростом скелета, СТГ координирует и регулирует скорость протекания обменных процессов. Кроме того, СТГ человека и приматов (но не других животных) обладает измеримой лактогеннойактивностью. Предполагают, что многие биологические эффекты этого гормона осуществляются через особый белковый фактор, образующийся в печени под влиянием гормона. Этот фактор был назван сульфирующим или тимидиловым, поскольку он стимулирует включение сульфата в хрящи, тимидина – вДНК, уридина – в РНК и пролина – в коллаген. По своей природе этот фактор оказался пептидом с мол. массой 8000. Учитывая его биологическую роль, ему дали наименование «соматомедин», т.е. медиатордействия СТГ в организме.

СТГ регулирует процессы роста и развития всего организма, что подтверждается клиническими наблюдениями. Так, при гипофизарной карликовости (патология, известная в литературе как пангипопитуитаризм; связана с врожденным недоразвитием гипофиза) отмечается пропорциональное недоразвитие всего тела, в том числе скелета, хотя существенных отклонений в развитии психической деятельности не наблюдается. У взрослого человека также развивается ряд нарушений, связанных с гипо- или гиперфункцией гипофиза. Известно заболевание акромегалия (от греч. akros – конечность, megas – большой), характеризующееся непропорционально интенсивным ростом отдельных частей тела, например рук, ног, подбородка, надбровных дуг, носа, языка, и разрастанием внутренних органов. Болезнь вызвана, по-видимому, опухолевым поражением передней доли гипофиза.

Лактотропный гормон (пролактин, лютеотропный гормон)

Пролактин считается одним из наиболее «древних» гормонов гипофиза, поскольку его удается обнаружить вгипофизе низших наземных животных, у которых отсутствуют молочные железы, а также получить лактогенный эффект у млекопитающих. Помимо основного действия (стимуляция развития молочных желези лактации), пролактин имеет важное биологическое значение – стимулирует рост внутренних органов,секрецию желтого тела (отсюда его второе название «лютеотропный гормон»), оказывает рено-тропное, эритропоэтическое и гипергликемическое действие и др. Избыток пролактина, образующийся обычно при наличии опухолей из секретирую-щих пролактин клеток, приводит к прекращению менструаций (аменорея) и увеличению молочных желез у женщин и к импотенции – у мужчин.

Расшифрована структура пролактина из гипофиза овцы, быка и человека. Это крупный белок, представленный одной полипептидной цепью с тремя дисульфидными связями, состоящий из 199 аминокислотных остатков. Видовые отличия в последовательности аминокислот касаются по существу 2–3 аминокислотных остатков. Раньше оспаривалось мнение о секреции лактотропина в гипофизе человека, поскольку предполагали, что его функцию якобы выполняет соматотропин. В настоящее время получены убедительные доказательства существования пролактина человека, хотя в гипофизе его содержится значительно меньше, чем гормона роста. В крови женщин уровень пролактина резко повышается перед родами: до 0,2 нг/л против 0,01 нг/л в норме.

Тиреотропный гормон (ТТГ, тиротропин)

В отличие от рассмотренных пептидных гормонов гипофиза, представленных в основном одной полипептидной цепью, тиротропин является сложным гликопротеином и содержит, кроме того, по две α- и β-субъединицы, которые в отдельности биологической активностью не обладают: мол. масса его около 30000.

Тиротропин контролирует развитие и функцию щитовидной железы и регулирует биосинтез и секрецию вкровь тиреоидных гормонов. Полностью расшифрована первичная структура α- и β-субъединиц тиротропина быка, овцы и человека: α-субъединица, содержащая 96 аминокислотных остатков, имеет одинаковуюаминокислотную последовательность во всех изученных ТТГ и во всех лютеинизирующих гормонах гипофиза; β-субъеди-ница тиротропина человека, содержащая 112 аминокислотных остатков, отличается от аналогичного полипептида в ТТГ крупного рогатого скота аминокислотными остатками и отсутствием С-концевого метионина. Поэтому многие авторы специфические биологические и иммунологические свойствагормона объясняют наличием β-субъединицы ТТГ в комплексе с α-субъединицей. Предполагают, что действие тиротропина осуществляется, подобно действию других гормонов белковой природы, посредством связывания со специфическими рецепторами плазматических мембран и активирования аденилатциклазной системы (см. далее).

Липотропные гормоны (ЛТГ, липотропины)

Среди гормонов передней доли гипофиза, структура и функция которых выяснены в последнее десятилетие, следует отметить липотропины, в частности β- и γ-ЛТГ. Наиболее подробно изучена первичная структура β-липо-тропина овцы и свиньи, молекулы которого состоят из 91 аминокислотного остатка и имеют существенные видовые различия в последовательности аминокислот. К биологическим свойствам β-липотропина относятся жиро-мобилизующее действие, кортикотропная, меланоцитстимулирующая и ги-покальциемическая активность и, кроме того, инсулиноподобный эффект, выражающийся в повышении скорости утилизации глюкозы в тканях. Предполагают, что липотропный эффект осуществляется через систему аденилатциклаза–цАМФ–протеинкиназа, завершающей стадией действия которой являетсяфосфорилирование неактивной триацилглицерол-липазы. Этот фермент после активирования расщепляетнейтральные жиры на диацилглицерол и высшую жирную кислоту (см. главу 11).

Перечисленные биологические свойства обусловлены не β-липотропи-ном, оказавшимся лишенным гормональной активности, а продуктами его распада, образующимися при ограниченном протеолизе. Оказалось, что в ткани мозга и в промежуточной доле гипофиза синтезируются биологически активныепептиды, наделенные опиатоподобным действием. Приводим структуры некоторых из них:

Общим типом структуры для всех трех соединений является тетра-пептидная последовательность на N-конце. Доказано, что β-эндорфин (31 АМК) образуется путем протеолиза из более крупного гипофизарногогормона β-липотропина (91 АМК); последний вместе с АКТГ образуется из общего предшественника – прогормона, названного проопиокортином (является, таким образом, препрогормоном), имеющиммолекулярную массу 29 кДа и насчитывающим 134 аминокислотных остатка. Биосинтез и освобождение проопиокортина в передней доле гипофиза регулируется кортиколиберином гипоталамуса. В свою очередь из АКТГ и β-липо-тропина путем дальнейшего процессинга, в частности ограниченного про-теолиза, образуются соответственно α- и β-меланоцитстимулирующие гормоны (α- и β-МСГ). С помощью техникиклонирования ДНК, а также метода определения первичной структуры нуклеиновых кислот Сенджера в ряде лабораторий была раскрыта нуклеотидная последовательность мРНК–предшественника проопиокортина. Эти исследования могут служить основой для целенаправленного получения новых биологически активных гормональных лечебных препаратов.

Ниже представлены пептидные гормоны, образующиеся из β-липотро-пина путем специфическогопротеолиза.

Учитывая исключительную роль β-липотропина как предшественника перечисленных гормонов, приводим первичную структуру β-липотропина свиньи (91 аминокислотный остаток):

Н–Глу–Лей–Ала–Гли–Ала–Про–Про–Глу–Про–Ала–Aрг–Асп–Про–Глу– –Ала–Про–Ала–Глу–Гли–Ала–Ала–Ала–Aрг–Ала–Глу–Лей–Глу–Тир– –Гли–Лей–Вал–Ала–Глу–Ала–Глу–Ала–Ала–Глу–Лиз–Лиз–Асп–Глу– –Гли–Про–Тир–Лиз–Мет–Глу–Гис–Фен–Арг–Трп–Гли–Сер–Про–Про– –Лиз–Асп–Лиз–Aрг–Тир–Гли–Гли–Фен–Мет–Тре–Сер–Глу–Лиз–Сер– –Глн–Тре–Про–Лей–Вал–Тре–Лей–Фен–Лиз–Асн–Ала–Иле–Вал–Лиз– –Асн–Ала–Гис–Лиз–Лиз–Гли–Глн–ОН

Повышенный интерес к указанным пептидам, в частности энкефалинам и эндорфинам, диктуется их необычайной способностью, подобно морфину, снимать болевые ощущения. Эта область исследования – поиск новых природных пептидных гормонов и(или) их направленный биосинтез – является интересной и многообещающей для развития физиологии, нейробиологии, неврологии и клиники.

ГОРМОНЫ ПАРАЩИТОВИДНЫХ ЖЕЛЕЗ (ПАРАТГОРМОНЫ)

К гормонам белковой природы относится также паратиреоидный гормон (паратгормон), точнее, группапаратгормонов, различающихся последовательностью аминокислот. Они синтезируются паращитовиднымижелезами. Еще в 1909 г. было показано, что удаление паращитовидных желез вызывает у животных тетанические судороги на фоне резкого падения концентрации кальция в плазме крови; введение солейкальция предотвращало гибель животных. Однако только в 1925 г. из паращитовидных желез был выделен активный экстракт, вызывающий гормональный эффект – повышение содержания кальция в крови. Чистыйгормон был получен в 1970 г. из паращитовидных желез крупного рогатого скота; тогда же была определена его первичная структура. Выяснено, что паратгормон синтезируется в виде предшественника (115 аминокислотных остатков) пропарат-гормона, однако первичным продуктом гена оказался препропарат-гормон, содержащий дополнительно сигнальную последовательность из 25 аминокислотных остатков.Молекула паратгормона быка содержит 84 аминокислотных остатка и состоит из одной полипептидной цепи.

Выяснено, что паратгормон участвует в регуляции концентрации катионов кальция и связанных с нимианионов фосфорной кислоты в крови. Как известно, концентрация кальция в сыворотке крови относится к химическим константам, суточные колебания ее не превышают 3–5% (в норме 2,2– 2,6 ммоль/л). Биологически активной формой считается ионизированный кальций, концентрация его колеблется в пределах 1,1–1,3 ммоль/л. Ионы кальция оказались эссенциальными факторами, не заменимыми другимикатионами для ряда жизненно важных физиологических процессов: мышечное сокращение, нервно-мышечное возбуждение, свертывание крови, проницаемость клеточных мембран, активность рядаферментов и т.д. Поэтому любые измененния этих процессов, обусловленные длительным недостаткомкальция в пище или нарушением его всасывания в кишечнике, приводят к усилению синтеза паратгормона, который способствует вымыванию солей кальция (в виде цитратов и фосфатов) из костной ткани и соответственно к деструкции минеральных и органических компонентов костей.

Другой орган-мишень паратгормона – это почка. Паратгормон уменьшает реабсорбцию фосфата вдистальных канальцах почки и повышает канальце-вую реабсорбцию кальция.

Следует указать, что в регуляции концентрации Са 2+ во внеклеточной жидкости основную роль играют тригормона: паратгормон, кальцитонин, синтезируемый в щитовидной железе (см. далее), и кальцитриол – производное D 3 (см. главу 7). Все три гормона регулируют уровень Са 2+ , но механизмы их действия различны. Так, главная роль кальцитрио-ла заключается в стимулировании всасывания Са 2+ ифосфата в кишечнике, причем против концентрационного градиента, в то время как паратгормонспособствует выходу их из костной ткани в кровь, всасыванию кальция в почках и выделению фосфатов смочой. Менее изучена роль кальцитонина в регуляции гомеостаза Са 2+ в организме. Следует отметить также, что кальцитриол по механизму действия на клеточном уровне аналогичен действию стероидных гормонов (см. ниже).

Считается доказанным, что физиологическое влияние паратгормона на клетки почек и костной тканиреализуется через систему аденилатциклаза-цАМФ (см. далее).

Либерины:

• тиролиберин;
• кортиколиберин;
• соматолиберин;
• пролактолиберин;
• меланолиберин;
• гонадолиберин (люлиберин и фоллилиберин)

• соматостатин;
• пролактостатин (дофамин);
• меланостатин;
• кортикостатин

Нейропептиды:

• энкефалины (лейцин-энкефалин (лей-энкефалин), метионин-энкефапин (мет-энкефалин));
• эндорфины (а-эндорфин, (β-эндорфин, у-эндорфин);
• динорфины А и В;
• проопиомеланокортин;
• нейротензин;
• субстанция Р;
• киоторфин;
• вазойнтестинальный пептид (ВИП);
• холецистокинин;
• нейропептид-Y;
• агутиродственный протеин;
• орексины А и В (гипокретины 1 и 2);
• грелин;
• дельта-сон индуцирующий пептид (ДСИП) и др.

Гипоталамо-заднегипофизарные гормоны:

• вазопрессин или антидиуретический гормон (АДГ);
• окситоцин

Моноамины:

• серотонин;
• норадреналин;
• адреналин;
• дофамин

Эффекторные гормоны гипоталамуса и нейрогипофиза

Эффекторными гормонами гипоталамуса и нейрогипофиза являются вазопрессин и окситоцин. Они синтезируются в крупноклеточных нейронах СОЯ и ПВЯ гипоталамуса, доставляются путем аксонального транспорта в нейрогипофиз и выделяются в кровь капилляров нижней гипофизарной артерии (рис. 1).

Вазопрессин

Антидиуретический гормон (АДГ, или вазопрессин) - пептид, состоящий из 9 аминокислотных остатков, его содержание в составляет 0,5 — 5 нг/мл.

Базальная секреция гормона имеет суточный ритм с максимумом в ранние утренние часы. Гормон транспортируется кровью в свободной форме. Его период полураспада составляет 5-10 мин. АДГ действует на клетки-мишени через стимуляцию мембранных 7-TMS- рецепторов и вторичные посредники.

Функции АДГ в организме

Клетками-мишенями АДГ являются эпителиальные клетки собирательных трубочек почек и гладкие миоциты стенок сосудов. Через стимуляцию V 2 -рецепторов эпителиальных клеток собирательных трубочек почек и повышение в них уровня цАМФ АДГ увеличивает реабсорбцию воды (на 10-15%, или 15-22 л/сут), способствует концентрированию и уменьшению объема конечной мочи. Этот процесс называется антидиурезом, а вазопрессин, его вызывающий, получил второе название — АДГ.

В больших концентрациях гормон связывается с V 1 -рецепторами гладких миоцитов сосудов и через повышение в них уровня ИФЗ и ионов Са 2+ вызывает сокращение миоцитов,сужение артерий и повышение артериального давления крови. Это влияние гормона на сосуды называется прессорным, откуда и произошло название гормона — вазопрессин. АДГ участвует также в стимуляции секреции АКТГ при стрессе (через V 3 -рецепторы и внутриклеточные ИФЗ и ионы Са 2+), формировании мотивации жажды и питьевого поведения, в механизмах памяти.

Рис. 1. Гипоталамические и гипофизарные гормоны (РГ- рилизингвысвобождающие гормоны (либерины), СТ — статины). Пояснения в тексте

Синтез и выделение АДГ в физиологических условиях стимулируют повышение осмотического давления (гиперосмолярность) крови. Гиперосмолярность сопровождается активацией осмочувствительных нейронов гипоталамуса, которые в свою очередь стимулируют секрецию АДГ нейросекреторными клетками СОЯ и ПВЯ. С этими клетками связаны также нейроны сосудодвигательного центра, получающие информацию о кровотоке от механо- и барорецепторов предсердий и синокаротидной зоны. Через эти связи рефлекторно стимулируется секреция АДГ при понижении объема циркулирующей крови (ОЦК), падении артериального давления крови.

Основные эффекты вазопрессина

• Активирует
• Стимулирует сокращение гладких мышц сосудов
• Активирует центр жажды
• Участвует в механизмах обучения и
• Регулирует процессы терморегуляции
• Выполняет нейроэндокринные функции, являясь медиатором и вегетативной нервной системы
• Участвует в организации
• Оказывает влияние на эмоциональное поведение

Усиление секреции АДГ наблюдается также при повышении уровня в крови ангиотензина II, при стрессе и физической нагрузке.

Выделение АДГ понижается при уменьшении осмотического давления крови, повышении ОЦК и (или) артериального давления крови, действии этилового спирта.

Недостаточность секреции и действия АДГ может быть следствием недостаточности эндокринной функции гипоталамуса и нейрогипофиза, а также нарушения функции рецепторов АДГ (отсутствие, снижение чувствительности V 2 - рецепторов эпителия собирательных трубочек почек), что сопровождается избыточным выделением мочи низкой плотности до 10-15 л/сут и гипогидратацией тканей организма. Это заболевание получило название несахарный диабет. В отличие от сахарного диабета, при котором избыточное выделение мочи обусловлено повышенным уровнем глюкозы в крови, при несахарном диабете уровень глюкозы в крови остается нормальным.

Избыточная секреция АДГ проявляется уменьшением диуреза и задержкой воды в организме вплоть до развития клеточных отеков и явлений водной интоксикации.

Окситоцин

Окситоцин — пептид, состоящий из 9 аминокислотных остатков, транспортируется кровью в свободной форме, период полураспада — 5-10 мин, действует на клетки-мишени (гладкие миоциты матки и миоэпитслиальныс клетки протоков молочных желез) через стимуляцию мембранных 7-TMS- рецепторов и повышение в них уровня ИФЗ и ионов Са 2+ .

Функции окситоцина в организме

Повышение уровня гормона, наблюдающееся в естественных условиях к концу беременности, вызывает усиление сокращения матки при родах и в послеродовой период. Гормон стимулирует сокращение миоэпителиальных клеток протоков молочных желез, способствуя выделению молока при кормлении новорожденных.

Основные эффекты окситоцина:

• Стимулирует сокращения матки
• Активирует выделение молока
• Оказывает диуретический и натрийуретический эффекты, участвуя в водно-солевом поведении
• Регулирует питьевое поведение
• Повышает секрецию гормонов аденогипофиза
• Участвует в механизмах обучения и памяти
• Оказывает гипотензивный эффект

Синтез окситоцина увеличивается под влиянием повышенного уровня эстрогенов, а его выделение усиливается рефлекторным путем при раздражении механорецепторов шейки матки при ее растяжении во время родов, а также при стимуляции механорецепторов сосков молочных желез во время кормления ребенка.

Недостаточная функция гормона проявляется слабостью родовой деятельности матки, нарушением выделения молока.

Гипоталамические рилизинг-гормоны рассматриваются при изложении функций и периферических эндокринных желез.