Эндокринная система — химический сигналинг

Химические сигналы эндокринной системы управляют функциями клеток, тканей, органов, систем органов и телом в целом
Вместе с другими системами:
Нервной
Иммунной
Аутакоидной

История:
Клод Бернар
Броун Секар
Эрнест Старлинг

Гормоны человека

Эволюция представлений об эндокринной системе

Классификация гормонов
Пептиды и белки
Стероидные гормоны
Смешанная группа гормонов (производные аминокислот – иодированные тиронины щитовидной железы, производные жирных кислот – эйкозаноиды, газы – оксид азота)

Стимулы для эндокринной клетки :
Эндокринная клетка
Гормон
ПД нейрона
Нутриенты
Гормоны
Ионы
Цитокины

Аутакоидная система: простагландины

Контроль эндокринной активности
Концентрация гормонов в плазме определяется следующими факторами:
Скоростью продукции
Скоростью доставки к мишеням
Скоростью деградации и элиминации

Вертикальная эндокринная ось и обратная связь контролируют продукцию гормонов

Регуляция эндокринной системы

Гормональные ритмы

Нарушения гормональных функций

Гипоталамус – дирижер эндокринной системы

Гипоталамус – центр нейроэндокринной сигнализации

Гипоталамус - орган ЦНС, но нейроны его производят гормоны, которые влияют на ЦНС и гипофиз, а это - эндокринная система. Вот почему гипоталамус является интегратором внутренней среды
(Помните! – дирижер) нервной, гормональной и иммунной систем и управляет жизненно-важными функциями

Особую роль приобретает гипоталамус как интегратор в стрессовых ситуациях (эмоциональные нагрузки, болезнь), когда происходит выброс большого количества адаптационных гормонов («отсутствие функций мозга»).

Место гипоталамуса и гипофиза.
Два разных органа.
Связаны единой функцией.
Образуют гипоталамо-гипофизарную ось

Топография гипоталамуса и гипофиза
Гипоталамус – часть промежуточного мозга, в основании его, образует стенки Ш желудочка, небольшое по площади образование содержит около 40 ядер, которые состоят из различных по своему строению нейронов. Стенки гипоталамуса к основанию переходят в воронку, которая заканчивается гипофизом.
Гипофиз расположен также на вентральной поверхности головного мозга в основании черепа на дне турецкого седла клиновидной кости. Имеет овальную форму размером1• 1,3 • 0,6 см и весом около 1 г. У человека различают переднюю (аденогипофиз) долю и заднюю (нейрогипофиз).

Схема гипоталамуса

Дизайн гипоталамуса

Функция гипоталамуса
Нейроны вентромедиальной части его продуцируют пептидные рилизинг-гормоны (либерины и статины). Эти гормоны управляют секреторными клетками аденогипофиза. Аксоны нейронов высвобождают нейросекреты в воротную систему гипофиза, которая находится в передней части ножки гипофиза (срединное возвышение).

Вертикальная ось гипоталамус - аденогипофиз

Синтез и выход гормонов аденогипофиза в кровь контролируют гипоталамические специфические гипофизотропные пептиды. Они выделяются в воротную систему гипофиза в области срединного возвышения через аксоны нейронов гипоталамуса (вентромедиальная группа ядер). Гормоны гипоталамуса разделяют на:
Рилизинг-гормоны (либерины), активируют синтез и высвобождение гормонов аденогипофиза: КРГ – кортиколиберин, ТРГ – тиролиберин, ГнРГ – гонадолиберин, СТГ-РГ – соматолиберин.
Ингибирующие гормоны (статины) тормозят синтез и секрецию гормонов аденогипофиза: соматостатин, дофамин-ПИГ.

Сегодня важно! знать
1. Тропность рилизинг – и ингибирующих гормонов относительна, т.к. установлено, что они действуют не только на клетки гипофиза, но и на ЦНС и другие системы органов:
Гипофизотропные гормоны оказывают действие более чем на один тип клеток гипофиза, например, ТРГ стимулирует тиреотропные, а также маммотропные и соматотропные клетки. Соматостатин тормозит не только секрецию СТГ, но также АКТГ, пролактина и ТТГ. ГнРГ вызывает секрецию гонадотропинов ЛГ и ФСГ.

На один гормон гипофиза оказывают влияние многие гипофизотропные факторы:
2. К ним относятся также синтезируемые в гипоталамусе (кроме рилизинг- и ингибирующих гормонов):
Нейропептиды (опиоиды).
Нейротрансмиттеры (дофамин).
Таким образом, синтез и высвобождение гормонов гипофиза контролируется комбинацией факторов.

Управляют гипофизом и другие нейропептиды:
3. Ангиотензин II, вазоактивный интестинальный пептид (ВИП), нейротензин, нейропептид Y (NYP), субстанция Р, опиоиды, и холецистокинин (ХЦК)

Термин гипофизотропные пептиды неоднозначен, потому что:
4. НЕ только гормоны стимулируют или тормозят высвобождение гипофизарных гормонов, но и другие факторы. Помните! Работает физиологический принцип стимуляции синтеза и транспорта гормона под действием комбинации факторов.

Гипоталамо-гипофизарная ось на примере гипоталамус - аденогипофиз

Особенности гипоталамо-гипофизарного (воротного) кровообращения
Аксоны нейронов рострального гипоталамуса образуют аксо-вазальные синапсы с капиллярами первичной капиллярной сети срединного возвышения.
В кровь капилляров этой сети сразу в переднюю долю (аденогипофиз) высвобождаются в высокой концентрации либерины и статины.
В срединном возвышении самый интенсивный кровоток в теле человека: 10 мл крови протекает через 1 г ткани за 1 минуту. Кровь проходит через аденогипофиз, насыщается гормонами передней доли и оттекает по нескольким путям – это важно знать для понимания регуляции образования гормонов оси.

Пути оттока крови:
Из передней доли по возвратным венулам кровь «поднимается» в срединное возвышение, другие отделы гипоталамуса и глубокие отделы мозга. Такой обратный ток крови дает возможность гормонам из аденогипофиза возвращаться в гипоталамус и регулировать выделение рилизинг-гормонов гипоталамуса (negative feedback!).
Из задней доли также по возвратным венулам кровь, содержащая в высокой концентрации гормоны нейрогипофиза попадает в гипоталамус и регулирует работу нейросекреторных нейронов.

Каждый гормон аденогипофиза синтезируется в отдельных, специфических клетках
Гормоны аденогипофиза по химической структуре:
Пептидные: АКТГ, СТГ и пролактин состоят из аминокислотных цепей различной длины.
Гликопротеидные: ТТГ, ФСГ и ЛГ состоят из двух субъединиц: одной ά- и одной β- цепи. ά -цепи трех гормонов гомологичны по структуре, β- цепи у каждого гормона различны.

ГОРМОНЫ АДЕНГИПОФИЗА ПО ФУНКЦИИ:
Гландотропные активируют функции соответствующих периферических желез – АКТГ – кора надпочечников, ТТГ – щитовидная железа, ФСГ и ЛГ – половые железы. Выработка гландотропных гормонов контролируется механизмом обратной связи с помощью гормонов их периферических желез.
Негландотропные гормоны оказывают действие на многие клетки тела: СТГ является фактором роста, пролактин стимулирует лактацию, рилизинг-гормоны управляют синтезом гормонов аденогипофиза.

Стимуляторный тест для определения гландотропной функции аденогипофиза

Биосинтез и секрецию гормонов гипофиза контролирует не только механизм обратной связи периферическими гормонами
Паракринные эффекты в области гипофиза: нейропептиды, интерлейкин 6, факторы роста (например, эпидермальный ФР, трансформирующий ФР ά и β), пептид РАСАР(pituitary adenylate cyclase activating polypeptide). Эти факторы синтезируются клетками гипофиза в дополнение к их основным гормонам или транспортируются к гипофизу по пептидергическим нервам.

Гландотропные гормоны: АКТГ, ТТГ, ЛГ, ФСГ
АКТГ (кортикотропин) управляет продукцией стероидных гормонов корой надпочечников.
ТТГ (тиротропин) регулирует функцию щитовидной железы.
ЛГ и ФСГ – у женщин контролируют созревание фолликулов, овуляцию, секрецию половых гормонов, беременность. У мужчин – сперматогенез, синтез тестостерона.
Гормоны действуют на «свои» клетки-мишени, где связываются со специфическими рецепторами эндокринной железы и таким образом индуцируют биосинтез и высвобождение периферических гормонов.

Известно!
Гландотропные гормоны действуют не только на «свои» эндокринные железы, но и оказывают другие эффекты на периферии тела человека. Например, секрецияАКТГ способствует загару под действием солнечных лучей.

Соматотропный гормон
СТГ синтезируется в соматотропных клетках аденогипофиза и обладает видовой специфичностью. Для терапии ранее применялся экстракт из гипофиза человека, в настоящее время используется генно-инженерная технология.
СТГ человека состоит из 191 аминокислоты, мол. масса 21,5 кДа. Транскрипция генов СТГ и синтез стимулируется соматолиберином(СТГ-РГ) и эстрогеном. Синтезированный СТГ хранится в больших гранулах соматотропных клеток. Базальный уровень секреции СТГ создается выбросами его в кровь ночью, сигналом для секреции является первая фаза глубокого сна. СТГ циркулирует в крови вместе со связывающим белком(СБ), который составляет гормональный резерв.

Количество СТГ и соматолиберина синхронно с уменьшением выброса соматостатина

Секрецию СТГ регулируют
Соматолиберин (СТГ-РГ)
Соматостатин (СИГ)
Тиролиберин (ТРГ)
Дофамин
Факторы роста – ИФР-1, ИФР-2 (инсулиноподобные факторы роста)
Факторы, связанные с обменом глюкозы, жирных кислот, аминокислот

В регуляции СТГ участвует много других факторов
Наследственность, физические нагрузки, сон, эмоции.
Ацетилхолин, серотонин, дофамин, адреналин.
Эстроген, андроген, кортизол.
СТГ стимулирует в печени секрецию ИФР-1 (инсулиноподобный фактор роста, соматомедин-1) и совместно с ним оказывает действие на рост костей в зоне их роста.
Обратная связь через аминокислоты, глюкозу и, возможно, ИФР-1.

Регуляция СТГ
Основная часть СТГ с кровью попадает в печень, где за 60-90 мин нейтрализуется, но в течение этого времени СТГ «заставляет» выработать соматомедины (ИФР)

Соматолиберин
СТГ–РГ(соматотропного гормона-рилизинг гормон), РГ-РГ(рилизинг- гормон гормона роста) – это пептид гипоталамуса, который стимулирует синтез и высвобождение СТГ.
Впервые выделен из опухоли поджелудочной железы у пациента с акромегалией (гиперпродукция СТГ аденогипофизом).
Соматолиберин стимулирует соматотропные клетки, активируя систему цАМФ.
Обнаружен еще один высвобождающий СТГ пептид – грелин, который синтезируется эндокринными клетками желудка и доставляется кровью к аденогипофизу.

Соматостатин
СИГ (соматотропинингибирующий гормон) – пептид, синтезируется в нейронах гипоталамуса, эндокринных клетках ЖКТ и поджелудочной железы.
СИГ тормозит секрецию СТГ.
СИГ тормозит в аденогипофизе также синтез ТТГ и пролактина.
СИГ тормозит цАМФ-зависимые процессы через ингибиторный G-белок Gi.

Множественные эффекты соматостатина
На гормоны и функции, выделенные голубыми прямоугольниками, СИГ оказывает тормозное
действие

Механизм действия СТГ
СТГ связывается с рецептором клетки-мишени , происходит димеризация рецептора и его активация. После этого включаются внутриклеточные процессы фосфорилирования рецептора: выработка ДАГ (1,2-диацилглицерола) и активация протеинкиназы С (ПКС).
СТГ негландотропный гормон, поэтому действует на свои клетки-мишени без посредничества других желез.

Димеризация рецептора гормона роста

Функции СТГ
СТГ – гормон анаболик. Он усиливает приток в клетку аминокислот и увеличивает синтез белка.
В печени СТГ стимулирует синтез ИФР-1 и вместе с ним вызывает рост костей в пубертатном периоде развития.
СТГ увеличивает объем мышц, т.к. влияет на синтез белка.
СТГ увеличивает также объем мягких тканей тела.

ЦВО находятся вне ГЭБ

Ось ЦНС – периферия организма

Мишени АДГ

Регуляция выделения окситоцина и пролактина

Все известные нейропептиды гипоталамуса

Опухоль гипофиза

Опухоли гипофиза разрушают турецкое седло, давят на хиазму

Акромегалия

Недостаток СТГ у одной из близнецов

Эффекты и регуляция пролактина