El mecanismo de acción de las hormonas de la hipófisis y el hipotálamo

La regulación hormonal comienza con el proceso de síntesis y secreción de hormonas en las glándulas de secreción interna. Están funcionalmente interrelacionados y representan un todo único. El proceso de biosíntesis de hormonas, llevado a cabo en células especializadas, procede espontáneamente y se fija genéticamente. Control genético de la biosíntesis de la mayoría de las hormonas de proteínas y péptidos, en particular adenogipofizotropnyh lleva a cabo más directamente en precursor de la hormona polisomas, o en el nivel de mRNA de la formación de la hormona, mientras que la biosíntesis de las hormonas hipotalámicas se logra mediante la formación de ARNm de las enzimas que regulan diversas etapas de formación de la hormona, t e., se produce una síntesis extra-bisomal. La formación de la estructura primaria del péptido proteína-hormona - un resultado directo de la traducción de las secuencias de nucleótidos de los ARNm respectivos sintetizados sobre regiones activas del genoma de las células productoras de hormonas. La estructura de la mayoría de las hormonas o sus precursores de proteínas polisomas formado en el esquema general de la biosíntesis de proteínas. La posibilidad de la traducción de ARNm y la síntesis de la hormona o sus precursores específico para aparato nuclear y polisomas tipo particular de células. Por lo tanto, la hormona del crecimiento se sintetiza en el pequeño prolactina pituitaria eosinófilos anterior - en gran eosinofílica, y la gonadotropina - en células de basófilos específicos. De manera algo diferente biosíntesis de TRH y LH-RH en las células del hipotálamo. Estos péptidos no se forman en una matriz en polisomas mRNA y la porción soluble del citoplasma bajo la influencia de los sistemas de sintetasa adecuados.

La traducción directa de material genético en los casos de aislamiento de la mayoría de las hormonas polipeptídicas a menudo conduce a la formación de precursores de baja actividad: polipéptido prehormonas (prehormonas). La biosíntesis de la hormona polipeptídica consta de dos etapas diferentes: la síntesis ribosómica del precursor inactivo en la matriz de ARNm y la formación postraduccional de la hormona activa. La primera etapa procede necesariamente en las células de la adenohipófisis, la segunda también se puede llevar a cabo fuera de ella.

Activación postraduccional de precursores de hormonas posibles de dos maneras: por una multi-etapa moléculas de degradación enzimática transmitido krupnomolekulyarnyh precursores con la disminución de tamaños de las moléculas y hormonas activado debido a la asociación no enzimática subunidades pro-hormona moléculas de tamaño de la ampliación de la hormona activable.

En el primer caso, la activación postraduccional es característica de la ACTH, la beta-lipotropina y, en el segundo caso, de las hormonas glicoproteicas, en particular las gonadotropinas y la TSH.

La activación secuencial de las hormonas peptídicas de proteínas tiene un significado biológico directo. Primero, mientras se limitan los efectos hormonales en el lugar de la educación; En segundo lugar, se proporcionan condiciones óptimas para la manifestación de efectos reguladores polifuncionales con un uso mínimo de material genético y de construcción, y también se facilita el transporte celular de hormonas.

La liberación de hormonas ocurre, por regla general, espontáneamente, y no de forma continua y uniforme, sino impulsivamente, en porciones separadas y discretas. Esto se debe, aparentemente, a la naturaleza cíclica de los procesos de biosíntesis, deposición intracelular y transporte de hormonas. En condiciones fisiológicas, el proceso de secreción debe proporcionar un cierto nivel basal de hormonas en los fluidos circulantes. Este proceso, como la biosíntesis, está controlado por factores específicos. La secreción de las hormonas pituitarias está determinada principalmente por las correspondientes hormonas liberadoras del hipotálamo y el nivel de hormonas circulantes en la sangre. La formación de las hormonas hipotalámicas liberadoras depende del efecto de los neurotransmisores de naturaleza adrenérgica o colinérgica, así como de la concentración de las hormonas diana en la sangre.

La biosíntesis y la secreción están estrechamente interrelacionadas. La naturaleza química de la hormona y los mecanismos específicos de su secreción determinan el grado de conjugación de estos procesos. Por lo tanto, este indicador es máximo en caso de secreción de hormonas esteroides, que se difunden de forma relativamente libre a través de las membranas celulares. La magnitud de la conjugación de la biosíntesis y la secreción de proteínas-hormonas peptídicas y catecolaminas es mínima. Estas hormonas se liberan de los gránulos secretores celulares. La posición intermedia en este indicador está ocupada por las hormonas tiroideas, que se secretan al liberarlas de una forma unida a proteínas.

Por lo tanto, se debe enfatizar que la síntesis y secreción de las hormonas de la hipófisis y el hipotálamo se llevan a cabo en cierta medida por separado.

El principal elemento estructural y funcional del proceso de secreción de las hormonas proteicas-peptídicas son los gránulos o vesículas secretoras. Estas son formaciones morfológicas especiales de forma ovoide de varios tamaños (100-600 nm), rodeadas por una membrana de lipoproteína delgada. Los gránulos secretores de células productoras de hormonas surgen del complejo de Golgi. Sus elementos rodean a la prohormona o hormona, formando gradualmente gránulos, que realizan una serie de funciones interrelacionadas en el sistema de procesos responsables de la secreción de hormonas. Pueden ser el sitio de activación de las prohormonas peptídicas. La segunda función que realizan los gránulos es el almacenamiento de hormonas en la célula hasta que se expone el estímulo secretor específico. La membrana del gránulo limita la liberación de hormonas en el citoplasma y protege las hormonas de la acción de las enzimas citoplásmicas que pueden inactivarlas. Las sustancias específicas y los iones contenidos en los gránulos tienen una cierta importancia en los mecanismos de deposición. Estos incluyen proteínas, nucleótidos, iones, cuyo objetivo principal es la formación de complejos no covalentes con hormonas y la prevención de su penetración a través de la membrana. Los gránulos secretores tienen otra cualidad muy importante: la capacidad de moverse a la periferia de la célula y transportar las hormonas depositadas en ellas a las membranas plasmáticas. Movimiento de los gránulos se lleva a cabo con la participación de los orgánulos intracelulares - microfilamentos (diámetro 5 nm), construido a partir de proteína actina, y microtubos huecos (diámetro 25 nm) que consiste en un complejo de proteínas contráctiles tubulina y dineína. En caso de necesidad de bloqueo de los procesos de secreción, generalmente se usan medicamentos que destruyen los microfilamentos o disocian los microtúbulos (citocalasina B, colchicina, vinblastina). El transporte intracelular de gránulos requiere el gasto de energía y la presencia de iones de calcio. Las membranas de los gránulos y las membranas plasmáticas con la participación de calcio entran en contacto entre sí, y el secreto se libera en el espacio extracelular a través de los "poros" formados en la membrana celular. Este proceso se llama exocitosis. Los gránulos devastados pueden en algunos casos reconstruirse y regresar al citoplasma.

El punto de partida en el proceso de secreción de proteínas y péptidos hormonas se incrementa la formación de AMP (cAMP), y el aumento de las concentraciones intracelulares de iones de calcio que permean a través de la membrana plasmática y estimula la transición gránulos hormonales a la membrana celular. Los procesos descritos anteriormente están regulados tanto intracelularmente como extracelularmente. Si la regulación y la autorregulación función gormonprodutsiruyuschei intracelular de las células de la pituitaria y el hipotálamo se limita en gran parte, los controles del sistema permiten la actividad funcional de la glándula pituitaria y el hipotálamo de acuerdo con el estado fisiológico del organismo. La violación de los procesos reguladores puede conducir a una patología grave de las funciones de las glándulas y, en consecuencia, de todo el organismo.

Las influencias regulatorias se pueden dividir en estimulantes e inhibitorias. En el corazón de todos los procesos reguladores está el principio de retroalimentación. El lugar principal en el ordenamiento de las funciones hormonales de la glándula pituitaria pertenece a las estructuras del sistema nervioso central, y en primer lugar al hipotálamo. Por lo tanto, los mecanismos fisiológicos que controlan la actividad de la glándula pituitaria se pueden dividir en nerviosos y hormonales.

Teniendo en cuenta los procesos de síntesis de la regulación y secreción de hormonas de la pituitaria, debe primero de todo punto al hipotálamo con su capacidad para sintetizar y secretar neurohormonas - la liberación de hormonas. Como se indicó, la regulación de las hormonas adenohipofisarias se lleva a cabo con la ayuda de la liberación de hormonas sintetizadas en ciertos núcleos del hipotálamo. Elementos de células pequeñas de estas estructuras hipotalámicas tienen trayectorias conductoras están en contacto con los vasos de la red capilar primaria, a través del cual recibe la liberación de hormonas que alcanzan las células adenogipofizarnyh.

Teniendo en cuenta el hipotálamo como un centro neuroendocrino, t. E. Como el lugar de transformación en la señal hormonal específica impulso nervioso, un portador que son la liberación de hormonas, los científicos están explorando la posibilidad de influir en diferentes sistemas mediadores directamente en los procesos de síntesis y hormonas secreciones adenogipofizarnyh. Con la ayuda de técnicas de instrucción avanzada, los investigadores encontraron, por ejemplo, el papel de la dopamina en la regulación de la secreción de varias hormonas trópicas de la adenohipófisis. En este caso, la dopamina no sólo actúa como un neurotransmisor, ordenando la función hipotalámica, sino también como hormona liberadora que está implicado en la regulación de la función de la hipófisis anterior. Se obtuvieron datos similares para la norepinefrina, que participa en el control de la secreción de ACTH. El hecho de un control dual de la síntesis y secreción de hormonas adenohipofisarias ahora está establecido. El punto básico de aplicación de diversos neurotransmisores en el sistema de regulación del eje hipotálamo la liberación de hormonas hipotálamo son las estructuras en las que se sintetizan. En la actualidad, el espectro de sustancias fisiológicamente activas involucradas en la regulación de las neurohormonas hipotalámicas es bastante amplio. Este neurotransmisores clásicos naturaleza adrenérgico y colinérgico, un número de aminoácidos, sustancias con similares a la morfina de acción - endorfinas y encefalinas. Estas sustancias son el enlace principal entre el sistema nervioso central y el sistema endocrino, que en última instancia asegura su unidad en el cuerpo. La actividad funcional de las células neuroendocrinas del hipotálamo se puede monitorizar directamente en diversas partes del cerebro a través de impulsos nerviosos que llegan en diferentes vías aferentes.

Recientemente en Neuroendocrinología hay otro problema - el estudio del papel funcional de las hormonas de liberación, que se localizan en otras estructuras del SNC, fuera del hipotálamo, y no directamente relacionados con las funciones de regulación adenogipofizarnyh hormonales. Se ha confirmado experimentalmente que pueden considerarse tanto neurotransmisores como neuromoduladores de varios procesos sistémicos.

En el hipotálamo, las hormonas liberadoras se localizan en ciertas regiones o núcleos. Por ejemplo, LH-RH se localiza en el hipotálamo anterior y mediobasal, TGH - en el hipotálamo medio, KRG - principalmente en sus regiones posteriores. Esto tampoco excluye la distribución difusa en la glándula de neurohormonas.

La función principal de las hormonas adenohipofisarias es activar una cantidad de glándulas endocrinas periféricas (corteza suprarrenal, glándula tiroides, gónadas). Las hormonas tropicales de la hipófisis - ACTH, TTG, LH y FSH, STH - causan respuestas específicas. Por lo tanto, la primera causa el crecimiento (hipertrofia e hiperplasia) de la zona del haz de la corteza suprarrenal y la mejora en sus células de la síntesis de glucocorticoides; el segundo es el principal regulador de la morfogénesis del aparato folicular de la glándula tiroides, varias etapas de síntesis y secreción de hormonas tiroideas; LH es el principal estimulador de la ovulación y la formación del cuerpo amarillo en los ovarios, el crecimiento de las células intersticiales en los testículos, la síntesis de estrógenos, progestinas y andrógenos gonadales; La FSH causa una aceleración del crecimiento de los folículos ováricos, los sensibiliza a la acción de la LH y también activa la espermatogénesis; STG, que actúa de forma estimulante para la secreción de somatomedinas en el hígado, determina el crecimiento lineal del cuerpo y los procesos anabólicos; LTG promueve la manifestación de la acción de las gonadotropinas.

También se debe tener en cuenta que las hormonas tropicales de la glándula pituitaria, que muestran su efecto como reguladores de las funciones de las glándulas endocrinas periféricas, a menudo pueden tener un efecto directo. Así, por ejemplo, la ACTH como el principal regulador de la síntesis de glucocorticoides proporciona una serie de efectos extradrenales, en particular, lipolíticos y melanocitos estimulantes.

Las hormonas de origen hipotalámico-pituitario, es decir, proteína-péptido, desaparecen muy rápidamente de la sangre. El período de su vida media no supera los 20 minutos y en la mayoría de los casos dura de 1 a 3 minutos. Las hormonas peptídicas-proteicas se acumulan rápidamente en el hígado, donde son intensamente degradadas e inactivadas por peptidasas específicas. Este proceso se puede observar en otros tejidos, así como también en la sangre. Los metabolitos de las hormonas peptídicas-proteicas aparentemente se derivan principalmente en forma de aminoácidos libres, sus sales y pequeños péptidos. En primer lugar, se excretan con orina y bilis.

Las hormonas a menudo tienen un tropismo bastante pronunciado de acción fisiológica. Por ejemplo, la ACTH actúa sobre las células de la corteza suprarrenal, el tejido adiposo, el tejido nervioso; gonadotropinas - en las células de las gónadas, el hipotálamo y varias otras estructuras, es decir, órganos, tejidos y células diana. Las hormonas de la hipófisis y el hipotálamo tienen una amplia gama de efectos fisiológicos sobre las células de diferentes tipos y sobre diversas reacciones metabólicas en las mismas células. La estructura del cuerpo de acuerdo con el grado de dependencia de sus funciones en la acción de estas u otras hormonas se divide en dependiente de hormonas y sensible a hormonas. Si el primero por completo debido a la presencia de hormonas durante el completo diferenciación y funcionamiento de las células gormonchuvstvitelnye muestran claramente sus características fenotípicas y sin una hormona correspondiente, el grado de la manifestación de los cuales se modula por ellos en un rango diferente, y se determina por la presencia de receptores específicos en las células.

La interacción de las hormonas con las proteínas receptoras correspondientes se reduce a la unión reversible y no covalente de moléculas hormonales y receptoras, lo que da como resultado la formación de complejos proteína-ligando específicos que pueden incluir múltiples efectos hormonales en la célula. Si la proteína receptora está ausente, entonces es resistente a la acción de las concentraciones fisiológicas de la hormona. Los receptores son miembros periféricos necesarios función endocrina correspondientes, determina la sensibilidad de las células sensibles a hormonas fisiológicas originales, es decir. E. La posibilidad y la intensidad de recepción, la realización y la síntesis de hormonas que lleva en la célula.

La efectividad de la regulación hormonal del metabolismo celular está determinada tanto por la cantidad de hormona activa que ingresa a la célula diana como por el nivel de contenido del receptor en ella.