Фізіологія людини - Вільям Ф. Ґанонґ 2002

Функції нервової системи
Центральне регулювання вісцеральних функцій
Гіпоталамус - Регулювання секреції передньої частки гіпофіза

Гормони передньої частки гіпофіза

Передня частка гіпофіза виділяє шість гормонів: адренокортикотропний гормон (кортикотропін, АКТГ), тиреотропний гормон (тиротропін, ТТГ), гормон росту, фолікулостимулювальний гормон (ФСГ), лютеїнізувальний гормон (ЛГ) і пролактин. Поліпептид ß-ліпотропін (ß-ЛТП) виділяється разом з АКТГ, проте фізіологічна роль його не відома. Дія цих гормонів відображена на рис. 14-17, а синоніми і скорочення їхніх назв наведені в табл. 22-1. Функції гормонів детально описані в розділах, що стосуються ендокринної системи. Гіпоталамус відіграє важливу стимулювальну роль у регулюванні секреції АКТГ, ß-ЛТП, ТСГ, гормону росту, ФСГ і ЛГ. Він також регулює секрецію пролактину, проте ця його дія швидше гальмівна, ніж стимулювальна.

Природа гіпоталамічного регулювання

Секреторну діяльність передньої частки гіпофіза регулюють хімічні агенти, що потрапляють до гіпофізарної портальної системи судин з гіпоталамуса. Ці речовини називають рилізинг-факторами та гальмівними факторами. Останнім часом використовують спільну назву - гіпофізотропні гормони. Новий термін є відповідним, оскільки ці речовини виділяються в кров і діють на відстані від місця їхнього утворення. Вони не проникають у загальне кров’яне русло, а у високих концентраціях містяться в гіпо- фізарних портальних судинах.

Рис. 14-17. Гормони передньої частки гіпофіза. У жіночому організмі ФСГ і ЛГ послідовно впливають на ріст фолікула в яєчнику, овуляцію й утворення та підтримання функції жовтого тіла В чоловічому організмі ФСГ і ЛГ регулюють функцію яєчок (див. Розділ 23). Пролактин стимулює лактацію.

Гіпофізотропні гормони

Сьогодні виявлено шість гіпоталамічних рилізинг- та гальмівних гормонів (рис. 14-18): кортикотропін-рилізинг гормон (КРГ); тиротропін-рилізинг гормон (ТРГ); гормон росту-рилізинг гормон (ГР-РГ); гормон росту-інгібувальний гормон (ГРІ; інша назва соматостатин); лютеїнізувальний гормон-рилізинг гормон (ЛГРГ), відомий також як гонадотропін-рилізинг гормон (ГнРГ) і пролактинінгібувальний гормон (ПІГ). Крім того, екстракт гіпоталамуса має пролактин-рилізинг активність. Отже, вважають, що є пролактин-рилізинг гормон (ПРГ), ТРГ, ВІП і декілька інших поліпептидів, що містяться в гіпоталамусі, стимулюють секрецію пролактину, однак незрозуміло: один чи декілька поліпептидів становлять фізіологічний ПРГ. Нещодавно з передньої частки гіпофіза виділено орфановий рецептор, а під час пошуків його ліганду з гіпоталамуса - 31 -амінокислотний поліпептид. Цей поліпептид стимулює секрецію пролактину, діючи на рецептор передньої частки гіпофіза, однак потрібні додаткові дослідження, щоб з’ясувати, що це він становить фізіологічний ПРГ. ГнРГ стимулює секрецію як ФСГ, так і ЛГ, отже, вірогідно, що окремого фолікулостимулювального гормону-рилізинг гормону нема.

Структура шести гіпофізотропних гормонів показана на рис. 14-19. Будова генів і препрогормонів ТРГ, ГнРГ, соматостатину, КРГ і ГР-РГ відома. ПрепроТРГ містить шість копій ТРГ (див. рис. 1-22). Окремі препрогормони, поряд з гіпофізотропними, можуть містити й інші гормонально активні пептиди.

Рис. 14-18. Вплив гіпофізотропних гормонів на секрецію гормонів передньої частки.

Рис. 14-19. Структура гіпофізотропних гормонів людини. Препросоматостатин перетворюється в тетрадекапептид (соматостатин 14, [SS14], формула якого зображена вище), а також у поліпептид, що містить 28 амінокислотних залишків (SS28).

Ділянка, в якій відбувається виділення гіпоталамічних рилізинг- та гальмівних гормонів, є серединним підвищенням гіпоталамуса. Вона містить небагато тіл нервових клітин, проте має чимало нервових закінчень, розміщених безпосередньо біля капілярних петель, з яких починаються портальні судини.

Локалізація тіл нейронів, що продукують гіпофізарні гормони і відростки яких прямують до зовнішнього шару серединного підвищення, показана на рис 14-20. Там же відображено розміщення нейронів, що синтезують окситоцин і вазопресин. Нейрони, які продукують ГнРГ, розташовані головно в медіальній частині передзорового поля, соматостатинопродукувальні - у навколошлуночкових ядрах, ТРГ- і КРГ-продукувальні у медіальних частинах пришлуночкових ядер, а ГР-РГ- і дофамінопродукувальні - у дугоподібних ядрах.

Більшість (якщо не всі) гіпофізотропних гормонів впливають на секрецію не одного гормону передньої частки гіпофіза (див. рис. 14-18). Про ФСГ-стимулювальну активність ГнРГ уже зазначено вище. ТРГ стимулює секрецію як пролактину, так і ТСГ. Соматостатин пригнічує секрецію як ТСГ, так і гормону росту. В нормі він не інгібує секреції інших гормонів передньої частки гіпофіза, однак пригнічує ненормально високу секрецію АКТГ у хворих із синдромом Нельсона. КРГ стимулює секрецію АКТГ і ß-ЛТП (див. Розділ 22).

Рецептори багатьох гіпофізотропних гормонів серпентиноподібні і зв’язані з G-білками. В людини є два КРГ рецептори; КРГ_Л-Ш і КРГ_Л-ІШ. Другий відрізняється від першого наявністю 29-амінокислотної частини, вбудованої в першу цитоплазматичну петлю рецептора. Фізіологічна роль КРГ_Л-RIII невідома, хоч він міститься в багатьох частинах головного мозку. Крім того, в крові циркулює КРГ-зв’язувальний білок, який інактивує КРГ. Він теж виявляється в цитоплазмі кортикотропоцитів передньої частки гіпофіза і тут може відігравати роль у процесі інтерналізації рецепторів. Утім, точно фізіологічне значення цього білка не відоме. Інші гіпофізотропні гормони не мають відомих зв’язувальних білків.

Уведення КРГ в шлуночки великого мозку спричинює гіперглікемію, збільшення серцевого викиду, послаблення репродуктивної функції, анорексію, зниження функцій травної системи й інші зміни, які простежуються під час стресу. Втім, поки що не можна стверджувати, що продукований ендогенно КРГ причетний до змін, які виникають у разі стресу.

Рис. 14-20. Розміщення тіл нейронів, що виділяють гіпофізотропні гормони (проекція на вентральну поверхню гіпоталамуса і гіпофіза щура). ВСА - внутрішня сонна артерія; ГА - головна артерія; ДПЯ - дугоподібне ядро; ЗМА - задня мозкова артерія; ЗЧ - задня частка; НЗ - надзорове ядро; НШЯ - навколошлуночкове ядро; ПрЧ - проміжна частка; ПЧ - передня частка; ПЯ - пришлуночкове ядро; СМА - середня мозкова артерія; СП - серединне підвищення. Назви гормонів наведено в рамках (LW Swanson і ЕТ Cunningham Jr).

В інших ділянках головного мозку, сітківці, автономній нервовій системі гіпофізотропні гормони діють як нейротрансмітери (див. Розділ 4). Крім того, соматостатин міститься в панкреатичних острівцях (див. Розділ 19). СТРРГ продукують клітини пухлин підшлункової залози, а соматостатин і ТРГ виявлено в травної системи (див. Розділ 26).

Значення і клінічні аспекти

Дослідження численних нейрогуморальних регуляторних функцій гіпоталамуса важливе, оскільки дає змогу пояснити їхню відповідність вимогам середовища, що постійно змінюється. Нервова система отримує інформацію про зміни у внутрішньому і зовнішньому середовищах за допомогою сенсорних органів. Це допомагає пристосуватися до змін за допомогою ефекторних механізмів, що охоплюють не тільки соматичні рухові реакції, а й і зміни рівня секреції гормонів. Є багато прикладів діяльності нейрогуморальних ефекторних шляхів. У птахів і багатьох ссавців збільшення кількості світлових годин навесні стимулює секрецію гонадотропіну, активує статеві залози, зумовлюючи початок сезону розмноження. Відомо, що протягом тривалої зимової ночі в ескімосок припиняються овуляції; регулярні місячні цикли та сексуальна активність поновлюються з настанням весни. В країнах з теплішим кліматом менструації в жінок відбуваються впродовж усього року, хоча на їхню регулярність помітно впливають соматичні й емоційні подразники. Зафіксовано випадки припинення регулярних періодів у молодих дівчат, які покидають дім («аменорея інтернату»), гальмування місячних, зумовлене боязню завагітніти, а також тенденція в близьких подруг у жіночих коледжах до синхронізації місячних циклів. Отже, простежується низка випадків впливу психічних чинників на ендокринну секрецію.

Проявами патологічних процесів, що виникають у ділянці гіпоталамуса, є неврологічні відхилення, зміни функції ендокринних залоз, метаболічного типу відхилення, зокрема гіперфагія чи гіпертермія. Відносна частота ознак і симптомів, що виникають у разі патології гіпоталамуса, наведена в табл. 14-3. Патологією гіпоталамуса часто можна пояснити і чимало ознак дисфункції гіпофіза, зокрема тих, що зумовлені недостатністю окремих гіпофізотропних гормонів. Щодо цього на особливу увагу заслуговує синдром Калеманна, у якому гіпогонадизм, зумовлений низьким рівнем гонадотропінів (гіпогонадотропний гіпогонадизм), що циркулюють, поєднаний з частковою або повною втратою відчуття нюху (гіпосмія або аносмія). Ембріологічно ГнРГ-продукувальні нейрони розвиваються в носовій порожнині та мігрують нюховими нервами і далі речовиною головного мозку до гіпоталамуса. Порушення процесу міграції у випадку вродженої вади нюхових шляхів призводить до того, що ГнРГ-продукувальні нейрони не досягають гіпоталамуса, і в період статевого дозрівання не розвиваються статеві залози. Синдром переважно трапляється в осіб чоловічої статі, а причиною його в більшості випадків є мутація в KALIGl-гені - одному з генів Х-хромосоми, що кодує, вірогідно, молекулу зчеплення, потрібну для нормального розвитку нюхового нерва, яким ГнРГ-продукувальні нейрони мігрують до головного мозку. Подібний синдром виникає і в осіб жіночої статі, проте він може бути зумовлений іншими генетичними вадами.

Таблиця 14-3. Симптоми й ознаки в 60 хворих з патологією гіпоталамуса, підданих після смерті автопсії¹

¹ Дані взято з Bauer HG: Endocrine and other clinical manifestations of hypotalamic disease. J Clin Endocrinol 1954; 14:13. Див. також Kahana L et al: Endocrine manifestations of intranical extrasellar lesions. J Clin Endocrinol 1962;22:304.