Биологическая роль гормонов гипоталамо гипофизарной системы

54. Гипоталамо-гипофизарная система, ее функциональные связи. Гормоны гипофиза,

их участие в регуляции деятельности эндокринных органов.

Гипоталамо-гипофизарная система — объединение структур гипофизаигипоталамуса, выполняющее функции, какнервнойсистемы, так и эндокринной. Этот нейроэндокринный комплекс является примером того, насколько тесно связаны в организме млекопитающих нервный и гуморальный способы регуляции.

Гипоталамо-гипофизарная система состоит из ножки гипофиза, начинающейся в вентромедиальной области гипоталамуса, и трёх долей гипофиза: аденогипофиз (передняя доля), нейрогипофиз (задняя доля) и вставочная доля гипофиза. Работа всех трёх долей управляется гипоталамусом с помощью особых нейросекреторных клеток. Эти клетки выделяют специальные гормоны — рилизинг-гормоны. Релизинг-факторы попадают в гипофиз, а точнее в аденогипофиз через воротную вену гипофиза.

Существует два типа рилизинг-факторов.

освобождающие (под их действием клетки аденогипофиза выделяют гормоны)

останавливающие (под их действием экскреция гормонов аденогипофиза прекращается)

На нейрогипофиз и вставочную долю гипоталамус влияет с помощью специальных нервных волокон, а не нейросекреторных клеток.

Гормоны гипоталамо-гипофизарной системы:

Под влиянием того или иного типа воздействия гипоталамуса, доли гипофиза выделяют различные гормоны, управляющие работой почти всей эндокринной системы человека. Исключение составляет поджелудочная железа и мозговая часть надпочечников. У них есть своя собственная система регуляции.

Гормоны передней доли гипофиза

Обладает анаболическим воздействием, следовательно, как любой анаболик, СТ усиливает процессы синтеза (в особенности — белкового). Поэтому соматотропин называют часто «гормоном роста».

При нарушении секреции соматотропина возникает три типа патологий.

При снижении концентрации соматотропина человек развивается нормально, однако его рост не превышает 120 см — «гипофизарный нанизм». Такие люди (гормональные карлики) способны к деторождению и их гормональный фон не сильно нарушен.

При повышении концентрации соматотропина человек так же развивается нормально, однако его рост превышает 195 см. Такая патология называется «гигантизм» В период пубертата (период активирования половой системы, начинающийся примерно в 11-13 лет. У юношей пубертат наступает на два года позже, чем у девушек, чей гормональный скачок в отличие от юношей плавный и спад его довольно быстрый.) сильно увеличивается мышечная масса, следовательно, увеличивается число капилляров. Сердце же не способно к такому быстрому росту. Из-за такого несоответствия возникают патологии. Например, вегето-сосудистая дистония (ВСД), часто встречающаяся у подростков.

После 20 лет выработка соматотропина снижается, следовательно, и формирование хрящевой ткани (как один из аспектов роста) замедляется и уменьшается. Поэтому костная ткань потихоньку «съедает» хрящевую ткань, следовательно кости некуда расти, кроме как в диаметре. Если выработка соматотропина не прекращается после 20, то кости начинают расти в диаметре. За счёт такого утолщения кости утолщаются например пальцы, и из-за этого утолщения они почти теряют подвижность. При этом соматотропин так же стимулирует выработку соединительной ткани, вследствие чего увеличиваются губы, нос, ушные раковины, язык и т. д. Эта патология называется «акромегалия».

Мишенью тиреотропина является щитовидная железа. Он регулирует рост щитовидной железы и выработку её основного гормона — тироксина. Пример действия релизинг-фактора: Тироксин необходим для повышения эффективности кислородного дыхания, для тироксина нужен тиреотропин, а для тиреотропина нужен тиреолиберин, который является релизинг-фактором тиреотропина.

Название гонадотропины (ГТ) обозначает два разным гормона — фолликулостимулирующий гормон и лютеинизирующий гормон. Они регулируют деятельность половых желез — гонад. Как и другие тропные гормоны, гонадотропины в первую очередь влияют на эндокринные клетки гонад, регулируя выработку половых гормонов. Кроме того, они оказывают влияние на созревание гамет, менструальный цикл и связанные с ним физиологические процессы.

Мишень КТ — кора надпочечников. Следует отметить, что паращитовидная железа регулирует минеральный обмен (с помощью парат-гормона), как и кора надпочечников, так что можно поставить регуляцию только на кору надпочечников, а паращитовидная железа автоматически будет работать в соответствии с корой надпочечников.

Задняя доля гипофиза (нейрогипофиз)

Гормонами нейрогипофиза являются антидиуретический гормон (АДГ) или вазопрессин и окситоцин. Образование гормонов задней доли гипофиза происходит в основном в ядрах гипоталамуса в результате процессов нейросекреции. АДГ, по-видимому, секретируется в супраоптическом ядре, а окситоцин — в паравентрикулярном ядре гипоталамуса. По аксонам нервных клеток эти гормоны поступают в заднюю долю гипофиза. Этому способствует наличие прямой нервной связи нейрогипофиза с ядрами гипоталамуса.

Механизм действия АДГ состоит в том, что под его воздействием усиливается реабсорбция воды в собирательных трубках почек. При снижении секреции АДГ возникает несахарный диабет, который сопровождается выделением больших количеств мочи (иногда десятки литров в сутки), что связано с нарушением реабсорбции воды в собирательных трубках. В больших дозах он вызывает сокращение гладких мышц сосудов (особенно артериол), что приводит к повышению артериального давления.

Окситоцин стимулирует сокращение гладких мышц матки и, таким образом, обеспечивает нормальное течение родового акта, влияет на отделение молока.

Промежуточная доля гипофиза.

Гормон промежуточной доли — интермедин или меланостимулирующий гормон встречается в двух формах, которые отличаются по числу аминокислотных остатков. Во время беременности и при недостаточности коры надпочечников (в этих случаях нередко наблюдаются изменения пигментации кожи) количество меланостимулирующего гормона в гипофизе возрастает.

Секреция интермедина регулируется рефлекторно под влиянием действия света на сетчатку глаза. Он принимает участие в регуляции движения клеток черного пигментного слоя в глазу. При ярком освещении клетки пигментного слоя выпускают псевдоподии и избыток световых лучей поглощается пигментом, что предохраняет сетчатку от интенсивного раздражения.

источник

Гипоталамо-гипофизарная система

  • Физиология
  • История физиологии
  • Методы физиологии

Гипоталамо-гипофизарная система, её гормоны

Единство нервной и гормональной регуляции в организме обеспечивается тесной анатомической и функциональной связью гипоталамуса и гипофиза.

Гипоталамо-гипофизарная система определяет состояние и функционирование большей части эндокринной системы либо через эндокринные оси: гипоталамус -> гипофиз -> периферические железы (щитовидная, надпочечники, семенники либо яичники), либо через АНС: гипоталамус -> центры АНС ствола и спинного мозга -> ганглии АНС -> эндокринные железы и их сосуды.

Гипофиз (питуитарная железа) расположен ниже гипоталамуса в турецком седле клиновидной кости основания черепа и состоит из передней (аденогипофиз) и задней (нейрогипофиз) долей. Промежуточная доля у взрослого человека рудиментарна. Масса гипофиза составляет всего 0,5-0,9 г. При помощи ножки нейрогипофиз анатомически связан с гипоталамусом. К клеткам нейрогипофиза подходят аксоны крупноклеточных нейронов супраоптического (СОЯ) и паравентрикулярного (ПВЯ) ядер. Аденогипофиз связан с гипоталамусом и через портальную (воротную) систему верхней гипофизарной артерии. Ток крови в воротной системе направлен от гипоталамуса к аденогипофизу. На сосудах срединного возвышения гипофизарной ножки мелкоклеточные нейроны гипоталамуса образуют аксовазальные синапсы, через которые они выделяют в кровь гормоны, контролирующие эндокринные функции гипофиза. Образование гормонов гипофизом регулируется также АНС.

Рис. Схема гипоталамо-гипофизарной системы

Функции гипоталамо-гипофизарной системы

Часть промежуточного мозга — гипоталамус — и отходящий от его основания гипофиз анатомически и функционально составляют единое целое — гипоталамо-гипофизарную эндокринную систему (рис. 1).

Клетки гипоталамуса обладают двойной функцией. Во-первых, они выполняют те же функции, что и любая другая нервная клетка, а во-вторых, обладают способностью секретировать и выделять биологически активные вещества — нейрогормоны (этот процесс называют нейросекрециеи). Гипоталамус и передняя доля гипофиза связаны общей сосудистой системой, имеющей двойную капиллярную сеть. Первая располагается в районе срединного возвышения гипоталамуса, а вторая — в передней доле гипофиза. Ее называют воротной системой гипофиза.

Нейроэндокринные системы гипоталамуса:

  • Гипоталамо-экстрагипоталамическая система
  • Гипоталамо-аденогипофизарная система
  • Гипоталамо-среднегипофизарная система
  • Гиноталамо-нейрогипофизарная система

Нейросекреторные клетки гипоталамуса синтезируют нейропептиды, которые поступают в переднюю и заднюю доли гипофиза. Нейропептиды, влияющие на клетки передней доли гипофиза, называются рилизинг-факторами, а задней — нейрогормонами (вазопрессин и окситоцин).

Рис. 1. Анатомические взаимоотношения гипоталамуса и ножки гипофиза

Точечная штриховка — срединное возвышение и задняя доля гипофиза (нейрогипофиз); имеют нейтральное происхождение и фактически являются частью гипоталамуса; косая штриховка — эпителиальная часть гипофиза (аденогипофиз); развивается из эктодермы ротовой бухты. Роль гипоталамо-гипофизарной системы для эндокринной регуляции функций организма столь велика, что ее иногда называют «президентом эндокринного общества»»

С функциональной точки зрения рилизинг-факторы разделяют на либерины (рилизинг-факторы, способствующие усилению синтеза и секреции соответствующего гормона в эндокринных клетках передней доли гипофиза) и статины (рилизинг-факторы, подавляющие синтез и секрецию гормонов в клетках-мишенях). К гипоталамическим либеринам относятся соматолиберин, гонадолиберин, тиреолиберин и кортиколиберин, а статины представлены соматостатином и пролактиностатином (рис. 2).

Под действием нервного импульса эти продукты выделяются в первую капиллярную сеть воротной системы и воздействуют на железистые клетки передней доли гипофиза через вторую сеть капилляров. Таким образом, информация из гипоталамуса передается в гипофиз гуморальным путем. Гипоталамо-гипофизарная система — типичный пример тесного взаимодействия нервного и гуморального способов регуляции функций, потому что нейросекреторная клетка способна осуществлять регулирующее влияние, не только посылая другим нейронам обычные нервные импульсы, но и выделяя нейрогормоны.

Все железы внутренней секреции функционируют по принципу плюс-минус взаимодействие или по принципу прямой (положительной) и обратной (отрицательной) связи. Физиологическая суть этого взаимодействия заключается в обеспечении возможности саморегуляции и нормализации гормонального баланса организма. Рассмотрим это на рис. 3.

Рис. 2. Регуляция активности эндокринных желез центральной нервной системой при участии гипоталамуса и гипофиза:

ТЛ — тиреолиберин; СП — соматолиберин; СС — соматостатин; ПЛ — пролактолиберин; ПС — пролактостатин; ГЛ — гонадолиберин; КЛ — кортиколиберин; ТТГ — тиреотропный гормон: СТГ — соматотропный гормон (гормон роста): Пр — пролактин; ФСГ — фолликулостимулирующий гормон: ЛГ — лютеинизирующий гормон; АКТГ — адренокортикотропный гормон. Сплошными стрелками обозначено активирующее, пунктирными — ингибирующее влияние

Рис. 3. Схема регуляции функций желез внутренней секреции: > прямая связь > обратная связь

Нейросекреты гипоталамуса, воздействуя на клетки гипофиза, регулируют выделение гонадотропных гормонов (прямая связь). Если ФСГ, ЛГ и ЛТГ выделяются в избыточном количестве, то повышение концентрации гормона в крови тормозит нейросекреторную функцию клеток гипоталамуса (обратная связь). В свою очередь, гонадотропины регулируют выделение половыми железами половых гормонов (прямая связь). При высоком титре половых гормонов (обратная связь) тормозится секреция гонадотропинов.

Рис. Гипоталамо-гипофизарная система

Рис. Прямые и обратные связи системы гипоталамус-гипофиз-периферические железы

источник

2. Гипоталамо-гипофизарная система

Регуляция гормональной функции желез внутренней секреции осуществляется под контролем коры больших полушарий, ретикулярной формации и гипоталамуса.

Нервная и эндокринная системы образуют единый регуляторный механизм. Между гипоталамусом и гипофизом существует тесное взаимодействие, осуществляемое нервными связями и обильной сетью кровеносных сосудов. Благодаря такой связи они объединены в единую гипоталамо – гипофизарную систему. Через нее осуществляется координированная нервная и гуморальная регуляция физиологических функций в организме.

Гипоталамус имеет обширные нервные связи с различными отделами центральной нервной системы, в ней собирается и оценивается разнообразная нервная и гуморальная сигнализация с органов и систем организма. Он вырабатывает специфические по своему действию вещества – нейросекреты (либерины(стимулирующие) истатины(тормозящие)), поступающие в аденогипофиз и определяющие его работу, который выделяет кринотропные гормоны, регулирующие секрецию гормонов железами внутренней секреции: щитовидной, надпочечниками, поджелудочной и др. (таблица 5).

Нейрогормоны гипоталамо-гипофизарной системы

Таким образом, гипоталамус с участием находящихся в нем высших вегетативных центров и с помощью гормонов эндокринных желез регулирует функции всех систем организма, приспосабливая их к его потребностям.

Но чтобы регуляция со стороны гипоталамо- гипофизарной системы осуществлялась в соответствии с процессами, протекающими в организме, между эндокринными железами и гипоталамусом существует обратная связь, секреция гормонов зависит от выделяемых гипоталамусом нейросекретов. Например, если в крови окажется избыток гормона щитовидной железы тироксина (при отсутствии его потребности), то гипоталамус выделит меньше соответствующего нейросекрета, соответственно уменьшится секреция аденогипофизом тиреотропного гормона (ТТГ) и щитовидная железа будет снижать секрецию тироксина. Такая же связь гипоталамуса существует со всеми железами внутренней секреции. Такой тип регуляции широко распространен в организме как процесс саморегуляции.

Гипофиз лежит под гипоталамусом в ямке турецкого седла основной кости черепа. Он занимает центральное место в системе желез внутренней секреции, его иногда называют «мотором эндокринной системы».

Вырабатываемые гипофизом кринотропные гормоны оказывают активирующее влияние на периферические железы внутренней секреции. Гормоны гипофиза принимают непосредственное участие в регуляции различных процессов обмена веществ, роста, развития животных. Гипофиз выполняет функции промежуточного звена, через которое передаются импульсы от центральной нервной системы к другим железам внутренней секреции.

Гипофиз состоит из трех долей: передней, средней (аденогипофиз) и задней (нейрогипофиз).

Передняя долягипофиза вырабатывает много разнообразно действующих гормонов. Главнейшие из них следующие.

Соматотропный гормон(СТГ) – гормон роста, оказывает общее действие на весь организм. Участвует в регуляции всех видов обмена веществ: белкового, липидного, углеводного, минерального, водного. Участвуя в синтезе белка, влияет на развитие хрящевой, костной и мягких тканей и обеспечивает ростовой эффект животных.

Соматотропный гормон повышает содержание в крови аминокислот, стимулирует образование глюкагона поджелудочной железой и повышение концентрации сахара в крови, мобилизует использование жира в жировых депо, участвует в поддержании баланса солей, обеспечивает проявление материнского инстинкта.

Поскольку это гормон общего действия, его ростовое влияние осуществляется при участии многих других гормонов, в отличие от которых он обладает видовой специфичностью действия. Поэтому гормон животных не влияет на рост человека и обезьяны, и наоборот.

Гонадотропные гормоны: 1) фолликулостимулирующий (ФСТГ) — у самок контролирует рост яичников, стимулирует развитие яйцевых фолликулов, образование половых гормонов – эстрогенов, у самцов стимулирует сперматогенез в семенниках, но только до образования сперматоцитов 1-го порядка, а дальнейшая регуляция их развития осуществляется андрогенами; 2)лютеостимулирующий(ЛГ) – способствует овуляции (овуляционный гормон), т.е. выходу яйцеклеток из фолликулов, развитию желтого тела и образованию в нем гормона прогестерона. Совместно с ФСТГ ЛГ контролирует выделение эстрогенов, а у самцов – выделение тестостерона клетками Лейдига интерстициальной ткани семенников; 3)лютеотропный (ЛТГ, пролактин) – способствует сохранению желтого тела в период беременности и секреции прогестерона, усиливает материнский инстинкт, участвует в процессе молокообразования. У птиц стимулирует инстинкт насиживания. Свет оказывает положительное влияние на образование гонадотропных гормонов.

Пролактиндействует на секрецию молока, стимулирует синтез белков и лактозы в молоке, а вместе с АКТГ повышает содержание в молоке альбуминов, глобулинов и фосфорных соединений.

Адренокортикотропный гормон(АКТГ) регулирует гормональную деятельность коры надпочечников, стимулируя ее развитие и функцию, увеличивая образование гормонов минералокортикоидов и глюкортикоидов. Свет способствует выделению АКТГ через зрительный анализатор.

Тиреотропный гормон(ТТГ) оказывает специфическое действие на развитие и секреторную деятельность щитовидной железы, образование выделяемых ею гормонов.

Липотропины (ЛПГ – α и β) – обладают липотропной и меланостимулирующей активностью. Липотропины служат предшественниками энкефалинов и эндорфинов, обладающих морфиноподобным действием. Эндорфины и энкефалины (выявлены в синаптосомах) обеспечивают снижение болевой чувствительности при действии на организм экстремальных факторов, им присуще временное влияние на поведение, и на уровне синапсов они тормозят передачу нервного импульса.

Промежуточная, илисредняя,долягипофиза выделяетмеланостимулирующий гормон(МСГ), или интермедин, который участвует в регуляции пигментного обмена в организме. активизирует функцию колбочек и палочек сетчатки глаза, воздействует на окраску глаза.

Задняя долягипофиза (нейрогипофиз) служит местом для депонирования выделяемых гипоталамусом двух гормонов:вазопрессина(антидиуретина) и окситоцина, которые по мере необходимости поступают из нейрогипофиза в кровяное русло.

Вазопрессиндействует на почки и тормозит диурез, повышая реабсорбцию воды из мочевых канальцев почек, а также обеспечивает гидростатическое равновесие в организме, поэтому, и называется ещеантидиуретином. При недостатке вазопрессина нарушается гидростатика, выделяется обильное количество воды с мочой и возникает так называемое несахарное мочеизнурение (несахарный диабет). Этот гормон способен сужать периферические кровеносные сосуды и повышать кровяное давление.

Окситоцинвызывает сокращение матки и яйцеводов при половой охоте, способствуя продвижению в них сперматозоидов, усиливает сокращение матки при родах (родовые потуги), стимулирует сокращение миоэпителия альвеол молочной железы, ускоряя выведение из них молока в молочные ходы, способствует формированию жировых шариков в секреторном эпителии молочной железы и тормозит реабсорбцию натрия из первичной мочи.

Установлено, что перечисленные кринотропные гормоны вырабатываются уже в эмбриональный период развития животных и в той или иной степени оказывают влияние на соответствующие процессы в организме эмбриона.

Регуляция гормональной функции гипофиза находится под контролем гипоталамо-гипофизарной системы.

источник