Биологическое действие гормонов гипоталамуса

ГОРМОНЫ ГИПОТАЛАМУСА

Гипоталамус служит местом непосредственного взаимодействия высших отделов ЦНС и эндокринной системы. Природа связей, существующих между ЦНС и эндокринной системой, стала проясняться в последние десятилетия, когда из гипоталамуса были выделены первые гуморальные факторы, оказавшиеся гормональными веществами с чрезвычайно высокой биологической активностью. Потребовалось немало труда и экспериментального мастерства, чтобы доказать, что эти вещества образуются в нервных клетках гипоталамуса, откуда по системе портальных капилляров достигают гипофиза и регулируют секрецию гипофизарных гормонов, точнее их освобождение (возможно, и биосинтез). Эти вещества получили сначала наименование нейрогормонов, а затем рилизинг-факторов (от англ. release – освобождать), или либеринов. Вещества с противоположным действием, т.е. угнетающие освобождение (и, возможно, биосинтез) гипофизар-ных гормонов, стали называть ингибирующими факторами, или статинами. Таким образом, гормонам гипоталамуса принадлежит ключевая роль в физиологической системе гормональной регуляции многосторонних биологических функций отдельных органов, тканей и целостного организма.

К настоящему времени в гипоталамусе открыто 7 стимуляторов (либерины) и 3 ингибитора (статины) секреции гормонов гипофиза, а именно: кортиколиберин, тиролиберин, люлиберин, фоллилиберин, соматолиберин, пролактолиберин, меланолиберин, соматостатин, пролактостатин и меланостатин (табл. 8.1). В чистом виде выделено 5 гормонов, для которых установлена первичная структура, подтвержденная химическим синтезом.

Большие трудности при получении гормонов гипоталамуса в чистом виде объясняются чрезвычайно низким содержанием их в исходной ткани. Так, для выделения всего 1 мг тиролиберина потребовалось переработать 7 т гипоталамусов, полученных от 5 млн овец.

Следует отметить, что не все гормоны гипоталамуса, по-видимому, строго специфичны в отношении одного какого-либо гипофизарного гормона. В частности, для тиролиберина показана способность освобождать, помимо тиротропина, также пролактин, а для люлиберина, помимо лютеи-низирующего гормона,– также фолликулостимулирующий гормон.

1 Гипоталамические гормоны не имеют твердо установленных наименований. Рекомендуется в первой части названия гормона гипофиза добавлять окончание «либерин»; например, «тиролиберин» означает гормон гипоталамуса, стимулирующий освобождение (и, возможно, синтез) тиротропина — соответствующего гормона гипофиза. Аналогичным образом образуют названия факторов гипоталамуса, ингибирующих освобождение (и, возможно, синтез) троп-ных гормонов гипофиза,- добавляют окончание «статин». Например, «соматостатин» означает гипоталамический пептид, ингибирующий освобождение (или синтез) гормона роста гипофиза — соматотропина.

Установлено, что по химическому строению все гормоны гипоталамуса являются низкомолекулярными пептидами, так называемыми олигопепти-дами необычного строения, хотя точный аминокислотный состав и первичная структура выяснены не для всех. Приводим полученные к настоящему времени данные о химической природе шести из известных 10 гормонов гипоталамуса.

Тиролиберин представлен трипептидом, состоящим из пироглутаминовой (циклической) кислоты, гистидина и пролинамида, соединенных пептидными связями. В отличие от классических пептидов он не содержит свободных NH2— и СООН-групп у N- и С-концевых аминокислот.

2. Гонадолиберин является декапептидом, состоящим из 10 аминокислот в последовательности:

Концевая С-аминокислота представлена глицинамидом.

3. Соматостатин является циклическим тетрадекапептидом (состоит из 14 аминокислотных остатков) :

Отличается этот гормон от двух предыдущих, помимо циклической структуры, тем, что не содержит на N-конце пироглутаминовой кислоты: дисульфидная связь образуется между двумя остатками цистеина в 3-м и 14-м положениях. Следует отметить, что синтетический линейный аналог соматостатина также наделен аналогичной биологической активностью, что свидетельствует о несущественности дисульфидного мостика природного гормона. Помимо гипоталамуса, соматостатин продуцируется нейронами центральной и периферической нервных систем, а также синтезируется в S-клетках панкреатических островков (островков Лангерганса) в поджелудочной железе и клетках кишечника. Он оказывает широкий спектр биологического действия; в частности, показано ингибирующее действие на синтез гормона роста в аденогипофизе, а также прямое тормозящее действие его на биосинтез инсулина и глюкагона в β- и α-клетках островков Лангерганса.

4. Соматолиберин недавно выделен из природных источников. Он представлен 44 аминокислотными остатками с полностью раскрытой последовательностью. Биологической активностью соматолиберина наделен, кроме того, химически синтезированный декапептид:

5. Меланолиберин, химическая структура которого аналогична структуре открытого кольца гормона окситоцина (без трипептидной боковой цепи), имеет следующее строение:

6. Меланостатин (меланотропинингибирующий фактор) представлен или трипептидом: Пиро-Глу–Лей–Гли-NН2, или пентапептидом со следующей последовательностью:

Необходимо отметить, что меланолиберин оказывает стимулирующее действие, а меланостатин, напротив, ингибирующее действие на синтез и секрецию меланотропина в передней доле гипофиза.

Помимо перечисленных гипоталамических гормонов, интенсивно изучалась химическая природа другого гормона – кортиколиберина . Активные препараты его были выделены как из ткани гипоталамуса, так и из задней доли гипофиза; существует мнение, что последняя может служить депо гормона для вазопрессина и окситоцина. Недавно выделен состоящий из 41 аминокислоты с выясненной последовательностью кортиколиберин из гипоталамуса овцы.

Местом синтеза гипоталамических гормонов, вероятнее всего, являются нервные окончания – синаптосомы гипоталамуса, поскольку именно там отмечена наибольшая концентрация гормонов и биогенных аминов. Последние рассматриваются наряду с гормонами периферических желез внутренней секреции, действующих по принципу обратной связи, в качестве основных регуляторов секреции и синтеза гормонов гипоталамуса. Механизм биосинтеза тиролиберина, осуществляющегося, скорее всего, нерибо-собальным путем, включает участие SH-содержащей синтетазы или комплекса ферментов, катализирующих циклизацию глутаминовой кислоты в пироглутаминовую, образование пептидной связи и амидирование проли-на в присутствии глутамина. Существование подобного механизма биосинтеза с участием соответствующих синтетаз допускается также в отношении гонадолиберина и соматолиберина.

Пути инактивации гормонов гипоталамуса изучены недостаточно. Период полураспада тиролиберина в крови крысы составляет 4 мин. Инактивация наступает как при разрыве пептидной связи (под действием экзо-и эндопептидаз сыворотки крови крысы и человека), так и при отщеплении амидной группы в молекуле пролинамида. В гипоталамусе человека и ряда животных открыт специфический фермент пироглутамилпептидаза, которая катализирует отщепление от тиролиберина или гонадолиберина молекулы пироглутаминовой кислоты.

Гипоталамические гормоны непосредственно влияют на секрецию (точнее, освобождение) «готовых» гормонов и биосинтез этих гормонов de novo. Доказано, что цАМФ участвует в передаче гормонального сигнала. Показано существование в плазматических мембранах клеток гипофиза специфических аденогипофизарных рецепторов, с которыми связываются гормоны гипоталамуса, после чего через систему аденилатциклазы и мембранных комплексов Са 2+ –АТФ и Mg 2+ –АТФ освобождаются ионы Са 2+ и цАМФ; последний действует как на освобождение, так и на синтез соответствующего гормона гипофиза путем активирования протеинкиназы (см. далее).

Для выяснения механизма действия рилизинг-факторов, включая их взаимодействие с соответствующими рецепторами, большую роль сыграли структурные аналоги тиролиберина и гонадолиберина. Некоторые из этих аналогов обладают даже более высокой гормональной активностью и пролонгированным действием, чем природные гормоны гипоталамуса. Однако предстоит еще большая работа по выяснению химического строения уже открытых рилизинг-факторов и расшифровке молекулярных механизмов их действия.

источник

Гормоны гипоталамуса и их роль в регуляции эндокринной системы

В регуляции функций эндокринной системы и поддержания водно-электролитного баланса в организме человека важная роль принадлежит гормонам гипоталамуса. Рассмотрим подробнее их функции.

Анатомия и физиология

Гипоталамус располагается в основании головного мозга под таламусом и является местом, в котором осуществляется взаимодействие между ЦНС и эндокринной системой. В его нервных клетках образуются вещества с очень высокой биологической активностью. Через систему капилляров они достигают гипофиза и регулируют его секреторную деятельность. Таким образом, существует прямая связь между выработкой гормонов гипоталамуса и гипофиза – фактически они представляют собой единый комплекс.

Биологически активные вещества, вырабатываемые нервными клетками гипоталамуса и стимулирующие функции гипофиза, называются либеринами или ризлинг-факторами. Вещества, которые наоборот подавляют секрецию гипофизарных гормонов, получили название статинов или ингибирующих факторов.

Гипоталамус вырабатывает следующие гормоны:

  • тиролиберин (ТРФ);
  • кортиколиберин (КРФ);
  • фоллилиберин (ФРЛ);
  • люлиберин (ЛРЛ);
  • пролактолиберин (ПРЛ);
  • соматолиберин (СЛР);
  • меланолиберин (МЛР);
  • меланостатин (МИФ);
  • пролактостатин (ПИФ);
  • соматостатин (СИФ).

По химическому строению все они являются пептидными, т. е. относятся к подклассу белков, однако точные химические формулы установлены только для пяти из них. Сложности в их изучении обусловлены тем, что в тканях гипоталамуса их содержится крайне мало. Например, для того чтобы выделить в чистом виде всего 1 мг тиролиберина необходимо подвергнуть обработке примерно тонну гипоталамусов, полученных от 5 млн овец!

На какие органы влияют

Либерины и статины, вырабатываемые гипоталамусом, достигают через систему портальных сосудов гипофиза, где стимулируют биосинтез тропных гипофизарных гормонов. Последние с током крови достигают органов-мишеней и оказывают на них свое действие.

Рассмотрим этот процесс упрощенно и схематично.

Рилизинг-факторы посредством портальных сосудов достигают гипофиза. Нейрофизин стимулирует клетки задней доли гипофиза, усиливая тем самым выделение окситоцина и вазопрессина.

Остальные рилизинг-факторы воздействуют на передний отдел гипофиза. Схема их влияния представлена в таблице:

Тропный гормон, вырабатываемый гипофизом

Функции гормонов гипоталамуса

На сегодняшний день наиболее полно изучены биологические функции следующих гипоталамических релизинг-факторов:

  1. Гонадолиберины. Оказывают регуляторное действие на выработку половых гормонов. Обеспечивают правильный менструальный цикл и формируют половое влечение. Именно под их влиянием в яичнике происходит созревание яйцеклетки и ее выход из граафового пузырька. Недостаточная секреция гонадолиберинов приводит к снижению потенции у мужчин и бесплодию у женщин.
  2. Соматолиберин. На секрецию гормона роста гипоталамус влияет именно выделением соматолиберина. Снижение выработки этого рилизинг-фактора вызывает уменьшение выделения гипофизом соматотропина, что в конечном итоге проявляется замедленным ростом, карликовостью. И наоборот, избыток соматолиберина способствует высокому росту, акромегалии.
  3. Кортиколиберин. Служит для усиления секреции гипофизом адренокортикотропина. Если он производится в недостаточном количестве, то у человека развивается надпочечниковая недостаточность.
  4. Пролактолиберин. Активно вырабатывается во время беременности и в период лактации.
  5. Тиролиберин. Отвечает за образование гипофизом тиреотропина и повышение в крови тироксина, трийодтиронина.
  6. Меланолиберин. Осуществляет регуляцию образования и разложения пигмента меланина.

Значительно лучше изучена физиологическая роль окситоцина и вазопрессина, поэтому поговорим об этом подробнее.

Окситоцин

Окситоцин способен оказывать следующие эффекты:

  • способствует отделению молока из груди в период лактации;
  • стимулирует сокращения матки;
  • усиливает сексуальное возбуждение как у женщин, так и у мужчин;
  • устраняет чувство тревоги и страха, способствует повышению доверия к партнеру;
  • несколько уменьшает диурез.

Результаты двух независимых клинических исследований, проведенных в 2003 и 2007 годах, показали, что применение окситоцина в комплексной терапии больных аутизмом приводило к расширению у них границ эмоционального поведения.

Группой австралийских ученых было установлено, что внутримышечное введение окситоцина делало подопытных крыс невосприимчивыми к действию этилового спирта. В настоящее время эти исследования продолжаются, и специалисты высказывают предположение, что возможно окситоцин в дальнейшем найдет применение в лечении людей с алкогольной зависимостью.

Вазопрессин

Основными функциями вазопрессина (АДГ, антидиуретический гормон) являются:

  • сужение кровеносных сосудов;
  • удержание воды в организме;
  • регуляция агрессивного поведения;
  • повышение артериального давления за счет увеличения периферического сопротивления.

Нарушение функций вазопрессина приводит к развитию заболеваний:

  1. Несахарный диабет. В основе патологического механизма развития лежит недостаточная секреция вазопрессина гипоталамусом. У пациента за счет уменьшения реабсорбции воды в почках резко возрастает диурез. В тяжелых случаях суточное количество мочи может достигать 10-20 литров.
  2. Синдром Пархона (синдром неадекватной секреции вазопрессина). Клинически проявляется отсутствием аппетита, тошнотой, рвотой, повышением мышечного тонуса и нарушениями сознания вплоть до комы. При ограничении поступления воды в организм состояние больных улучшается, а при обильном питье и внутривенных инфузиях, наоборот, ухудшается.

Видео

Предлагаем к просмотру видеоролик по теме статьи.

источник

Гормоны гипоталамуса и их функции

Гормоны гипоталамуса были открыты и изучены относительно недавно. Раньше ученые полагали, что функцией органов внутренней секреции управляет гипофиз. Однако впоследствии выяснилось, что деятельность этой железы подчиняется гипоталамусу. Какие гормоны вырабатывает гипоталамический отдел головного мозга? И каковы их функции? На эти вопросы мы ответим в статье.

Что такое гипоталамус

Гипоталамус представляет собой отдел промежуточного мозга. Он состоит из серого вещества. Это небольшой участок центральной нервной системы. Он составляет всего лишь 5 % от веса мозга.

Гипоталамус состоит из ядер. Это группы нейронов, которые выполняют определенные функции. В ядрах расположены нейросекреторные клетки. Они и продуцируют гормоны гипоталамуса, которые иначе называют рилизинг-факторами. Их выработкой управляет центральная нервная система.

Каждая нейросекреторная клетка снабжена отростком (аксоном), который соединяется с сосудами. Гормоны попадают в кровоток через синапсы, затем проникают в гипофиз и оказывают системное влияние на организм.

Долгое время в медицине считалось, что основной функцией этого отдела мозга является управление вегетативной нервной системой. Гормоны гипоталамуса были открыты только в 1970 годы. Изучение их свойств продолжается до сих пор. Исследования нейросекретов помогают понять причины многих эндокринных расстройств.

Виды гормонов

Рилизинг-факторы через сосуды поступают в гипофиз. Они регулируют выработку гормонов в этом органе. В свою очередь, гипофиз стимулирует функцию других желез внутренней секреции. Можно сказать, что гипоталамус управляет всей эндокринной системой человека.

Какие гормоны выделяет гипоталамус? Эти вещества можно подразделить на несколько групп:

  • либерины;
  • статины;
  • вазопрессин и окситоцин.

Каждая разновидность нейросекретов оказывает определенное воздействие на гипофиз. Далее мы подробно рассмотрим гормоны гипоталамуса и их функции.

Либерины

Либерины — это нейросекреты, которые стимулируют выработку гормонов в передней части гипофиза. Они поступают в железу через систему капилляров. Либерины способствуют высвобождению гипофизарных секретов.

Гипоталамус вырабатывает следующие гормоны из группы либеринов:

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

Далее мы подробно рассмотрим каждый из вышеперечисленных нейросекретов.

Соматолиберин

Соматолиберин стимулирует продуцирование гипофизом соматотропина — гормона роста. Гипоталамус вырабатывает повышенное количество этого нейросекрета, когда человек растет. Усиленное образование соматолиберина отмечается у детей и подростков. С возрастом выработка гормона снижается.

Активная выработка соматолиберина происходит во время сна. С этим связано широко распространенное мнение, что ребенок растет, когда спит. Синтез гормона также возрастает при стрессе и физических нагрузках.

Соматолиберин необходим человеческому организму не только для роста костей и тканей в детстве. Этот нейрогормон в небольшом количестве вырабатывается и у взрослых людей. Он влияет на сон, аппетит и когнитивную функцию.

Дефицит этого нейрогормона в детстве может привести к серьезной задержке роста, вплоть до развития карликовости. Если же выработка соматолиберина снижена у взрослого человека, то это мало сказывается на его самочувствии. Может отмечаться лишь небольшая слабость, ухудшение трудоспособности и слабая развитость мускулатуры.

Избыток соматолиберина у детей может привести к чрезмерно высокому росту (гигантизму). Если же этот гормон продуцируется в повышенном количестве у взрослых людей, то развивается акромегалия. Это заболевание, которое сопровождается непропорциональным разрастанием костей и тканей лица, ступней и кистей.

В наши дни разработаны фармакологические препараты на основе соматолиберина. В основном они используются при дефиците роста у детей. Но нередко такие средства принимают люди, занимающиеся бодибилдингом, для наращивания мышечной массы. Если препарат используется в спортивных целях, то перед его употреблением следует проконсультироваться с эндокринологом.

Кортиколиберин

Кортиколиберин — это нейросекрет, который стимулирует образование адренокортикотропного гормона (АКТГ) в гипофизе. Он воздействует на работу коры надпочечников. Кортиколиберин продуцируется не только в гипоталамусе. Он также вырабатывается в лимфоцитах. Во время беременности этот нейрогормон образуется в плаценте, по его уровню можно судить о сроке беременности и предполагаемой дате родов.

Дефицит этого нейрогормона приводит к вторичной надпочечниковой недостаточности. Это состояние сопровождается общей слабостью и падением уровня глюкозы в крови через несколько часов после еды.

Если кортиколиберин вырабатывается в чрезмерном количестве, то такое состояние называют вторичным гиперкортицизмом. Оно характеризуется повышенным продуцированием кортикостероидов корой надпочечников. Это приводит к ожирению, повышению АД, появлению угрей и растяжек на коже. У женщин появляется чрезмерный рост волос на лице и теле, расстройства менструального цикла и овуляции. У мужчин возникают нарушения потенции.

Гонадолиберины

Гипоталамус регулирует половую функцию человека. Его нейросекреты активируют продуцирование гипофизом фолликулостимулирующего (ФСГ) и лютеинизирующего (ЛГ) гормона.

Какие гормоны вырабатывает гипоталамус для управления репродуктивной функцией? Это нейросекреты, которые называют гонадолиберинами. Они стимулируют выработку гонадотропных гормонов.

Гонадолиберины подразделяются на две разновидности:

  1. Люлиберин. Активирует образование гормона ЛГ. Этот нейросекрет необходим для созревания и выхода яйцеклетки. Если люлиберин вырабатывается в недостаточном количестве, то овуляции не происходит.
  2. Фоллилиберин. Способствует высвобождению гормона ФСГ. Необходим для роста и развития фолликулов в яичниках.

Дефицит гонадолиберинов у женщин становится причиной расстройств месячного цикла, отсутствия овуляции и гормонального бесплодия. У мужчин недостаток люлиберина и фоллилиберина приводит к снижению потенции и либидо, а также к уменьшению активности сперматозоидов.

Тиролиберин

Тиролиберин активирует продуцирование тиреотропного гормона гипофизом. Он стимулирует выработку тиреоидных гормонов щитовидной железой. Повышение концентрации тиролиберина чаще всего указывает на нехватку йода в организме. Этот нейросекрет влияет также на образование гормона роста и пролактина.

Тиролиберин синтезируется не только в гипоталамусе, но и в шишковидном теле, поджелудочной железе, а также в органах ЖКТ. Этот гормон воздействует на поведение человека. Он повышает работоспособность и оказывает тонизирующее влияние на центральную нервную систему.

В настоящее время созданы медицинские препараты на основе тиролиберина. Они используются для диагностики дисфункции щитовидной железы и акромегалии.

Пролактолиберин

Пролактолиберин представляет собой нейрогормон, который стимулирует выработку пролактина гипофизарными клетками. Он необходим для образования молока во время лактации. Достаточное количество этого гормона очень важно для кормящих матерей.

Однако пролактолиберин и пролактин образуются и у некормящих женщин, и даже у мужчин. Для чего нужны эти гормоны вне лактации? Существует предположение, что пролактолиберин участвует в иммунных реакциях и стимулирует рост новых кровеносных сосудов. Некоторые исследования доказывают, что этот нейросекрет обладает обезболивающими свойствами.

Однако избыток пролактолиберина вреден. Он может стать причиной галактореи. Это эндокринное расстройство, которое выражается в выделении молока из грудных желез у некормящих женщин. У мужчин это заболевание приводит к аномальному увеличению молочных желез — гинекомастии.

Меланолиберин

Меланолиберин высвобождает в гипофизе меланотропин. Это вещество, которое способствует образованию меланина в клетках эпидермиса.

Меланином называется пигмент, который образуется в специальных клетках — меланоцитах. Его избыток вызывает потемнение эпидермиса. Меланолиберин отвечает за цвет кожи. Повышенное количество нейросекрета образуется при воздействии солнечных лучей, что и становится причиной загара.

Статины

Статины — это гормоны гипоталамуса, которые тормозят выработку секретов гипофиза. Можно сказать, что их функция противоположна действию либеринов. К статинам относятся следующие нейросекреты гипоталамуса:

  1. Соматостатин. Подавляет синтез гормона роста.
  2. Пролактостатин. Блокирует образование пролактина.
  3. Меланостатин. Тормозит выработку меланотропного гормона.

В настоящее время гормональная функция гипоталамуса только еще изучается. Поэтому пока неизвестно — существуют ли нейросекреты, ингибирующие выработку гонадотропных и тиреотропных гормонов, а также АКТГ. Медицинская наука предполагает, что в данный момент открыты еще далеко не все гипоталамические нейрогормоны из группы статинов.

Вазопрессин и окситоцин

Задняя часть гипоталамуса вырабатывает гормоны — вазопрессин и окситоцин. Эти нейросекреты накапливаются в задней доле гипофиза. Затем они поступают в кровоток. Раньше считалось, что эти вещества продуцирует задняя доля гипофиза. И лишь относительно недавно было открыто, что вазопрессин и окситоцин образуются в нейросекреторных клетках гипоталамуса. Эти вещества и в наши дни традиционно называют гормонами задней доли гипофиза.

Вазопрессин — это гормон, который уменьшает диурез. Он поддерживает в норме уровень АД и водно-солевой баланс. Если это вещество вырабатывается в недостаточном количестве, то у пациента возникает несахарный диабет. Это тяжелое заболевание, сопровождающееся сильной жаждой, а также очень частым и обильным мочеиспусканием.

Избыток вазопрессина приводит к появлению синдрома Пархона. Это довольно редкая патология. Она сопровождается задержкой жидкости в организме, отеками, редким мочеиспусканием, сильной головной болью.

Гормон окситоцин способствует сокращениям матки во время родов. На основе этого секрета созданы препараты для стимуляции родовой деятельности. Также это вещество улучшает выработку грудного молока в период лактации.

В настоящее время изучается влияние окситоцина на психоэмоциональную сферу человека. Установлено, что это гормон способствует доброжелательному отношению и доверию к людям, чувству привязанности и уменьшению тревожности.

Заключение

Можно сделать вывод, что гипоталамус управляет всеми остальными эндокринными органами. От его работы зависит функционирование желез внутренней секреции. Поэтому при появлении признаков гормональных расстройств нужно обязательно исследовать состояние гипоталамуса. Возможно, что причина нарушений находится именно в этом отделе мозга.

источник

1.4. Гормоны гипоталамуса и гипофиза.

Как уже упоминалось, местом непосредственного взаимодействия высших отделов центральной нервной системы и эндокринной системы является гипоталамус. Это небольшой участок переднего мозга, который расположен непосредственно над гипофизом и связан с ним при помощи системы кровеносных сосудов, образующих портальную систему.

1. Гормоны гипоталамуса. В настоящее время известно, что нейросекреторные клетки гипоталамуса продуцируют 7 либеринов (соматолиберин, кортиколиберин, тиреолиберин, люлиберин, фоллиберин, пролактолиберин, меланолиберин) и 3 статина (соматостатин, пролактостатин, меланостатин). Все эти соединения являются пептидами.

Гормоны гипоталамуса через специальную портальную систему сосудов попадают в переднюю долю гипофиза (аденогипофиз). Либерины стимулируют, а статины подавляют синтез и секрецию тропных гормонов гипофиза. Эффект либеринов и статинов на клетки гипофиза опосредуется цАМФ- и Са 2+ -зависимыми механизмами.

Характеристика наиболее изученных либеринов и статинов приведена в таблице 2.

Таблица 2. Гипоталамические либерины и статины

Основные биологические эффекты

Стимулирует секрецию адренокортикотропного гормона (АКТГ)

Секреция стимулируется при стрессах и подавляется АКТГ

Стимулирует секрецию тиреотропного гормона (ТТГ) и пролактина

Секрецию тормозят тиреоидные гормоны

Стимулирует секрецию соматотропного гормона (СТГ)

Секрецию стимулирует гипогликемия

Стимулирует секрецию фолликулостимулирующего гормона (ФСГ) и лютеинизирующего гормона (ЛГ)

У мужчин секреция вызывается снижением содержания тестостерона в крови, у женщин – снижением концентрации эстрогенов. Высокая концентрация ЛГ и ФСГ в крови подавляет секрецию

Тормозит секрецию СТГ и ТТГ

Секреция вызывается физической нагрузкой. Фактор быстро инактивируется в тканях тела.

Тормозит секрецию пролактина

Секрецию стимулирует высокая концентрация пролактина и подавляют эстрогены, тестостерон и нервные сигналы при сосании.

Угнетает секрецию МСГ (меланоцитостимулирующего гормона)

Секрецию стимулирует меланотонин

2. Гормоны аденогипофиза. Аденогипофиз (передняя доля гипофиза) продуцирует и выделяет в кровь ряд тропных гормонов, регулирующих функцию как эндокринных, так и неэндокринных органов. Все гормоны гипофиза являются белками или пептидами. Внутриклеточным посредником всех гипофизарных гормонов (кроме соматотропина и пролактина) служит циклический АМФ (цАМФ). Характеристика гормонов передней доли гипофиза приводится в таблице 3.

Таблица 3. Гормоны аденогипофиза

Основные биологические эффекты

Адренокортикотропный гормон (АКТГ)

Стимулирует синтез и секрецию стероидов корой надпочечников

Усиливает синтез и секрецию тиреоидных гормонов

Стимулируется тиреолиберином и подавляется тиреоидными гормонами

Соматотропный гормон (гормон роста, СТГ)

Стимулирует синтез РНК и белка, рост тканей, транспорт глюкозы и аминокислот в клетки, липолиз

Стимулируется соматолиберином, подавляется соматостатином

Фолликулостимулирующий гормон (ФСГ)

Семенные канальцы у мужчин, фолликулы яичников у женщин

У мужчин повышает образование спермы, у женщин – образование фолликулов

Лютеинизирующий гормон (ЛГ)

Интерстициальные клетки семенников (у мужчин) и яичников (у женщин)

Вызывает секрецию эстрогенов, прогестерона у женщин, усиливает синтез и секрецию андрогенов у мужчин

Молочные железы (альвеолярные клетки)

Стимулирует синтез белков молока и развитие молочных желёз

Меланоцитостимулирующий гормон (МСГ)

Повышает синтез меланина в меланоцитах (вызывает потемнение кожи)

3. Гормоны нейрогипофиза. К гормонам, секретируемым в кровоток задней долей гипофиза, относятся окситоцин и вазопрессин. Оба гормона синтезируются в гипоталамусе в виде белков-предшественников и перемещаются по нервным волокнам в заднюю долю гипофиза.

Окситоцин – нонапептид, вызывающий сокращения гладкой мускулатуры матки. Он используется в акушерстве для стимуляции родовой деятельности и лактации.

Вазопрессин – нонапептид, выделяемый в ответ на повышение осмотического давления крови. Клетками-мишенями для вазопрессина являются клетки почечных канальцев и гладкомышечные клетки сосудов. Действие гормона опосредовано цАМФ. Вазопрессин вызывает сужение сосудов и повышение артериального давления, а также усиливает реабсорбцию воды в почечных канальцах, что приводит к снижению диуреза.

4. Основные виды нарушений гормональной функции гипофиза и гипоталамуса. При дефиците соматотропного гормона, возникающем в детском возрасте, развивается карликовость (низкий рост). При избытке соматотропного гормона, возникающем в детском возрасте, развивается гигантизм (аномально высокий рост).

При избытке соматотропного гормона, возникающем у взрослых (в результате опухоли гипофиза), развивается акромегалия – усиленный рост кистей рук, ступней, нижней челюсти, носа.

При недостатке вазопрессина, возникающем вследствие нейротропных инфекций, черепно-мозговых травм, опухолей гипоталамуса, развивается несахарный диабет. Основным симптомом этого заболевания является полиурия – резкое увеличение диуреза при пониженной (1,001 – 1,005) относительной плотности мочи.

источник

Гипоталамус: гормоны головного мозга и их значение

Что такое гипоталамус? Приведём пример: у вас урчит в животе. Вы не позавтракали с утра, вас наполняет чувство голода и вы готовы съесть любой продукт, увиденный на прилавке магазина. Вы не можете сконцентрироваться на том, чем занимаетесь, и голова занята только мыслями о еде. Вам настолько некомфортно, что в конце концов вы решаете поесть. Знакомо? За весь этот процесс отвечает гипоталамус. Где находится гипоталамус? Эта небольшая подкорковая структура расположена в центре мозга . Размером всего с горошину, гипоталамус отвечает за такие жизненно важные функции нашего организма, как, например, голод, регулируя гомеостаз. Без гипоталамуса мы бы не знали когда нам нужно поесть и умирали бы с голоду. В этой статье психолог CogniFit («КогниФит») Давид Асенсио Бенито подробно расскажет об этом важнейшем отделе головного мозга.

Что такое Гипоталамус?

Каково строение гипоталамуса? Гипоталамус – мозговая структура, вместе с таламусом формирующая промежуточный мозг. Он является частью Лимбической Системы и содержит наибольшее разнообразие нейронов во всём головном мозге. Гипоталамус контролирует эндокринную и вегетативную нервную системы организма. Это эндокринная железа, выделяющая гормоны, ответственные за поддержание вида, и регулирующая секрецию гормонов гипофиза. Гипоталамус и гипофиз формируют гипоталамо-гипофизарную систему. Гипоталамус содержит два вида секреторных нейронов: мелкоклеточные (выделяют пептидные гормоны) и крупноклеточные (выделяют нейрогипофизарные гормоны).

Где находится Гипоталамус? Правильное расположение – это важно

Гипоталамус расположен под таламусом (отсюда и его название). Кроме того, он ограничен терминальной пластинкой, маммилярными (сосцевидными) частями, внутренней капсулой мозга и оптической хиазмой. Соединяется с гипофизом через гипофизарный стебель. Такое центральное расположение гипоталамуса в мозге позволяет ему прекрасно коммуницировать, получая информацию (афференции) от различных структур тела, и отправляя информацию (эфференции) другим.

Зачем нужен Гипоталамус? Как он сохраняет нам жизнь

Фукнции гипоталамуса жизненно важны. Он регулирует голод и сытость, поддерживает температуру тела, регулирует сон, отвечает за любовные отношения и агрессию, а также формирует эмоции. Большинство этих функций регулируется посредством взаимодействия гормонов между собой.

  • Голод: когда наше тело обнаруживает отсутствие достаточных запасов энергии и нуждается в питании, оно отсылает Грелин (гормон) в гипоталамус, с указанием, что нам пора поесть. Далее гипоталамус выделяет гормон, отвечающий за чувство голода – Нейропептид Y. В приведённом в начале статьи примере гипоталамус выделял большое количество Нейропептида Y, в связи с чем наше чувство голода было очень сильным.
  • Сытость : Напротив, когда мы поели достаточно, наше тело должно сообщить мозгу, что мы больше не нуждаемся в питании и нужно прекратить есть. В процессе еды наше тело производит инсулин, который увеличивает производство гормона, называемого лептин. Лептин перемещается по крови до вентромедиального ядра гипоталамуса, и, дойдя до его рецептора, тормозит производство Нейропептида Y. Как только прекращается выделение Нейропептида Y, наступает сытость, и мы больше не испытываем чувство голода.
  • Жажда : Как и с голодом, как только наш организм начинает нуждаться в большем количестве воды, гипоталамус высвобождает антидиуретический гормон (или вазопрессин), предотвращающий излишнюю потерю воды и регулирующий приём жидкостей.
  • Температура: температура крови, поступающей к гипоталамусу, будет определяющей для того, нуждаемся ли мы в снижении или повышении температуры тела. Если температура слишком высокая, необходимо её понизить, отдав тепло, что приведёт к тому, что передняя доля гипоталамуса (Передний гипоталамус) ингибирует его заднюю долю, запуская ряд процессов, ведущих к понижению температуры (например, потоотделение). Наоборот, если температура тела слишком низкая, нам нужно произвести больше тепла, в связи с чем задний отдел гипоталамуса (Задний Гипоталамус) ингибирует переднюю долю. Таким образом, посредством гипоталамо-гипофизарной оси, выделяются тиреотропный гормон (ТТГ) и адренокортикотропный гормон (АКТГ), способствующие сохранению тепла.
  • Сон: Причиной того, что нам так сложно спать с включённым светом, также является гипоталамус. Цикл сна-бодрствования имеет циркадный ритм. Структура, отвечающая за регулирование циркадного цикла, представляет собой группу нейронов среднего гипоталамуса, которая называется супрахиазматическое ядро. Cупрахиазматическое ядро получает информацию от ганглионарных клеток сетчатки посредством ретино-гипоталамического тракта. Именно так сетчатка определяет перемены в освещении и отсылает эту информацию супрахиазматическому ядру. Эта группа нейронов обрабатывает информацию, отправленную шишковидному телу (или эпифизу). Если сетчатка обнаруживает, что освещения нет, шишковидное тело выделяет мелатонин, способствующий засыпанию. Если же сетчатка находит свет, эпифиз сокращает выработку мелатонина, что приводит к бодрствованию.
  • Поиск пары и агрессивность : Эти два типа поведения (отличающиеся у людей, но все же связанные с животным миром) регулируются все той же частью гипоталамуса (вентромедиальным ядром). Есть нейроны, которые активируются только при романтических отношениях, а есть и такие, котороые активируются при агрессивном поведении. Однако существуют нейроны, которые приходят в действие в обоих случаях. В этой ситуации миндалина мозга отсылает информацию, связанную с агрессией, в приоптическую область гипоталамуса, чтобы та произвела гормоны, соответствующие данной ситуации.
  • Эмоции: Наши эмоции сопровождаются физиологическими изменениями. Вероятнее всего мы испытаем страх , если нам придётся идти ночью по тёмной улице, с которой доносятся странные звуки. Наш организм должен быть готов к любым ситуациям, поэтому гипоталамус отправляет информацию в разные части тела (учащается дыхание, сердечный ритм, сужаются кровеносные сосуды, расширяются зрачки и напрягаются мышцы). Так мы можем заметить любую угрозу, убежать или защититься при необходимости. Таким образом, гипоталамус отвечает за физиологические изменения, связанные с эмоциями.

Как связаны Гипоталамус и любовь?

Эмоции управляются Лимбической Системой. Гипоталамус является частью этой системы и ответственен за донесение всему телу информации о том, какая эмоция у нас сейчас преобладает. Несмотря на то, что наши чувства сложно понять, известно, что именно гипоталамус отвечает за чувство любви. Гипоталамус производит фенилэтиламин – нейротрансмиттер, схожий по действию с амфетаминами, что объясняет приятные и эйфоричные ощущения при влюблённости. Кроме того, происходит выброс адреналина и норадреналина , что приводит к увеличению сердечного ритма, усиливается поступление кислорода и повышается кровяное давление (вызывая ощущения, известные как “бабочки в животе”). С другой стороны, мозг производит дофамин , который позволяет нам быть внимательными к человеку, вызвавшему наши чувства, и серотонин , влияющий на наше настроение. Поэтому если мы хотим объяснить почему так важен гипоталамус, достаточно просто сказать, что без него мы не способны влюбляться!

Как связаны Гипоталамус и Гипофиз?

Гипоталамус регулирует секрецию гормонов гипофиза (или питуитарной железы), с которым связан посредством воронки. Гипофиз также является эндокринной железой и расположен под гипоталамусом, защищённый с помощью турецкого седла (костное образование нашего черепа, напоминающее по форме седло). Его функция заключается в направлении в кровь гормонов, которые, как определяет гипоталамус, необходимы нашему телу для регулирования гомеостаза, другими словами, для восстановления равновесия организма и саморегуляции температуры нашего тела. Гипоталамус и гипофиз так тесно связаны, что формируют гипоталамо-гипофизарную систему. Друг без друга они бы не могли полноценно функционировать. Другими словами, гипофиз помогает гипоталамусу распространять своё влияние по всему телу, задействуя железы, недоступные гипоталамусу.

Что происходит при дисфункции Гипоталамуса? Болезни и поражения

Учитывая важность гипоталамуса, повреждение любого из его ядер может привести к летальному исходу. Например, при поражении центра насыщения (в связи с чем мы становимся неспособными испытывать чувство сытости), мы начнем испытывать постоянный голод и есть без остановки, со всеми вытекающими осложнениями для нашего здоровья. Наиболее часто встречающиеся патологии:

  • Синдром несахарного диабета: вызван дисфункциями супраоптического, паравентрикулярного ядер и супраоптикогипофизарного тракта. При этом синдроме из-за пониженного производства АДГ происходит увеличение потребления жидкости, сопровождающееся обильным мочеиспусканием (полиурия).
  • Травма каудолатеральной части гипоталамуса: при повреждении этого участка гипоталамуса снижаются как симпатические функции, так и температура тела.
  • Нарушения ростромедиального отдела гипоталамуса: при поверждении этой области гипоталамуса снижаются парасимпатические функции, однако температура тела увеличивается.
  • Синдром Корсакова: при повреждении сосцевидных ядер (тесно связанных с гиппокампом и, соответственно, с памятью) происходит так называемая антероградная амнезия, другими словами, нарушение памяти о событиях, неспособность запоминать новые события. Люди с таким синдромом склоны заполнять “пробелы” в своей памяти вымышленными ситуациями (тем самым компенсируя забытые воспоминания, без намерения обмануть), то есть событиями, которые не имели место в их жизни или не соответствуют действительности. Несмотря на то, что это нарушение в основном связано с хроническим алкоголизмом, оно также может быть вызвано дисфункциями маммилярных отростков и их соединений (как, например, гиппокамп или медиодорсальное ядро таламуса).

Подробнее о…

Какие гормоны вырабатывает Гипоталамус?

Принцип работы гипоталамуса основан на производстве гормонов. Поэтому важно знать какие виды гормонов он выделяет:

  • Нейрогормоны : антидиуретический гормон (АДГ) и Окситоцин.
  • Гипоталамические факторы : Ангиотензин II (AII), пролактин-ингибирующий фактор (ПИФ), соматотропин-ингибирующий фактор (СИФ или соматостатин), гормон, высвобождающий адренокортикотропный гормон или кортикотропин (КРГ), гонадотропин-высвобождающий гормон (ГНРГ), тиротропин-высвобождающий гормон (ТРГ) и соматропин-высвобождающий гормон (“гормон роста” или соматокринин).

Ядра Гипоталамуса и их функции

Из каких ядер состоит Гипоталамус и для чего они предназначены? Как мы уже рассмотрели ранее, гипоталамус состоит из большого числа ядер (групп нейронов), и каждое из них выполняет ту или иную фукнцию. Основные ядра:

  • Аркуатное ядро : несёт эмоциональную функцию гипоталамуса. Кроме того, выполняет важнейшую эндокринную функцию, синтезируя гипоталамические пептиды и нейротрансмиттеры. Отвечает за производство гонадотропин-высвобождающего гормона (ГНРГ), также известного, как как лютеинизирующий гормон (люлиберин).
  • Переднее гипоталамическое ядро : отвечает за потерю тепла через потоотделение. Также ответственно за ингибирование высвобождения тиротропина в гипофизе.
  • Заднее гипоталамическое ядро : его функцией является удерживание тепла когда нам холодно.
  • Боковые ядра : регулируют ощущения голода и жажды. Когда обнаруживается дефицит сахара или воды, пытаются восстановить баланс, побуждая нас принять пищу или воду.
  • Сосцевидное ядро : тесно связан с гиппокампом и памятью.
  • Паравентрикулярное ядро : регулирует секрецию гипофиза посредством синтеза гормонов, таких как окситоцин, вазопрессин и гормон, высвобождающий адренокортикотропин (КРГ).
  • Преоптическое ядро : влияет на парасимпатические функции, такие как приём пищи, движение и романтические отношения.
  • Супраоптическое ядро : отвечает за регулирование кровяного давления и баланс жидкостей в организме посредством производства антидиуретического гормона (АДГ).
  • Супрахиазматическое ядро : регулирует Циркадные Ритмы и отвечает за флуктуацию гормонов, задействованных в этом процессе.
  • Вентромедиальное ядро : регулирует ощущение сытости.

Как гипоталамус получает информацию? Куда он её отсылает?

Гипоталамус, благодаря своему привилегированному положению в мозге, обладает огромным количеством связей. С одной стороны, он получает информацию (афференции) от других структур, а с другой, сам отправляет информацию (эфференции) другим частям мозга.

  • Aфференции:
  • Ретикулярные афференции от ствола мозга : от ствола мозга к боковому сосцевидному ядру.
  • Средний прозэнцефалический пучок : от обонятельной области, септальных ядер и области, окружающей миндалину, к боковой преоптической зоне и боковой части гипоталамуса.
  • Миндально-таламические волокна : идут от миндадины, с одной стороны, к среднему преоптическому ядру, переднему, ветромедиальному и дугообразному ядру гипоталамуса. С другой стороны, миндалина соединена с боковым ядром гипоталамуса.
  • Гиппокампо-таламические волокна : ведут от гиппокампа к перегородке мозга и сосцевидным ядрам.
  • Предспаечные волокна свода мозга : соединяют с дорсальной частью гипоталамуса, септальными ядрами и боковым преоптическим ядром.
  • Постспаечные волокна свода мозга : несут информацию среднему сосцевидному ядру.
  • Ретино-гипоталамические волокна: собирают информацию об освещении, которую они получают от ганглионарных клеток и отправляют её в супрахиазматическое ядро для регулирования циркадного цикла.
  • Корковые проекции : получают информацию от коры головного мозга (например, от грушевидной доли) и отсылают её в гипоталамус.
  • Эфференции:
  • Дорсальный продольный пучок : от средней и перивентрикулярной области гипоталамуса к периакведуктальному мезенцефалическому серому веществу.
  • Чувствительные сосцевидные волокна : от среднего сосцевидного ядра и, с одной стороны, к передним таламическим ядрам, а с другой, к среднему мозгу, к вентральным и дорсальным теменным ядрам.
  • Супраоптический гипофизарный тяж : от супраоптических и паравентрикулярных ядер к задней доле гипофиза.
  • Тубергипофизарный тяж : от дугообразного ядра к воронкообразному стволу и срединному бугру.
  • Нисходящие проекции ствола мозга и спинного мозга: от паравентрикулярного ядра, боковой и задней области, к одиночному, двойному, дорсальному ядрам блуждающего нерва (Х пара черепных нервов) и вентролатеральным областям продолговатого мозга (медуллы).
  • Эфферентные проекции супрахиазматическое ядра: главная эфференция супрахиазматического ядра соединяется с шишковидным телом.

Перевела с испанского Анна Иноземцева

источник