Вазопрессин и окситоцин функции. Гормоны окситоцин и вазопрессин: лучшая защита от супружеской неверности. Вазопрессин и социальные отношения

Какие гормоны образуются в задней доле гипофиза и для чего они необходимы? Часто встречается мнение, что задняя доля гипофиза выделяет гормоны вазопрессин и окситоцин, влияющие на многие процессы в организме. Однако, это не совсем правильно.

На самом деле, гормоны задней доли гипофиза образуются в гипоталамусе, а именно в супраоптических и суправентрикулярных ядрах, а затем по специальным путям – аксонам – поступают в нейрогипофиз.

Ранее считалось, что гормонами задней доли гипофиза являются окситоцин, вазопрессин, а также антидиуретический гормон, который считался отличным от вазопрессина. Позднее было доказано, что антидиуретический гормон, или адиуректин, и вазопрессин – одно и то же вещество.

В задний отдел гипофиза, накапливающий гормоны, они поступают по аксонным путям благодаря специфическому транспортному белку – нейрофизину. Далее в нейрогипофизе происходит депонирование гормонов и выделение их в кровь по необходимости.

Гормоны передней и задней доли гипофиза способны взаимно влиять на функции друг друга. Так, вазопрессин способствует усилению секреции некоторых тропных гормонов гипофиза, таких как соматотропин, тиреотропин, кортикотропин, а также стимулирует образование кортизола и инсулина. Важно также отметить влияние на синтез факторов свертывания – фактора Виллебранда и антигемофильного глобулина А, стимуляцию гликогенолиза в печени, а также влияние на снижение температуры тела.

Гормон, вырабатываемый задней долей гипофиза, окситоцин, особенно важен своим воздействием на мускулатуру матки, на лактацию, а также в формировании эмоционально-психических функций. Являясь нейромедиатором, у женщин он отвечает за формирование материнского инстинкта, а у мужчин – усиливает потенцию. Считается, что в чрезмерных количествах окситоцин способствует повышению раздражительности, агрессии, гневу.

Вазопрессин и окситоцин могут взаимно влиять на функции друг друга и совместно способствуют стимуляции мозговой активности.

Также задняя доля гипофиза выделяет гормоны, функции которых схожи с гипоталамическими гормонами, однако выражены в значительно меньшей степени. К ним относятся изотоцин, валитоцин, мезотоцин и некоторые другие.

Гормоны средней и задней доли гипофиза имеют большое значение на нормальное функционирование организма, не меньшее, чем гормоны аденогипофиза.

Окситоцин

Окситоцин – гормон гипофиза, который вырабатывается ядрами гипоталамуса и затем накапливается в задней доле гипофиза. Это биологически активное вещество вырабатывается как в женском, так и в мужском организме.

Функции окситоцина помимо влияния на физиологию человека, заключаются и во влиянии на его психологическое состояние и некоторые психические функции.

Считается, что этот гормон отвечает за эмоциональную привязанность, укрепление эмоциональных связей между людьми. Доказано, что чем выше концентрация окситоцина, тем более сильные привязанности формируются у человека к своему партнеру, матери, ребенку. Поэтому считается, что окситоцин – гормон привязанности. при этом окситоцин также помогает в социальной адаптации, и препараты с содержанием окситоцина используют при лечении аутизма.

Также повышение уровня окситоцина сопряжено с усиление полового возбуждения, сексуального поведения. Например, если происходят объятия, гормон окситоцин усиливает сексуальное желание партнеров, как и во время поцелуев, телесной близости. При этом повышается настроение, появляется романтический настрой. Поэтому есть еще одно предположение: окситоцин – гормон любви.

Окситоцин снижает воздействие стресса на организм. При выработке гормона в достаточном количестве улучшаются адаптационные возможности организма, уменьшается беспокойство, чувство страха, уровень тревожности. Также усиливается эмоциональная память, формируются более яркие воспоминания. Из-за этого считают, что окситоцин – гормон счастья. Также окситоцин способствует уменьшению тяги к курению, алкоголю, наркотикам. Это свойство широко используется при лечении синдрома абстиненции, в терапии наркозависимости, алкоголизма.

Однако функции окситоцина не ограничиваются только влиянием на психическую сферу. Влияние окситоцина на организм, особенно на женский, незаменимо для регуляции родовой деятельности, выделения грудного молока.

Зачем вырабатывается окситоцин (гормон), функции его в организме:

• У женщин: при родах стимулирует сократительную активность миометрия; стимулирует сокращение матки в первые часы после родов; при грудном вскармливании стимулирует сокращение миоэпителиальных клеток молочных желез, в результате чего молоко поступает из альвеол в выводные протоки, и становится возможной лактация; вызывает лютеолиз желтого тела во втором триместре беременности; стимулирует секрецию пролактина.
• Как гастроинтестинальный гормон: стимулирует электрическую и двигательную активность мышечных клеток тонкого кишечника.
• Оказывает жаропонижающее действие за счет торможения секреции эндогенного пирогена в мононуклеарах.
• Участвует в формировании чувства жажды и в регуляции пищевого поведения.
• Предположительно является антагонистов вазопрессина.
• Уменьшает солевой аппетит.
• Стимулирует клеточный иммунитет.
• Оказывает инсулиноподобное действие на жировую ткань.

Чаще всего окситоцин в виде лекарственного препарата применяется в акушерской практике. Гормон окситоцин вырабатывается и в мужском организме, однако иногда используется его искусственное введение и мужчинам. Преимущественно его используют спортсмены для более быстрого восстановления мышц после интенсивной тренировки, заживления ран, омоложения, повышения настроения. Однако избыточное количество окситоцина неблагоприятно воздействует на мужской организм – снижается половое влечение, развивается импотенция.

Как выработать гормон окситоцин естественным образом? Поскольку это гормон привязанности, любви, счастья, то его концентрация повышается при позитивных эмоциях, отдыхе, объятиях, телесном контакте с приятным человеком, общению с любимыми людьми, массаже, прикосновениях. Хорошо влияют на секрецию пролактина взаимодействия человека в социуме, подкрепленные положительными эмоциями – занятия спортом, танцами, прогулки. Большой пик выброса гормона отмечают у женщин сразу после родов и при прикладывании новорожденного к груди – это помогает забыть родовые муки и сформировать сильную привязанность к ребенку. Кстати, одним из интересных фактов является то, что окситоцин в большей степени вырабатывается ночью и поэтому чаще всего именно в ночное время у беременных появляются схватки – и тренировочные, и родовые.

Также важно знать, анализируя окситоцин, какой гормон регулирует его выработку. Основное влияние на секрецию окситоцина оказывают эстрогены. Секреция окситоцина возрастает перед овуляцией, при родах в период раскрытия шейки матки, при грудном кормлении, при половом акте. Увеличение секреции гормона происходит при повышении осмотического давления окружающей среды, а уменьшение выработки происходит при сильной боли, повышении температуры тела, при воздействии громких звуков.

Зная, на что воздействует гормон окситоцин, за что отвечает в норме, нужно знать и причины его патологического снижения:

• в период менопаузы, особенно при патологическом течении климактерического периода;
• при патологии щитовидной железы;
• при хроническом стрессе;
• вирусных инфекциях;
• инфекционных заболеваниях нервной системы, в частности, головного мозга;
• аутизме;
• болезни Паркинсона;
• наркозависимости;
• в пожилом возрасте.

Последствия дефицита окситоцина могут быть весьма плачевны: патологическое течение родов, гипотонические послеродовые кровотечения, нарушения лактации, послеродовые депрессии и психозы, нарушение формирования материнского инстинкта и чувства привязанности к ребенку, депрессивные состояния, сексуальная дисфункция, ухудшение общего самочувствия, озлобленность, раздражительность, чувство опустошения, недоверия ко всем окружающим.

Поэтому нужно обеспечить для себя максимально комфортные условия для поддержания уровня окситоцина на должном уровне: помогут расслабляющий массаж, путешествия, положительные эмоции, прогулки, общение с приятными людьми, занятия любимым делом.

Вазопрессин

Вазопрессин или антидиуретический гормон (АДГ) - это гормон, который вырабатывается в виде прогормона в ги­поталамусе, затем переносится в нервные оконча­ния задней доли гипофиза, из которых секретируется в кровоток при соответствующей стимуляции. Данный гормон в своем составе содержит девять аминокислот, одной из которых является аргинин. Поэтому данный гормон еще называют АДГ.

За что отвечает гормон вазопрессин? Действие гормона вазопрессин основано на выполнении в организме 2 основных функций – регуляция водного обмена и влияние на артериальное давление. Антидиуретическое действие заключается в стимуляции процессов реабсорбции воды в дистальных отделах нефрона, благодаря воздействию на специфические рецепторы второго типа. В результате этого происходит уменьшение экскреции жидкости и увеличение объема циркулирующей крови. Таким образом, одним из эффектов АДГ является уменьшение количества и увеличение концентрации мочи. Также данный гормон увеличивает всасывание воды в кишечнике. Помимо этого, в несколько больших концентрациях вазопрессин способствует повышению тонуса сосудов, вызывая сужение артериол, в результате чего повышается артериальное давление. Это качество гормона чрезвычайно в адаптационных механизмах при большой кровопотере и развитии шока, когда происходит резкий значительный выброс антидиуретического гормона в кровь и сужаются сосуды. Также выделение вазопрессина усиливается при сгущении крови, уменьшении объема внутри- и внеклеточной жидкости, общем обезвоживании, падении артериального давления, активации симпато-адреналовой системы и ренинангиотензиновой системы. Помимо этого, АДГ участвует в формировании чувства жажды, питьевого поведения.

Вазопрессин и альдостерон работают вместе и влияют на обмен жидкости и солей в организме. Альдостерон и вазопрессин и их нарушение может стать причиной алкалоза, ацидоза, отеков.

Как нейропептид, вазопрессин участвует в формировании долговременной памяти, облегчает консолидацию и восстановление памяти, участвует в формировании биологических ритмов, в формировании эмоционального поведения, а также в антиноцицептивной, то есть противоболевой, системе.

При недостаточном количестве вазопрессина развивается такое заболевание, как несахарный диабет. При этом выделяется чрезмерное количество мочи с низкой плотностью. Количество выделяемой жидкости может достигать 25 литров в сутки, вызывая тяжелое обезвоживание организма. Среди причин этого заболевания рассматривают нейроинфекции, черепно-мозговые травмы, опухоли гипоталамуса, мозговые инсульты в гипоталамической области.

При чрезмерном количестве вазопрессина, напротив, экскреция мочи значительно уменьшается, вода задерживается в организме. Это заболевание называется синдром Пархона и встречается крайне редко. Таких больных беспокоят мучительные головные боли, повышенная слабость, отсутствие аппетита, тошнота и рвота, набор массы тела.

Стоит учитывать, что уровень гормона вазопрессина в положении лежа снижается, а в положении сидя и стоя - повышается. Поэтому во время взятия крови на анализ гормона вазопрессин важно учитывать положение пациента.Кроме того, уровень гормона зависит от времени суток (днем концентрация АДГ ниже, чем ночью).

Предназначение гормонов поджелудочной железы

При помощи данного органа обеспечивается эндокринная, а также экзокринная секреция. Причем второй вид секреции ферментов, которые присутствуют в пищеварительном тракте, воспроизводится основной частью поджелудочной железы. Эндокринная функция осуществляется за счет островков Лангерганса – небольших по размеру секретирующих клеток. Их количество не превышает 2% от общего объема железы. Островки состоят из определенных типов клеток. С их помощью происходит выработка следующих важных гормонов:

• при помощи РР-клеток образуется панкреатический полипептид;
• D-клетки необходимы для образования соматостатина;
• В-клетки отвечают за образование инсулина;
• А-клетки необходимы для синтезирования глюкагона.

Роль инсулина

Действие данного биологически активного вещества очень важно для нормальной жизнедеятельности всего организма. С его помощью происходит регулирование в организме уровня глюкозы. В данном процессе участвует большое количество прочих механизмов, также принимающих участие в минимизации глюкозы. Среди них можно выделить следующие:

1. Гликолиз или процесс усиленного окисления глюкозы. Данный механизм наблюдается в клетках печени, при взаимодействии ферментов пируваткиназы, глюкокиназы, а также фосфофруктокиназы. Под воздействием инсулина происходит активизация этих веществ. При запуске усиленного расщепления глюкозы, вышеуказанные ферменты будут способствовать снижению ее концентрации.
2. Повышение процесса проницаемости глюкозы в клеточных оболочках. В данном случае в мембранах клеток происходит активация специальных рецепторов. Причем данный эффект достигается не за счет усиления их работы, а за счет увеличения количества этих рецепторов.
3. Глюконеогенез или подавление процесса превращения определенных веществ в глюкозу. В этом случае действие направлено на подавление инсулином некоторых ферментов. Процесс глюконеогенеза протекает в клетках печени. Там, при участии вазопрессина, ангиотензина, кортикоидных гормонов, а также глюкагона происходит процесс выработки глюкозы, продуцируемой из компонентов неуглеводного характера. В данном случае происходит не только угнетение инсулином вышеуказанных биологически активных веществ, но и одновременное снижение активности фермента печени, играющего главную роль в синтезировании глюкозы.
4. Увеличение количества глюкозы, содержащейся в виде гликогена, достигается при помощи глюкозо-6-фосфата. Данный процесс наблюдается в мышечной ткани, а также в клетках печени.

Кроме вышеуказанных процессов, происходит активизация следующих процессов:

1. Усиливается пролиферация клеток.
2. Увеличивается поглощение клетками белков. Этот процесс является достаточно важным для клеток мышц, нуждающихся в аминокислотах.
3. Усиливается процесс преобразования углеводов в жиры. В дальнейшем, инсулин будет содействовать поступлению определенных ферментов к этой жировой ткани. С их помощью будет выстраиваться подкожный жировой слой. Эти отложения могут быть сосредоточены как в подкожной клетчатке, так и на различных органах.
4. Происходит стимулирование образования в клетках белков, а также ДНК. Под воздействием инсулина происходит замедление процесса распада данных веществ.
5. Повышается процесс проницаемости клеточных стенок для фосфатов, магния, а также калия.

Однако наряду с вышеописанными процессами, происходят и противоположные действия:

1. Заметно снижается уровень липолиза. При нем не происходит достаточного расщепления жиров, необходимого для дальнейшей абсорбции этих компонентов в кровь.
2. Понижается уровень гидролиза белков. В данном случае наблюдается снижение поступления расщепленных белковых частиц в кровь.

Роль глюкагона

Это биологически активное вещество противоположно по действию инсулину. Его образование не ограничено действием А-клеток. Данный гормон способны воспроизводить также и остальные клетки, сосредоточенные в желудочно-кишечном тракте. Стоит отметить, что 40% этого вещества производится панкреасом. Под воздействием данного гормона в организме происходят следующие процессы:

1. Формирование глюкозы из компонентов неуглеродного характера.
2. Усиление липидного расщепления, которое происходит при сосредоточении этих соединений в адипоцитах. В данном случае увеличивается количество фермента липазы в жировых клетках, благодаря чему наблюдается последующее поступление составляющих процесса распада жира в кровь. В последующем они могут послужить запасом дополнительной энергии.
3. Активирование процесса разложения имеющегося гликогена в мышцах, а также в клетках печени. С его помощью запускается процесс образования глюкозы.

Специалисты утверждают, что данный гормон необходим для запуска механизмов, направленных на увеличение содержания в крови глюкозы. Так как в организме происходит постоянная регуляция различных процессов, противоположное действие данному гормону осуществляет соматостатин. Под его воздействием происходит снижение выработки инсулина. Данное вещество вырабатывается не только в панкреасе, но также и в гипоталамусе. Его активное действие способствует:

• замедленной абсорбции сахаров из продуктов питания;
• угнетению воспроизводства ферментов пищеварения;
• уменьшению количества глюкагона;
• снижению активности выработки соляной кислоты, а также продукции гастрина;
• значительному снижению объема циркулирующей крови в брюшной полости;
• снижению скорости дальнейшего перехода содержимого желудка в кишечник.

Роль панкреатического полипептида

Это вещество, как и продуцирующие его клетки, было обнаружено специалистами в сравнительно недавнем времени. Стоит отметить, что оно вырабатывается только в поджелудочной железе. Влияние данного гормона еще до конца не изучено. Тем не менее ученые отмечают стимулирование его выработки при приеме в пищу жиров, а также глюкозы и белков. При этом введение данных веществ внутривенным путем не способствует его увеличению.

Среди его основных функций специалисты выделяют:

• возможность угнетать действие панкреатических ферментов, участвующих в пищеварении;
• способность к расслаблению мышц желчного пузыря;
• умение приостанавливать выброс билирубина, желчи, а также трипсина.

Действие этого полипептида направлено на экономичное расходование пищеварительных ферментов. Данный гормон осуществляет контроль лишнего расхода желчи, которая необходима для правильного пищеварения. Поэтому можно утверждать, что поджелудочная железа, наряду с ее биологически активными веществами, оказывают огромное влияние на жизненные функции всего организма.

Еще раз решил рассказать про гормон вазопрессин. Концентрация вазопрессина в крови у мужчин выше, чем у женщин, что является одним из факторов, определяющих особенности мужского характера. Именно вазопрессин придает мужчине уверенность, желание доминировать и контролировать «свою» территорию, участвует в формировании привязанностей.

Такие выводы сделали ученые, изучавшие особенности биологии и поведения мышей-полевок. Они выявили обратную связь между уровнем вазопрессина и склонностью самцов к полигамии. Чем выше был определяемый показатель, тем более «домашним» было поведение животных. Ученые считают, что поведение мужчины находится в аналогичной зависимости от содержания данного гормона.

Вазопрессин и окситоцин

Вазопрессин вместе с еще одним гормоном, вырабатываемым гипоталамусом, окситоцином являются «адептами» так называемой привязанности, которая часто приходит на смену страстным чувствам. Страсть обычно вызвана не только несомненными достоинствами женщины, но и повышением в крови мужчины уровня норадреналина и дофамина, синтезируемых надпочечниками. Таким образом, вазопрессин с окситоцином с одной стороны и дофамин с норадреналином с другой – это своеобразные антиподы, определяющие поведение мужчины в отношениях.

Влияние вазопрессина на привязанности

Нетрудно догадаться, что не все так просто, и в гармоничный переход от любви сумасшедшей к чувству нежному могут вмешиваться и другие гормоны. Например, тестостерон вызывает агрессию, желание заваевывать и двигаться дальше, снижая активность вазопрессина и .

Мужчины, у которых уровень тестостерона высок, не склонны жениться, а вступив в брак, часто разводятся. Хотя в некоторых ситуациях тестостерон оказывается повержен – например, когда мужчина берет на руки ребенка. Это событие вызывает интенсивный выброс окситоцина и вазопрессина.

Конечно, уровень оказывает значительное влияние на поведение партнеров, а значит, и на отношения в паре. Однако это только способ природы создать условия для появления семьи. От самих людей тоже зависит очень многое. Эмоциональная и сексуальная близость, появившиеся в первые месяцы общения на волне дофамина не должны исчезнуть, и для этого недостаточно одних только так называемых «нейромедиаторов нежности».

Нужно уметь обсуждать свои желания, проблемы, озвучивать их и слышать партнера, прикладывать силы для сохранения доверия и привязанности, если это необходимо.

Либерины:

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

• соматостатин;
• пролактостатин (дофамин);
• меланостатин;
• кортикостатин

Нейропептиды:

• энкефалины (лейцин-энкефалин (лей-энкефалин), метионин-энкефапин (мет-энкефалин));
• эндорфины (а-эндорфин, (β-эндорфин, у-эндорфин);
• динорфины А и В;
• проопиомеланокортин;
• нейротензин;
• субстанция Р;
• киоторфин;
• вазойнтестинальный пептид (ВИП);
• холецистокинин;
• нейропептид-Y;
• агутиродственный протеин;
• орексины А и В (гипокретины 1 и 2);
• грелин;
• дельта-сон индуцирующий пептид (ДСИП) и др.

Гипоталамо-заднегипофизарные гормоны:

• вазопрессин или антидиуретический гормон (АДГ);
• окситоцин

Моноамины:

• серотонин;
• норадреналин;
• адреналин;
• дофамин

Эффекторные гормоны гипоталамуса и нейрогипофиза

Эффекторными гормонами гипоталамуса и нейрогипофиза являются вазопрессин и окситоцин. Они синтезируются в крупноклеточных нейронах СОЯ и ПВЯ гипоталамуса, доставляются путем аксонального транспорта в нейрогипофиз и выделяются в кровь капилляров нижней гипофизарной артерии (рис. 1).

Вазопрессин

Антидиуретический гормон (АДГ, или вазопрессин) - пептид, состоящий из 9 аминокислотных остатков, его содержание в составляет 0,5 — 5 нг/мл.

Базальная секреция гормона имеет суточный ритм с максимумом в ранние утренние часы. Гормон транспортируется кровью в свободной форме. Его период полураспада составляет 5-10 мин. АДГ действует на клетки-мишени через стимуляцию мембранных 7-TMS- рецепторов и вторичные посредники.

Клетками-мишенями АДГ являются эпителиальные клетки собирательных трубочек почек и гладкие миоциты стенок сосудов. Через стимуляцию V 2 -рецепторов эпителиальных клеток собирательных трубочек почек и повышение в них уровня цАМФ АДГ увеличивает реабсорбцию воды (на 10-15%, или 15-22 л/сут), способствует концентрированию и уменьшению объема конечной мочи. Этот процесс называется антидиурезом, а вазопрессин, его вызывающий, получил второе название — АДГ.

В больших концентрациях гормон связывается с V 1 -рецепторами гладких миоцитов сосудов и через повышение в них уровня ИФЗ и ионов Са 2+ вызывает сокращение миоцитов,сужение артерий и повышение артериального давления крови. Это влияние гормона на сосуды называется прессорным, откуда и произошло название гормона — вазопрессин. АДГ участвует также в стимуляции секреции АКТГ при стрессе (через V 3 -рецепторы и внутриклеточные ИФЗ и ионы Са 2+), формировании мотивации жажды и питьевого поведения, в механизмах памяти.

Рис. 1. Гипоталамические и гипофизарные гормоны (РГ- рилизингвысвобождающие гормоны (либерины), СТ — статины). Пояснения в тексте

Синтез и выделение АДГ в физиологических условиях стимулируют повышение осмотического давления (гиперосмолярность) крови. Гиперосмолярность сопровождается активацией осмочувствительных нейронов гипоталамуса, которые в свою очередь стимулируют секрецию АДГ нейросекреторными клетками СОЯ и ПВЯ. С этими клетками связаны также нейроны сосудодвигательного центра, получающие информацию о кровотоке от механо- и барорецепторов предсердий и синокаротидной зоны. Через эти связи рефлекторно стимулируется секреция АДГ при понижении объема циркулирующей крови (ОЦК), падении артериального давления крови.

Основные эффекты вазопрессина

• Активирует
• Стимулирует сокращение гладких мышц сосудов
• Активирует центр жажды
• Участвует в механизмах обучения и
• Регулирует процессы терморегуляции
• Выполняет нейроэндокринные функции, являясь медиатором и вегетативной нервной системы
• Участвует в организации
• Оказывает влияние на эмоциональное поведение

Усиление секреции АДГ наблюдается также при повышении уровня в крови ангиотензина II, при стрессе и физической нагрузке.

Выделение АДГ понижается при уменьшении осмотического давления крови, повышении ОЦК и (или) артериального давления крови, действии этилового спирта.

Недостаточность секреции и действия АДГ может быть следствием недостаточности эндокринной функции гипоталамуса и нейрогипофиза, а также нарушения функции рецепторов АДГ (отсутствие, снижение чувствительности V 2 - рецепторов эпителия собирательных трубочек почек), что сопровождается избыточным выделением мочи низкой плотности до 10-15 л/сут и гипогидратацией тканей организма. Это заболевание получило название несахарный диабет. В отличие от сахарного диабета, при котором избыточное выделение мочи обусловлено повышенным уровнем глюкозы в крови, при несахарном диабете уровень глюкозы в крови остается нормальным.

Избыточная секреция АДГ проявляется уменьшением диуреза и задержкой воды в организме вплоть до развития клеточных отеков и явлений водной интоксикации.

Окситоцин

Окситоцин — пептид, состоящий из 9 аминокислотных остатков, транспортируется кровью в свободной форме, период полураспада — 5-10 мин, действует на клетки-мишени (гладкие миоциты матки и миоэпитслиальныс клетки протоков молочных желез) через стимуляцию мембранных 7-TMS- рецепторов и повышение в них уровня ИФЗ и ионов Са 2+ .

Повышение уровня гормона, наблюдающееся в естественных условиях к концу беременности, вызывает усиление сокращения матки при родах и в послеродовой период. Гормон стимулирует сокращение миоэпителиальных клеток протоков молочных желез, способствуя выделению молока при кормлении новорожденных.

Основные эффекты окситоцина:

• Стимулирует сокращения матки
• Активирует выделение молока
• Оказывает диуретический и натрийуретический эффекты, участвуя в водно-солевом поведении
• Регулирует питьевое поведение
• Повышает секрецию гормонов аденогипофиза
• Участвует в механизмах обучения и памяти
• Оказывает гипотензивный эффект

Синтез окситоцина увеличивается под влиянием повышенного уровня эстрогенов, а его выделение усиливается рефлекторным путем при раздражении механорецепторов шейки матки при ее растяжении во время родов, а также при стимуляции механорецепторов сосков молочных желез во время кормления ребенка.

Недостаточная функция гормона проявляется слабостью родовой деятельности матки, нарушением выделения молока.

Гипоталамические рилизинг-гормоны рассматриваются при изложении функций и периферических эндокринных желез.

Оба гормона представляют собой 9-аминокислотные пептиды, продуцируемые нейрона­ми гипоталамуса, главным образом, супраоптическим и паравентрикулярным ядрами (пе­редний гипоталамус). АДГ и окситоцин хранятся в нейрогипофизе в накопительных тель­цах Герринга, из них они поступают в общий кровоток. Окситоцинергические и вазопрессинергические нейроны начинают усиленно секретировать эти гормоны и одновременно воз­действовать на процессы их высвобождения из накопительных телец под влиянием возбуж­дения - для этого необходимо, чтобы нейроны генерировали не менее 5 имп/с., а оптимум частоты возбуждения (при которой выделяется максимальное количество секрета) состав­ляет 20-50 имп/с.

Транспорт АДГ и окситоцина осуществляется в виде гранул, в которых эти гормоны находятся в комплексе с нейрофизином. При выделении в кровь комплекс «гормон + нейрофизин» распадается, и гормон поступает в кровь. АДГ или вазопрессин предназначен для

регуляции осмотического давления крови. Его секреция увеличивается под влиянием таких факторов, как: 1) повышение осмолярности крови, 2) гипокалиемия, 3) гипокальциемия, 4) повышениесодержания натрия в спинномозговой жидкости, 5) уменьшение, объема внекле­точной и внутриклеточной воды, б) снижение артериального давления, 7) повышение тем­пературы тела, 8) повышение в крови ангиотензина-П (при активации ренин-ангиотензиновой системы), 9) при активации симпатической системы (бета-адренорецепторный процесс).

Выделенный в кровь АДГ достигает эпителия собирательных трубок почки, взаимодей­ствует с вазопрессиновыми (АДГ-) рецепторами, это вызывает активацию аденилатциклазы, повышает внутриклеточную концентрацию цАМФ и приводит к активации протеинкиназы, что в конечном итоге вызывает активацию фермента, понижающего связь между эпи­телиальными клетками собирательных трубок. По мнению А. Г. Гинецинского, таким фер­ментом служит гиалуронидаза, расщепляющая межклеточный цемент - гиалуроновую кислоту. В результате - вода из собирательных трубок идет в интерстиций, где за счет поворотно-множительного механизма (см. Почки) создается высокое осмотическое давле­ние, вызывающее «притяжение» воды. Таким образом, под влиянием АДГ в значительной степени возрастает реабсорбция воды. При недостаточности выделения АДГ у больного развивается несахарное мочеизнурение, или диабет: объем мочи за сутки может достигать 20 л. И лишь применение препаратов, содержащих этот гормон, приводит к частичному восстановлению нормальной функции почек.

Свое название - «вазопрессин»- этот гормон получил в силу того, что при использо­вании его в высоких (фармакологических) концентрациях АДГ вызывает повышение арте­риального давления за счет прямого влияния на гладкомышечные клетки сосудов.

Окситоцин у женщин играет роль регулятора маточной активности и участвует в про­цессах лактации как активатор миоэпителиальных клеток. При беременности миометрий женщин становится чувствительным к окситоцину (уже в начале второй половины бере­менности достигается максимальная чувствительность миометрия к окситоцину как стиму­лятору). Однако в условиях целостного организма эндогенный или экзогенный окситоцин не способен повысить сократительную деятельность матки женщин во время беременнос­ти, так как существующий механизм торможения маточной активности (бета-адренорецеп­торный ингибирующий механизм) не дает возможность проявиться стимулирующему эф­фекту окситоцина. Накануне родов, когда происходит подготовка к плодоизгнанию, снима­ется тормозной механизм и матка приобретает чувствительность повышать свою активность под влиянием окситоцина.

Повышение продукции окситоцина окситоцинергическими нейронами гипоталамуса про­исходит под влиянием импульсов, поступающих от рецепторов шейки матки (это возникает в период раскрытия шейки матки в 1-м периоде нормально протекающих родов), что получило название «рефлекс Фергуссона», а также под влиянием раздражения механорецепторов сосков грудной железы, что имеет место при кормлении грудью. У беременных женщин (перед щами) раздражение механорецепторов сосков молочной железы тоже вызывает повышение выброса окситоцина, что (при наличии готовности к родам) проявляется усилением сократительной деятельности матки. Это так называемый маммарный тест, используемый в акушерской клинике с целью определения готовности материнского организма к родам.

Во время кормления выделяемый окситоцин способствует сокращению миоэпителиальных клеток и выбросу молока из альвеол.

Все описанные эффекты окситоцина осуществляются за счет его взаимодействия с окситоциновыми рецепторами, расположенными на поверхностной мембране клеток. В дальнейшем происходит повышение внутриклеточной концентрации ионов кальция, что и вызывает соответствующий сократительный эффект.

В акушерской литературе, в учебниках фармакологии до сих пор можно встретить ошибочное описание механизма действия окситоцина: предполагалось, что окситоцин сам по себе не действует на ГМК или миоэпителиальные клетки, а влияет на них опосредованно, за счет выделения ацетилхолина, который через М-холинорецепторы вызывает активацию

клеток. Однако в настоящее время доказано, что окситоцин действует через собственные окситоциновые рецепторы, а кроме того, установлено, что ацетилхолин у беременных жен­щин не способен активировать миометрий, так как ГМК матки при беременности и в родах рефрактерны к ацетилхолину.

Относительно функции окситоцина у мужчин - данных мало. Считают, что окситоцин участвует в регуляции водно-солевого обмена, выступая в роли антагониста АДГ. В опытах на крысах и собаках показано, что в физиологических дозах окситоцин выступает в роли эндогенного диуретика, избавляя организм от «лишней» воды. Окситоцин способен блоки­ровать продукцию эндогенного пирогена в мононуклеарыах, оказывая антипирогенный эф­фект, т. е. блокировать повышение температуры тела под влиянием пирогенов.

Таким образом, несомненно, дальнейшие исследования позволят уточнить роль оксито­цина, продуцируемого нейронами гипоталамуса, а также, как стало теперь известно, и дру­гими клетками, расположенными, например, в яичниках и матке.

ГОРМОНЫ ПОДЖЕЛУДОЧНОЙ ЖЕЛЕЗЫ

Клетки, продуцирующие гормоны, сконцентрированы в поджелудочной железе в виде островков, которые были открыты еще в 1869 году П. Лангергансом. Таких островков у взрослого человека насчитывается от 110 тысяч до 2 миллионов, но их общая масса не превы­шает 1,5 % от массы всей железы. Среди клеток островков имеются шесть различных ви­дов; каждый из них, вероятно, выполняет свою определенную функцию:

Таблица 4.

Вопрос о продукции других гормонов (липокаина, ваготонина, центропнеина) - пока остается открытым. Поджелудочная железа привлекает огромное внимание физиологов и врачей прежде всего благодаря тому, что она продуцирует инсулин - один из важнейших гормонов организма, регулирующий уровень сахара в крови. Недостаточность этого гормо­на приводит к развитию сахарного диабета - болезни, которой страдают ежегодно около 70 миллионов людей.

Инсулин. Первые сведения о нем были получены в 1889 г. - удалив у собаки поджелудоч­ную железу, Меринг и Минковски обнаружили, что на следующее утро после операции животное было все облеплено мухами. Они догадались, что моча собаки содержит сахар. В 1921 г. Бантинг и Бест выделили инсулин, который в последующем был использован для введения больным. За эти работы ученые были удостоены Нобелевской премии. В 1953 г. была расшифрована химическая структура инсулина.

Инсулин состоит из 51 аминокислотного остатка, объединенных в две субъединицы (А и В), которые связаны между собой двумя сульфидными мостиками. Наиболее близок по ами­нокислотному составу к инсулину человека инсулин свиньи. Молекула инсулина имеет вто­ричную и третичную структуры и содержит в своем составе цинк. О процессе синтеза инсу­лина подробно изложено выше. Секреторная активность В-клеток островков Лангерганса

повышается под влиянием парасимпатических воздействий (блуждающий нерв), а также при участии таких веществ как глюкоза, аминокислоты, кетоновые тела, жирные кислоты, гастрин, секретин, холецистокинин-панкреозимин, которые оказывают свой эффект через соответствующие специфические рецепторы В-клеток. Угнетают продукцию инсулина сим­патические воздействия, адреналин, норадреналин (за счет активации (3-адренорецепторов В-клеток) и гормон роста. Метаболизм инсулина происходит в печени и почках под влияни­ем фермента глютатион-инсулин-трансгидролазы.

Инсулиновые рецепторы находятся на поверхностной мембране клетбк-мишеней. При взаимодействии инсулина с рецептором образуется комплекс «гормон + рецептор»; он по­гружается в цитоплазму, где под влиянием лизосомальных ферментов расщепляется; сво­бодный рецептор вновь возвращается на поверхность клетки, а инсулин оказывает свой эффект. Основными клетками-мишенями для инсулина являются гепатоциты, миокардиоциты, миофибриллы, адипоциты, т.е. гормон оказывает свое действие преимущественно в печени, сердце, скелетных мышцах и жировой ткани. Инсулин увеличивает примерно в 20 раз проницаемость клеток-мишеней для глюкозы и ряда аминокислот и тем самым спо­собствует утилизации этих веществ клетками-мишенями. Благодаря этому возрастает син­тез гликогена в мышцах и печени, синтез белков в печени, мышцах и других органах, синтез жиров в печени и жировой ткани. Важно подчеркнуть, что нейроны мозга не являются клет­ками-мишенями для инсулина. Конкретные механизмы, посредством которых инсулин по­вышает проницаемость клеток-мишеней для глюкозы и аминокислот, до настоящего време­ни неясны.

Таким образом, основная функция инсулина - регуляция уровня глюкозы в крови, пре­дотвращение чрезмерного его повышения, т.е. гипергликемии. Принято считать, что нор­мальное содержание глюкозы в крови может варьировать от 3,9 до 6,7 ммоль/л (в среднем 5,5 ммоль/л) или от 0,7 до 1,2 г/л. При инсулиновой недостаточности уровень глюкозы в крови превышает 7 ммоль/л или 1,2 г/л, что расценивается как явление гипергликемии. Если концентрация глюкозы в крови становится выше 8,9 ммоль/л или выше 1,6 г/л, то возникает глюкозурия, так как почки не способны полностью реабсорбировать глюкозу, выходящую в первичную мочу. Это влечет за собой повышение диуреза: при сахарном диабете (мочеизнурении) диурез может достигать 5 л в сутки, а иногда 8-9 л в сутки.

Если продукция инсулина повышена, например, при инсулиноме, или при избыточном Поступлении в организм инсулина - лекарства, то уровень глюкозы в крови может стать ниже 2,2 ммоль/л или 0,4 г/л, что расценивается как гипогликемия; в этом случае часто развивается гипогликемическая кома. Она проявляется такими симптомами как головокру­жение, слабость, усталость, раздражительность, появление выраженного чувства голода, выделение холодного пота. В тяжелых случаях происходит нарушение сознания, речи, расширение зрачков, резкое падение артериального давления, ослабление деятельности сердца. Гипогликемическое состояние может возникнуть и на фоне нормальной деятельности поджелудочной железы в условиях интенсивной и длительной физической нагрузки, например, при соревнованиях в беге на длинные и сверхдлинные дистанции, при марафонским заплыве и т.д.

Особое внимание заслуживает сахарный диабет. В 30% случаев он обусловлен недостаточной продукцией инсулина В-клетками поджелудочной железы (инсулинозависимый са­харный диабет). В остальных случаях (инсулинонезависимый сахарный диабет) его развитие связано с либо с тем, что нарушен контроль секреции инсулина в ответ на естественные стимуляторы высвобождения инсулина, либо обусловлено снижением концентрации инсулиновых рецепторов в клетках-мишенях, например, в результате появления аутоантител к этим рецепторам. Инсулинозависимый сахарный диабет возникает в результате образования антител к антигенам островков поджелудочной железы, что сопровождается уменьше­нием количества активных В-клеток и тем самым - падением уровня продукции инсулина. Другой причиной могут стать вирусы гепатита Коксаки, повреждающие клетки. Появление инсулинонезависимого сахарного диабета обычно связано с избыточным употреблением

углеводов, жиров: переедание вначале вызывает гиперсекрецию инсулина, снижение кон­центрации инсулиновых рецепторов в клетках-мишенях, а в конечном итоге приводит к инсулинорезистентности. Известна также такая форма заболевания, как диабет беремен­ных. Мы склонны рассматривать его как результат нарушения регуляции продукции инсу­лина. Согласно нашим данным, при беременности возрастает содержание в крови эндогенно­го (3-адреномиметика, который за счет активации бетта-адренорецепторов В-клеток островков Лангерганса может ингибировать секрецию инсулина. Этому способствует также повыше­ние при беременности уровня в крови так называемого эндогенного сенсибилизатора бетта-адренорецепторов (ЭСБАР), т.е. фактора, увеличивающего (3-адренореактивность клеток-мишеней в сотни раз.

При любой форме сахарного диабета углеводы не могут использоваться для нужд энер­гетики печенью, скелетными мышцами, сердцем. Поэтому существенно меняется метабо­лизм организма - на энергетические нужды, в основном, используются жиры и белки. Это ведет к накоплению продуктов неполного окисления жиров - оксимасляной кислоты и ацетоуксусной кислоты (кетоновые тела), что может сопровождаться развитием ацидоза и диабетической комы. Изменение в обмене веществ приводит к поражению сосудов, нейро­нов мозга, к патологическим изменениям в различных органах и тканях, а тем самым - к существенному снижению здоровья человека и сокращению продолжительности его жиз­ни. Длительность течения заболевания, сложное и не всегда эффективное лечение - все это указывает на необходимость профилактики сахарного диабета. Рациональное питание и здоровый образ жизни - важнейшие компоненты такой профилактики.

Глюкагон. Его молекула состоит из 29 аминокислотных остатка. Продуцируется А-клетками островков Лангерганса. Секреция глюкагона возрастает при стресс-реакциях, а также под влиянием таких гормонов как нейротензин, вещество Р, бомбезин, гормон роста. Тормо­зят секрецию глюкагона секретин и гипергликемическое состояние. Физиологические эффек­ты глюкагона во многом идентичны эффектам адреналина: под его влиянием активируется гликогенолиз, липолиз и глюконеогенез. Известно, что в гепатоцитах под влиянием глюкаго­на (глюкагон + глюкагоновые рецепторы) повышается активность аденилатциклазы, что со­провождается ростом уровня цАМФ в клетке; под ее влиянием повышается активность про-теинкиназы, которая индуцирует переход фосфорилазы в активную форму; в итоге, повышается расщепление гликогена и, тем самым, возрастает уровень глюкозы в крови.

Таким образом, глюкагон совместно с адреналином и глюкокортикоидами способствует повышению уровня энергетических субстратов в крови (глюкоза, жирные кислоты), что необходимо в различных экстремальных состояниях организма.

Соматостатин. Он продуцируется Д (дельта)-клетками островков Лангерганса. Вероят­нее всего, гормон действует паракринно, т.е. влияет на соседние клетки островков, угнетая секрецию глюкагона и инсулина. Полагают, что соматостатин снижает выделение гастрина, панкреозимина, ингибирует процессы всасывания в кишечнике, тормозит активность желч­ного пузыря. Учитывая, что многие интестинальные гормоны активируют секрецию соматостатина, можно утверждать, что этот соматостатин служит для предотвращения чрез­мерной продукции гормонов, регулирующих функции ЖКТ.

В последние годы появились факты, свидетельствующие о том, что инсулин, глкжагон и соматостатин продуцируются не только в островках Лангерганса, но и за пределами пан­креатической железы, что указывает на важную роль этих гормонов в регуляции деятель­ности висцеральных систем и метаболизма тканей.

ГОРМОНЫ ЩИТОВИДНОЙ ЖЕЛЕЗЫ

Железа продуцирует йодсодержащие гормоны - тироксин (Т4) и трийодтиронин (Т3), а также -тирокальцитонин, имеющий отношение к регуляции уровня кальция в крови. В дан­ном разделе основное внимание уделено йодсодержащим гормонам щитовидной железы.

Еще в 1883 г. известный швейцарский хирург Кохер описал признаки умственной недо­статочности при гипофункции щитовидной железы, а в 1917 г. Кендалл выделил тироксин. За год до итого - в 1916 г. был предложен метод профилактики гипофункции щитовидной железы - прием йода (А.Меррине и Д. Кимбаль), который до настоящего времени не поте­рял своей актуальности.

Синтез Т3 и Т4 совершается в тироцитах из аминокислоты тирозина и йода, запасы кото­рого в щитовидной железе, благодаря ее удивительной способности захватывать его из кро­ви, создаются примерно на 10 недель. При недостатке йода в пищевых продуктах происходит компенсаторное разрастание ткани железы (зоб), позволяющее улавливать из крови даже следы йода. Хранение готовых молекул Т3 и Т4 осуществляется в просвете фолликула, куда гормоны выделяются из тироцитов в комплексе с глобулином (этот комплекс называется тироглобулином). Выброс в кровь гормонов щитовидной железы активируется тиреотропным гормоном (ТГГ) гипофиза, выделение которого контролируется тиролиберином гипо­таламуса. Под влиянием ТТГ (через систему аденилатциклазы) тироглобулины захватыва­ются тироцитами из просвета фолликула; в тироците с участием лиэосомальных ферментов от них отщепляются Т3 и Т4, которые затем попадают в кровь, захватываются тироксинсвя-зывающим глобулином и доставляются к клеткам-мишеням, где и оказывают соответствую­щие физиологические эффекты. При чрезмерной продукции Т3 и Т4 секреция тиролиберина и ТТГ тормозится, а при снижении в крови уровня йодсодержащих гормонов - наоборот, возрастает, что приводит к восстановлению необходимой концентрации Т3 и Т4 в крови (по механизму обратной связи). Выделение тиролиберина может возрастать при стресс-реакци­ях, при снижении температуры тела; торможение секреции тиролиберина вызывают Т3, Т4, гормон роста, кортиколиберин, а также норадреналин (при активации а-адренорецепторов).

Йодсодержащие гормоны щитовидной железы необходимы для нормального физичес­кого и интеллектуального развития ребенка (за счет регуляции синтеза различных белков). Они регулируют чувствительность тканей к катехоламинам, в том числе к медиаторному норадреналину (за счет изменения концентрации а- и Р-адренорецепторов); это проявляет­ся в усилении влияния симпатической системы на деятельность сердечно-сосудистой систе­мы и других органов. Т3 и Т4 также повышают уровень основного обмена - увеличивают термогенез, что, вероятно, обусловлено разобщением окислительного фосфорилирования в митохондриях.

Основной механизм действия Т3 и Т4 объясняется следующим образом. Гормон прохо­дит внутрь клетки-мишени, соединяется с тирорецептором, образуя комплекс. Этот ком­плекс проникает в ядро клетки и вызывает экспрессию соответствующих генов, в результа­те чего активируется синтез белков, необходимых для физического и интеллектуального развития, а также синтез Р-адренорецепторов и других белков.

Патология щитовидной железы - достаточно распространенное явление. Она может проявляться избыточным выделением йодсодержащих гормонов (гипертироз или тиротоксикоз) или, наоборот, недостаточным выделением их (гипотироз). Гипертироз возникает при различных формах зоба, при аденоме щитовидной железы, тироидитах, раке шитовид-вой железы, при приеме тиреоидных гормонов. Он проявляется такими симптомами, как иовышенная температура тела, исхудание, тахикардия, повышение умственной и физичес­кой активности, пучеглазие, мерцательная аритмия, повышение уровня основного обмена. Важно отметить, что среди причин, вызывающих гипертироз, большой удельный вес зани­мает патология иммунной системы, в том числе появление тироидстимулирующих антител, они по своему эффекту подобны ТТГ), а также появление аутоантител к тироглобулину.

Гипотироз возникает при патологии щитовидной железы, при недостаточной продукции ТТГ или тиролиберина, при появлении в крови аутоантител против Т3 и Т4, при снижении в легких -мишенях концентрации тирорецепторов. В детском возрасте это проявляется в слабоумии (кретинизме), низкорослости (карликовости), т.е. в выраженной задержке физического и умственного развития. У взрослого человека гипотироз проявляется такими симптомами как снижение основного обмена, температуры, теплопродукции, накопление продуктов об-

мена в тканях (это сопровождается нарушением функции ЦНС, эндокринной системы, желу-дочно-кишечиого тракта), слизистый отек тканей и органов, слабость, утомляемость, сонли­вость, снижение памяти, заторможенность, апатичность, нарушение работы сердца, наруше­ние фертильности. При резком снижении в крови уровня йодсодержащих гормонов может развиться гипотироидная кома, которая проявляется резко выраженным снижением функции ЦНС, прострацией, нарушением дыхания и деятельности сердечно-сосудистой системы.

В тех регионах, где в почве снижено содержание йода и с пищей йод поступает в малых количествах (менее 100 мкг/сутки), часто развивается зоб - разрастание ткани щитовид­ной железы, т.е. компенсаторное ее увеличение. Это заболевание называется эндемическим зобом. Оно может протекать на фоне нормальной продукции Т3 и Т4 (эутироидный зоб), либо на фоне гиперпродукции (токсический зоб) или в условиях Т3-Т4-недостаточности (гипотироидный зоб). Общепризнанно, что применение в пищу йодированной соли (для получения суточной дозы йода, равной 180-200 мкг) является достаточно надежным мето­дом профилактики эндемического зоба.

КАЛЫЩЙРЕГУЛИРУЮЩИЕ ГОРМОНЫ

Паратгормон продуцируется в паращитовидных железах. Он состоит из 84 аминокис­лотных остатков. Гормон действует на клетки-мишени, расположенные в костях, кишечни­ке и почках, в результате чего уровень кальция в крови не снижается меньше 2,25 ммоль/л. Известно, что при взаимодействии паратгормона с соответствующими рецепторами остео­кластов повышается активность аденилатциклазы, что приводит к увеличению внутрикле­точной концентрации цАМФ, активации протеинкиназы и, тем самым, к росту функциональной активности остеокластов. В результате резорбции кальций выходит из кости, в результате чего повышается его содержание в крови. В энтероцитах паратгормон совместно с витами­ном Д3 усиливает синтез кальцийтранспортирующего белка, что облегчает всасывание каль­ция в кишечнике. Действуя на эпителий почечных канальцев, паратгормон повышает реабсорбцию кальция из первичной мочи, что также способствует повышению уровня кальция в крови. Предполагают, что регуляция секреции паратгормона осуществляется по механизму обратной связи: если уровень кальция в крови ниже 2,25 ммоль/л, то продукция гормона будет автоматически возрастать, если больше 2,25 ммоль/л - она будет тормозиться.

Известны явления гиперпаратироза и гипопаратироза. Гиперпаратироз представляет собой увеличение продукции паратгормона, которое может возникать при опухолях паращитовидной железы. Проявляется декальцинозом костей, чрезмерной подвижностью сус­тавов, гиперкальциемией, симптомами мочекаменной болезни. Противоположное явление (недостаточная продукция гормона) может возникнуть как результат появления аутоантител к паращитовидной железе, либо возникает после оперативного вмешательства на щито­видной железе. Проявляется резким снижением уровня кальция в крови, нарушением функ­ции ЦНС, судорогами, вплоть до летального исхода.

Кальцитонин, или тирокальцитонин, состоит из 32 аминокислотных остатков, продуци­руется в щитовидной железе, а также в паращитовидной железе и в клетках АПУД-системы. Его физиологическое значение состоит в том, что он не «позволяет» повышаться уров­ню кальция в крови выше 2,55 ммоль/л. Механизм действия этого гормона заключается в том, что в костях он угнетает активность остеобластов, а в почках подавляет реабсорбцию кальция и, таким образом, являясь антагонистом паратгормона, он препятствует чрезмер­ному увеличению уровню кальция в крови.

1.25-дигидроксихолекальциферол - еще один гормон, участвующий в регуляции уров­ня кальция в крови. Он образуется из витамина Д3 (холекальциферол). На первом этап (в печени) из витамина Д3 образуется 25-гидроксихолекальциферол, а на втором (в почках) - 1.25-дигидроксихолекальциферол. Гормон способствует образованию в кишечнике каль­цийтранспортирующего белка, необходимого для всасывания кальция в кишечнике, а так­же активирует процессы мобилизации кальция из костей. Таким образом, метаболит вита­мина Д3 является синергистом паратгормона.

Гормоны вазопрессин и окситоцин синтезируются рибосомальным путем, причем одновременно в гипоталамусе синтезируются 3 белка: нейрофизин I, II и III, функция которых заключается в нековалентном связывании окситоцина и вазопрессина и транспорте этих гормонов в нейросекреторные гранулы гипоталамуса. Далее в виде комплексов нейрофизин–гормон они мигрируют вдоль аксона и достигают задней доли гипофиза, где откладываются про запас; после диссоциации комплекса свободный гормонсекретируется в кровь. Нейрофизины также выделены в чистом виде, и выяснена первичная структура двух из них (92 из 97 аминокислотных остатков соответственно); это богатые цистеином белки, содержащие по семь дисульфидных связей.

Химическое строение обоих гормонов было расшифровано классическими работами В. дю Виньо и сотр., впервые выделивших эти гормоны из задней доли гипофиза и осуществивших их химический синтез. Оба гормона представляют собой нонапептиды следующего строения:

Вазопрессин отличается от окситоцина двумя аминокислотами: он содержит в положении 3 от N-концафенилаланин вместо изолейцина и в положении 8 – аргинин вместо лейцина. Указанная последовательность 9 аминокислот характерна для вазопрессина человека, обезьяны, лошади, крупного рогатого скота, овцы и собаки. В молекуле вазопрессина из гипофиза свиньи вместо аргинина в положении 8 содержится лизин, отсюда название «лизин-вазопрессин». У всех позвоночных, за исключением млекопитающих, идентифицирован, кроме того, вазотоцин. Этот гормон, состоящий из кольца с S-S мостиком окситоцина и боковой цепью вазопрессина, был синтезирован химически В. дю Виньо задолго до выделения природного гормона. Высказано предположение, что эволю-ционно все нейрогипофизарныегормоны произошли от одного общего предшественника, а именно аргинин-вазотоцина, из которого путем одиночных мутаций триплетов генов образовались модифицированные гормоны.

Основной биологический эффект окситоцина у млекопитающих связан со стимуляцией сокращения гладких мышц матки при родах и мышечных волокон вокруг альвеол молочных желез, что вызывает секрециюмолока. Вазопрессин стимулирует сокращение гладких мышечных волокон сосудов, оказывая сильное вазопрессорное действие, однако основная роль его в организме сводится к регуляции водного обмена, откуда его второе название антидиуретического гормона. В небольших концентрациях (0,2 нг на 1 кг массы тела) вазопрессин оказывает мощное антидиуретическое действие – стимулирует обратный ток воды черезмембраны почечных канальцев. В норме он контролирует осмотическое давление плазмы крови и водный баланс организма человека. При патологии, в частности атрофии задней доли гипофиза, развивается несахарный диабет – заболевание, характеризующееся выделением чрезвычайно больших количествжидкости с мочой. При этом нарушен обратный процесс всасывания воды в канальцах почек.

Относительно механизма действия нейрогипофизарных гормонов известно, что гормональные эффекты, в частности вазопрессина, реализуются

Меланоцитстимулирующие гормоны (МСГ, меланотропины)

Меланотропины синтезируются и секретируются в кровь промежуточной долей гипофиза. Выделены и расшифрованы первичные структуры двух типов гормонов – α- и β-меланоцитстимулирующие гормоны (α-МСГ и β-МСГ). Оказалось, что у всех обследованных животных α-МСГ состоит из 13 остатков аминокислот, расположенных в одинаковой последовательности:

СН 3 -СО-NH-Сер–Тир–Сер–Мет–Глу–Гис–Фен–Арг–Трп–Гли–Лиз–

–Про–Вал-СО-NН 2

В α-МСГ N-концевой серин ацетилирован, а С-концевая аминокислота представлена валинамидом.

Состав и структура β-МСГ оказались более сложными. У большинства животных молекула β-МСГ состоит из 18 остатков аминокислот; кроме того, имеются видовые различия, касающиеся природы аминокислоты в положениях 2, 6 и 16 полипептидной цепи гормона. β-МСГ, выделенный из промежуточной доли гипофизачеловека, оказался 22-членным пептидом, удлиненным на 4 аминокислотных остатка с N-конца:

Н-Ала–Глу–Лиз–Лиз–Асп–Глу–Гли–Про–Тир–Aрг–Мет–Глу–Гис–Фен– –Арг–Трп–Гли–Сер–Про–Про–Лиз–Асп-ОН

Физиологическая роль меланотропинов заключается в стимулировании меланиногенеза у млекопитающих и увеличении количества пигментных клеток (меланоцитов) в кожных покровах земноводных. Возможно также влияние МСГ на окраску меха и секреторную функцию сальных желез у животных.

Адренокортикотропный гормон (АКТГ, кортикотропин)

Еще в 1926 г. было установлено, что гипофиз оказывает стимулирующее влияние на надпочечники, повышаясекрецию гормонов коркового вещества. Накопленные к настоящему времени данные свидетельствуют, что этим свойством наделен АКТГ, вырабатываемый базофильными клетками аденогипофиза. АКТГ, помимо основного действия – стимуляции синтеза и секреции гормонов коры надпочечников, обладает жиромобилизующей и меланоцитстимулирующей активностью.

Молекула АКТГ у всех видов животных содержит 39 аминокислотных остатков. Первичная структура АКТГсвиньи и овцы была расшифрована еще в 1954–1955 гг. Приводим уточненное строение АКТГ человека:

Н-Сер–Тир–Сер–Мет–Глу–Гис–Фен–Арг–Трп–Гли–Лиз–Про–Вал–Гли–

–Лиз–Лиз–Aрг–Aрг–Про–Вал–Лиз–Вал–Тир–Про–Асп–Ала–Гли–Глу–

–Асп–Глн–Сер–Ала–Глу–Ала–Фен–Про–Лей–Глу–Фен-ОН

Различия в структуре АКТГ овцы, свиньи и быка касаются только природы 31-го и 33-го остатковаминокислот, однако все они наделены почти одинаковой биологической активностью, как и АКТГ гипофизачеловека. В молекуле АКТГ, как и других белковых гормонов, хотя и не открыты активные центры наподобиеактивных центров ферментов, однако предполагается наличие двух активных участков пептидной цепи, один из которых ответствен за связывание с соответствующим рецептором, другой – за гормональный эффект.

Данные о механизме действия АКТГ на синтез стероидных гормонов свидетельствуют о существенной роли аденилатциклазной системы. Предполагают, что АКТГ вступает во взаимодействие со специфическимирецепторами на внешней поверхности клеточной мембраны (рецепторы представлены белками в комплексе с другими молекулами, в частности с сиаловой кислотой). Сигнал затем передается на ферментаденилатцикла-зу, расположенную на внутренней поверхности клеточной мембраны, которая катализирует распад АТФ и образование цАМФ. Последний активирует протеинкиназу, которая в свою очередь с участиемАТФ осуществляет фосфорилирование холинэстеразы, превращающей эфиры холестерина в свободныйхолестерин, который поступает в митохондрии надпочечников, где содержатся все ферменты, катализирующие превращение холестерина в кортикостероиды.

Соматотропный гормон (СТГ, гормон роста, соматотропин)

Гормон роста был открыт в экстрактах передней доли гипофиза еще в 1921 г., однако в химически чистом виде получен только в 1956–1957 гг. СТГ синтезируется в ацидофильных клетках передней доли гипофиза;концентрация его в гипофизе составляет 5–15 мг на 1 г ткани, что в 1000 раз превышает концентрациюдругих гормонов гипофиза. К настоящему времени полностью выяснена первичная структура белковоймолекулы СТГ человека, быка и овцы. СТГ человека состоит из 191 аминокислоты и содержит дведисульфидные связи; N- и С-концевые аминокислоты представлены фенилаланином.

СТГ обладает широким спектром биологического действия. Он влияет на все клетки организма, определяя интенсивность обмена углеводов, белков, липидов и минеральных веществ. Он усиливает биосинтез белка,ДНК, РНК и гликогена и в то же время способствует мобилизации жиров из депо и распаду высших жирных кислот и глюкозы в тканях. Помимо активации процессов ассимиляции, сопровождающихся увеличением размеров тела, ростом скелета, СТГ координирует и регулирует скорость протекания обменных процессов. Кроме того, СТГ человека и приматов (но не других животных) обладает измеримой лактогеннойактивностью. Предполагают, что многие биологические эффекты этого гормона осуществляются через особый белковый фактор, образующийся в печени под влиянием гормона. Этот фактор был назван сульфирующим или тимидиловым, поскольку он стимулирует включение сульфата в хрящи, тимидина – вДНК, уридина – в РНК и пролина – в коллаген. По своей природе этот фактор оказался пептидом с мол. массой 8000. Учитывая его биологическую роль, ему дали наименование «соматомедин», т.е. медиатордействия СТГ в организме.

СТГ регулирует процессы роста и развития всего организма, что подтверждается клиническими наблюдениями. Так, при гипофизарной карликовости (патология, известная в литературе как пангипопитуитаризм; связана с врожденным недоразвитием гипофиза) отмечается пропорциональное недоразвитие всего тела, в том числе скелета, хотя существенных отклонений в развитии психической деятельности не наблюдается. У взрослого человека также развивается ряд нарушений, связанных с гипо- или гиперфункцией гипофиза. Известно заболевание акромегалия (от греч. akros – конечность, megas – большой), характеризующееся непропорционально интенсивным ростом отдельных частей тела, например рук, ног, подбородка, надбровных дуг, носа, языка, и разрастанием внутренних органов. Болезнь вызвана, по-видимому, опухолевым поражением передней доли гипофиза.

Лактотропный гормон (пролактин, лютеотропный гормон)

Пролактин считается одним из наиболее «древних» гормонов гипофиза, поскольку его удается обнаружить вгипофизе низших наземных животных, у которых отсутствуют молочные железы, а также получить лактогенный эффект у млекопитающих. Помимо основного действия (стимуляция развития молочных желези лактации), пролактин имеет важное биологическое значение – стимулирует рост внутренних органов,секрецию желтого тела (отсюда его второе название «лютеотропный гормон»), оказывает рено-тропное, эритропоэтическое и гипергликемическое действие и др. Избыток пролактина, образующийся обычно при наличии опухолей из секретирую-щих пролактин клеток, приводит к прекращению менструаций (аменорея) и увеличению молочных желез у женщин и к импотенции – у мужчин.

Расшифрована структура пролактина из гипофиза овцы, быка и человека. Это крупный белок, представленный одной полипептидной цепью с тремя дисульфидными связями, состоящий из 199 аминокислотных остатков. Видовые отличия в последовательности аминокислот касаются по существу 2–3 аминокислотных остатков. Раньше оспаривалось мнение о секреции лактотропина в гипофизе человека, поскольку предполагали, что его функцию якобы выполняет соматотропин. В настоящее время получены убедительные доказательства существования пролактина человека, хотя в гипофизе его содержится значительно меньше, чем гормона роста. В крови женщин уровень пролактина резко повышается перед родами: до 0,2 нг/л против 0,01 нг/л в норме.

Тиреотропный гормон (ТТГ, тиротропин)

В отличие от рассмотренных пептидных гормонов гипофиза, представленных в основном одной полипептидной цепью, тиротропин является сложным гликопротеином и содержит, кроме того, по две α- и β-субъединицы, которые в отдельности биологической активностью не обладают: мол. масса его около 30000.

Тиротропин контролирует развитие и функцию щитовидной железы и регулирует биосинтез и секрецию вкровь тиреоидных гормонов. Полностью расшифрована первичная структура α- и β-субъединиц тиротропина быка, овцы и человека: α-субъединица, содержащая 96 аминокислотных остатков, имеет одинаковуюаминокислотную последовательность во всех изученных ТТГ и во всех лютеинизирующих гормонах гипофиза; β-субъеди-ница тиротропина человека, содержащая 112 аминокислотных остатков, отличается от аналогичного полипептида в ТТГ крупного рогатого скота аминокислотными остатками и отсутствием С-концевого метионина. Поэтому многие авторы специфические биологические и иммунологические свойствагормона объясняют наличием β-субъединицы ТТГ в комплексе с α-субъединицей. Предполагают, что действие тиротропина осуществляется, подобно действию других гормонов белковой природы, посредством связывания со специфическими рецепторами плазматических мембран и активирования аденилатциклазной системы (см. далее).

Липотропные гормоны (ЛТГ, липотропины)

Среди гормонов передней доли гипофиза, структура и функция которых выяснены в последнее десятилетие, следует отметить липотропины, в частности β- и γ-ЛТГ. Наиболее подробно изучена первичная структура β-липо-тропина овцы и свиньи, молекулы которого состоят из 91 аминокислотного остатка и имеют существенные видовые различия в последовательности аминокислот. К биологическим свойствам β-липотропина относятся жиро-мобилизующее действие, кортикотропная, меланоцитстимулирующая и ги-покальциемическая активность и, кроме того, инсулиноподобный эффект, выражающийся в повышении скорости утилизации глюкозы в тканях. Предполагают, что липотропный эффект осуществляется через систему аденилатциклаза–цАМФ–протеинкиназа, завершающей стадией действия которой являетсяфосфорилирование неактивной триацилглицерол-липазы. Этот фермент после активирования расщепляетнейтральные жиры на диацилглицерол и высшую жирную кислоту (см. главу 11).

Перечисленные биологические свойства обусловлены не β-липотропи-ном, оказавшимся лишенным гормональной активности, а продуктами его распада, образующимися при ограниченном протеолизе. Оказалось, что в ткани мозга и в промежуточной доле гипофиза синтезируются биологически активныепептиды, наделенные опиатоподобным действием. Приводим структуры некоторых из них:

Общим типом структуры для всех трех соединений является тетра-пептидная последовательность на N-конце. Доказано, что β-эндорфин (31 АМК) образуется путем протеолиза из более крупного гипофизарногогормона β-липотропина (91 АМК); последний вместе с АКТГ образуется из общего предшественника – прогормона, названного проопиокортином (является, таким образом, препрогормоном), имеющиммолекулярную массу 29 кДа и насчитывающим 134 аминокислотных остатка. Биосинтез и освобождение проопиокортина в передней доле гипофиза регулируется кортиколиберином гипоталамуса. В свою очередь из АКТГ и β-липо-тропина путем дальнейшего процессинга, в частности ограниченного про-теолиза, образуются соответственно α- и β-меланоцитстимулирующие гормоны (α- и β-МСГ). С помощью техникиклонирования ДНК, а также метода определения первичной структуры нуклеиновых кислот Сенджера в ряде лабораторий была раскрыта нуклеотидная последовательность мРНК–предшественника проопиокортина. Эти исследования могут служить основой для целенаправленного получения новых биологически активных гормональных лечебных препаратов.

Ниже представлены пептидные гормоны, образующиеся из β-липотро-пина путем специфическогопротеолиза.

Учитывая исключительную роль β-липотропина как предшественника перечисленных гормонов, приводим первичную структуру β-липотропина свиньи (91 аминокислотный остаток):

Н–Глу–Лей–Ала–Гли–Ала–Про–Про–Глу–Про–Ала–Aрг–Асп–Про–Глу– –Ала–Про–Ала–Глу–Гли–Ала–Ала–Ала–Aрг–Ала–Глу–Лей–Глу–Тир– –Гли–Лей–Вал–Ала–Глу–Ала–Глу–Ала–Ала–Глу–Лиз–Лиз–Асп–Глу– –Гли–Про–Тир–Лиз–Мет–Глу–Гис–Фен–Арг–Трп–Гли–Сер–Про–Про– –Лиз–Асп–Лиз–Aрг–Тир–Гли–Гли–Фен–Мет–Тре–Сер–Глу–Лиз–Сер– –Глн–Тре–Про–Лей–Вал–Тре–Лей–Фен–Лиз–Асн–Ала–Иле–Вал–Лиз– –Асн–Ала–Гис–Лиз–Лиз–Гли–Глн–ОН

Повышенный интерес к указанным пептидам, в частности энкефалинам и эндорфинам, диктуется их необычайной способностью, подобно морфину, снимать болевые ощущения. Эта область исследования – поиск новых природных пептидных гормонов и(или) их направленный биосинтез – является интересной и многообещающей для развития физиологии, нейробиологии, неврологии и клиники.

ГОРМОНЫ ПАРАЩИТОВИДНЫХ ЖЕЛЕЗ (ПАРАТГОРМОНЫ)

К гормонам белковой природы относится также паратиреоидный гормон (паратгормон), точнее, группапаратгормонов, различающихся последовательностью аминокислот. Они синтезируются паращитовиднымижелезами. Еще в 1909 г. было показано, что удаление паращитовидных желез вызывает у животных тетанические судороги на фоне резкого падения концентрации кальция в плазме крови; введение солейкальция предотвращало гибель животных. Однако только в 1925 г. из паращитовидных желез был выделен активный экстракт, вызывающий гормональный эффект – повышение содержания кальция в крови. Чистыйгормон был получен в 1970 г. из паращитовидных желез крупного рогатого скота; тогда же была определена его первичная структура. Выяснено, что паратгормон синтезируется в виде предшественника (115 аминокислотных остатков) пропарат-гормона, однако первичным продуктом гена оказался препропарат-гормон, содержащий дополнительно сигнальную последовательность из 25 аминокислотных остатков.Молекула паратгормона быка содержит 84 аминокислотных остатка и состоит из одной полипептидной цепи.

Выяснено, что паратгормон участвует в регуляции концентрации катионов кальция и связанных с нимианионов фосфорной кислоты в крови. Как известно, концентрация кальция в сыворотке крови относится к химическим константам, суточные колебания ее не превышают 3–5% (в норме 2,2– 2,6 ммоль/л). Биологически активной формой считается ионизированный кальций, концентрация его колеблется в пределах 1,1–1,3 ммоль/л. Ионы кальция оказались эссенциальными факторами, не заменимыми другимикатионами для ряда жизненно важных физиологических процессов: мышечное сокращение, нервно-мышечное возбуждение, свертывание крови, проницаемость клеточных мембран, активность рядаферментов и т.д. Поэтому любые измененния этих процессов, обусловленные длительным недостаткомкальция в пище или нарушением его всасывания в кишечнике, приводят к усилению синтеза паратгормона, который способствует вымыванию солей кальция (в виде цитратов и фосфатов) из костной ткани и соответственно к деструкции минеральных и органических компонентов костей.

Другой орган-мишень паратгормона – это почка. Паратгормон уменьшает реабсорбцию фосфата вдистальных канальцах почки и повышает канальце-вую реабсорбцию кальция.

Следует указать, что в регуляции концентрации Са 2+ во внеклеточной жидкости основную роль играют тригормона: паратгормон, кальцитонин, синтезируемый в щитовидной железе (см. далее), и кальцитриол – производное D 3 (см. главу 7). Все три гормона регулируют уровень Са 2+ , но механизмы их действия различны. Так, главная роль кальцитрио-ла заключается в стимулировании всасывания Са 2+ ифосфата в кишечнике, причем против концентрационного градиента, в то время как паратгормонспособствует выходу их из костной ткани в кровь, всасыванию кальция в почках и выделению фосфатов смочой. Менее изучена роль кальцитонина в регуляции гомеостаза Са 2+ в организме. Следует отметить также, что кальцитриол по механизму действия на клеточном уровне аналогичен действию стероидных гормонов (см. ниже).

Считается доказанным, что физиологическое влияние паратгормона на клетки почек и костной тканиреализуется через систему аденилатциклаза-цАМФ (см. далее).