Роль гипоталамуса и кортикотропин-рилизинг-гормона
Центральным звеном, запускающим каскад реакций гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой оси, выступает кортикотропин-рилизинг-гормон (КРГ). Выработка этого регулятора происходит в специализированных нейросекреторных клетках гипоталамуса. Сигналом для начала их работы служит активность структур центральной нервной системы, среди которых ведущее значение принадлежит лимбической системе.
Достигая передней доли гипофиза (аденогипофиза), КРГ воздействует на специфические клетки и стимулирует выработку крупного белка-предшественника — проопиомеланокортина. Эта сложная молекула в дальнейшем подвергается ферментативному расщеплению, в результате чего образуется сразу несколько биологически активных веществ:
- Адренокортикотропный гормон (АКТГ);
- Меланоцитстимулирующий гормон;
- $\beta$-эндорфин и некоторые другие пептиды.
Функции КРГ не ограничиваются влиянием на гипофиз. В центральной нервной системе он выступает в роли нейротрансмиттера и нейромодулятора. Кроме того, этот гормон активно участвует в центральной регуляции вегетативных функций организма, в частности, вызывая активацию симпатического отдела вегетативной нервной системы.
Адренокортикотропный гормон (АКТГ): секреция и механизмы
Секреция АКТГ имеет четко выраженный суточный (циркадный) ритм. Выделение гормона начинает увеличиваться вскоре после засыпания человека, а своих пиковых, максимальных значений его концентрация в крови достигает непосредственно перед пробуждением.
Регуляция уровня АКТГ: На выработку этого гормона влияет сложный комплекс стимулирующих и тормозящих факторов. Стимуляторами секреции выступают:
- КРГ (является основным и наиболее мощным активатором);
- Антидиуретический гормон (он же АДГ или вазопрессин);
- Норадреналин;
- Ангиотензин II.
Ингибиторами, подавляющими выработку АКТГ, являются соматостатин и кортизол. Действие кортизола реализуется по классическому механизму отрицательной обратной связи: повышение его концентрации тормозит синтез и дальнейшую секрецию АКТГ гипофизом.
Механизм действия и эффекты: АКТГ связывается с мембранными рецепторами на поверхности клеток-мишеней. Эти рецепторы ассоциированы с G-белком, и их активация приводит к запуску внутриклеточного сигнального пути с участием аденилатциклазной системы.
Физиологические эффекты АКТГ делятся на две категории:
- Надпочечниковые эффекты: главное действие гормона направлено на стимуляцию клеток пучковой зоны коры надпочечников, что приводит к мощному усилению синтеза и секреции глюкокортикоидов. В значительно меньшей степени АКТГ способен стимулировать клубочковую зону (повышая выработку минералокортикоидов) и сетчатую зону (усиливая синтез андрогенов).
- Вненадпочечниковые эффекты: АКТГ напрямую стимулирует процессы расщепления жиров (липолиз), а также способствует повышению синтеза меланина, что внешне проявляется усилением пигментации кожных покровов.
Структура и гормоны коры надпочечников
Кора надпочечников морфологически и функционально подразделяется на три отдельные зоны. Каждая из этих структурных единиц специализируется на производстве строго определенного класса гормонов:
- Клубочковая зона: располагается наиболее поверхностно и отвечает за синтез минералокортикоидов. Главным представителем этой группы является альдостерон, регулирующий водно-солевой обмен.
- Пучковая зона: занимает среднюю и самую обширную часть коры. Здесь происходит синтез глюкокортикоидов, среди которых ключевую роль играет кортизол.
- Сетчатая зона: прилегает к мозговому веществу надпочечников и является местом синтеза мужских половых гормонов — андрогенов.
Биохимические особенности и рецепция: Несмотря на разнообразие вырабатываемых веществ, вся стероидогенная активность коры надпочечников базируется на едином биохимическом предшественнике. Абсолютно все гормоны коры образуются из холестерина при участии специфических ферментативных систем, которые последовательно модифицируют молекулу.
Поскольку гормоны коры надпочечников относятся к стероидам, они легко проникают через клеточные мембраны клеток-мишеней. Поэтому для всех стероидных гормонов характерны внутриклеточные (ядерные) рецепторы. После связывания гормона с рецептором внутри клетки происходит активация процессов транскрипции определенных генов, что запускает синтез новых белков и реализацию физиологического эффекта.
Коротко: ответы на вопросы по теме
Каковы основные физиологические эффекты кортизола?
Эффекты кортизола как глюкокортикоида многообразны: рецепторы к глюкокортикоидам присутствуют практически во всех клетках организма, поэтому они прямо или опосредованно регулируют почти все составляющие обмена веществ и участвуют в адаптации к хроническому стрессу. Основные эффекты:
- Углеводный обмен — повышает уровень глюкозы в крови, стимулирует глюконеогенез в печени, подавляет утилизацию глюкозы тканями.
- Белковый и жировой обмен — усиливает распад белков в скелетных мышцах, соединительной, костной и лимфоидной тканях, усиливает липолиз; совместно с эффектами инсулина способствует повышению липогенеза в верхней части туловища, на шее и лице.
- Минеральный обмен — в высоких концентрациях взаимодействует с рецепторами минералокортикоидов, повышает реабсорбцию Na⁺ и H₂O в почечных канальцах, усиливает выведение K⁺.
- Кровь, иммунная система и воспаление — понижает количество эозинофилов, базофилов и лимфоцитов в крови, ослабляет клеточный иммунитет, при длительном терапевтическом воздействии — и гуморальный; в высоких дозах действует как иммунодепрессант, оказывает антиаллергические эффекты и тормозит воспалительные процессы.
- Нервная и эндокринная системы — стимулирует синтез катехоламинов, в первую очередь адреналина, в мозговом веществе надпочечников; повышает чувствительность адренорецепторов к катехоламинам, повышает сенсорную чувствительность и возбудимость ЦНС.
Каков механизм действия альдостерона?
Механизм действия альдостерона заключается в индукции синтеза транспортных белков в почках (дистальные извитые канальцы и собирательные трубочки). Основным молекулярным механизмом является стимуляция экспрессии гена $Na^+$-$K^+$-АТФазы. Это приводит к усилению активной реабсорбции ионов натрия из первичной мочи с одновременным усилением выведения почками ионов калия ($K^+$), водорода ($H^+$) и аммония. Задержка натрия повышает концентрацию солей в крови, что стимулирует выделение антидиуретического гормона (АДГ) и приводит к задержке воды в организме.
Для запоминания зон и их гормонов используйте ассоциацию: «Клубочек соли, пучок сахара, сетка пола» (Клубочковая зона — минералокортикоиды, Пучковая — глюкокортикоиды, Сетчатая — андрогены).
Вопросы с занятий и экзамена
Как кортизол влияет на уровень АКТГ?
Кортизол регулирует уровень АКТГ по принципу отрицательной обратной связи. При повышении концентрации кортизола в крови он тормозит синтез и секрецию АКТГ гипофизом.
Что является общим предшественником для кортизола и альдостерона?
Единым биохимическим предшественником для всех стероидных гормонов коры надпочечников, включая кортизол и альдостерон, является холестерин.
Почему при избытке АКТГ усиливается пигментация кожи?
АКТГ не только образуется из общего предшественника с меланоцитстимулирующим гормоном (проопиомеланокортина), но и сам обладает вненадпочечниковым эффектом — стимулирует синтез меланина в коже.
Где располагаются рецепторы к гормонам коры надпочечников?
Рецепторы для всех стероидных гормонов являются внутриклеточными (ядерными). Гормоны проникают внутрь клетки и активируют транскрипцию целевых генов.
Что ещё разобрать по теме
- Механизмы работы аденилатциклазной системы при передаче сигнала от АКТГ
- Процесс протеолитического расщепления проопиомеланокортина в аденогипофизе
- Специфические ферментативные системы, участвующие в превращении холестерина в стероиды
- Взаимосвязь между кортикотропин-рилизинг-гормоном и симпатическим отделом вегетативной нервной системы
Разберите тему целиком в курсе «Физиология»
Здесь — выжимка. В курсе — всё, что спрашивают на занятии и экзамене.
- Полная методичка по теме «Гормоны коры надпочечников и АКТГ» и ещё 4 085 страниц предмета
- Задания и тесты после каждой темы — как на коллоквиуме
- AI-тьютор ответит на вопрос по теме в любое время
- 112 видеоуроков по предмету
Другие темы раздела «Гормональная регуляция физиологических функций»
Бесплатные видеоуроки: физиологияКороткие уроки с конспектами — без регистрации.
Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.