Тема 3 Гіпоталамічна регуляція 1 План 1

Тема 3 Гіпоталамічна регуляція 1

План: 1. Родина нейропептидів – ліберинів і статинів гіпоталамуса. 2. Родина вазопресину та окситоцину 3. Анатомічна структура епіфізу. 4. Основні гормони епіфізу. 5. Метаболізм мелатоніну. Питання до самостійного опрацювання: Історія дослідження мелатоніну 2

Рекомендована література Основна 1. Балаболкин М. И. Эндокринология. – М. : Универсум паблишинг, 1998. – 881 с. 2. Бернштейн Л. М. Гормональный канцерогенез. – СПб: Наука, 2000. – 199 с. 3. Благосклонная Я. В. , Шляхто Е. В. , Бабенко А. Ю. Эндокринология. Учебник для медицинских вузов. – Изд-во: Спецлит, 2004. – 400 с. 4. Ендокринологія. підручник / За ред. Єфімова А. С. – К. : Вища школа, 2004. – 494 с. 5. Йен С. С. К. , Джаффе Р. Б. Репродуктивная эндокринология. В 2 т. Пер. с англ. М. , Медицина; 1998. 6. Крутецкая З. И. , Лебедев О. Е. , Курилова Л. С. Механизмы внутриклеточной сигнализации. – СПб. : Из-во СПетерб. ун-та, 2003. – 208 с. 7. Мушкамбаров Н. Н. , Кузнєцов С. Л. Молекулярная биология. -М. : ООО «Медицинское информационное агентство» , 2003. – 287 с. 8. Остапченко Л. І. Гормональна регуляція обміну речовин і функцій організму. – К. : ВПЦ “Київський університет”, 2003. 9. Розен В. Б. Основы эндокринологии. – М. : Изд-во МГУ, 1994. – С. 384. 10. Larsen P. R. et al. (eds. ) Williams Textbook of Endocrinology, 10 th Ed. Elsevier Science, Saunders, Philadelphia; 2003. Додаткова 1. Антипенко А. А. , Дегтярев Ю. Г. , Казбанов В. В. , Песоцкая Я. А. , Спринджук М. В. , Ярош Н. В. , Рожнова Л. Э. , Цвикевич В. В. , Семак И. В. , Кульчицкий В. А. Нарушение циркадианных механизмов контроля ноцицептивных рефлексов после экстирпации верхних шейных симпатических ганглиев у крыс // Новости медико-биологическихнаук (News of Biomedical Sciences). – 2004. – № 4. – С. 30– 33. 2. Арушанян Э. Б. Гормон эпифиза мелатонин – новое ноотропное средство? //Эксперим. и клин. фармакология. – 2005. – Т. 68, № 3. – С. 74– 79. 3. Гриффин Дж. , Охеда С. (ред. ) Физиология эндокринной системы. Пер. с англ. М. , БИНОМ. Лаборатория знаний; 2008. 3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

Молекулярний механізм дії гонадоліберину мембранно-цитозольний, через активацію фосфоліпази С. При довготривалій дії гормону активація синтезу тропінів у гіпофізі відбувається при участі ц. АМФ 24

25

26

Статини: 1. соматостатин - пептидний гормон, який інгібує секрецію значної кількості інших гормонів і моноамінів. Уперше цей гормон був виділений у мозку, пізніше показано наявність цього пептиду в периферичних тканинах. Гіпоталамічний соматостатин гальмує секрецію гормону росту в передній частині гіпофізу (а також тиротропіну і кортикотропіну). 2. пролактостатин - пептид, який пригнічує секрецію пролактину (існує точка зору, що роль пролактостатину в організмі виконує дофамін). 3. меланостатин - це пептидний гормон, який інгібує синтез і секрецію меланотропіну, має антиопіоїдну дію (існує точка зору, що оскільки за хімічною будовою цей гормон є С-кінцевою частиною окситоцину, то саме окситоцин задіяний в регуляції секреції меланотоніну). Шляхи інактивації гіпоталамічних гормонів вивчені недостатньо. Одним з них є дія екзо- і ендопептидаз сироватки крові. У гіпоталамусі також знайдений специфічний фермент піроглутамілпептидаза, яка також каталізує інактивацію 27 тироліберину і гонадоліберину.

28

29

30

Основним стимулом для секреції АДГ є підвищення осмолярності позаклітинної рідини. Оскільки основним катіоном цієї рідини є Na, осмолярність позаклітинної рідини визначається головним чином його концентрацією. Регуляція секреції АДГ зв’язана з функціонуванням ренін-ангіотензинової системи. При гіповолемії (зменшення об’єму крові в організмі, яке виникає внаслідок втрати Nа і Н 2 О) відбувається стимуляція ренін-ангіотензинової системи, утворення ангіотензину ІІ, який у свою чергу стимулює секрецію АДГ. Крім того стимуляторами секреції АДГ є простагландин Е 2, нікотин, барбітурати, гістамін, ацетилхолін тощо. Інгібують секрецію АДГ передсердний натрійуретичний гормон, алкоголь тощо. У разі відсутності АДГ кількість водневих каналів знижена і епітелій практично немає проникливості до Н 2 О, тому з організму виводиться велика кількість гіпотонічної сечі. Порушення секреції або дії АДГ призводить до розвитку нецукрового діабету, який характеризується виділенням великого об’єму розведеної сечі - гіпотонічна поліурія. • кількість сечі більш ніж 30 мл/кг/добу; • осмолярність менш ніж 300 мосм/кг; • питома вага менш ніж 1, 010. 31

32

33

34

Варіації амінокислотних залишків в молекулах нейрогіпофізарних гормонів різних класів хребетних 35 *у риб зустрічається також аспаротоцин

3. Анатомічна структура епіфізу Епіфіз (epiphysis; грецьк. “наріст”, “шишка”) або шишковидне тіло (corpus pineal: син. : залоза пінеальна, шишковидна залоза) – це тіло овальної форми довжиною 7– 10 мм, шириною 4– 6 мм і товщиною 2– 3 мм. Епіфіз розташований у центрі головного мозку, позаду третього шлуночка, добре васкуляризований. Епіфіз розвивається як випинання проміжного мозку, з яким він не втрачає зв'язку протягом життя організму. Клітинними елементами є спеціалізовані залозисті клітини — пінеалоцити та гліальні клітки — гліоцити. Саме в пінеалоцитах продукуються індоламіни, головним чином мелатонін, та деякі пептиди, зокрема аргінінвазотоцин. Фізіологія цієї ендокринної залози досліджена недостатньо. З тканин епіфіза виділені біологічно активні речовини мелатонін, аденогломерулотропін, серотонін та ін. 36

4. Основні гормони епіфізу До гормонів епіфізу відносять: Ø Серотонін, Ø Гістамін, Ø Калітропін, Ø Адреногломерулотропін, Ø Мелатонін. 37

Серотонін (5–гідрокситриптамін) – нейромедіатор та гормон. Біологічні функції серотоніну в організмі людини різноманітні. ü Відіграє важливу роль в процесах згортання крові. ü Бере участь в процесах алергії і запалення. ü Відіграє вжливу роль в регуляції моторики і секреції в шлунково-кишковому тракті. ü Бере участь в паракринній регуляції скорочення м’язів матки, задіяний в процесах овуляції. ü Полегшує рухову активність. ü Відіграє важливу роль в механізмах гіпоталамічної регуляції гормональної функції гіпофіза. 38

Гістамін Похідне L-гістидину, що утворюється в реакціях декарбоксилювання амінокислоти. Гістамін є одним з ендогенних чинників (медіаторів), що беруть участь в регуляції життєво важливих функцій організму і грають важливу роль в патогенезі ряду хворобливих станів. Вільний гістамін проявляє високу активність: Ø він викликає спазм гладких м'язів (включаючи м'язи бронхів), Ø розширення капілярів і пониження АТ; Ø застій крові в капілярах і збільшення проникності їх стінок викликає набряк навколишніх тканин і згущування крові. Деякі кількості гістаміну містяться в ЦНС, де, як припускають, він грає роль нейромедіатора (або нейромодулятора). 39

Адреногломерулотропін - гормон шишкоподібного тіла (епіфіза), є продуктом біотрансформації мелатоніну. Основними клітинами-мішенями є секреторні клітини альдостерону в клубочковій зоні кори надниркових залоз. 40

Калітропін - гормон епіфіза, що підсилює реабсорбцію калію в канальцях нирок. 41

5. Метаболізм мелатоніну Мелатонін - основний гормон епіфізу, регулятор добових ритмів. 42

Попередник мелатоніну – N-ацетилсеротонін. Ключовим ферментом його синтезу є мелатонін-серотонін-Nацетилтрансфераза. Синтез мелатоніну (N-ацетил-5 метокситриптамін або N-[2 -(5 метокси-1 Н-індол 5 -іл)етил] ацетиламід) відбувається із триптофану за участю триптофан-гідроксилази. Проміжним продуктом синтезу є серотонін (5 -окситриптамін). Саме з нього під дією гідроксиіндол-метилтрансферази синтезується мелатонін. Гормон має гідрофільні і ліпофільні властивості, проникає через гематоенцефалічний бар’єр. Період напівжиття гормону в крові становить близько 30 хв. За вивчення ключових ферментів синтезу мелатоніну і його здійснення J. Axelrod і A. Lerner здобули в 1962 р. 43 Нобелівську премію.

Ефекти мелатоніну пов’язані з дією на власні рецептори. В 1990 р. ауторадіографічним методом були ідентифіковані два типи таких рецепторів – MEL-1 (MEL-1 А, MEL-1 В, MEL-1 С) і MEL-2. Вони розташовані практично на всіх органах і тканинах людини – ендотелії судин, серці, головному мозку, нирках, лімфоцитах, нейтрофілах, периферичних тканинах тощо. Висока щільність специфічних мелатонінових рецепторів виявлена на мембранах нейронів. Мелатонін може і безпосередньо впливати на функції організму при проникненні через клітинні мембрани. Взаємодія мелатоніну з рецепторами відбувається у присутності ц. АМФ, фосфоліпази С і гуанілатциклази. Рецептори другого типу розташовані лише в периферичних тканинах і вивчені недостатньо. Епіфіз вважають біологічним годинником організму, а мелатонін – маятником цього годинника, який забезпечує його ходу. В США мелатонін використовують у вигляді харчових добавок і вважають ефективним препаратом для збільшення тривалості сну. 44

Мелатонін бере участь у регуляції пігментного обміну, гальмує розвиток статевих функцій в дитячому організмі і дію гонадотропних гормонів - у дорослому. Це обумовлено впливом мелатоніну на гіпоталамус (блокує звільнення рилізинг-гормонів). Крім епіфізу, мелатонін утворюється в сітківці і циліарному тілі ока, в ентерохромафінних клітинах шлунково-кишкового тракту (до 20 %). Його знаходять у слинних залозах, слині людини, мигдаликах, стравоході, шлунку, тонкій та прямій кишках і печінці. Мелатонін синтезується в рослинах, мікроорганізмах, навіть в одноклітинних організмах. Гормон має надзвичайно важливе біологічне значення і належить до низки активних фізіологічних речовин хребетних, безхребетних, рослин і бактерій. 45

Під час прийому всередину мелатонін метаболізується при першому проходженні через печінку. При цьому утворюється активний метаболіт 6 -гідроксимелатонін, який має значно більші антиоксидантні властивості, ніж сам мелатонін. Біодоступність гормону становить 30– 50 %. Максимальна концентрація препарату в крові та слині досягається через 20– 60 хв, період його напіввиведення – 45 хв. Виводиться з організму через нирки, з сечею. Встановлено, що синтез мелатоніну можуть пригнічувати b -адреноблокатори, нестероїдні протизапальні лікарські засоби, кофеїн, бензодіазепіни та інші снодійні препарати, через що їх не бажано призначати на ніч або в комплексі з мелатоніном. 46

Висновки 47

Історія дослідження мелатоніну • • Вперше про шишковидне тіло згадував у своїх працях старогрецький лікар Герофіл (народився близько 300 р. до н. е. ), який надавав йому функції контролю за розумовою діяльністю людини. В XVII ст. французький філософ-дуаліст Рене Декарт називав цю залозу “місцем душі”, органом ясновидіння. На ендокринну функцію залози вперше звернув увагу в 1898 р. J. O. Heubner. Проте до початку 60 -х років ХХ ст. залозу вважали рудиментарним органом, який функціонує до статевого дозрівання. В 1958 р. дерматолог А. Lerner та співавтори у своїй лабораторії виділили з екстрактів шишковидних залоз биків органоспецифічну речовину, яка просвітлювала пігментні клітини в дермі амфібій і деяких тварин. Потім була встановлена хімічна структура цієї речовини. Виявилося, що вона – похідна від індолів, а сам гормон належить до родини біогенних амінів, точніше індоламінів. Його назвали мелатоніном. Пізніше в цій же лабораторії гормон синтезували. 48