Гипофиз: строение, работа и функции
Гипофиз является частью промежуточного мозга и состоит из трех долей: передняя (железистая) доля, которую называют аденогипофизом, средняя — промежуточная и задняя доля — нейрогипофиз.
Гипофиз имеет округлую форму и весит 0,5-0,6 г. Несмотря на малые размеры, гипофиз занимает особое место среди желез внутренней секреции. Его называют «железой желез», железой-дирижером, так как целый ряд его гормонов регулируют деятельность других желез (рис. 1)
Функции гипофиза
- контроль над функцией других эндокринных желез (щитовидной, половых, надпочечников)
- контроль роста и созревания органов
- координация функций различных органов (таких как почки, молочные железы, матка).
Железы, деятельность которых зависит от гипофиза, называются гипофиззависимыми. Другие железы внутренней секреции, функции которых не подчиняются непосредственному влиянию гипофиза, называются гипофизнезависимыми (табл. 1).
Таблица 1. Железы внутренней секреции
|
Гипофиззависимые |
Гипофизнезависимые |
|
Щитовидная железа (фолликулы щитовидной железы) Корковое вещество надпочечников Половые железы |
Клетки щитовидной железы, выделяющие тиреокальцитонин Мозговое вещество надпочечников Околощитовидные железы Островковый аппарат поджелудочной железы |
Передняя доля гипофиза, её работа
Передняя доля гипофиза состоит из железистых клеток, которые секретируют гормоны. Все гормоны передней доли являются белковыми веществами.
Соматотропин (гормон роста) — белковое вещество, вырабатываемое в гипофизе, стимулирующее рост организма, активно участвующее в регуляции обмена белков, жиров, углеводов. Строение гормона роста имеет видовую специфичность.В крови присутствуют несколько изоформ, основная из которых содержит 191 аминокислоту.
Соматотропный гормон (СТГ), или гормон роста, состоит из полипептидной цепочки, включающей 245 аминокислотных остатков. Он стимулирует синтез белка в органах и тканях и рост костной ткани в детском возрасте. У этого гормона хорошо выражена видовая специфичность. Препараты, полученные из гипофиза быка и свиньи, мало влияют на рост обезьяны и человека.
СТГ изменяет углеводный и жировой обмен: угнетает процесс окисления углеводов в тканях; вызывает мобилизацию и утилизацию жира из депо, что сопровождается увеличением количества жирных кислот в крови. Гормон также способствует увеличению массы всех органов и тканей, так как активизирует синтез белка.
Рис. 1. Система «гипоталамус-гипофиз-периферические органы-мишени» В гипофизе слева — передняя доля, справа — задняя доля. МК — меланокортины
СТГ выделяется непрерывно на протяжении всей жизни организма. Его выделение контролируется гипоталамусом.
У детей раннего возраста изменения, возникающие при недостатке гормона роста, приводят к развитию гипофизарнои карликовости, т.е. человек остается карликом. Телосложение у таких людей относительно пропорционально, однако кисти и стопы малы, пальцы тонкие, окостенение скелета запаздывает, половые органы недоразвиты. У мужчин, страдающих этим заболеванием, отмечается импотенция, а у женщин — стерильность. Интеллект при гипофизарной карликовости не нарушается.
При избыточной секреции гормона роста в детском возрасте развивается гигантизм. Рост человека может достигать 240-250 см, а масса тела — 150 кг и более. Если же избыточная продукция СТГ возникает у взрослого, то рост тела в целом не увеличивается, так как он уже завершен, но увеличиваются размеры тех частей тела, которые еще сохраняют хрящевую ткань, способную к росту: пальцев рук и ног, кистей и стоп, носа, нижней челюсти, языка. Эта болезнь называется акромегалией. Причиной акромегалии чаще всего является опухоль передней доли гипофиза.
Тиреотропный гормон (ТТГ) состоит из полипептидов и углеводов, активизирует деятельность щитовидной железы. Его отсутствие приводит к атрофии щитовидной железы. Механизм действия ТТГ заключается в стимулировании в клетках щитовидной железы синтеза и-РНК, на основе которой строятся ферменты, необходимые для образования, освобождения из соединений и выделения в кровь ее гормонов — тироксина и трииодтиронина.
ТТГ выделяется в небольших количествах непрерывно. Выработка этого гормона контролируется гипоталамусом по механизму обратной связи.
При охлаждении организма секреция ТТГ усиливается и увеличивается образование гормонов щитовидной железы, в результате чего повышается продукция тепла. Если организм подвергнуть повторному охлаждению, то стимуляция секреции ТТГ возникает даже при действии сигналов, предшествующих охлаждению, вследствие возникновения условных рефлексов. Следовательно, кора головного мозга может оказывать влияние на секрецию тиреотропного гормона и в конечном итоге — на его повышение путем тренировки выносливости организма к холоду.
Адренокортикотропный гормон (АКТГ) стимулирует работу коры надпочечников. Он состоит из полипептидной цепочки, включающей 39 аминокислотных остатков. Введение в организм АКТГ вызывает резкое увеличение коры надпочечников.
Удаление гипофиза сопровождается атрофией надпочечников и прогрессирующим уменьшением количества выделяемых им гормонов. Отсюда понятно, что усиленная или пониженная функция клеток аденогипофиза, секретирующих АКТГ, сопровождается теми же расстройствами в организме, которые наблюдаются при усиленной и пониженной функции коры надпочечников. Длительность действия АКТГ невелика, а запасов хватает на 1 ч. Это свидетельствует о том, что синтез и секреция АКТГ могут очень быстро меняться.
При ситуациях, вызывающих в организме состояние напряжения (стресс) и требующих мобилизации резервных возможностей организма, очень быстро увеличиваются синтез и секреция АКТГ, что сопровождается активацией коры надпочечников. Механизм действия АКТГ заключается в том, что он накапливается в клетках коры надпочечников, стимулирует синтез тех ферментов, которые обеспечивают образование их гормонов, главным образом глюкокортикоидов и, в меньшей степени, — минералокортикоидов.
Гонадотронные гормоны (ГТГ) - фолликулостимулирующий (ФСГ) и лютеинизирующий (ЛГ) — продуцируются клетками передней доли гипофиза.
ФСГ состоит из углеводов и белка. В женском организме он регулирует развитие и функцию яичников, стимулирует рост фолликулов, формирование их оболочек, вызывает секрецию фолликулярной жидкости. Однако для полного созревания фолликула необходимо наличие лютеинизирующего гормона. ФСГ у мужчин способствует развитию семявыносящих протоков и вызывает сперматогенез.
ЛГ, так же как и ФСГ, является гл и ко протеидом. В женском организме он стимулирует рост фолликула перед овуляцией и секрецию женских половых гормонов, обусловливает овуляцию и образование желтого тела. В мужском организме ЛГ действует на семенники и ускоряет выработку мужских половых гормонов.
На выработку ГТГ у человека влияют психические переживания. Так, во время Второй мировой войны страх, вызванный налетами бомбардировщиков, резко нарушал выделение гонадотропных гормонов и приводил к прекращению менструальных циклов.
Передняя доля гипофиза вырабатывает лютеотропный гормон (ЛТГ), или пролактин, который по химической структуре является полипептидом, способствует отделению молока, сохраняет желтое тело и стимулирует его секрецию. Секреция пролактина усиливается после родов, и это приводит к лактации — отделению молока.
Стимуляция секреции пролактина осуществляется рефлекторно центрами гипоталамуса. Рефлекс возникает при раздражении рецепторов сосков молочных желез (во время сосания). Это приводит к возбуждению ядер гипоталамуса, которые влияют на функцию гипофиза гуморальным путем. Однако, в отличие от регуляции секреции ФСГ и ЛГ, гипоталамус не стимулирует, а тормозит секрецию пролактина, выделяя пролактинтормозящий фактор (пролактиностатин). Рефлекторная стимуляция секреции пролактина осуществляется путем уменьшения выработки пролактиностатина. Между секрецией ФСГ и Л Г, с одной стороны, и пролактина — с другой, имеются реципрокные отношения: усиление секреции двух первых гормонов тормозит секрецию последнего, и наоборот.
Промежуточная доля гипофиза
Промежуточная доля гипофиза секретирует гормон интермедин, или меланоцитостимулирующий. Он способствует распределению в клетках пигмента меланина. В его состав входят 22 аминокислоты. В молекуле ингермедина есть участок из 13 аминокислот, который полностью совпадает с частью молекулы АКТГ. Отсюда понятно общее свойство этих двух гормонов усиливать пигментацию. Предполагают, что при болезни надпочечников, сопровождающейся усиленной пигментацией кожи (болезнь Аддисона), изменение окраски вызывается одновременно двумя гормонами, которые выделяются в большом количестве. Отмечено повышенное содержание интермедина в крови во время беременности, что вызывает усиленную пигментацию некоторых участков кожной поверхности, например лица.
Задняя доля гипофиза, её функции
Задняя доля гипофиза (нейрогипофиз) состоит из клеток, напоминающих клетки глии, — так называемых питуицитов. Эти клетки регулируются нервными волокнами, которые проходят в ножке гипофиза и являются отростками нейронов гипоталамуса. Нейрогипофиз гормонов не вырабатывает. Оба гормона задней доли гипофиза — вазопрессин (или антидиуретический — АДГ) и окситоцин — путем нейросекреции вырабатываются в клетках переднего гипоталамуса (супраоптическое и паравентрикулярное ядра) и по аксонам этих клеток транспортируются в заднюю долю, откуда выделяются в кровь или депонируются в нейроглии (рис. 2).
Рис. 2. Гипоталамо-гипофизарный тракт
Синтезируемые в телах нервных клеток супраоптического (nucleus supraopticus) и паравентрикулярного (n. paraventricularis) ядер гипоталамуса окситоцин и АДГ транспортируются по аксонам этих нейронов в заднюю долю гипофиза, откуда поступают в кровь
Оба гормона по своей химической структуре представляют полипептиды, состоящие из восьми аминокислот, шесть из которых одинаковые, а две различны. Различие этих аминокислот обусловливает неодинаковое биологическое действие вазопрессина и окситоцина.
Вазопрессин (АДГ) вызывает сокращение гладкой мускулатуры и антидиуретический эффект, проявляющийся в уменьшении количества выделяемой мочи. Воздействуя на гладкую мускулатуру артериол, вазопрессин вызывает их сужение и таким образом повышает АД. Он способствует увеличению интенсивности обратного всасывания воды из канальцев и собирательных трубочек почек в кровь, следствием чего является уменьшение диуреза.
При уменьшении количества вазопрессина в крови диурез, наоборот, увеличивается до 10-20 л в сутки. Эту болезнь называют несахарным диабетом (несахарным мочеизнурением). Антидиуретическое действие вазопрессина обусловлено стимуляцией синтеза фермента гиалуронидазы. В межклеточных пространствах эпителия канальцев и собирательных трубочек содержится гиалуроновая кислота, которая препятствует прохождению воды из этих трубочек в кровяное русло. Гиалуронидаза расщепляет гиалуроновую кислоту, тем самым освобождая путь воде и делая проницаемыми стенки канальцев и собирательных трубочек. Кроме межклеточного пути, АДГ стимулирует трансцеллюлярный транспорт воды за счет активации и встраивания в мембраны белков-активаторов водных каналов — аквапоринов.
Окситоцин избирательно воздействует на гладкую мускулатуру матки и стимулирует выделение молока из молочных желез. Отделение молока под влиянием окситоцина может осуществляться только в том случае, если предварительно секреция молочных желез была стимулирована пролактином. Вызывая сильные маточные сокращения, окситоцин участвует в родовом процессе. При удалении гипофиза у беременных самок животных роды затрудняются и удлиняются.
Выделение АДГ осуществляется рефлекторно. При повышении осмотического давления крови (или уменьшении объема жидкости) раздражаются осморецепторы (или волюморецепторы), информация от которых поступает в ядра гипоталамуса, стимулируя секрецию АДГ и выделение его из нейрогипофиза. Выделение окситоцина тоже осуществляется рефлекторно. Эфферентные импульсы с соска, возникающие при кормлении грудью, либо с наружных половых органов при тактильном раздражении вызывают секрецию окситоцина клетками гипофиза.
0.070 сек.