Строение гипофиза и синтезирующие им гормоны

В эндокринной системе существует определенная иерархия. Высшая ступень представлена гипоталамусом — отделом мозга, где вырабатываются гормоны, руководящие работой гипофиза. Гормоны гипофиза руководят деятельностью периферических желез. Вместе с такой прямой связью здесь действует и обратная связь, которая проявляется в тормозном влиянии избыточной концентрации гормонов периферических желез на работу гипофиза и гипоталамуса. Гипофиз можно назвать промежуточным звеном между регулирующими центрами нервной системы и периферическими эндокринными железами.

Гипофиз или нижний мозговой придаток — это железа внутренней секреции, играющая ведущую роль в гормональной регуляции. Гипофиз расположен на нижней поверхности головного мозга в гипофизарной ямке турецкого седла клиновидной кости. Турецкое седло покрыто отростком твердой мозговой оболочки головного мозга — диафрагмой седла, с отверстием в центре, через которое гипофиз соединен с воронкой гипоталамуса промежуточного мозга, посредством ее гипофиз связан с серым бугром. По бокам гипофиз окружен пещеристыми синусами. Гипофиз относится к центральным органам эндокринной системы и к промежуточному мозгу.

Гипофиз состоит из двух различных по структуре и происхождению долей: передней — аденогипофиза (составляет 70 — 80% массы гипофиза) и задней — нейрогипофиза. Вместе с нейросекреторными ядрами гипоталамуса, гипофиз образует гипоталамо-гипофизарную систему, которая контролирует деятельность периферических эндокринных желез.

Аденогипофиз состоит из эпителиальных перекладин, между которыми расположены синусоидные капилляры. Среди клеток этой доли выделяют более крупные — хромофильные аденоциты, и мелкие — хромофобные аденоциты. Узкая промежуточная часть образована многослойным эпителием, среди клеток которого возникают образования, напоминающие пузырьки — псевдофолликулы. По сосудам воронки нейрогормоны гипоталамуса поступают в аденогипофиз. В нем выделяется передняя (дистальная) часть, промежуточная часть (иногда ее называют промежуточной долей гипофиза) и туберальную часть.

Связь между гипоталамусом и аденогипофизом осуществляется специальной системой кровообращения, которая транспортирует выделяемые гипоталамусом стимулирующие и тормозящие гормоны в переднюю часть гипофиза. Физические нагрузки являются значительным стимулом, повышающим интенсивность выделения всех гормонов аденогипофизом.

Передняя доля гипофиза выделяет шесть гормонов, которые можно разделить на две группы: а) эффекторные гормоны (влияют на метаболические процессы и регулирующие рост и развитие организма), и б) тропные гормоны (регулируют секрецию других эндокринных желез).

Ростовой эффект ГР на хрящевую ткань опосредуется воздействием гормона на печень. Под его влиянием в печени образуются факторы, которые называются ростовыми факторами или соматомединами. Под влиянием этих пептидных факторов происходит стимуляция пролиферативной и синтетической активности хрящевых клеток (особенно в зоне роста длинных трубчатых костей). Гормон роста не только обеспечивает рост и гипертрофию мышц, содействуя транспорту аминокислот в клетки. Он еще оказывает прямое метаболическое влияние на жировой и углеводный обмен. ГР участвует липолизе и повышает устойчивость клеток к гормону поджелудочной железы — инсулину. Выброс ГР в кровь увеличивается во время глубокого сна, после мышечных упражнений, при гипогликемии и ряде других состояний При выполнении работы аэробного характера уровень содержания гормона роста в организме повышается пропорционально интенсивности и остается повышенным некоторое время после завершения работы.

Остальные пять гормонов: адренокортикотропный гормон (АКТГ), тиеротропный гормон (ТТГ), пролактин, фолликулостимулирующий (ФСГ) и лютеинизирующий гормон (ЛГ).

Тиеротропный гормон стимулирует функцию щитовидной железы, вызывает ее увеличение, кровенаполнение, разрастание эпителия и выделение в кровь ее гормонов.

Адренокортикотропный гормон (АКТГ) стимулирует пучковую и сетчатую зоны коры надпочечников, усиливая образование в них соответствующих гормонов (кортикостероидов). Кроме этого АКТГ оказывает и прямое действие на ткани и органы. Он вызывает распад белка в организме и тормозит его синтез, понижает проницаемость стенки капилляров. Под его влиянием уменьшаются лимфатические узлы, селезенка, щитовидная железа, снижается уровень лимфоцитов и эозинофилов в крови. Секреция АКТГ гипофизом усиливается при воздействии всех чрезвычайных раздражителей, которые вызывают в организме состояние напряжения (стресс).

Пролактин стимулирует и поддерживает образование молока в молочных железах. В мужском организме он стимулирует рост и развитие предстательной железы.

Гонадотропные гормоны — фолликулостимулирующий (ФСГ) и лютеинизирующий (ЛГ) имеются как у мужчин, так и у женщин. ФСГ стимулирует развитие яйцеклеток в яичниках и сперматозоидов в семенниках. ЛГ у женщин стимулирует выработку в яичниках женских половых гормонов и выход зрелой яйцеклетки из яичников, а у мужчин секрецию тестостерона интерстециальными клетками семенников.

Промежуточная доля гипофиза секретирует меланоцитстимулирующй гормон (интермедин, МСГ). МСГ повышает секрецию мелацина в клетках кожи и ее потемнение.

Задняя доля гипофиза представляет собой отросток нервной ткани гипоталамуса. Именно по этому ее часто называют нейрогипофизом. Она содержит два гормона — антидиуретический гормон (АДГ, или вазопрессин) и окситоцин, причем оба вырабатываются в гипоталамусе, а оттуда поступают в гипофиз. Они перемещаются вниз по нервной ткани и располагаются в нейрогипофизе. В ответ на нервные импульсы, поступающие из гипоталамуса, эти гормоны попадают в кровь.

Из этих двух гормонов только АДГ играет важную роль в процессе мышечной деятельности. Его способность сохранять воду в организме существенно снижает риск обезвоживания в условиях значительного потоотделения во время выполнения интенсивных физических нагрузок. В физиологических концентрациях этот гормон регулирует содержание воды в крови и выделение ее почками. АДГ является активным регулятором осмолярности жидких сред организма, объема крови и уровня артериального давления. При достаточно высокой концентрации АДГ в крови, проявляется и его сосудосуживающий эффект. Отсюда второе название гормона — вазопрессин. Сигналом выброса АДГ в кровь является снижение артериального давления. Кроме того АДГ участвует в механизмах восприятия боли и антистрессорных реакциях организма, поэтому указанные сигналы тоже приводят к его выбросу в кровь.

Окситоцин влияет на матку, способствуя ее сокращению, и на молочную железу, обеспечивая секрецию молока при кормлении.

Благодаря своей функциональной и анатомической связи с гипоталамусом (гипоталамо-гипофизарная система), гипофиз входит в центр интеграции нервной и эндокринной систем. Гипоталамо-гипофизарная система контролирует и координирует деятельность почти всех эндокринных желез организма. Этот высший вегетативный центр регулирует деятельность различных отделов мозга, всех внутренних органов. Частота сердечных сокращений, тонус кровеносных сосудов, температура тела, количество воды в крови и тканях, накопление или расход белков, жиров, углеводов и минеральных солей — словом, существование человеческого организма, постоянство его внутренней среды находится под контролем гипоталамо-гипофизарной системы.

Гипофизом руководит гипоталамус, используя нервные связи и систему кровеносных сосудов. Кровь, поступающая в переднюю долю гипофиза, обязательно проходит через срединное возвышение гипоталамуса, обогащаясь там гипоталамическими нейрогормонами.

Нейрогормоны — это вещества пептидной природы, представляющие собой части белковых молекул. Обнаружено семь нейрогормонов, так называемых либеринов (то есть освободителей), которые стимулируют в гипофизе синтез тропных гормонов, а три нейрогормона — пролактостатин, меланостатин и соматостатин — напротив, тормозят их выработку. К нейрогормонам относят также вазоприссин и окситоцин. Продуцируют их нервные клетки ядер гипоталамуса, а затем по собственным нервным отросткам, транспортируют в заднюю долю гипофиза, и уже от сюда эти гормоны поступают в кровь, оказывая сложное действие на системы организма.

При физических нагрузках повышается нейросекреция в клетках ядер гипоталамуса. Этот нейросекрет по гипоталамо-гипофизарным путям перемещается в заднюю долю гипофиза, где используется при образовании гормонов — вазопрессина (АДГ) и окситоцина, которые влияют на сокращение гладкой мускулатуры стенок сосудов, внутренних органов и на центральную нервную систему.

В результате мышечной деятельности и потоотделения в плазме крови повышается концентрация электролитов, что увеличивает осмотическое давление плазмы. Это является основным стимулом для выделения АДГ. Повышение осмотического давления чувствуют осморецепторы, которые расположены в гипоталамусе. В результате этого гипоталамус посылает импульсы в нейрогипофиз стимулируя выделение АДГ в кровь, по которой гормон перемещается в почки и обеспечивает задержку воды для того, чтобы нормализовать концентрацию электролитов в плазме. Эта способность АДГ сохранять воду в организме существенно снижает риск обезвоживания в условиях значительного потоотделения во время выполнения интенсивных физических нагрузок.

Физические нагрузки вызывают усиленную продукцию аденогипофизом соматотропного (СТГ), тиеротропного (ТТГ) и адренокортикотропного (АКТГ) гормонов, но угнетают секрецию гонадотропных гормонов. Соматотропный гормон обеспечивает рост и гипертрофию мышц. Кроме этого он повышает синтез белков, способствует оптимальному использованию клетками питательных веществ, усиливает освобождение жирных кислот из жировой ткани и в определенных условиях угнетает использование тканями углеводов.

Повышенное выделение ТТГ во время физических нагрузок, приводит к повышению тироксина в плазме. Под влиянием тироксина усиливаются окислительные процессы в организме. Также он увеличивает синтез белков и повышает возбудимость центральной нервной системы.

При достаточно интенсивных нагрузках усиливается продукция адренокортикотропного гормона, который в свою очередь повышает продукцию глюкокортикоидов (кортизон и кортикостерон) корой надпочечников. Благодаря увеличению содержания кортизона и кортикостерона в крови мобилизируются белковые и жировые ресурсы организма; усиливается образование гликогена в печени; обеспечивается удаление из клеток воды, которая образуется в результате усиления окислительных процессов; тонизируются многие приспособительные реакции, в том числе и реакции сердечно-сосудистой системы.

В состоянии утомления секреция АКТГ угнетается и как следствие наблюдается угнетение продукции глюкокортикоидов. Это является защитной реакцией, которая направлена на предотвращение чрезмерных затрат ресурсов организма.

Действие на гипофиз умеренных и высоких однократных нагрузок различно. При однократных умеренных физических нагрузках интенсивность кровотока в аденогипофизе снижается. При этом ее клетки — аденоциты — активизируются, что проявляется в увеличении размера их ядер и числа клеточно-капиллярных контактов. При однократной интенсивной нагрузке капиллярный кровоток в аденогипофизе нарастает. Кровеносные капилляры расширены. Аденоциты увеличиваются в размерах и еще больше контактируют с кровеносными капиллярами, что облегчает выделение в кровь гормонов. Это свидетельствует о повышении функциональной активности передней доли гипофиза при физических нагрузках.

При длительном воздействии умеренных физических нагрузок происходит снижение функциональной активности аденогипофиза. Это говорит о том, что организм уже адптируется к таким условиям двигательного режима.