12
1
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ПЕНЗЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра "Общая биология и биохимия"
Реферат
по дисциплине "Молекулярные механизмы биорегуляции"
на тему: "Гипоталамус и его гормоны"
Направление подготовки - 06.03.01 Биология
Профиль подготовки - Биохимия
Выполнил студент:
Зубанова М.В.
Группа: 15ФБ2
Проверил:
к. б. н., проф. Соловьев В.Б.
Пенза, 2017
Содержание
Введение
1. Гипоталамус. Расположение и строение
2. Гормоны гипоталамуса
2.1Виды
2.2 Места синтеза и биологическая роль
2.3 Действие рилизинг-гормонов
2.4 Нарушения в работе гипоталамуса
Заключение
Список литературы
Введение
Гормоны представляют собой биологически активные сигнальные химические вещества, выделяющиеся эндокринными железами в организме и оказывающие дистанционное воздействие на организм или определенные его органы и ткани-мишени. Гормоны играют роль гуморальных регуляторов определенных процессов, они функционируют в различных органах и системах. В организме человека гормоны используются для того, чтобы поддерживать гомеостаз и регулировать многие функции, такие как рост, обмен веществ, развитие, реакцию на изменения условий окружающей среды. Что такое гормоны? Они не только руководят всеми процессами, происходящими в организме, гормоны - это то, что отвечает за поведение человека. Кроме этого, любовь, привязанность, самопожертвование, желание близости, альтруизм, романтика - все эти чувства зависят от гормонов
1. Гипоталамус. Расположение и строение
Гипоталамус находится в самом основании мозга - промежуточном отделе, образуя собой стенки и основание нижней части третьего мозгового желудочка. Это небольшая область, которая расположена прямо под таламусом, в подбугорной зоне. Отсюда и второе название гипоталамуса - подбугорье.
Анатомически гипоталамус является полноценной частью центральной нервной системы и связан нервными волокнами с ее основными структурами - корой и стволом головного мозга, мозжечком, спинным мозгом и др. С другой стороны, подбугорье напрямую контролирует работу гипофиза и в связке с ним составляет гипоталамо-гипофизарную систему. Ее также называют нейроэндокринной - система выполняет функции и ЦНС (например, обмен веществ), и эндокринные (гипофиз продуцирует гормоны, а центры гипоталамуса управляют этими процессами).[1]
Анатомические границы гипоталамуса определены недостаточно чётко, что связано с тем, что некоторые группы клеток заходят в соседние области, а также с некоторой неопределённостью в терминологии. Считается, что спереди (рострально) гипоталамус ограничен терминальной пластинкой (лат. laminaterminalis), а его задняя (каудальная) граница -- воображаемая линия от задней комиссуры (лат. commissuraposterior) до каудальной поверхности сосцевидных тел. Дорсолатерально гипоталамус доходит до медиального края мозолистого тела.
В нижней части гипоталамуса выделяются такие структуры, как сосцевидные тела (лат. corpusmamillare), серый бугор (лат. tubercinereum) и воронка (лат. infundibulum). Воронка отходит от серого бугра, средняя часть воронки приподнята и называется срединным возвышением (лат. eminentiamediana), которое в некоторых классификациях относят к серому бугру, а в некоторых -- к нейрогипофизу. Срединное возвышение содержит кровеносные сосуды, переносящие выделяемые гипоталамусом вещества в гипофиз. Нижняя часть воронки переходит в ножку гипофиза.[2]
Важнейшая роль гипоталамуса в работе всего организма не позволяет ученым однозначно причислить его к какой-либо системе организма. Он будто бы находится на стыке двух систем, эндокринной и ЦНС, являясь связующим звеном между ними.[1]
2. Гормоны гипоталамуса.
2.1 Виды
Либерины и статины - рилизинг-гормоны, от концентрации которых зависит деятельность гипоталамуса. Этот отдел мозга отвечает за работу эндокринных желез: щитовидки, надпочечников, яичек и яичников. Попадая в кровеносное русло человека, либерины и статины начинают распределяться между тканями. Там они продуцируют развитие метаболических процессов на клеточно-мембранном уровне, из-за чего происходят множественные гормональные перестройки.
На сегодняшний день ученые в группу либеринов и статинов включают пептиды, которые вырабатываютсяПептиды мелкоклеточными ядрами. Они хранятся в серединном возвышении нейрогипофиза. Также они могут в небольшом размере скапливаться на коре головного мозга. Количество либеринов и статинов в крови зависит от содержания эффекторных веществ.
За количество либеринов и статинов в крови отвечает определенная группа нейронов высших нервных центров, среди которых выделяют адренергические, холинергические и дофаминергические. Спровоцировать остановку их выработки могут гормоны вторичных эндокринных желез - аденогипофиза. Такое действие объясняется обратной связью, по этой причине человек не ощущает на себе никаких отрицательных последствий.[3]
Доказано существование семи либеринов и трех статинов.
Тиреолиберин - является трипептидом, стимулирует секрецию тиреотропного гормона и пролактина, также проявляет свойства антидепрессанта.
Кортиколиберин - полипептид из 41 аминокислоты, стимулирует секрецию АКТГ и ?-эндорфина, широко влияет на деятельность нервной, эндокринной, репродуктивной, сердечно-сосудистой и иммунной систем.
Гонадолиберин (люлиберин) - пептид из 10 аминокислот, стимулирует высвобождение лютеинизирующего и фолликулостимулирующего гормонов. Гонадолиберин присутствует также в гипоталамусе, участвуя в центральной регуляции полового поведения.
Фоллиберин - стимулирует высвобождение фолликулостимулирующего гормона.
Пролактолиберин - стимулирует секрецию лактотропного гормона.
Пролактостатин - предполагается, что он является дофамином. Снижает синтез и секрецию лактотропного гормона.
Соматолиберин состоит из 44 аминокислот и повышает синтез и секрецию гормона роста. Соматостатин - пептид из 12 аминокислот, ингибирующий секрецию ТТГ, пролактина, АКТГ и СТГ из гипофиза. Он образуется также в островках поджелудочной железы и контролирует высвобождение глюкагона и инсулина, а также гормонов желудочно-кишечного тракта. Меланостимулирующий фактор, пентапептид, оказывает стимулирующее действие на синтез меланотропного гормона. Меланостатин, может быть как три-, так и пентапептидом, обладает антиопиоидным эффектом и активностью в поведенческих реакциях.[4]
2.2 Места синтеза и биологическая роль
Местом синтеза гипоталамических гормонов, вероятнее всего, являются нервные окончания - синаптосомы гипоталамуса, поскольку именно там отмечена наибольшая концентрация гормонов и биогенных аминов. Последние рассматриваются наряду с гормонами периферических желез внутренней секреции, действующих по принципу обратной связи, в качестве основных регуляторов секреции и синтеза гормонов гипоталамуса. Механизм биосинтеза тиролиберина, осуществляющегося, скорее всего, нерибо-собальным путем, включает участие SH-содержащей синтетазы или комплекса ферментов, катализирующих циклизацию глутаминовой кислоты в пироглутаминовую, образование пептидной связи и амидированиепроли-на в присутствии глутамина. Существование подобного механизма биосинтеза с участием соответствующихсинтетаз допускается также в отношении гонадолиберина и соматолиберина.
Пути инактивации гормонов гипоталамуса изучены недостаточно. Период полураспада тиролиберина в крови крысы составляет 4 мин. Инактивация наступает как при разрыве пептидной связи (под действием экзо-и эндопептидаз сыворотки крови крысы и человека), так и при отщеплении амидной группы в молекуле пролинамида. В гипоталамусе человека и ряда животных открыт специфический фермент пироглутамилпептидаза, которая катализирует отщепление от тиролиберина или гонадолиберина молекулы пироглутаминовой кислоты.
Гипоталамические гормоны непосредственно влияют на секрецию (точнее, освобождение) «готовых» гормонов и биосинтез этих гормонов denovo. Доказано, что цАМФ участвует в передаче гормонального сигнала. Показано существование в плазматических мембранах клеток гипофиза специфических аденогипофизарных рецепторов, с которыми связываются гормоны гипоталамуса, после чего через систему аденилатциклазы и мембранных комплексов Са2+-АТФ и Mg2+-АТФ освобождаются ионы Са2+ и цАМФ; последний действует как на освобождение, так и на синтез соответствующего гормона гипофиза путем активирования протеинкиназы.
Для выяснения механизма действия рилизинг-факторов, включая их взаимодействие с соответствующими рецепторами, большую роль сыграли структурные аналоги тиролиберина и гонадолиберина. Некоторые из этих аналогов обладают даже более высокой гормональной активностью и пролонгированным действием, чем природные гормоны гипоталамуса. Однако предстоит еще большая работа по выяснению химического строения уже открытых рилизинг-факторов и расшифровке молекулярных механизмов их действия.[5]
2.3 Действие рилизинг-гормонов
Гонадолиберины активируют секрецию фолликулостимулирующего и лютеинизирующего гормонов в гипофизе. Эти тропные вещества, в свою очередь, повышают выделение половых гормонов в периферических железах (яичниках или яичках).
У мужчин гонадолиберины увеличивают синтез андрогенов и активность сперматозоидов. Их роль высока и в формировании полового влечения.
Недостаток гонадолиберинов может быть причиной мужского бесплодия и импотенции.
У женщин эти нейрогормоны повышаю уровень эстрогенов. Кроме того, их выделение в течение месяца меняется, что поддерживает нормальный менструальный цикл.
Люлиберин является важным фактором, регулирующим овуляцию. Выход созревшей яйцеклетки возможен только под действием высоких концентраций этого вещества в крови.
Если импульсная секреция фоллиберина и люлиберина нарушена или их концентрация недостаточная, то у женщины может развиваться бесплодие, нарушение менструального цикла и снижение полового влечения.
Соматолиберин повышает секрецию и высвобождение из клеток гипофиза гормона роста. Активность этого тропного вещества особенно важна в детском и молодом возрасте. Концентрация соматолиберина в крови возрастает в ночные часы.
Недостаток нейрогормона может быть причиной карликовости. У взрослых проявления низкой секреции обычно малозаметны. Пациенты могут жаловаться на снижение трудоспособности, общую слабость, дистрофию мышечной ткани.
Пролактолиберин повышает выработку пролактина в гипофизе. Активность рилизинг-фактора возрастает у женщин во время беременности и периода грудного вскармливания. Недостаток этого стимулирующего вещества может быть причиной недоразвития протоков в грудной железе и первичной агалактии.
Тиролиберин является стимулирующим фактором для выделения тиреотропного гормона гипофиза и повышения тироксина и трийодтиронина в крови. Тиреолиберин повышается при недостатке йода в пище, а также при поражении ткани щитовидной железы.
Кортиколиберин -- рилизинг-фактор, стимулирующий выработку адренокортикотропного гормона в гипофизе. Недостаток этого вещества может провоцировать надпочечниковую недостаточность. Болезнь имеет ярко выраженные симптомы: низкое артериальное давление, слабость мышц, тягу к соленой пище. Меланолиберин влияет на клетки промежуточной доли гипофиза. Этот рилизинг-фактор повышает секрецию меланотропина. Нейрогормон влияет на синтез меланина, а также способствует росту и размножению пигментных клеток.
Пролактостатин, соматостатин и меланостатин обладают подавляющим действием на тропные гормоны гипофиза.
Пролактостатин блокирует секрецию пролактина, соматостатин -- соматотропина, а меланостатин -- меланотропина.
Гормоны гипоталамуса для других тропных веществ гипофиза еще не идентифицированы. Так не известно, существуют ли блокирующие факторы для адренокортикотропного, тиреотропного, фолликулостимулирующего, лютеинизирующего гормонов.[6]
2.4. Нарушение в работе гипоталамуса
Если в функционировании гипоталамуса происходит системный сбой - это, как правило, приводит к разбалансировке в работе многих наших органов. Это обстоятельство определяется тем, что именно гипоталамус осуществляет координацию работы практически всех наших органов и систем. Если рассматривать характерные сбои в работе гипоталамуса, то на первое место выходит такое нарушение как гиперпролактинемия. Это состояние вызывается гиперфункцией гипоталамуса, в отношении такого гормона как пролактин.
Если нарушения гипоталамуса происходят в организме женщины, то это всегда приводит к нарушениям связанным с менструальным циклом. Но нарушения эти, как правило, не носят временный характер, а принимают довольно тяжелые формы. Если в гипоталамусе происходит, сбой, в результате которого включаются механизмы торможения тропных функций гипофиза, то следствием этого будет гипофункция последнего на секретировании гормонов активизирующих работу щитовидной железы.