Гормоны

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. ГИПОФИЗ

Гипофиз, или придаток мозга,— важнейшая железа внутренней секреции. В ней образуется ряд гормонов, среди которых большой интерес представляют гормоны, влияющие на функцию (гормонообразование) иных. желез внутренней секреции. Вес гипофиза человека составляет 0,5—0,7 а. Он состоит из передней и задней доли, отличающихся друг от друга эмбриологически, гистологически и по своим функциям.

В передней доле гипофиза образуется не меньше шести различных по своей функции гормонов. Каждый из них получен в чистом или в очищенном виде. При введении одного из гормонов в организм животного с удаленным гипофизом восстанавливается определенная функция гипофиза. В задней доле гипофиза вырабатывается не меньше двух гормонов. Оба они получены в чистом виде.

Все гормоны гипофиза являются или белками, или белково-подобными  веществами (полипептидами). Операция удаления гипофиза— гипофизэктомия — вызывает ряд изменений в  организме, но не приводит к смерти. После операции у молодых животных прекращается рост. Особые изменения наблюдаются у гипофизэктомированных животных (молодых и половозрелых) в общем виде и в функции половых желез, надпочечников и щитовидной железы. У половозрелых животных гипофизэктомия вызывает атрофию половых желез с потерей вторичных половых признаков. У молодых особей гипофизэктомия прекращает развитие половых признаков и приводит к стерильности.

Большие изменения наблюдаются  после гипофизэктомии в надпочечниках. Они атрофируются, причем особенно сильно уменьшается размер их корковой части. В организме наблюдаются почти все явления, возникающие в результате удаления надпочечников (нарушение углеводного обмена, адинамия мышц, изменения азотистого обмена и др.). Почти не нарушается у гипофизэктомированных животных обмен натрия, калия и воды. Эта функция корковой части надпочечников сохраняется при значительной их атрофии.

Гипофизэктомия приводит к гипофункции щитовидной железы. В ней уменьшается образование тироксина. Клинические наблюдения показывают, что расстройства функции гипофиза у человека отражаются на функции половых желез, надпочечников и щитовидной железы.

ГОРМОНЫ ПЕРЕДНЕЙ ДОЛИ ГИПОФИЗА

Известны следующие  гормоны, образующиеся в передней доле гипофиза:

1) гормон роста, 2) адренокортикотропный гормон, 3) тиреотропный гормон, 4) лютеинизирующий гормон, стимулирующий образование прогестерона в желтом теле яичников, 5) фолликулостимулирующий гормон, 6) пролак-тин, стимулирующий секрецию молока.

1. Гормон роста

Давно уже было отмечено, что гипоизэфктомия вызывает у молодых животных замедление и даже прекращение роста. С другой стороны, клинические исследования привели к заключению, что непомерный рост людей— гигантизм и акромегалия — связаны с расстройством функции гипофиза. В 1921 г. из гипофиза был получен экстракт, инъекции которого крысам и собакам приводили к усилению их роста. Активное вещество экстрактов гипофиза получило название гормона роста. Первые исследования свойств гормона роста указали на его белковую природу. Оказалось, что гормон влияет на организм только при парентеральном его введении. При введении через рот этот гормон подвергается в пищеварительном тракте перевариванию с полной потерей активности.

В 1944 г. гормон роста был  получен из экстракта гипофиза в очищенном виде. В 1948 г. его выделили в кристаллическом виде и изучили его аминокислотный состав и свойства.

Молекула гормона роста  содержит 396 остатков аминокислот. Кратковременное воздействие на него химотрипсина и трипсина (переваривание гормона на 25—30%) не приводит к потере активности. Более интенсивное переваривание приводит к инактивированию гормона.

Имеются данные, указывающие  па то, что гормон роста различных  видов животных, а также человека имеет свои особенности в химической структуре, обладает специфичностью действия. Гормон роста, изолированный из гипофиза рыб, не действует на организм других животных. Гормоны роста обезьян и человека близки по своей химической структуре и отличаются от того же гормона крупного рогатого скота.

О степени активности гормона роста судят по интенсивности  роста гипофизэктомированных крыс или по увеличению ширины проксимального конца болылеберцовой кости. Последний  тест особенно чувствителен. Ежедневная инъекция молодой гипофизэктомированной крысе 0,01 мг гормона роста в течение десяти дней приводит к увеличению веса животного на 10 г. При инъекции такого же количества гормона ежедневно в течение четырех дней увеличивается па 50% ширина некальцифицированной части проксимального эпифизального хряща по сравнению с контрольной (у гипофизэктомированного животного).

Инъекция гормона роста  увеличивает рост не только молодых, но и взрослых крыс. Гормон роста  влияет на процессы образования хрящевой и костной тканей, усиливает отложение  кальция в костях.

Гормон роста влияет на процессы обмена веществ. Он усиливает синтез белков в тканях, что обеспечивает увеличение объема тканей, их рост. Инъекции гормона вызывают у животных гипергликемию и глюкозурию, что, по-видимому, связано с действием его на α-клетки островковой ткани поджелудочной железы, усиливающим выделение ими в кровь глюкагона. После выделения гормона роста усиливается также процесс мобилизации жиров из жировой ткани и доставки их в печень.

Увеличенное образование  гормона роста вызывает у человека усиленный рост костей рук, ног и черепа. Обычно это связано с развитием аденомы гипофиза. У взрослых аденома гипофиза вызывает акромегалию (греч. aki-on — конечность, megas — большой), характеризующуюся непропорциональным ростом, увеличением нижней челюсти, носа, надбровных дуг, костей рук, ступней ног. У детей аденома гипофиза приводит к пропорциональному усиленному росту костей, к гигантизму.

Заболевания гипофиза, снижающие  образование гормона роста, приводят к развитию карликового роста.

2. Адренокортикотропный гормон (кортикотропин)

Одним из важнейших гормонов передней доли гипофиза является адренокортикотропный гормон, сокращенно АКТГ, получивший широкое применение в медицинской практике и в физиологическом эксперименте. Как указывает название, АКТГ влияет на функции надпочечников и, как это установлено, на их кору. Гипофизэктомия вызывает у животных резкое уменьшение размера надпочечников за счет уменьшения их корковой части. Инъекции АКТГ предохраняют гипофизэктомированных животных от уменьшения корковой части надпочечников и связанных с этим расстройств.

АКТГ выделен в чистом виде из гипофиза свиней и овец. По своей  химической природе он является белковым веществом с молекулярным весом — 20 000. При кратковременном воздействии на АКТГ пепсина, а также н-со-ляной кислоты он расщепляется без потери активности с образованием по-липептидов. Из смеси полипептидов был изолирован один из них, обладающий полной активностью АКТГ. Этот полипептид получил название кортикотропин В.

Кортикотропин В построен из 39 гминокислот, размещенных в следующей последовательности: Сер-Тир-Сер-Мет-Глу-Гис-Фен-Арг-Три-Гли-Лиз-Про-Вал-Гли-Лиз-Лиз-Арг-Арг-Про-Вал-Лиз-Вал-Тир-Про-Асп-Гли-Ала-Глу-Асп-Глу-Лей -Ала-Глу-Ала-Фен-Про-Лей-Глу-Фен.

N-концевой аминокислотой является серии, а С-концевой — фенилаланин.

Установлено, что можно  действием карбоксипептидазы и  пепсина постепенно, начиная с С-конца, отщепить 15 аминокислот с получением по-липептида, построенного из 24 аминокислотных остатков, полностью сохраняющего активность АКТГ. Подобный полипептид удалось синтезировать.

Активность кортикотропипа В тесно связана с наличием в его молекуле N-концевого серина. При его отщеплении активность исчезает.

АКТГ влияет на образование  и выделение кортикостеронов  — гормонов корковой части надпочечников. Введение его в организм приводит к увеличению содержания в крови кортикостероидов. Очевидно, АКТГ усиливает синтез гормонов в корковой части надпочечников. Длительное введение в организм АКТГ усиливает синтез кортизона в корковой части надпочечников. АКТГ выделяется передней долей гипофиза при различных воздействиях, приводящих организм в состояние напряжения (травмы, в том числе операционные, ионизирующие излучения, низкая и высокая температура окружающей среды, асфиксия, отравления и др.).

Выделение АКТГ регулируется гипоталамусом, его задней частью и  особенно серединным возвышением. Обнаружить нервные волокна, идущие от гипоталамуса к передней доле гипофиза, до сих  пор не удалось. Считают, что в  гипоталамусе образуются какие-то вещества, поступающие в кровь и стимулирующие функцию передней доли гипофиза. Химическая природа этих веществ остается пока не известной.

Применяется АКТГ в тех  случаях, когда желательно увеличить  образование и выделение в кровь гормонов, образующихся в корковом слое надпочечников, особенно кортизона.

3. Тиреотропный гормон (тиреотропин)

Гипофизэктомия вызывает у животных уменьшение размера щитовидной железы с проявлением недостаточности ее функции — понижением обмена веществ. Оставшаяся ткань щитовидной железы в меньшем объеме поглощает из крови йод и в меньшем объеме включает его в состав органических соединений. Введение экстрактов гипофиза приводит у гипофизэктомированных животных к увеличению размера щитовидной железы и к восстановлению ее функций.

Тиреотропный гормон получен из экстрактов гипофиза рогатого скота в очищенном, но не в химически  чистом виде. Исследование химической природы полученных препаратов выявило  его белковую природу. При воздействии на них протеолитнческих ферментов эти препараты инактивиру-ются.

Применение метода меченых  атомов, введение в организм радиоактивного йода и последующее изучение радиоактивности йодсодержащих соединении в щитовидной железе и в крови нормальных и гипофизэктомированных животных позволило разобраться в механизме действия тиреотропного гормона на функцию щитовидной железы. Как уже указывалось, гипофизэктомня приводит к уменьшению размера щитовидной железы. Изучение содержания тироксина в плазме крови показало, что количество его уже через четыре дня после гипофизэктомии снижается на 50%. Отсюда можно заключить, что в отсутствие тиреотропного гормона в щитовидной железе образуется меньше тироксина и одновременно с этим снижается количество тироксина, выделяемого в кровь. Далее оказалось, что поступающий в щитовидную железу гипофизэктомированных животных йод быстро превращается в ней в дийодтирозин, но образование тироксина происходит в малом объеме. Отсюда можно заключить, что тиреотропный гормон необходим для нормального поглощения щитовидной железой йода из крови, превращения его в тироксин и для поступления тироксина из щитовидной железы в кровь.

Гипофизэктомия приводит к явлениям, характерным для гипофункции щитовидной железы.

4. Гонадотропные гормоны (гонадотропины)

Гонадами называют органы, образующие половые продукты,— сперматозоиды и яйцеклетки: семенные железы и яичники. Гормоны передней доли гипофиза, воздействующие на развитие и функцию семенных желез и яичников, получили название гонадотропных гормонов.

Давно уже известно, что  Гипофизэктомия оказывает тормозящее действие на сексуальные (половые) функции животных. Точно так же клинические наблюдения показали, что при некоторых заболеваниях гипофиза (при акромегалии, карликовом росте) имеет место атрофия половых желез. В 1922 г- было установлено, что при введении экстрактов из гипофиза крысам у самок увеличивается размер яичников с образованием желтых тел. Позднее оказалось, что у гипофизэктомированных самок при введении в организм экстрактов из гипофиза восстанавливается угасшая функция яичников.

В экстрактах гипофиза были обнаружены два гонадотропных гормона. Один из них стимулирует рост фолликулов яичника у женских особей и  сперматогенез в семенных железах  мужских особей. Второй гормон стимулирует созревание фолликул, их разрыв с последующим образованием желтых тел. У самцов он стимулирует развитие интерстициальных клеток семенных желез. Первый гормон получил название фолликулостнмулирующего гормона, или сокращенно ФСГ, второй — лютеинизирующего гормона.

Фолликулостимулирующий  гормон (ФСГ). Фолликулостимулирующий гормон получен в весьма очищенном виде из гипофизов овец. При введении в организм гипофизэктомированных крыс он вызывает у них развитие фолликулов в яичниках, но не устраняет иные явления, наблюдающиеся в результате гипофизэктомии. По своей химической природе ФСГ оказался сложным белком — гликопротеидом с молекулярным весом 67 000. При переваривании трипсином он расщепляется с потерей активности. При воздействии пепсином при рН-4,0 ФСГ расщепляется, образуя полипептиды, сохраняющие еще в значительной мере гормональную активность. Из гипофизов свиней был получен Фолликулостимулирующий гормон, также оказавшийся белковым веществом, но несколько отличавшийся своими физическими свойствами от того же гормона, выделенного из гипофиза овец.

Введение самкам в  период размножения фолликулостимулирующего  гормона вызывает развитие у них  в яичниках большого числа фолликулов, что приводит к многоплодию- На этом принципе М. М. Завадовский разработал метод стимуляции многоплодия у некоторых сельскохозяйственных животных.

Фолликулостимулирующий  гормон получил применение в практике искусственного рыборазведения как  средство, стимулирующее икрометание.

Гонадотропный гормон в  значительных количествах выделяется из организма с мочой при беременности. Повышается также при беременности содержание его в крови. Мочаги сыворотка крови жеребых кобыл являются источником для получения фолликулостимулирующего гормона. Препараты его известны также под названием пролана А.