Гонадотропни хормони (гонадотропини)

Гонадотропните хормони имат редица допълнителни действия, повечето от които спомагат за осъществяването на репродукцията. Те оказват въздействие не само върху половите жлези, но и върху целия генитален тракт. Освен това ФСХ и ЛХ регулират растежа, развитието и половото съзряване на организма (виж “Репродуктивна система”).

Растежният хормон е белтък, изграден от 191 аминокиселини. Той е видово специфичен – на човека действа само РХ, получен от хора или от някои видове маймуни.

За разлика от гландотропните хормони, РХ действа на множество различни по вид клетки (хепатоцити, хондроцити, миоцити, мастни клетки и т. н.), разположени в редица органи и системи. Прицелните клетки на РХ имат мембранни рецептори от типа рецептор, асоцииран с тирозинкиназа (виж “Междуклетъчни взаимодействия”). Свързването на РХ с тези рецептори води до активиране на вътреклетъчни тирозинкинази, означени като JAK2. Активните JAK2 фосфорилират тирозиновите остатъци на определени цитозолни белтъци, които след това навлизат в ядрото и стимулират транскрипцията на специфични гени. Така, без да влиза в прицелната клетка, РХ повлиява нейната белтъчна синтеза. Цитозолната част на мембранните рецептори може да активира и фосфолипаза С, в резултат на което се получават вторите посредници ДАГ и ИТФ и в крайна сметка се активира протеинкиназа С. За разлика от тирозинкиназата, протеинкиназа С фосфорилира серинови и треонинови аминокиселинни остатъци на белтъците.

Около половината от циркулиращия с кръвта растежен хормон е свързан с плазмен белтък. Този белтък се получава в черния дроб, вероятно чрез откъсване на екстрацелуларната част на мембранния рецептор за РХ. Свързаният с плазмен белтък РХ представлява резерв, който компенсира в известна степен големите денонощни колебания в секрецията на хормона.

IGF-1 се синтезира и секретира главно от черния дроб, но редица други тъкани (например хрущялите) също могат да го образуват, макар и в по-малки количества. Растежният хормон стимулира синтезата и секрецията на IGF-1. Когато попадне в кръвта IGF-1 се свързва с определени плазмени протеини, което удължава времето на неговия полуживот. Механизмът на действие на IGF-1 напомня този на РХ – чрез фосфорилиране на тирозиновите остатъци на определени цитозолни белтъци се повлиява синтезата на протеини в прицелните клетки.

Секреторните пулсации на РХ са краткотрайни (продължават от 10 до 30 min) и са доста неравномерни. При деца се наблюдават около 8 пулсации, а при възрастни – 4-5 пулсации за едно денонощие. Секрецията на РХ се засилва (честотата и особено амплитудите на пулсациите се увеличават) по време на бавновълновия сън8. Наличието на високоамплитудни пулсации в секрецията на РХ води до големи колебания в неговата плазмена концентрация. За разлика от РХ, концентрацията на IGF-1 в плазмата е значително по-стабилна.

По принцип растеж на тъканите се постига или чрез увеличаване на броя на клетките (хиперплазия), или чрез увеличаване на размера на клетките (хипертрофия). Броят на клетките се увеличава в резултат на засилено клетъчно делене. В повечето случаи новополучените клетки не са достатъчно диференцирани, поради което след деленето те трябва да претърпят известно допълнително развитие. Както хиперплазията, така и хипертрофията могат да бъдат ускорени чрез засилване на синтезата на белтъци, ДНК и РНК. В резултат на засилената белтъчна синтеза се увеличава и производството на някои структурни белтъци, разположени извън клетките (например колаген). РХ стимулира (главно посредством IGF-1, но отчасти и чрез директно действие) всички изброени процеси, които водят до увеличаване на размера на отделните тъкани и органи.

 Без да разглеждаме подробно остеогенезата, ще споменем само, че костите увеличават своите размери както чрез растеж и последваща осификация на техните хрущялни участъци, така и в резултат на дейността на остеобластите, разположени в дълбоките слоеве на периоста.

Увеличаването на дължината на дългите кости на крайниците се осъществява от растежните (метафизарните) хрущяли. Те представляват хрущялни плочки (пластинки), разположени напречно на дългата кост. Всяка дълга кост има две такива плочки, които разделят диафизата от двете епифизи (проксимална и дистална). В растежния хрущял анатомично се разграничат няколко зони. В близост с епифизата хрущялът е богат на прехондроцити (хрущялни стволови клетки), които непрекъснато се делят и диференцират. В резултат на това се получават множество хондроцити, които премествайки се към диафизата търпят редица промени и накрая дегенерират. На тяхно място се образува нова костна тъкан. Следователно, в растежния хрущял протичат едновременно два процеса – докато епифизните слоеве на хрущяла непрекъснато растат (хондрогенеза), то тези, разположени в близост с диафизата, постепенно се превръщат в костна тъкан (остеогенеза). Първият процес води до задебеляване на растежния хрущял, а вторият – до изтъняване. Ако двата процеса протичат с еднаква скорост, дебелината на хрущялната плочка се запазва постоянна, а към двата края на диафизата непрекъснато се прибавя нова костна тъкан. В резултат на това дължината на диафизата се увеличава, т. е. костта расте на дължина (фиг. 2. 6).

Фиг. 2. 6 Схема на проксималната част на дълга кост (tibia). Широчината на растежния хрущял е нарисувана малко по-дебела от нормалната.

РХ усилва и ускорява описаните по-горе процеси. В резултат на това растежните хрущяли се разширяват и образуването на нова кост се засилва. Това ускорява растежа на дългите кости на дължина и води до повишаване на ръста на детето. РХ стимулира и остеобластите на периоста, което също води до засилена остеогенеза. Приема се, че повишената активност на тези остеобласти е причина за растежа на дългите кости не само на дължина, но и на широчина (дебелина).

РХ повлиява не само растежа, деленето и диференцирането на клетките. IGF-1 стимулира хондроцитите да произвеждат повече колаген и протеогликани, които са важна съставна част на еластичния екстрацелуларен матрикс на хрущяла. Освен това IGF-1 засилва и отлагането на сулфати в хрущялите.

След края на пубертета растежните хрущяли започват да изтъняват и в течение на 1-2 години напълно изчезват, поради което дългите кости спират да растат на дължина. Те обаче запазват способността си да растат на дебелина, тъй като с напредването на възрастта остеобластите на периоста не изчезват, а само намаляват по брой (периостът изтънява).

Увеличаването на размерите на вътрешните органи води и до повишаване на техния функционален капацитет (увеличават се ударният обем на сърцето, виталният капацитет на белите дробове, гломерулната филтрация на бъбреците и др.).

Растежът на меките тъкани се стимулира главно от IGF-1. Някои процеси обаче се дължат на директното действие на РХ. Например деленето и диференцирането на мускулните сателитни9 клетки се стимулира директно от РХ.
б) Други действия на РХ. Освен стимулиране на растежа на организма, РХ има и редица други ефекти. Някои от тях се получават в резултат на директното му действие върху прицелните клетки, но повечето се дължат на индиректно действие чрез IGF-1. Ние ще се спрем само на влиянието на РХ върху обмяната на веществата.
 РХ е анаболен хормон. Той действа на белтъчната обмяна индиректно (чрез IGF-1). РХ улеснява навлизането на аминокиселините в клетките, потиска тяхното разграждане и стимулира синтезата на протеини. В резултат на това концентрацията на аминокиселини и урея в плазмата се понижава. Намалява екскрецията на азотсъдържащи съединения с урината – получава се положителен азотен баланс10.

Както вече казахме, стимулирането на синтезата на нови протеини е един от начините за ускоряване на растежа на организма.

Липолитичното действие на РХ се дължи поне отчасти на сенсибилизиране13 на мастните клетки към адреналина и норадреналина, които също засилват разграждането на триглицеридите.

Както се вижда от фиг. 2. 7, съществува и “къса” обратна връзка, която започва от РХ и достига до невроните на хипоталамуса, които имат мембранни рецептори за РХ. Чрез тази обратна връзка РХ стимулира секрецията на соматостатин и вероятно потиска секрецията на соматолиберин (последното действие не е показано на фигурата).

Фиг. 2. 7 Регулация на секрецията на РХ посредством отрицателни обратни връзки. С плътна ли-ния и знак (+) е означено стимулиращото действие, а с прекъсната линия и знак (-) – потискащото (задържащо) действие. Показана е синтезата на IGF-1 само в черния дроб.

При гладуване се наблюдават обратните промени – концентрацията на глюкоза и на мастни киселини в плазмата се понижава, поради което секрецията на РХ се усилва.

Пролактинът изпълнява важни функции при жените във връзка с осъществяването на репродукцията. Какво е неговото “полезно” действие при мъжете, засега не е ясно. Известно е обаче, че този хормон може сериозно да им вреди – при усилена секреция на пролактин (например в резултат на стрес) половото влечение намалява, получава се импотентност и сперматогенезата се нарушава.

Секрецията на пролактин показва денонощни колебания – тя започва да се повишава 1-2 часа след заспиването и достига максимум значително по-късно, в сравнение с РХ (към 5-6 часа рано сутринта). Най-слаба е секрецията през късните сутрешни часове (около 10-11 часа). При жената секрецията на пролактин се колебае и във връзка с менструалния цикъл – честотата на секреторните пулсации за едно денонощие се повишава от 8-9 през късната лутеална фаза, до около 14 през късната фоликуларна фаза (виж “Репродуктивна система”). Заедно с честотата нараства и амплитудата на пулсациите.

Когато жената забременее, нещата коренно се променят – както броят, така и размерите на мамотропните клетки в хипофизата постепенно се увеличават. След втория месец на бременността секрецията на пролактин започва да се засилва и до края на бременността се увеличава 10-15 пъти. Високата концентрация на пролактин в плазмата на бременната жена предизвиква усилен растеж и развитие на нейните млечни жлези и стимулира синтезата и секрецията на мляко от епителните клетки на алвеолите и на алвеоларните ходове.