Hipofiza si sistemul hipotalamo-hipofizar

Hipofiza si sistemul hipotalamo-hipofizar

Comentarii oprite

Fiziologia specială – profesor Gh. Petrescu

 

02.04.2003                                                                                                                  Curs 21

fiziologia glandelor endocrine

 

Hipofiza şi sistemul hipotalamo-hipofizar:

 

sistemul endocrin

 

            Reglarea activităţii sistemelor organismului în funcţie de variaţiile mediului extern necesită ajustările rapide (ex: a sistemului nervos vegetativ) şi de termen lung (ex: a sistemului endocrin) a anumitor caracteristici e creier vegetativ = hipotalamus.

Caracteristici ale hormonilor:

1. structura – 4 grupe din punct de vedere chimic:

Ø      glicoproteine: FSH, HCG, TSH, LH;

Ø      proteici (peptidici): ACTH, Ang., calcitonina, insulina, STH, glucagon, vasopresina, PTH, prolactina, somatostatina, sistemul endocrin difuz = APUD (Amine Precursor Uptake Decarboxilation), factori de cretşere: GF, EGF, TGF, NGF;

Ø      aminici: catecolamine, hormoni tiroidieni (T3, T4);

Ø      steroizi.

Toţi sunt sintetizaţi ca prehormoni stocaţi în aparatul Golgi e sunt încărcate în granule de exocitoză e eliberaţi la acţiunea unui stimul.

§         catecolamine – eliberate la variaţii ale Ca citosolic;

§         steroizii – sintetizaţi în REN;

§         hormonii tiroidieni – stocaţi în coloid;

§         sunt transportaţi prin sânge la ţesuturi liberi sau legaţi de proteine plasmatice (aminici, steroizi);

§         timp de înjumătăţire = perioada în care concentraţia plasmatică a unui hormon se reduce la ½ (16 minute aldosteron, 6 zile tiroxină);

§         concentraţia μg sau ng e suficientă pentru a interacţiona cu receptorii;

Pentru a stimula receptorii trebuie să existe o concentraţie minimă = concentraţ prag, să existe suficienţi receptori exprimaţi iar micromediul local trebuie să fie normal.

Nr. de receptori de S 2.000-10.000/cel. se reglează chiar prin nivelul hormonal:

-     down regulation (mai mult hormon e se sintetizează mai puţini receptori);

-     up regulation.

            Hormonii peptidici – acţionează prin intermediul receptorilor de suprafaţă cuplaţi de cele mai multe ori cu proteine G e adenilat-ciclază e AMP ciclic. Alţii acţionează prin intermediul sistemului inozitol-trifosfat sau prin Ca citosolic. Alt sistem – fosfotirozin kinazic – în activarea sistemului de tip factori de creştere e asupra sistemului MAP. Toate aceste sisteme = amplificatori biologici.

            Hormonii tiroidieni şi steroizi penetrează membrana şi ajung la nivelul nucleului unde au receptori nucleari (prob. din granulele histonelor).

            Activarea receptorilor e creşte sinteza ARN mesager e creşte sinteza proteinelor şi activitatea celulară e astfel se xplică lentoare de activare a acestor hormoni.

            După ce şi-au făcut efectul sunt inactivaţi. La nivelul membranar – prin enzime specifice – proteaze, la nivelul unor celule active metabolic (hepatocitul) şi nu întotdeauna la nivelul celulelor ţintă. Inactivarea sp. în cantiate mică – glucorono, sulfoconjugare.

            Blocarea activărilor prin cuplarea cu un carrier plasmatic, secreţia hormonilor supusă unor variaţii ritmice sp. cuplate pe cicluri sp. ce se realizează în timpul unei zile = circadiene, dependente de perioada de lumină-întuneric; cicluri ultradiene, variaţii de ore. Administrarea necontrolată sau administrarea blocanţilor poate avea efecte variabile în funcţie de momentul administrării.

           

 

 

hipofiza şi sistemul hipotalamo-hipofizar

 

            E o glandă minusculă situată la baza creierului în şaua turcească, secreţia e indusă şi controlată de hipotalamus.

            E alcătuită din 3 structuri diferite histologic.

Ø      lobul posterior – ansamblu de axoni ai căror pericarion e în hipotalamus;

Ø      lobul anterior – conglomerat de cordoane celulare ce produc hormoni;

Ø      un strat subţire de celule – lobul intermediar cu rol semnificativ, nu la mamifere şi nu există patologie de hipo sau hipersecreţie. Implicat în secreţia pro-opiomelanocortina.

            Nucleii magnocelulari din zona supra-optică şi paraventriculară secretă ADH şi ocitocină. Zona parvocelulară ce cuprinde nucleul arcuat, ventromedială şi aria periventriculară produc hormoni hipofizotropi.

            Lobul anterior – provine din punga lui Pathke (este evaginare embrionară a epiteliului faringian). Componentele din punct de vedere anatomic:

§         partea:

o       distală (anterioară) – cea mai voluminoasă

o       intermediară (LHI);

o       tuberală – acoperă parţial tija pituitară.

§         sunt celule epiteliale:

o       80% acidofile e prolactină şi STH;

o       20% bazofile e TSH, ACTH, GnH, lipotropină;

§         printre ele există şi celule cromofobe (nu se colorează) a căror funcţie nu este încă identificate;

§         lobul anterior e conectat cu hipotalamusul prin sistemul port ce conectează plexul capilar de la nivelul eminenţei mediale a hipotalamusului cu un plex de capilare sinusoide din lobul anterior;

§         hipofiza conţine doar inervaţia vaso-motorie;

§         sângele din capilare e vene hipofizare e sinusurile durei mater.

Lobul posterior – 3 părţi:

§         eminenţa mediană a hipotalamusului – conţine nucleul supraoptic şi paraventricular;

§         tractul hipotalamo-hipofizar – axonii neuronilor (tija pituitară);

§         neurohipofiza – are o cantitate importantă de celule gliale.

            Hipotalamusul secretă o serie de substanţe numite RF (releasing factor) ce pot fi RF sau RI. Cei mai importanţi: TSH-RH, CRF, STH-RF, STH-IF (somatostatină), LH-RF, PIF (= PIH). Se presupune existenţa şi a altor factori ce nu au fost identificaţi cu precizie.

            Controlul exercitat de acţiunea factorilor se realizează prin bucle feed-back: lungi (controlul hormonului direct asupra hipotalamusului) şi scurte (controlul hormonilor hipofizari).


 
   

 

 

Hormonii:

            Opioidele endogene = substanţe a căror activităţi farmacologice e identică cu a morfinei, sunt sintetizate în SNC ca un glicoproteină mare (31.000 Da) numită POMC.

            Se sintetizează şi în sisteme periferice, trac gastro-intestinal, plămân.

            Funcţia = modulează sistemul traductorilor neuroendocrini, acţionează ca neuromediatorii şi ca hormonii.

            Sunt cele mai importante: endorfinele, secretate cu ACTH şi MSH şi care induc analgezic, sedare şi depresie respiratorie şi stimularea ariei hipotalamice hipofizotrofă e creşte secreţia de ACTH, STH, ADH, prolactine.

            Enkefalinele – produse din proenkefalina A la nivelul SNC şi sunt pentapetide.

            Împreună cu dinorfinele (molecule hibride între endorfine şi enkefaline) produc analgezice, stimularea centrului vomei, inhibarea centrului tusei, acţionează asupra cortexului (sistemul limbic, nucleii amigdalieni, locuscoeruleus) sediul emoţiilor primare modulând echilibru psihoafectiv şi induce o stare de euforie.

Hormoni tropihipofizari (glandulotropi):

            Au organe ţintă alte glande endocrine.

ACTH – hormon peptidic ce are 39 aa şi o omologie semnificativă cu MSH. Secreţia lui e legată prin mecanismul de feed-back cu buclă lungă determinată de concentraţia cortizolului plasmatic ce acţionează asupra neuronilor nucleului paraventricular e eliberează CRF e stimulează ACTH.

            Glucocorticoizii – cei mai dep. hormoni de această reglare.

            Secreţia – variaţii diurne, vârful – la primele ore dimineaţa, există şi o corespondenţă între ciclurile circadiene şi reglarea prin intermediul epifizei.

            E un hormon de stres e se secretă ca urmare a apariţiei de situaţii stresante, iar acest lucru e urmat de o secreţie crescută de cortizol.

Stres = semnale din mediul intern sau extern ce anunţă depăşirea limitelor de menţinere a homeostaziei.

            Principalul reglator al răspunsurilor la stres e sistemul hipotalomo-hipofizo-suprarenalian.

TSH – hormon glicoproteic, 28.000 Da, format din 2 subunităţi α şi β. Reglarea secreţiei – prin buclă lungă, dependentă de concetraţia plasmatică a lui T3 dar şi T4. variaţiile activităţii hormonilor acţionează la nivel hipofizar suprimând secreţia de TSH în vreme ce secreţia hipotalamică de TRF iese de sub controlul buclelor de feed-back datorită detecţiei de variaţii termice de hipofiză (condiţii bazale – buclă lungă, stres termic – prin TRF).

            Gonadotropine – glicoproteine cu 2 subunităţi α şi β (α identică cu a TSH).

FSH – acţionează direct la nivelul ovarului stimulând maturarea folicului şi secreţia de estrogeni ovariani. Pe testicul – stimulează spermatogeneza.

LH – produce ovulaţie şi evoluţai restului folicular către corpul galben ce secretă progesteron. Sinteza de testosteron de celule interstiţiale.

            Reglarea secreţiei – în general în condiţii bazale prin buclă lungă. La nivelul hipotalamic există variaţii ciclice ale secreţiei LH-RH, unde ca peptid ce stimulează eliberarea de LH din adenohipofiză.

            Hipofiza mai secretă şi hormoni ce nu sunt glandulotropi ca STH:

-     peptid cu 191 aa a cărei funcţie primară e de a determina creşterea hiperplaziei la nivelul ţesuturilor responsive;

-     stimulează condrogeneza şi miogeneza e creşterea somatică prin efectul de creştere a cartilajului diafizo-epifizar.

-     administrarea lui în culturi de celule nu stimulează creşterea e acţiunea lui e indirectă printr-un  sistem de factori de creştere GF sau somatomediene; ei nu sunt hormoni propriu-zişi (nu sunt produşi de o glandă ci de diverese tipuri de celule sub acţiunea STH).

NGF (nervos) e realizează dezvoltarea sistemului nervos periferic în perioada natală şi neonatală.

EGF şi TGF (epitelial şi transformare) – proliferarea epiteliilor şi fibroblaştilor. TGF iniţial izolat în tumori, factori de creştere embrionară.

PDGF (derivat din plachete)

FGF (al fibroblaştilor) – stimulează creşterea endoteliului vascular şi produc angiogeneza.

IGF (insulin-like grow factor) – fără ei nu se dezvoltă celulele.

Ac-somatomedine au mai fost numite factori de sulfatare deoarece stimulează încorporarea în acidul condroitin sulfuric şi mucoitin-sulfuric; proliferea condrocitelor, osteoblaste, periostul.

Efecte metabolice ale STH:

            Prezenţa la nivelul metabolismului: lipidic, glucidic, antagonice insulinei.

STH – principalul hormon diabetogen, există ameliorarea diabetului zaharat insulino-dependent pe modele, animale hipofizectomizate. Proteic – anabolic, stimulează transportul aminoacizilor prin membrană şi încorporarea în proteine. Stimulează şi absorbţia Ca şi depunerea în oase. Lipdic – stimulează eliberarea acizilor graşi, creşte concenttraţia acizilor graşi liberi din plasmă şi utilizarea ca sursă de energie în defavoarea glucozei e efect cetogen. Glucidic – transportul glucozei în celulele musculare şi adipoase, stimulează gluconeogeneza, inhibă glicoliza.

Reglarea secreţiei – prin buclă scurtă:

            Nivelul plasmatic de STH: inhibă hipofiza, inhibă secreţia GH-RH (somatoliberine); secreţia de GH-IH (somatostatine).

            Somatostatina – decapeptid, eliberat în sistemul port de neuronii parvocelulari. Produs şi în ficat şi pancreas, det. de metabolismul glucidic. Secreţia nictemerală a STH şi sfârşitul de secreţie este nocturn. Secreţia STH se supune şi nivelurilor metabolice – hipoglicemia stimulează secreţia, cantitatea crescută de amino-acizi plasmatici inhibitor.

Prolactina: – 199 aa, cu omologie de 85% cu STH (nonglandulotropă).

            Stimulează glanda exocrină e secreţia lactată a glandelor mamare (stimulată deja de progesteron). Sediu de activitate – rendoplasmatic şi sistemul Golgi. Puternic inhibitor al activităţii gonadotropinelor e pe parcursul lactaţiei, ovulaţiei e suspendată.

            La bărbaţi e rolul nu este cunoscut.

            Se realizează prin buclă scurtă şi prin secreţia de hipotalamus de PIH/PIF. Dopamina inhibă secreţia ei.

            Mai există un peptid de 56 aa GAP (gonado-liberin asociated peptid ce inhibă prolactina ca să reducă inhibarea ei asupra LH şi FSH).

MSH (melanocitostimulator):

            Derivat din POMC, alcătuit din subunităţi α, β, γ , primele 2 identice cu ale ACTH. Rolul lui e ancestral, legat de apărarea prin mimetism (permite modificarea culorii pielii la vertebratele inferioare) prin descoperirea granulelor melanofore.

            Reflex neuro-endocrin cu punct de plecare din retină. Rolul MSH e destul de încet la adult (administrare e închiderea culorii pielii).

            Dereglarea secreţiei de STH prin deficit în timpul copilăriei ce produce nanism hipofizar, realizează o reducere armonioasă a dimensiunilor corporale, în general e asociat cu deficienţă hipofizară globală.

            Datorită dimensiunilor mici, cantităţi mici de glandulotropi sunt suficiente cu excepţia gonadotropinelor e de obicei pubertatea şi reproducerea nu sunt posibile.

            Nanism cu STH normal – caraterizat prin insuficienţa sintezei somatomedinelor e sdr. Laron. Hipersecreţie în copilărie e gigantism, în 10% din cazuri se asociază cu diabet zaharat metahipofizar.

            În condiţiile în care hipersecreţia debutează după perioada de creştere sau continuă la persoanele cu gigantism e acromegalie: creşterea în exces a ţesutului muscular, oasele mici ale extremităţilor, perios al oaselor late, aspect caracterizat de persoane masive cu extremităţi foarte mari cu creşterea oaselor feţei: mandibulei, arcade orbitale, piramida nazală.

Hipersecreţia de prolactină:

Ø      cauzată de adenom secretant;

Ø      determină amenoree şi infertilitate la femeie;

Ø      la bărbat – impotenţă, scăderea libidoului;

Ø      sindrom asociat – galactoree (bărbat şi la femeie) – secreţie permanentă lactată.

Dereglări ale secreţiei de ACTH:

            Apariţia sindromului Cushing – hiperplazia bilaterală a suprarenalelor, diabet zaharat, hiperpigmentare.

            Insuficienţa globală a adenohipofizei = pituitarism. Insuficienţă a tuturor hormonilor, paloare accentuată, astenie, incapacitatea de efeort fizic şi psihic.

            Sdr. Sheehan – panhipopituitarism după naştere la 1% din femeile ce nasc natural.

Hormonii lobului posterior:

            Sunt hormoni peptidici secretaţi în neuronii magnocelulari hipotalamici. Principala sursă de ADH –  nucleul supraoptic şi ocitocină – nucleul paraventricular.

            Sunt secretaţi sub forma unui precursor mare: arginin-vasotocină (peptidic, mare); acesta este împachetat în granule la nivelul aparatului Golgi e de-a lungul axonilor tijei pituitare şi stocaţi în jurul unor proteine mari = neurofizine.

            La apariţia unui potenţial de acţiune de-a lungul neurilemei se deschid canale de Ca voltaj dependente ce cresc concentraţia citosolică de Ca e decuplarea veziculelor de neurofizine şi exocitoza lor; la nivelul acestor axoni există nişte dilataţi nonterminale = nodozităţi, varicozităţi, corpi Hering, la nivelul acestor formaţiuni se produce stocarea veziculelor de exocitoză. Prin sânge, hormonii sunt transportaţi la organele ţintă dar şi în SNC unde au roluri importante de neuromediatori.

ADH (vasopresina):

            Monopeptid ciclic ce prezintă în poziţia 1 şi 5, 2 reziduri de cys între care se fac punţi –S-S-. ADH ≠ de ocitocină prin 2 aa. Rol funcţional: creşte reabsorbţia facultativă a apei la nivelul tubilor distali şi colectori (există receptori specifici denumiţi V2 care folosesc ca mesager secund AMPc e creşte sinteza şi expresia de aquaporine = proteine canal specifice pentru transportul apei).

            La nivelul musculaturii netede vasculare există receptori V1 şi a căror funcţie e de a produce contracţia musculaturii netede vasculare prin intermediul IP3 şi CQ. Efectul antidiuretic are loc la doze fiziologice iar efectul vasopresor la doze farmacologice.

            Reglarea secreţiei prin osmoreceptori (hipotalamus mai ales) cu localizare neclară şi care reacţionează la deshidratarea intracelulară.

            O variaţiue de 5 mosmoli a presiunii osmolare a plasmei e eliberare de ADH. La nivelul SNC există nuclei denumiţi OVLT (organ vascular al laminei terminale) şi oSF (organ subformical) care sub influenţa ADH şi a presiunii osmotice crescută declanşează comportamentul depsic (de sete).

            Altă cale de reglare a secreţiei prin intermediul voloreceptorilor din vasele mari (VCS, aortă) şi care pe cale vagală acţionează asupra NSO şi NPV (nucleii); hipervolemia inhibă secreţia de ADH şi hipovolemia stimulează. Alţi factori ce reglează secreţia: ANF – inhibă; AngII – stimulează secreţia de ADH şi declanşează comportament dipsic; presiunea arterială: HTA – scade secreţia; hTA – stimulează secreţia.

            Insuficienţa secreţiei produce diabet insipid de cauză genetică traumatică sau tumorali: diureză foarte mare (10 l), urini diluate, deshidratare.

Ocitocina:

            Monopeptid, funcţia – stimulează contracţiile miometrului gravid şi a celulelor mioepiteliale din canalele galactofore e ejecţia laptelui. Reglarea secreţiei – prin reflexe nervoase de la receptori din colul uterin în travaliu şi mameloane ce pot fi realizate şi pe cale reflex condiţionate.

            La bărbat nivelurile serice sunt similare ca la femeie, iar funcţiile se reduc la contracţia prostatei şi a vezicii urinare.

            Nu se cunosc patologii asociate deficienţei de ocitocină.

 

 

Back to Top