HORMONII HIPOFIZARI SI CONTROLUL EXRECITAT DE HIPOTALAMUS

Hipofiza si relatia acesteia cu hipotalamusul

Hipofiza, doua componente distincte - lobul anterior si lobul posterior

Hipofiza, denumita si glanda pituitara, este un organ de dimensiuni mici (diametrul de aproximativ 1 cm si o greutate de 0,5-1 g), situat intr-o cavitate osoasa de la nivelul bazei craniului ce poarta numele de saua turceasca; legatura cu hipotalamusul se realizeaza prin intermediul tijei pituitare (hipofizare).

Din punct de vedere fiziologic, hipofiza poate fi impartita in doua regiuni distincte; hipofiza anterioara (adenohipofiza) si hipofiza posterioara (neurohipofiza).

Hipofiza anterioara secreta 6 hormoni peptidici, in timp ce hipofiza posterioara secreta 2 hormoni peptidici.

Hormonii din hipofiza anterioara joaca un rol major in reglarea functiilor metabolice ale organismului:

-hormonul de crestere stimuleaza cresterea tuturor tesuturilor din organism prin stimularea sintezei proteinelor, a multiplicarii si diferentierii celulare

-hormonul adrenocorticotrop (corticotropina) regleaza secretia unora dintre hormonii corticosuprarenalieni cu rol in metabolismul glucidic, proteic si lipidic

-hormonul tirostimulant (tirotropina) controleaza rata secretiei tiroidiene de tiroxina si triiodotironina, acesti hormoni fiind responsabili de reglarea vitezei majoritatii reactiilor chimice intracelulare din organism

-prolactina stimuleaza dezvoltarea glandei mamare si secretia lactata

-doi hormoni gonadotropi distincti, hormonul foliculostimulant si hormonal luteinizant controleaza cresterea ovarelor, precum si functiile hormonale si de reproducere

Cei doi hormoni secretati de catre hipofiza posterioara joaca roluri diferite.

-hormonul antidiuretic (vasopresina) controleaza excretia apei, contribuind astfel la reglarea concentratiei osmotice in lichidele organismului

-oxitocina induce ejectia laptelui din glandele mamare si are rol in expulzia fatului in timpul nasterii.

Hipofiza anterioara este alcatuita din mai multe tipuri de cellule cu rol in sinteza si secretia hormonala

Exista cate un tip celular responsabil de sinteza fiecaruia dintre principalii hormoni secretati de hipofiza anterioara.

Cele 5 tipuri de celule sunt: 1) somatotrope; 2) corticotrope; 3) tirotrope 4) gonadotrope; 5) lactotrope.

Hormonii eliberati de hipofiza posterioara sunt secretati de celule din hipotalamus

Celulele care secreta hormonii hipofizei posterioare nu sunt localizate proptru-zis in glanda hipofiza, ci sunt neuroni de dimensiuni mari, neuroni magnocelulari, ce se gasesc in nuclei supraoptici si paraventriculari ai hipotalamusului. Hormonii sunt transportati ulterior din hipotalamus la hipofiza posteriora prin axoplasma fibrelor nervoase neuronale.

Hipotalamusul controleaza secretia hormonilor hipofizari

Eliberarea hormonilor hipofizari se afla sub controlul hipotalamusului, pe care acesta il exercita fie prin mecanisme hormonale, fie prin semnale nervoase.

Secretia hormonala a hipofizei posterioare este controlata prin semnale nervoase ce au originea in hipotalamus si actioneaza la nivelul hipofizei posterioare.

Secretia hipofizei anterioare este reglata de hormoni care poarta numele de hormoni (factori) hipotalamici de eliberare sau de inhibare. Acestia sunt secretati chiar la nivelul hipotalamusului si transporati ulterior catre hipofiza anterioara prin intermediul unor vase extrem de mici care formeaza sistemul port hipotalamo-hipofizar. Odata ajunsi in hipofiza anterioara, acesti hormoni stimulatori sau inhibitori actioneaza la nivelul celulelor glandulare, reglandu-le secretia.

Hipotalamusul primeste semnale care au ca sursa numeroase arii ale sistemului nervos. Hipotalamusul este un centru de colectare a informatiilor referitoare la homeostazia interna a organismului.

Sistemul vascular port hipotalamo-hipofizar al hipofizei anterioare

Hipofiza anterioara este un organ extrem de bine vascularizat, intre celulele glandulare existand o retea extinsa de sinusuri capilare. Intreaga cantitate de sange care patrunde in sinusuri traverseaza un alt pat capilar localizat in hipotalamusul inferior. Sangele ajunge prin intermediul sistemului vascular port hipotalamo-hipofizar in sinusurile hipofizei anterioare.

Hormonii hipotalamici eliberatori si inhibitori sunt secretati la nivelul eminentei mediane

Neuroni speciali din hipotalamus sintetizeaza si secreta hormoni eliberatori sau inhibitori care controleaza secretia hormonilor hipofizei anterioare.

Hormonii hipotalamici eliberatori si inhibitori controleaza secretia hormonala a hipofizei anterioare

In cazul majoritatii hormonilor adenohipofizari, rolul cel mai important il joaca hormonii eliberatori (pentru prolactina, controlul major il exercita un hormon hipotalamic inhibitor).

Hormonii hipotalamici eliberatori sau inhibitori sunt urmatorii: 1) hormonul de eliberare a tirotropinei (TRH), care determina secretia hormonului tirostimulant (TSH); 2) hormonul de eliberare a corticotropinei (CRH), care determina secretia adrenocorticotropinei; 3) hormonul de eliberare a hormonului de crestere (GHRH), care induc secretia hormonului de crestere (GH) si hormonul de inhibare a hormonului de crestere (GHIH), denumit somatostatina, care inhiba secretia de GH; 4) hormonul de eliberare a gonadotropinelor (GNRH), care determina secretia a doi hormoni gonadotropi, hormonul luteinizant si hormonul foliculostimulant; 5) hormonul de inhibare a prolactinei (PIH), care inhiba secretia prolactinei.

Arii specifice din hipotalamus controleaza secretia hormonilor hipotalamici eliberatori si inhibitori

Cea mai mare parte a hormonilor hipotalamici sunt secretati de catre terminatiile nervoase la nivelul eminentei mediane, inainte de a fi transportati catre hipofiza anterioara.

Referat: Vitaminele - surse alimentare de vitamine Referat: 41 de sfaturi pentru viata lunga recomandate de doctor

Efectele fiziologice ale hormonului de crestere

Toti hormonii hipofizei anterioare, cu exceptia hormonului de crestere, isi exercita efectele prin stimularea unor glande tinta, cum sunt tiroida, corticosuprarenala, ovarele, testiculele sau glanda mamara. Functiile fiecaruia dintre acesti hormoni sunt legate de cele ale glandei tinta.

Hormonul de crestere nu actioneaza asupra unei glande tinta, ci isi exercita direct efectele asupra majoritatii tesuturilor din organism.

Hormonul de crestere stimuleaza cresterea multor tesuturi din organism

Hormonul de crestere, denumit si hormonul somatotrop sau somatotropina induce cresterea majoritatii tesuturilor din organism care au aceasta capacitate.

Hormonul stimuleaza cresterea dimensiunilor celulare si amplificarea mitozelor, determinand dezvoltarea unui numar mai mare de celule, dar si diferentierea specifica a unor tipuri celulare, precum cele responsabile de cresterea osului sau celulele musculare primordiale.

Efectele metabolice ale hormonului de crestere

Hormonul de crestere prezinta si multiple actiuni metabolice specifice, printre care 1) amplificarea ratei de sinteza a proteinelor in majoritatea celulelor din organism; 2) stimularea mobilizarii acizilor grasi din tesutul adipos, cu cresterea nivelurilor sanguine ale acizilor grasi liberi si amplificarea utilizarii acizilor grasi pentru obtinerea energiei; si 3) reducerea ratei de utilizare a glucozei in organism, astfel incat hormonul de crestere amplifica sinteza proteinelor, stimuleaza depozitele lipidice si conserva glucidele.

Hormonul de crestere stimuleaza acumularea proteinelor in tesuturi

Se cunosc o serie de actiuni ale hormonului care conduc la amplificarea a procesului de inglobare a proteinelor in tesuturi.

Amplificarea transportului aminoacizilor prin membrana celulara

Hormonul de crestere are un efect direct de potentare a transportului prin membrana celulara a unor aminoacizi. Se obtine astfel cresterea concentratiei intracelulare a aminoacizilor ceea ce explica amplificarea sintezei proteice. Reglarea transportului aminoacizilor este similara reglarii indusa de insulina asupra transportului glucozei prin membrana celulara.

Amplificarea translatiei ARN ce induce sinteza proteica la nivel ribozomal

Chiar si in cazul in care concentratia intracelulara a aminoacizilor nu este foarte mare, hormonul de crestere isi pastreaza capacitatea de a amplifica translatia ARN, inducand astfel sinteza unor cantitati crescute de proteine de catre ribozomii din citoplasma.

Stimularea transcriptiei nucleare a ADN in vederea formarii formarii ARN

Hormonul de crestere stimuleaza si transcriptia ADN in cadrul nucleului, ce determina formarea unor unor cantitati crescute de ARN. Acest efect induce accelerarea sintezei de proteine si a cresterii, in cazul in care exista nivele suficiente de energie, aminoacizi, vitamine si alte componente indispensabile procesului de crestere.

Reducerea catabolismului proteinelor si aminoacizilor

Pe langa amplificarea sintezei de proteine, exista si o reducere a degradarii proteinelor celulare. Hormonul de crestere are si rolul de a mobiliza cantitati crescute de acizi grasi liberi din tesutul adipos.

Hormonul de crestere stimuleaza utilizarea lipidelor pentru producerea de energie

Hormonul de crestere prezinta un efect specific de inducere a eliberarii acizilor grasi din tesutul adipos si de crestere a concentratiilor acizilor grasi in lichidul extracelular.

La nivelul tesuturilor, hormonul de crestere stimuleaza transformarea acizilor grasi in acetil-CoA si utilizarea ulterioara a acesteia pentru producerea de energie. Sub influenta hormonului de crestere, lipidele sunt utilizate preferential ca sursa de energie.

Capacitatea hormonului de crestere de a stimula metabolizarea lipidelor, alaturi de efectul sau anabolic asupra metabolismului proteic determina o crestere a masei corporale.

Efectul cetogen al hormonului de crestere

Sub influenta unor cantitati excesive de hormon de crestere, mobilizarea grasimilor din tesutul adipos poate fi amplificata incat sa conduca la sinteza unor cantitati crescute de acid acetoacetic la nivel hepatic si eliberarea acestora in lichidul extracelular, producand astfel cetiza. Acesta mobilizare excesiva a grasimilor din tesutul adipos determina adesea si steatoza hepatica.

Hormonul de crestere reduce utilizarea glucidelor

Hormonul de crestere produce multiple efecte ce influenteaza metabolismul glucidelor, printre care 1) reducerea captarii glucozei in tesuturi, precum cel muscular, scheletic sau cel adipos; 2) stimularea productiei hepatice de glucoza; si 3) amplificarea secretiei de insulina.

Fiecare dintre aceste modificari sunt consecinta rezistentei la insulina indusa de hormonul de crestere, care atenueaza efectul insulinei de stimulare a captarii si utilizarii glucozei de catre muschiul scheletic si tesutul adipos si de inhibare a gluconeogenezei hepatice. In consecinta apare cresterea glicemiei si amplificarea compensatorie a secretiei de insulina. Se considera ca efectele hormonului de crestere sunt diabetogene, iar secretia excesiva a hormonului poate determina tulburari metabolice asemanatoare celor intalnite la pacientii cu diabet zaharat tip 2.

Necesarul de insulina si glucide pentru exercitarea efectelor de stimulare a cresterii

Glucidele si insulina sunt necesare pentru a asigura furnizarea energiei utilizate in metabolismul cresterii.

Hormonul de crestere stimuleaza cresterea cartilajului si a osului

Hormonul de crestere stimuleaza acumularea in tesuturi a proteinelor si induce cresterea in aproape toate tesuturile organismului. Efectul sau cel mai evident este de stimula cresterea structurilor scheletului. Aceasta este consecinta mai multor actiuni ale hormonului de crestere, printre care 1) stimularea utilizarii proteinelor de catre condrocite si celulele osteogenice ce determina cresterea osului, 2) amplificarea ratei de reproducere a acestor celule si 3) un efect specific de trnsformare a condrocitelor in celule osteogenice, inducandu-se astfel formarea de os nou.

Multe dintre efectele hormonului de crestere sunt exercitate cu ajutorul unor substante intermediare denumite somatomedine sau factori de crestere similari insulinei (insulin-like growth factors)

S-a demonstrat ca hormonul induce la nivelul ficatului sinteza unor proteine denumite somatomedine, care au un efect puternic de amplificare a tuturor etapelor cresterii osoase. Multe dintre efectele somatomedinelor asupra cresterii sunt similare efectelor insulinei. De aceea somatomedinele sunt denumite si factori de crestere similari insulinei (IGF).

Au fost identificate 4 somatomedine, cea mai importanta este somatomedina C denumita si IGF-1, concentratia plasmatica este proportionala cu rata de secretie a hormonului de crestere.

Somatomedina C se leaga puternic de o proteina de transport din sange care este produsa ca raspuns la actiunea hormonului de crestere. Somatomedina C este eliberata lent din circulatie in tesuturi, timpul de injumatatire fiind de aprox. 20 de ore (prelungeste efectele de stimulare a cresterii induse de descarcarea pulsatila a hormonului de crestere).

Durata scurta de actiune a hormonului de crestere

Hormonul de crestere se leaga slab de proteinele plasmatice din sange, trece rapid din circulatie in tesuturi, avand un timp de injumatatire in circulatie mai mic de 20 min.

Reglarea secretiei hormonului de crestere

Dupa adolescenta, secretia hormonului de crestere se reduce lent cu inaintarea in varsta, ajungand la varstele foarte inaintate la aprox. 25% din nivelul inregistrat in adolescenta.

Hormonul de crestere este secretat intr-un mod pulsatil, cu cresteri si descresteri. Mecanismele care controleaza secretia hormonului de crestere depind de anumiti factori legati de starea de nutritie a persoanei respective sau de stresul la care este expusa: 1) inanitia 2) hipoglicemia sau concentratia scazuta a acizilor grasi din sange 3) efortul fizic 4) starile emotionale 5) traumatismele. Secretia hormonului de crestere este stimulata in mod caracteristic in primele doua ore de somn profund. Hipoglicemia este un stimulator al secretiei hormonului de crestere mult mai puternic decat reducerea brusca a aportului de proteine.

Rolul hipotalamusului, al hormonului de eliberare a hormonului de crestere si al somatostatinei in reglarea secretiei hormonului de crestere

Secretia hormonului de crestere este controlata de 2 factori secretati de hipotalamus si transportati ulterior catre hipofiza anterioara prin intermediul sistemului vascular port hipotalamo-hipofizar, hormonul de eliberare a hormonului de crestere si hormonul de inhibare a hormonului de crestere denumit si somatostatina.

Dopamina, catecolaminele, serotonina pot amplifica rata de secretie a hormonului de crestere.

Principalul factor de control, pe termen lung, al secretiei hormonului de crestere il constituie starea de nutritie a tesuturilor, in special gradul de nutritie proteica.

Anomalii ale secretiei hormonului de crestere

Panhipopituitarismul

Panhipopituitarismul inseamna reducerea secretiei tuturor hormonilor hipofizei anterioare. Hiposecretia poate fi congenitala sau poate surveni lent sau brusc, cel mai adesea in urma dezvoltarii unei tumori hipofizare care distruge glanda pituitara.

Nanismul

Nanismul este rezultatul unui deficit generalizat al secretiei hormonilor hipofizei anterioare (panhipopituitarism) aparut in perioada copilariei. La acesti pacienti rata cresterii este mult diminuata.

Panhipopituitarismul la adult

Panhipopituitarismul la adult este adesea rezultatul uneia dintre urmatoarele afectiuni mai frecvente: 1) craniofaringioamele 2) tumorile cromofobe 3) tromboza vaselor hipofizare.

Efectele generale ale panhipopituitarismului constau in 1) hipotiroidism 2) reducerea sintezei de glucocorticoizi a corticosuprarenalelor 3) diminuarea secretiei hormonilor gonadotropi.

Gigantismul

Celulele acidofile din hipofiza, responsabile de producerea hormonului de crestere, devin uneori extrem de active si cateodata pot aparea chiar tumori acidofile localizate intraglandular. In consecinta, sunt sintetizate cantitati crescute de hormon de crestere (toate tesuturile vor suferi un proces de crestere rapida, inclusive oasele). Daca aceasta afectiune apare inainte de adolescenta, persoana respectiva creste in inaltime (2,4-2,5 m), afectiunea este denumita gigantism.

Pacientii cu gigantism prezinta de obicei hiperglicemie (10% dintre pacientii cu gigantism dezvolta diabet zaharat manifest clinic).

Acromegalia

Daca tumora acidofila se dezvolta dupa adolescenta, cresterea in inaltime nu mai este posibila, oasele se pot ingrosa. Aceasta afectiune este cunoscuta sub numele de acromegalie. Cresterea in dimensiuni este importanta mai ales la nivelul oaselor mainilor si ale fetei, precum si al oaselor membranoase (ale craniului, nasului, boselor frontale, crestele supraorbitale, mandibula si regiuni ale vertebrelor). Limba, ficatul si mai ales rinichii isi maresc mult dimensiunile.

Posibilul rol al reducerii secretiei de hormon de crestere in inducerea modificarilor asociate cu imbatranirea

La persoanele care si-au pierdut capacitatea de a secreta hormon de crestere, anumite trasaturi ale procesului de imbatranire au o evolutie acccelerata. Acest aspect pare a fi rezultatul reducerii acumularii de proteine in majoritatea tesuturilor si al intensificarii depunerii de lipide in locul acestora.

Hipofiza posterioara si relatia cu hipotalamusul

Hipofiza posterioara, denumita si neurohipofiza, este alcatuita din celule asemanatoare celulelor gliale care poarta numele de pituicite. Pituicitele nu secreta hormoni, au rol structural, de sustinere a unui numar important de fibre si prelungiri nervoase terminale ale tracturilor nervoase care au originea in nuclei supraoptic si paraventricular ai hipotalamusului. Aceste tracturi ajung la neurohipofiza prin tija pituitara (tija hipofizara). Terminatiile nervoase au forma unor protuberante rotunde care contin multe granule secretorii. Aceste terminatii sunt dispuse la suprafata capilarelor, unde secreta 2 hormoni ai hipofizei posterioare: 1) hormonal antidiuretic (ADH), denumit si vasopresina si 2) oxitocina. Hormonii sunt sintetizati la nivelul nucleilor supraoptici si paraventriculari, apoi sunt transportati sub forma legata de anumite proteine transportoare denumite neurofizine pana la terminatiile nervoase din hipofiza posterioara.

ADH este produs la nivelul nucleilor supraoptici, iar oxitocina este sintetizata predominant la nivelul nucleilor paraventriculari.

Neurofizina si hormonul sunt secretate impreuna, deoarece legatura dintre acestia este slaba, hormonul se separa imediat.

Structura chimica a ADH-ului si a oxitocinei

Atat oxitocina cat si ADH-ul (vasopresina) sunt polipeptide, fiecare continand 9 aminoacizi. Similitudinile in structura celor 2 molecule explica asemanarile functionale al hormonilor.

Efectele fiziologice ale ADH-ului

Principalul efect este antidiuretic. In prezenta ADH, permeabilitatea pentru apa a ductelor si tubilor colectori este mult amplificata, astfel pe masura ce lichidul tubular traverseaza ductele, cea mai mare parte a apei sa fie reabsorbita, urmarea va fi conservarea apei in organism si producerea de urina extrem de concentrata.

Reglarea producerii de ADH

Reglarea osmotica

In anumite regiuni ale hipotalamusului sau din vecinatatea acestuia exista receptori neuronali denumiti osmoreceptori. Cand fluidul din spatiul extracelular devine prea concentrat, lichidul este deplasat prin osmoza din celula osmoreceptor care isi reduce dimensiunile si initiaza impulsuri nervoase catre hipotalamus pentru suplimentarea secretiei de ADH.

Cand lichidul extracelular devine foarte diluat, apa se deplaseaza prin osmoza in directie opusa, catre interiorul celulei, consecinta este scaderea frecventei impulsurilor care induc secretia de ADH.

Cresterea concentratiei lichidelor organismului stimuleaza nuclei supraoptici, in timp ce diluarea acesteia are effect inhibitor. Exista un sistem de control prin feed back pentru reglarea presiunii osmotice totale a lichidelor din organism.

Efectele vasoconstrictoare si vasopresoare ale ADH-ului si cresterea secretiei de ADH indusa de hipovolemie

Nivelurile mari de ADH produc vasoconstrictie arteriolara importanta in tot organismul, determinand astfel cresterea presiunii arteriale. Din aceasta cauza, hormonul antidiuretic este denumit si vasopresina.

Unul dintre factorii care stimuleaza intens secretia de ADH este hipovolemia.

Oxitocina

Oxitocina determina contractii ale uterului gravid. Oxitocina stimuleaza intens contractia uterului gravid, in special la sfarsitul perioadei de gestatie.

Oxitocina faciliteaza ejectia laptelui din glandele mamare

Oxitocina joaca un rol important si in procesul de alaptare. In perioada alaptarii, oxitocina induce exprimarea laptelui de la nivelul alveolelor in ductele mamare, laptele ajungand la sugar prin supt.