Вазопрессин (антидиуретический гормон, АДГ). Нервные импульсы, вызывающие секрецию вазопрессина, являются результатом действия ряда различных стимулирующих факторов. Главные физиологические стимулы – это повышение осмоляльности плазмы и кровопотеря.
Вазопрессин влияет главным образом на клетки почечных канальцев и гладкомышечные клетки сосудов. Влияние гормона на почки проявляется в мощном антидиуретическом действии: АДГ стимулирует реабсорбцию воды из гипотонической мочи в дистальных почечных канальцах и собирательных протоках, что приводит к увеличению в моче концентрации Na+,Cl-, фосфата, общего азота и повышает ее плотность. Вазопрессин стимулирует сокращение гладкой мускулатуры сосудов, оказывая сильное вазопрессорное действие. В норме он контролирует водный баланс организма и осмотическое давление плазмы крови.
При дефиците вазопрессина (вызванном опухолью или инфекцией) развивается несахарный диабет, который характеризуется выделением больших объемов мочи с очень низкой удельной массой (1,002–1,006). Ежесуточно может выводиться 4–5 л мочи (полиурия). При этой патологии нарушается обратный процесс всасывания воды в канальцах почек.
Окситоцин (от греческого слова, обозначающего «быстрое рождение») вызывает сильное сокращение гладкой мускулатуры матки при родах и сокращение мышечных волокон, расположенных вокруг альвеол молочных желез, стимулируя секрецию молока. Кроме того, окситоцин вызывает сокращение мышц кишечника, желчного пузыря, мочеточника и мочевого пузыря. Главными стимулами секреции окситоцина являются нервные импульсы, возникающие при раздражении сосков молочных желез, а также импульсы от сосудов родового канала.
Практическое применение гормонов гипофиза
Все гормоны гипофиза, за исключением тиреотропина, применяются в практической медицине. Кортикотропин используют при гипофункции коры надпочечников и при тех же состояниях, что и кортикостероидные препараты. Соматотропин применяют при нарушениях развития организма, связанных с недостаточностью гормона роста (гипофизарная карликовость). При понижении функции половых желез у мужчин и женщин, при бесплодии применяют аналоги фоллитропина – менопаузный гонадотропин, а также аналог лютропина – хорионический гонадотропин. Для стимуляции процесса лактации в послеродовом периоде используют препарат лактин. Интермедин или меланотропин применяют для лечения дегенеративных изменений сетчатки, пигментного ретинита. К препаратам нейрогипофиза относятся адиурекрин, содержащий вазопрессин и применяемый в качестве антидиуретического средства при несахарном диабете, а также окситоцин и его аналоги – для вызывания и стимуляции родовой деятельности.
Тканевые гормоны
Рассмотренные выше гормоны продуцируются специфическими железами, и большинство из них оказывает действие на многие органы или регулирует общие для всего организма системы и процессы. Тканевые гормоны, или гормоны местного действия, образуются клетками различных органов и тканей и их влияние ограничивается одним органом или небольшой частью тела. К гормонам местного действия относятся гистамин и серотонин, простагландины, кинины, гормоны пищеварительного тракта.
Простагландины
Простагландины впервые были обнаружены У.Эйлером в предстательной железе барана, откуда и получили свое название (от англ. prostate gland – предстательная железа). В дальнейшем было показано, что простагландины находятся во всех органах и тканях, за исключением эритроцитов, и оказывают влияние на множество физиологических функций. Они содержат в молекуле 20 атомов углерода, пять из которых образует циклопентановое кольцо. По особенностям химического строения простагландины делят на 4 группы: ПГЕ, ПГF, ПГА, ПГВ. Кроме того, в каждой группе различают индивидуальные простагландины, обозначаемые цифрой, указывающей на число двойных связей в молекуле (ПГЕ1, ПГЕ2 и т.д.). Буквы a и b после цифровых индексов (в простагландинах группы F) указывают ориентацию гидроксильной группы при С-9. Все природные простагландины F типа имеют a-конфигурацию гидроксильной группы. Предшественниками простагландинов являются полиненасыщенные 20-углеродные жирные кислоты. Так, эйкоза-8,11,14-триеновая (гомо-g-линолевая) кислота является предшественником ПГЕ1 и ПГF1a, эйкоза-5,8,11,14-тетраеновая (арахидоновая) кислота – ПГЕ2 и ПГF2a, а эйкоза-5,8,11,14,17-пентаеновая кислота – ПГЕ3 и ПГF3a. Образование этих кислот в тканях происходит из линолевой кислоты, которая не синтезируется в животном организме и должна поступать с пищей. В организме линолевая кислота превращается преимущественно в арахидоновую кислоту, которая наряду с три- и пентаеновыми жирными кислотами входит в состав внутриклеточных фосфоглицеридов. Поскольку арахидоновая кислота составляет большую часть С20-полиненасыщенных жирных кислот в фосфолипидах тканей, то наиболее распространенными простагландинами являются ПГЕ2 и ПГF2a,
Биосинтез простагландинов начинается с высвобождения арахидоновой кислоты из фосфоглицеридов под действием тканевой фосфолипазы А2 (реже фосфолипазы С), которое лимитирует скорость всего процесса синтеза. Как указывалось ранее, этот фермент ингибируется глюкокортикоидами, которые, снижая таким путем образование простагландинов, оказывают противовоспалительный эффект. Фосфолипаза А2 является Ca2+-зависимым ферментом и активируется путем цАМФ-зависимого фосфорилирования. Поэтому все гормоны и нейромедиаторы, взаимодействующие с аденилатциклазой или кальциевыми каналами, будут регулировать синтез простагландинов. Вторая стадия биосинтеза катализируется циклооксигеназой или липооксигеназой и, в зависимости от этого, может дать начало простагландинам и тромбоксанам (Тх, имеющим шестичленный гетероцикл), либо лейкотриенам (ЛТ) по схеме:
Все метаболиты арахидоновой кислоты, будь-то продукты циклооксигеназного или липооксигеназного пути, имеют общее название – эйкозаноиды. Циклооксигеназа жирных кислот входит в состав простагландинсинтетазы – полиферментного комплекса микросомальных мембран клеток тканей. Нестероидные противовоспалительные средства, такие как ацетилсалициловая кислота, индометацин, диклофенак ингибируют циклооксигеназу, подавляя синтез простагландинов. Первые два этапа биосинтеза протекают одинаково во всех тканях, способных синтезировать простагландины, а дальнейшие превращения его промежуточных продуктов (эндоперекисей) определяются типом ткани, в которой они образовались. В большинстве из них синтезируются простагландины Е и F типов. Тромбоциты, селезенка, легкие образуют тромбоксаны, а в стенке кровеносных сосудов, сердечной мышце, ткани матки образуется простациклин (ПГI2).
Образование лейкотриенов по липооксигеназному пути осуществляется через промежуточный продукт – 5-ГПЭТЕК (5-гидропероксиэйкозатетраеновую кислоту). Лейкотриены также содержат 20 углеродных атомов, однако у них отсутствует циклическая структура. Они образуются в лейкоцитах и тучных клетках, принимающих участие в реакциях гиперчувствительности. Все эйкозаноиды, несмотря на короткий период полужизни (от 40 с для тромбоксана до 15 мин для простагландинов), обладают необычайно широким спектром действия и высокой биологической активностью.
Простагландины действуют на гладкую мускулатуру желудочно-кишечного тракта, репродуктивной ткани, сосудов, бронхов, модулируя активность других гормонов, процессы воспаления.
Простагландины типа Е и F вызывают противоположные эффекты: ПГЕ2 способствует расширению сосудов и уменьшает артериальное давление, а ПГF2a вызывает сужение кровеносных сосудов и повышение давления. Простагландины типа F, ПГG2, ПГН2 вызывают сокращение, а простагландины типа Е расслабление мышц бронхов и трахеи. ПГF2a стимулирует сократительную функцию матки в период беременности, что нашло применение в клинической практике для стимуляции родов. Простагландины, особенно ПГЕ2, обладают мощным стимулирующим действием на двигательную активность кишечника, кроме того ПГЕ2 снижает секрецию НСl и препятствует развитию язв слизистой желудка и кишечника. Для физиологического статуса организма особое значение имеет соотношение тромбоксан/простациклин, поскольку они обладают прямо противоположным действием на два важных процесса: простациклин расслабляет гладкую мускулатуру сосудистой стенки и является мощным ингибитором агрегации тромбоцитов, а тромбоксан, наоборот, сокращает гладкую мускулатуру сосудов и способствует агрегации тромбоцитов. В условиях патологии или под влиянием фармакологических средств это соотношение может сдвигаться в любую сторону. Ацетилсалициловая кислота и индометацин тормозят образование тромбоксана и агрегацию тромбоцитов, оказывая антитромботическое действие. Главный эффект тромбоксана заключается в мобилизации внутриклеточных запасов Ca2+, который, в свою очередь, опосредует выброс содержимого и стимуляцию сократительных белков тромбоцитов. Простациклин, повышая уровень цАМФ, препятствует как мобилизации Ca2+, так и синтезу тромбоксана.
Эйкозаноиды привлекают особое внимание в связи с проблемами воспаления и аллергии. Простагландины расширяют капилляры и увеличивают их проницаемость, в результате чего развивается покраснение и отечность в очаге воспаления. Лейкотриены способствуют поступлению лейкоцитов и их скоплению в месте воспаления, стимулируют их фагоцитарную активность и секрецию ими лизосомальных ферментов. Эффекты лейкотриенов связаны с иммунными реакциями, анафилаксией и деятельностью гладких мышц. В частности, они способствуют сокращению гладкой мускулатуры органов желудочно-кишечного тракта, регулируют тонус сосудов, обладая сосудосуживающим действием, способствуют повышению проницаемости сосудов.
Вариабельность картины действия простагландинов связывают с их влиянием на обмен веществ через разные рецепторы и разные внутриклеточные посредники: цАМФ, цГМФ и ионы Ca2+. Так, стимуляция простагландинами биосинтеза стероидных гормонов в надпочечниках и секреции инсулина поджелудочной железой осуществляется через активацию аденилатциклазы мембран этих клеток. В то же время в жировой ткани они тормозят липолиз, снижая образование цАМФ. Регулирующее действие ПГF2a на сокращение гладких мышц матки, бронхов и кишечника осуществляется через цГМФ или ионы Ca2+.
Простагландины нашли широкое применение в медицинской практике. Динопрост (энзапрост) – основной представитель группы простагландинов, используется в акушерской практике для прерывая беременности и как родостимулирующее средство. Препараты простагландина Е2 (простенон) применяются при гипертонии, бронхиальной астме, хроническом гломерулонефрите.
Тканевые гормоны-пептиды
Важную роль в организме играют две взаимосвязанные системы пептидов, регулирующих гемодинамику – калликреин-кининовая и ренин-ангиотензиновая.
Пептиды калликреин-кининовой системы, получившие название кинины, сходны по строению и биологическим свойствам. Важнейшими представителями кининов являются нонапептид брадикинин и декапептид каллидин. Кинины образуются из общих белков-предшественников, называемых кининогенами, в результате действия протеолитических ферментов калликреинов, широко распространенных в тканях и жидкостях организма, включая кровь. Под действием калликреинов плазмы из кининогенов образуется брадикинин, а продуктом действия калликреина тканей является каллидин. Время полужизни образующихся кининов составляет всего 20–30 с. Разрушаются они протеолитическими ферментами крови и тканей – кининазами, гидролизующими в кининах пептидные связи.
Кинины обладают способностью расслаблять гладкую мускулатуру сосудов, вызывая снижение артериального давления, брадикинин является самым сильным сосудорасширяющим веществом в организме. Кроме того, кинины вызывают сокращение гладких мышц бронхов, матки, кишечника, повышают проницаемость капилляров, раздражают внутричерепные сосудистые баро- и болевые рецепторы. Считают, что кинины наряду с гистамином и простагландинами участвуют в развитии воспалительной реакции.
Ренин-ангиотензиновая система является антагонистом по отношению к калликреин-кининовой системе. Пептид этой системы – ангиотензин II синтезируется в неактивной форме в виде ангиотензиногена (гликопротеина крови). Последний под влиянием фермента ренина, образующегося в почках, превращается в ангиотензин I и затем – в ангиотензин II, который является одним из самых мощных активных сосудосуживающих веществ, вследствие чего он повышает артериальное давление. Кроме того, ангиотензин II стимулирует секрецию альдостерона, а также вазопрессина и этим определяется его роль в регуляции водно-солевого обмена. Ренин-ангиотензиновая система играет важную роль при восстановлении объема крови. В результате определенного соотношения пептидов калликреин-кининовой системы и ренин-ангиотензиновой системы поддерживается тот или иной уровень давления крови.
В настоящее время в клинике применяется ряд препаратов, ингибирующих калликреин и другие протеазы, и тем самым тормозящих превращение кининогенов в кинины (контрикал, пантрипин, гордокс), которые применяют при остром и хроническом панкреатите, в комплексной терапии ишемической болезни сердца.