Секреция гормонов

06 Августа в 9:50 4029 0


Секреция гормонов представлена совокупностью процессов, обусловливающих освобождение биосинтезированных гормональных соединений из эндокринных клеток в венозную кровь и лимфу. Секреторные процессы протекают спонтанно, обеспечивая некий базальный уровень гормонов в циркулирующих жидкостях. Эти клеточные процессы, как и биосинтез, подвержены внеклеточным регулирующим влияниям специфических для каждой эндокринной железы факторов (рилизинг-стимулов).

Секреторный процесс осуществляется железистыми клетками в покое и в условиях стимуляции, не непрерывно и равномерно, а импульсно, отдельными дискретными порциями. Импульсный (квантовый) характер гормональной секреции обусловлен, по-видимому, циклическим характером процессов биосинтеза, внутриклеточного депонирования, транспорта гормонов, а также ритмическим поступлением рилизинг-стимулов. Каждая железа имеет свой собственный ритмический режим (паттерн) секреции гормона. Изменение паттерна может существенно влиять на гормональную эффективность.

Процессы секреции гормонов тесно сопряжены с процессами их биосинтеза. Степень их сопряженности зависит от химической природы гормона и особенностей механизмов его секреции. По особенностям механизмов секреторные процессы можно разделить на три типа: 1) освобождение гормонов из клеточных секреторных гранул (секреция белково-пептидных гормонов и катехоламинов): 2) освобождение гормонов из белковосвязанной формы (секреция тиреоидных гормонов); 3) относительно свободная диффузия гормонов через клеточные мембраны (стероидные гормоны).

Степень сопряженности биосинтеза и секреции возрастает от первого типа к третьему. Так, если в случае белково-пептидных гормонов, катехоламинов и тиреоидных гормонов эти процессы в определенной степени разобщены, то в случае стероидов интенсивность секреторных процессов почти целиком определяется уровнем их биосинтеза. И если регуляция секреции стероидных гормонов сводится по существу к регуляции их биосинтеза, то процессы биосинтеза и секреции остальных гормонов осуществляются в значительной мере раздельно.

Механизмы секреции гормонов изучаются в настоящее время с помощью электронной цитоауторадиографии и иммунофлюоресцснции.

Освобождение белково-пептидных гормонов и катехоламинов из секреторных гранул — наиболее сложная по физиологической природе и наиболее типичная для секреторного процесса форма секреции гормонов. Важнейшим структурно-функциональным элементом такого рода секреторных процессов являются специализированные клеточные органеллы — секреторные гранулы (везикулы) — морфологически особые образования овоидной формы диаметром 100-600 нм, окруженные тонкой липопротеидной мембраной. На электронно-микроскопических снимках в них отчетливо выявляется центральная электронноплотная субстанция и окружающая ее мембрана. Секреторные гранулы гормонпродуцирующих клеток, как и всех железистых образований, изначально возникают из комплекса Гольджи. Элементы комплекса окружают прогормон или гормон, постепенно формируя гранулы.

При этом сначала формируются большие гранулы, а из них — малые. Сформировавшиеся гранулы выполняют ряд взаимосвязанных функций в системе процессов, обусловливающих секрецию гормонов. Они могут быть местом активации пептидных прогормонов и последних этапов биогенеза катехоламинов. Другая важнейшая их функция — хранение гормонов в клетке до момента воздействия специфического секреторного стимула. Мембрана гранул ограничивает выход гормонов в цитоплазму и защищает гормоны от действия цитоплазматичексих ферментов, способных их инактивировать.

Однако депонирование белково-пептидных и катехоламинных гормонов в недиффундируемой форме обеспечивается не только гранулярной мембраной. Большое значение в механизмах депонирования имеют некоторые вещества и ионы, содержащиеся внутри гранул. К их числу относятся белки, нуклеотиды, ионы, образующие нековалентные комплексы с гормонами и тем самым еще больше подавляющие способность последних проникать через мембрану.

В депонировании инсулина и проинсулина, по-видимому, принимают участие ионы Zn2+, содержащиеся обычно в значительных количествах в гранулах в-клеток поджелудочной железы. Инсулин в комплексе с ионами Zn2+ становится малорастворимым и практически не выходит из секреторных гранул. Следует отметить, что обнаружение способности Zn2+ резко снижать растворимость инсулина послужило основанием для создания фармакологического препарата «инсулин — цинк-суспензия», обладающего пролонгированным действием по сравнению с обычным, растворимым инсулином.



Возвращаясь к функциональным характеристикам секреторных гранул, необходимо остановиться еще на одном их свойстве, играющем решающую роль в собственно секреторном процессе. Гранулы обладают способностью направленно перемещаться (транслоцироваться) к периферии клетки и транспортировать депонированные в них гормоны к плазматическим (клеточным) мембранам. Это движение гранул в некоторых внутрисекреторных клетках осуществляется при участии особых «контрактильных» («двигательных») органелл клетки — тонковолокнистых микрофиламентов (диаметр 5 нм), построенных из сократительного белка актина, полых микротрубок (диаметр 25 нм), состоящих из комплекса сократительных белков тубулина и динеина, и волокнистых промежуточных филаментов (диаметр 10-12 нм), построенных из ряда белков (доминирующий белок — виментин).

Показано, что обработка клеток ядами цитохалазином В, специфически разрушающим микрофиламенты, либо колхицином, колцемидом или винбластином, вызывающими диссоциацию микротрубок, приводит к торможению секреторных процессов. Внутриклеточный транспорт гранул, осуществляемый при участии микрофиламентов и микротрубок, как и все активные двигательные процессы, энергозависим и требует расхода АТФ. Кроме того, для его осуществления также необходимо присутствие Са2+, без которого движение гранул прекращается.

Транспортированные к плазматическим мембранам гормональные гранулы могут вступать с ними в контакт. Мембраны гранул и плазматические мембраны при участии Са2+ контактируют между собой, и содержащийся в гранулах секрет выбрасывается во внеклеточное пространство через образующиеся в клеточной мембране «поры» (Орси и др., 1973). Этот процесс называется экзоцитозом (эмиоцитоз, или обратный пиноцитоз). После завершения экзоцитоза опустошенные гранулы способны реконструироваться и возвращать- Ст. ся в цитоплазму (рис. 30).

Механизмы секреции гормонов, аккумулированных в секреторных гранулах
Рис. 30. Механизмы секреции гормонов, аккумулированных в секреторных гранулах:
Г — гормон. ДАГ — диацилглицерин. Ст. — стимул

Таким образом, секреторные гранулы являются специализированным аппаратом гормонпродуцируюшей клетки, который обусловливает: 1) окончательное образование гормона, 2) его хранение в недиффундирующей форме. 3) внутриклеточный транспорт и гормональный экзоцитоз. Последовательность событий, приводящих к секреции хранимых в гранулах гормонов, можно представить следующим образом.

Специфический регуляторный стимул секреции, поступающий в гормонпродуцирующую ткань, прежде всего вызывает усиленное образование в разных железах либо циклического аденозинмонофосфата (цАМФ), либо диацилглицерина (ДАГ), а также увеличение внутриклеточной концентрации ионов Са2+ в результате их усиленного вхождения через плазматическую мембрану извне и (или) освобождения из связанной внутри клетки формы (рис. 30). Ионы Са, цАМФ и ДАГ стимулируют энергозависимый переход гормональных гранул к клеточной мембране, по-видимому, при участии структур цитоскелета и обеспечивают контакт липидной мембраны гранул с плазматическими мембранами.

После достижения контакта гранулы расплавляются, причем Са2+ также играет существенную роль в их структурной перестройке. В результате расплавления гранул происходит выброс водорастворимых гормонов через липопротеидные мембраны клетки в тканевую жидкость. В свою очередь часть опустошенных гранул может реконструироваться и возобновлять свои функции, другая часть необратимо распадается, а их место занимают гранулы, новообразованные из комплекса Гольджи.

Возможно, что некоторая часть гранул лизирует в цитоплазме. В этом варианте гормон диффундирует через цитоплазмтическую мембрану в тканевую жидкость.

В.Б. Розен
Похожие статьи
показать еще
 
Эндокринная хирургия