6 курс / Эндокринология / Эндокринология_и_метаболизм_Фелиг_Ф_,_Бакстер_Дж_Д_,_Бродус_А_Е

ТТГ, причем после отмены глюкокортикоидов возникает феномен «отдачи», и секреция ТТГ усиливается. Имеются косвенные данные о возможности угнетающего действия глюкокортикоидов и на секрецию ТРГ.

Эстрогены не изменяют исходного уровня ТТГ, но повышают его реакцию на ТРГ. Это проявляется усиленной реакцией, наблюдаемой: 1 — у женщин по сравнению с мужчинами; 2 — в течение поздней фолликулярной фазы менструального цикла в период высокого уровня эстрадиола и 3 — при предварительном введении эстрогенов мужчинам. Не ясно, определяет ли этот эффект эстрогенов большую частоту тиреоидной патологии у женщин.

Соматостатин тормозит секрецию ТТГ, действуя на тиротрофы. Физиологическая роль этого пептида доказывается повышением уровня ТТГ после введения животным антисыворотки к соматостатину [ 46]. Соматостатин угнетает повышение уровня ТТГ ночью у здоровых людей и снижает его повышенный уровень у больных первичным гипотиреозом. Лечение детей с соматотронной недостаточностью предположительно гипоталамического происхождения гормоном роста иногда осложняется развитием гипотиреоза, связанного со снижением секреции ТТГ в ответ на введение ТРГ. Предполагается, что в основе тормозящего эффекта гормона роста лежит стимуляция секреции соматостатина, который и угнетает реакцию ТТГ на ТРГ.

ГОНАДОТРОПИНЫ: ЛЮТЕИНИЗИРУЮЩИЙ И ФОЛЛИКУЛОСТИМУЛИРУЮЩИЙ ГОРМОНЫ

Действие

Двумя гипофизарными гормонами, регулирующими функцию половых желез, являются фолликулостимулирующий гормон (ФСГ), который стимулирует рост фолликулов яичника, а также рост яичек и сперматогенез, и лютеинизирующий гормон (ЛГ), который вызывает овуляцию и лютеинизацию яичниковых фолликулов, стимулирует функцию интерстициальных (лейдиговских) клеток яичек и повышает продукцию стероидов как яичниками, так и яичками. Из-за своей функции у мужчин ЛГ раньше называли также гормоном, стимулирующим интерстициальные клетки (ГСИК). Третьим гипофизарным гормоном, который также влияет на яичники, является пролактин (раньше называвшийся лютеотропным гормоном или ЛТГ); у крыс он участвует в поддержании секреторной активности и жизнеспособности желтого тела после овуляции.

ФСГ и ЛГ связываются рецепторами яичников и семенников и их эффекты опосредуются механизмами с участием циклических нуклеотидов подобно эффектам других тропных гормонов гипофиза. Клетками-мишенями ФСГ в яичнике служат клетки примордиального фолликула, которые под действием этого гормона ускоряют свой рост и созревание. ЛГ стимулирует продукцию прогестерона желтым телом, увеличивает превращение холестерина в прегненолон; он необходим также для процесса овуляции. Подробнее эффекты гонадотропинов на яичник обсуждаются в другом разделе. Главными клетками-мишенями ФСГ в семенниках служат клетки Сертоли, в которых этот гормон вместе с тестостероном стимулирует продукцию андрогенсвязывающего белка, секретируемого в просвет канальцев. Клетками-мишенями ЛГ являются клетки Лейдига, в которых стимулируется продукция андрогенов, особенно тестостерона. Андрогенсвязывающий белок переносит тестостерон в клетки канальцев, где вблизи развивающихся сперматогоний создается высокая концентрация гормона, что способствует их созреванию. Подробнее эффекты гонадотропинов в семенниках рассматриваются в другом разделе.

Определение

Биологические методы. Описано много биологических методов определения ЛГ, в том числе индукция овуляции, снижение содержания в яичниках аскорбиновой кислоты и секреции прогестерона, а также рост предстательной железы. Содержание ФСГ определяли раньше по его способности увеличивать размеры женских репродуктивных органов и потенцировать действие ЛГ. Ограниченная чувствительность и точность этих методов позволяет применять их только для определения содержания гонадотропинов в моче (и гипофизе). Кроме того, изменение химической структуры гонадотропинов, например десиалилация в процессе экскреции, могло бы обусловливать

получение заниженных результатов определения-секретируемых количеств. Разработаны и более чувствительные методы биологического определения гонадотропинов, находящие применение в научно-исследовательской практике. Однако для рутинных клинических анализов методом выбора стал радиоиммунологический способ.

Как и для других гипофизарных гормонов, предложены радиолигандные методы определения как ЛГ, так и ФСГ. Радиорецепторные методы очень специфичны [47, 48] и обладают достаточной чувствительностью, чтобы позволить определять уровень гонадотропинов в крови. Целесообразность использования этих методов наряду с радиоиммунологическими была доказана при изучении секреции гонадотропинов с измененными биологическими свойствами.

Радиоиммунологические методы. Для определения ЛГ и ФСГ предложены чувствительные радиоиммунологические методы. Их специфичность зависит от конкретных антигенных детерминант, распознаваемых применяемыми антисыворотками. Хотя большинство таких методов позволяет разграничивать оба гонадотропина, но часто наблюдается перекрестная реакция между интактным гормоном и отдельными его субъединицами. Обычно это не составляет проблемы для практики. В силу значительного сходства строения ЛГ и хорионического гонадотропина использование антител к интактному гормону обнаруживает выраженную перекрестную реакцию между этими гормонами. Для измерения низких концентраций ХГ с целью ранней диагностики беременности предло-

жен метод определения -субъединицы ХГ, который характеризуется лишь незначительной перекрестной реакцией с ЛГ.

Радиоиммунологическое определение ЛГ и ФСГ в моче, хотя и практикуется реже в силу преимуществ определений в плазме для оценки динамики секреции, но в некоторых условиях остается весьма полезной процедурой. Для определения гонадотропинов в моче можно использовать те же радиоиммунологические методы, что и для определения этих гормонов в плазме, хотя имеются данные о некотором иммунологическом различии ЛГ и ФСГ в плазме и моче, обусловленном, по-видимому, химическим изменением гормонов в процессе экскреции.

Некоторая проблема при радиоиммунологическом определении гонадотропинов в плазме связана с выбором стандартов. Препарат сравнения для биологических методов, получаемый из менопаузного гонадотропина мочи женщин в менопаузе (МГЧ), распределяется Медицинским Научным Советом Великобритании и известен под названием второго международного препарата сравнения (второй МПС/МГЧ). Поскольку по своим иммунологическим свойствам гонадотропины плазмы ближе к гонадотропинам гипофиза, чем мочи, в настоящее время Национальное Агентство гипофизарных препаратов выпускает другой стандарт (LER907), который представляет собой частично очищенный экстракт гипофиза, биологическая активность которого калибруется по второму МПС/МГЧ : 20 мЕД ФСГ и 60 мЕД в 1 мг. Поскольку отношение иммунологической активности к биологической для препаратов гонадотропинов из мочи выше, чем для гипофизарных препаратов, иногда очень трудно сравнивать данные, получаемые в разных лабораториях. Для облегчения сравнения таких данных рекомендуется выражать результаты в эквивалентах миллиединиц второго МПС/МГЧ, а не в единицах реальной массы частично очищенного препарата сравнения.

Рис. 7—6. Изменение уровня гипофизарных и яичниковых гормонов в динамике нормального менструального цикла у женщин. Можно видеть, что повышение уровня эстрадиола в позднюю фолликулярную фазу, сменяемое его снижением, предшествует «запускающему» овуляцию выбросу ЛГ и ФСГ в середине цикла (Speroff L. и соавт. Am. J. Obstet. GynecoL, 1971, 109, 234).

1 — ЛГ; 2 — ФСГ: З — прогестерон: 4 — эстрадиол: 5 — 1-оксипрогестерон..

Уровень гормона в гипофизе и плазме

Гипофиз. Содержание гонадотропинов в гипофизе у мужчин и женщин в пременопаузе составляет около 700 мЕД для ЛГ и 200 мЕД для ФСГ. После наступления менопаузы содержание гонадотропинов увеличивается более чем вдвое.

Плазма. Уровни ЛГ и ФСГ в плазме вскоре после рождения начинают повышаться и достигают пика к 1—4-му месяцу, когда содержание ФСГ у девочек превышает таковое у мальчиков, а ЛГ, напротив, выше у мальчиков [49]. Затем уровни обоих гормонов снижаются вплоть до наступления пубертатного возраста. В пубертатном периоде у мальчиков происходят ночные повышения содержания ЛГ и тестостерона в плазме, связанные с теми фазами сна, когда не отмечается быстрого движения глаз [50], что приводит к заметному увеличению уровня ЛГ в моче. У девочек циклическую секрецию ФСГ и в меньшей степени ЛГ удается наблюдать еще до начала менструаций.

Характер секреции ЛГ и ФСГ у взрослых овулирующих женщин представлен на рис. 7—6. В течение ранней фолликулярной фазы цикла уровень ФСГ слегка повышается, а затем обнаруживает прогрессирующее снижение. В то же время уровень ЛГ обычно остается постоянным или несколько повышается. В середине цикла увеличение секреции эстрогенов развивающимся фолликулом приводит к резкому увеличению содержания ЛГ и в меньшей степени ФСГ, что «запускает» овуляцию. В течение лютеальной фазы уровни ЛГ и ФСГ снижаются.

Содержание ЛГ и ФСГ у мужчин сходно с таковым у женщин в течение фолликулярной фазы цикла, если не считать овуляторного выброса этих гормонов. У представителей обоего пола снижение функции половых желез сопровождается повышением

уровней ФСГ и ЛГ. У женщин такое повышение происходит в менопаузе, а у мужчин постепенное повышение уровня этих гормонов регистрируется в течение 6—8-го десятка жизни. В постпубертатном периоде у мужчин и женщин наблюдается эпизодическая секреция ЛГ с пиками каждые 2—3 ч. Вспышки секреции ФСГ менее выражены и труднее поддаются выявлению. Они могут совпадать или не совпадать со вспышками секреции ЛГ.

С помощью специфического радиоиммунологического метода в крови обнаружена

свободная -субъединица гликопротеиновых гормонов, причем у женщин после наступления менопаузы ее уровень значительно повышается. В ответ на ГнРГ увеличивается

содержание как -субъединипы, так и ЛГ-бета [51]. Как и в отношении ТТГ, внутривенная инфузия ЛГ не приводит к появлению в крови свободных субъединиц, что служит дополнительным доказательством их непосредственной секреции гипофизом.

Моча. Содержание гонадотропинов в моче обычно отражает их уровень в плазме за одним лишь важным исключением, которым является препубертатный период, когда уровень ЛГ и ФСГ в моче оказывается непропорционально низким по отношению к соответствующим уровням в плазме. Количество ЛГ и ФСГ в 3-часовых порциях мочи тесно коррелирует с интегральной концентрацией гонадотропинов в плазме за тот же период [52] и может служить поэтому полезным показателем секреции гонадотропинов.

Метаболизм и скорость секреции

Несмотря на сходство структуры, скорости метаболического клиренса отдельных гонадотропинов в плазме обнаруживают заметные различия. Период полужизни ЛГ составляет около 30 мин, тогда как ФСГ — примерно вдвое больше, а хорионического гонадотропина — много часов. Эти различия относят за счет разного содержания сиаловых кислот в трех гормонах, поскольку десиализация значительно укорачивает период их полужизни в плазме. Скорость секреции ЛГ у взрослых лиц с нормальной функцией половых желез составляет 500—1000 мЕД/сут, а ФСГ — 50— 100 мЕД/сут. Поскольку скорости метаболического клиренса этих гормонов не изменяются в постменопаузе, изменение скоростей секреции отражается на уровне гонадотропинов в плазме.

Регуляция секреции

Секреция гонадотропинов у овулирующих особей женского пола контролируется сложным и многокомпонентным механизмом, в котором принимают участие гипоталамус и половые железы. Содержание гонадотропинов и их реакция на ГнРГ при различных клинических состояниях приведены в табл. 7—3. Прогрессирующее повышение секреции эстрогенов развивающимся фолликулом, который находится под влиянием ФСГ и ЛГ, оказывает стимулирующее действие на гипоталамус, что приводит к усилению секреции ГнРГ. Имеется много данных, указывающих на то, что секреция эстрогенов в определенной степени определяется собственным яичниковым циклом. Эстрогены повышают также чувствительность гонадотрофов к эффекту ГнРГ; кульминацией всех этих влияний является овуляторный выброс ЛГ и ФСГ. Прогестерон, секретируемый желтым телом, в присутствии эстрогенов также усиливает реакцию гонадотропинов на ГнРГ, но, по-видимому, оказывает тормозное влияние на гипоталамус по механизму отрицательной обратной связи. Эффект эстрогенов в системе обратной связи на самом деле гораздо сложнее, поскольку в зависимости от дозы и длительности воздействия эстрогенов можно наблюдать как стимулирующие, так и тормозные влияния на гипофиз. Кратковременное воздействие эстрогенов снижает как исходную секрецию ЛГ, так и реакцию ЛГ на ГнРГ [53]. При более длительном воздействии эстрогенов, особенно в относительно малых дозах, реакция гонадотропинов усиливается [54]. Дальнейшее увеличение продолжительности введения эстрогенов вновь снижает эту реакцию. Реакцию гонадотропинов на ГнРГ усиливает также предварительное воздействие самого рилизинг-гормона, и этот «самозапускающий» эффект ГнРГ является эстрогензависимым. Так, реакция ФСГ и особенно ЛГ на ГнРГ усиливается при последовательных инъекциях пептида, причем эстрогены увеличивают степень этого усиления. В отсутствие предыдущего воздействия ГнРГ, что наблюдается после перерезки ножки гипофиза или при некоторых повреждениях гипоталамуса, реакция ЛГ и ФСГ на острое введение ГнРГ может вообще не проявляться.

Таблица 7—3. Реакции гонадотропинов при нарушениях в системе гипоталамус — гипофиз — половые железы

Примечание. О — отсутствие реакции, н — нормальная реакция.

По поводу точек приложения действия эстрогенов в гипоталамусе все еще имеются разногласия, но по крайней мере с функциональной точки зрения существуют два различных локуса их действия. Положительный эффект обратной связи, который заключается в повышении секреции ГнРГ, наблюдается только у особей женского пола и, -как считают, замыкается в той части гипоталамуса, которая определяет цикличность репродуктивной функции. Отрицательный эффект эстрогенов по механизму обратной связи в головном мозге легче всего показать после наступления менопаузы или хирургической кастрации, когда введение эстрогенов приводит к снижению содержания ЛГ и ФСГ до уровня, наблюдаемого в пременопаузе.

У особей мужского пола на регуляцию секреции гонадотропинов, по-видимому, не влияет циклическая функция ни гипоталамуса, ни семенников. Тестостерон оказывает главным образом отрицательное действие в системе обратной связи, причем можно показать замыкание этой системы на уровне как гипоталамуса, так и гипофиза. Повышенные уровни ЛГ и ФСГ, часто регистрируемые у лиц в возрасте старше 60 лет, а также после кастрации, снижаются при введении тестостерона. У мужчин в отличие от женщин эстрогены оказывают только тормозное влияние на секрецию гонадотропинов.

Хотя известно, что именно тестостерон является основным гормоном, участвующим в регуляции секреции ЛГ в системе обратной связи, его роль в регуляции секреции ФСГ трудно документировать. Несмотря на то что секрецию ФСГ несомненно модулируют не только эстрогены, но и андрогены, существуют веские прямые доказательства продукции семенниками другого полипептидного гормона, называемого «ингибином», который оказывает главный тормозной эффект по механизму обратной свя-

зи. Ингибин идентифицирован в жидкости сети семенников животных и в семенной жидкости здоровых мужчин; по всей вероятности, он присутствует и в яичниках, но его полная характеристика — дело будущего. На животных нескольких видов показано, что он угнетает секрецию ФСГ (но не ЛГ) как в исходных условиях, так и в ответ на ГнРГ [55], что свидетельствует о его действии на уровне гипофиза. Ингибин, по-видимому, угнетает секрецию ФСГ и после инъекции непосредственно в ЦНС; это ставит вопрос о возможности существования многих точек приложения его действия. Разработка методов определения ингибина могла бы прояснить многие аспекты в отношении физиологии регуляции секреции ФСГ.

Помимо половых гормонов, действующих по механизму обратной связи, на секрецию ЛГ и ФСГ влияет и пролактин. Предполагается его ингибиторный эффект как на гипофизарном, так и на гипоталамическом уровне, который может определяться либо самим гормоном, либо каким-то посредником его действия. Примером эффектов пролактина служит отсутствие овуляции в период послеродовой физиологической лактации, а также у больных с пролактинсекретирующими опухолями гипофиза. Реакция ЛГ на ГнРГ ослабляется при введении глюкокортикоидов, а также у больных с синдромом Кушинга, что свидетельствует о тормозном влиянии глюкокортикоидов на секрецию ЛГ.

СОМАТОМАММОТРОПНЫЕ ГОРМОНЫ

Химия

Этот класс соединений включает в себя два гипофизарных гормона — СТГ и пролактин и один гормон плацентарного происхождения — плацентарный лактоген, или хорионический соматомаммотропин. Все эти гормоны состоят из одной пептидной цепи с внутренними дисульфидными связями. Структуры как СТГ, так и пролактина обнаруживают значительное межвидовое сходство. Например, 73% аминокислотных остатков идентичны в пролактинах человека и овцы [56] и 64% остатков идентичны в СТГ человека и овцы [57]. Это указывает на относительно небольшие изменения генома в процессе эволюции позвоночных [58]. Несмотря на такое сходство, гормоны роста животных, стоящих на эволюционной лестнице ниже приматов, не проявляют биологической активности у человека. Значительная гомология существует и между первичными структурами СТГ и плацентарного лактогена; в них идентичны 159 (83%) из 191 аминокислотного остатка (рис. 7—7). В отличие от этого в пролактине и СТГ идентичны только 16% остатков, а в пролактине и плацентарном лактогене— 13%. СТГ и плацентарный лактоген содержат по две дисульфидных связи, тогда как пролактин, цепь которого на 7 аминокислот длиннее, чем в двух других гормонах, содержит три такие связи. Несмотря на различия в структуре, каждому из трех гормонов присуща как лактогенная, так и стимулирующая рост активность.

Предпринималось множество попыток установить биологически активное ядро гормона роста, для чего изучались взаимоотношения между его структурой и функцией [59]. Было обнаружено, что ростовая активность принадлежит фрагментам из нескольких разных участков молекулы, хотя чаще всего эту активность находили в области, содержащей часть или всю последовательность с 80-го по 140-й аминокислотный остаток. Синтетические фрагменты, включающие эту область, также обладают ростовой активностью.

Биосинтез

Недавно проведенные исследования по идентификации информационных РНК для СТГ и пролактина и их трансляции в бесклеточных системах показали, что оба гормона синтезируются в виде молекул с большей молекулярной массой, чем та, которую имеют секретируемые в норме гормоны. Молекулярная масса предшественников гормонов — препролактина и пре-СТГ, составляет примерно 28000; избыток ее определяется главным образом присутствием в их составе дополнительного N-концевого пептида, состоящего примерно из 30 аминокислот [60]. Этот высокогидрофобный фрагмент одинаков во всех предшественниках и считается необходимым для транспорта вновь синтезированного белка в цистерны эндоплазматического ретикулума, где происходит

последующая «упаковка» гормонов. Эндоплазматические мембраны содержат ферменты, способные отщеплять сегмент предшественника от гормона.

Помимо мономерных форм этих гормонов, в экстрактах гипофиза и плазме обнаружены иммунореактивные вещества с размерами, примерно вдвое превосходящими размеры мономера («большой» СТГ, «большой» пролактин и «большой» плацентарный лактоген). Во всех трех случаях «большой» гормон представляет собой, по-видимому, димер, объединенный межцепочечными дисульфидными, а не пептидными связями [61, 62]. Установлено, что «большой» СТГ непосредственно секретируется гипофизом [63], причем высказано предположение, что его аминокислотный состав отличается от состава мономерного СТГ. «Большой» СТГ связывается с мембранными рецепторами печени и может вытеснять мономер СТГ из связи с ними [64], хотя биологическая активность «большого» гормона меньше, чем у мономера, а его физиологическая роль пока неизвестна.

В гипофизе и крови находили также формы СТГ и пролактина с еще большей молекулярной массой. Присутствие основного их количества можно объяснить агрегацией гормонов в процессе экстракции, очистки и анализа. Небольшая же их часть в гипофизе представляет собой образующийся гормон, еще не потерявший связи с рибосомами.

ГОРМОН РОСТА

Действие

Гормон роста получил свое название потому, что он увеличивает линейный рост тела, что можно наблюдать при введении его з течение нескольких дней гипофизэктомированным животным. Этому гормону принадлежит также важная роль в регуляции метаболических процессов. Взаимосвязь между метаболическими эффектами СТГ и увеличением массы тела выяснена лишь в ограниченной степени. Эффекты СТГ можно группировать по тканям, в которых они проявляются, по времени начала (острые или запаздывающие) и по типу возникающих изменений метаболизма (например, анаболические или диабетогенные).

Введение СТГ гипофизэктомированным животным или людям с недостаточностью гормона роста приводит через несколько дней к положительному азотистому балансу, снижению продукции мочевины, уменьшению содержания жира в организме и снижению скорости утилизации углеводов, что проявляется снижением дыхательного коэффициента. После однократной инъекции СТГ наблюдаются двухфазные эффекты. Вначале происходит снижение концентрации глюкозы, свободных жирных кислот и аминокислот в крови. Через несколько часов уровни глюкозы и аминокислот нормализуются, а содержание свободных жирных кислот приближается к норме. Большинство этих эффектов, хотя и менее выраженные, можно наблюдать и у здоровых лиц.

Механизм указанных изменений широко изучали путем воздействия СТГ на изолированные ткани in vitro или путем извлечения и исследования тканей через различное время после введения гормона in vivo. Многие острые эффекты СТГ в изолированных тканях напоминают эффекты инсулина. В мышцах и печени СТГ повышает поглощение аминокислот и включение их в белок. Этот процесс обусловливается острым ускорением трансляции предсуществующих РНК, а не синтезом новых молекул РНК, хотя последний также активизируется. В мышцах и жировой ткани СТГ стимулирует поглощение глюкозы, активируя процесс облегченной диффузии, и усиливает ее утилизацию. В жировой ткани СТГ препятствует липолитическому действию катехоламинов и стимулирует синтез РНК и митохондриального белка.

За исключением синтеза белка в мышцах, все эти инсулиноподобные эффекты СТГ удается показать при использовании концентраций гормона, близких к физиологическим; такие эффекты развиваются через 10—30 мин после добавления гормона и характеризуются феноменом рефрактерности: через 3—4 ч после своего возникновения эффект затухает и его не удается воспроизвести вновь путем внесения в систему дополнительных количеств гормона. Специфическую для СТГ рефрактерность можно снять с помощью средств, влияющих на синтез РНК или белка.

Одновременно с исчезновением острых эффектов СТГ начинают проявляться его запаздывающие эффекты. К ним относится 1 — ускорение мобилизации жирных кислот

из жировой ткани вследствие усиления липолиза триглицеридов; 2 — повышение чувствительности к липолитическому действию катехоламинов и 3 — торможение как поглощения, так и утилизации глюкозы вследствие замедления декарбоксилирования пирувата. Все эти поздние эффекты сохраняются в течение многих часов, обнаруживают аддитивность при дополнительных воздействиях СТГ и формируют основу «диабетогенного» действия гормона роста на углеводный и липидный обмен.

Введение СТГ оказывает на секрецию инсулина сложное и, по-видимому, трехфазное влияние. Вначале происходит усиление секреции инсулина, которое является,

вероятно, прямым эффектом СТГ на -клетки и может наблюдаться уже в пределах 5 мин после инъекции как у здоровых лиц, так и у больных с недостаточностью гормона роста [65]. В течение последующих 1—5 ч обнаруживается незначительное торможение секреции инсулина, механизм которого до конца не ясен [66]. Спустя еще более длительное время наблюдается более выраженное и продолжительное повышение секреции, которое служит проявлением не прямого влияния СТГ, а вторичной реакции на нарушение утилизации глюкозы. При достаточно длительном введении СТГ, особенно в присутствии других факторов, таких, как глюкокортикоиды или соответствующая генетическая предрасположенность, может развиться выраженный диабет. После отмены СТГ описанные изменения исчезают, что указывает на отсутствие чрезмерного по-

вреждения секреторной способности -клеток.

Далеко не все эффекты СТГ, наблюдаемые после его инъекций интактным животным, можно воспроизвести при воздействии гормона на ткани in vitro. Кроме того, хотя связывание СТГ с мембранными рецепторами различных тканей, включая печень, молочную железу и моноциты крови, и легко показать, но корреляция его биологических эффектов с рецепторным связыванием менее очевидна, чем в отношении других гормонов. Тот факт, что СТГ стимулирует включение радиоактивного сульфата в протеогликаны хряща посредством индукции вторичного «сульфирующего фактора» [67], породил представление о присутствии в нормальной плазме ряда СТГ-зависимых ростовых факторов, стимулирующих клеточные процессы роста не только скелета, но и мягких тканей. Впоследствии был предложен термин «соматомедин» для обозначения посредника более широкого спектра биологической активности СТГ [68]. Этот посредник весьма подобен и, вероятно, идентичен фактору, называемому НИПАр [неподавляемая (антителами к инсулину) инсулиноподобная активность, растворимая (в этаноле)], который представляет собой пептид с молекулярной массой около 7500, обладающий многими свойствами инсулина, в том числе способностью связываться с инсулиновыми рецепторами фибробластов цыпленка, а также проявляющий зависимость от СТГ и сульфирующую активность в отношении хряща. Соматомедин, наиболее схожий с НИПАр, получил название соматомедина-А. Идентифицированы также имеющий более кислую реакцию белок примерно того же размера — соматомедин-С и меньший по размерам пептид (5400 дальтон) — соматомедин-В. Позднее эти пептиды стали называть ИФР (инсулиноподобные факторы роста), что отражает их общие биологические свойства. В настоящее время начинает проясняться роль этих пептидов в опосредовании эффектов на секрецию СТГ по механизму обратной связи, а также в опосредовании эффектов самого

СТГ

СТГ обладает многими влияниями на рост органов (вызывая, например, гипертрофию сердца и почек), а также на продукцию и метаболизм отдельных гормонов (например, продукцию альдостерона и ренина и превращение тироксина в трийодтиронин). Подробнее все эти эффекты рассматриваются в другом разделе.

Определение

Биологические методы. Вначале методы определения СТГ основывались на его способности увеличивать линейный рост гипофизэктомированных крыс. Затем была разработана более чувствительная методика, основанная на измерении ширины эпифизарного хряща большеберцовой кости у гипофизэктомированных крыс. Хотя этот метод (тибиа-тест) остается наиболее надежным способом определения биологической активности СТГ, экстрагируемого из гипофиза, его чувствительность невелика (около 10 мкг), что не позволяет применять его для определений уровня СТГ в плазме. Кроме того, на результаты соответствующих определений влияют многие другие фак-

торы, что делает данный способ относительно неспецифичным в отношении грубых экстрактов гипофиза. До настоящего времени отсутствует цитохимическая методика определения СТГ.

Радиоиммунологические методы. Эти методы являются стандартными для определения СТГ в жидкостях организма. Антитела к СТГ человека легко получить у кролика, и результаты применения этих методов в разных лабораториях согласуются между собой. Чувствительность метода позволяет определять обычно менее 10 пг, что более чем достаточно для определения исходных уровней гормона в циркуляции. Перекрестные реакции с любым другим гипофизарным гормоном отсутствуют, но практически все антитела к СТГ обнаруживают перекрестную реакцию с плацентарным лактогеном, который имеет очень сходную структуру (см. рис. 7—7). В силу весьма высокого уровня плацентарного лактогена при беременности обычные радиоиммунологические определения СТГ в этот период оказываются ненадежными.

Радиорецепторные методы. Предложен радиорецепторный метод определения СТГ человека с помощью плазматических мембран печени крольчих, находящихся в периоде середины беременности. Хотя этот метод и менее чувствителен, чем радиоиммунологический, но он позволяет определять содержание СТГ в плазме. Однако он недостаточно специфичен, поскольку дает значительную перекрестную реакцию с пролактином. Радиорецепторный метод применяется для выявления молекул СТГ с измененными биологическими свойствами, которые присутствуют, например, при акромегалии [69].

Уровень гормона в гипофизе и плазме

Гипофиз. На долю СТГ в гипофизе человека приходится приблизительно 2% влажной массы, что составляет 8—10 мг, хотя современные методы и не позволяют экстрагировать весь присутствующий в железе гормон. Его содержание у мужчин и женщин почти одинаково и существенно не зависит от возраста. Каждые сутки высвобождается менее 5% СТГ, содержащегося в гипофизе, причем считается, что значительная часть гормона подвергается разрушению в гипофизе, даже не будучи секретированной.

Плазма. Уровень СТГ в плазме взрослого человека в покое натощак обычно не достигает 2 нг/мл, а иногда оказывается ниже границы чувствительности метода. У женщин содержание СТГ несколько выше, чем у мужчин, причем при физической работе, когда оно повышается у лиц обоего пола, эта разница становится более отчетливой. В конце внутриутробной жизни и в течение нескольких первых дней после родов уровень СТГ очень высок (часто выше 50 нг/мл). В течение нескольких последующих недель он резко снижается, оставаясь чуть выше, чем у взрослых.

Только очень небольшая часть присутствующего в плазме СТГ экскретируется почками в иммунологически выявляемой форме. Концентрация СТГ в моче отражает его уровень в сыворотке, повышается в условиях гиперсекреции СТГ и снижается при гипопитуитаризме, но диагностическая ценность этого показателя при нарушениях секреции СТГ невелика.

Метаболический клиренс и секреция

Из плазмы СТГ элиминируется главным образом печенью и в меньшей степени почками. Период полужизни СТГ в сыворотке составляет, 20—25 мин [70], а скорость метаболического клиренса — примерно 110 мл/м2 в 1 мин с небольшими колебаниями при состояниях, характеризующихся его избыточной или недостаточной продукцией [71]. При гипотиреозе и диабете находили снижение скорости метаболического клиренса СТГ. В связи с этим, за исключением указанных состояний, изменение уровня СТГ в плазме точно отражает изменение скорости секреции гормона. У здоровых мужчин скорость секреции СТГ составляет примерно 350 мкг/м2 в сутки, тогда как у женщин в пременопаузе эта величина достигает 500 мкг/м2 в сутки.

Регуляция секреции

Секреция СТГ регулируется как рилизинг- (СТГ-РФ), так и ингибирующим (соматостатин) факторами гипоталамического происхождения. В нормальных физиологических условиях как нервные, так и иные механизмы регуляции секреции СТГ замыкаются, по-видимому, на уровне высвобождения одного или обоих факторов, а не прямо

влияют на секрецию СТГ на уровне гипофиза. Поскольку в настоящее время высвобождение этих факторов из гипоталамуса in vivo в физиологических условиях не поддается определению, то о таком высвобождении судят по их конечному эффекту — изменению секреции СТГ.

Факторы, влияющие на секрецию СТГ, суммированы в табл. 7—4. Поскольку исходные концентрации СТГ столь часто находятся вблизи нижней границы возможностей определения, для демонстрации тормозных эффектов нередко требуется одновременное использование стимулирующего агента.

Нервная. К нервным стимулам, влияющим на секрецию СТГ, относятся как физические и психические стрессы, так и факторы, определяющие его эпизодическую секрецию и не связанные ни со стрессом, ни с видимыми метаболическими изменениями, что чаще регистрируется у детей и молодых лиц, чем у взрослых. Связанные с состоянием сна (суточные) вспышки секреции СТГ наиболее выражены в детстве, когда они наблюдаются и во время дневного сна, а с возрастом постепенно затухают (рис. 7—8). Установлено, что ночью секретируется 70% от общего суточного количества СТГ. Эти «вспышки» секреции гормона появляются, по-видимому, в начале глубокого сна, поскольку они отсутствуют, если человека будят перед наступлением III и IV стадий сна. Внимательный анализ такой связи у некоторых здоровых лиц при патологических состояниях, сопровождающихся изменениями медленноволнового сна и секреции СТГ, а также при воздействии фармакологических средств (например, имипрамина, флуразепама, метилскополамина и медроксипрогестерона), которые способны блокировать реакцию СТГ, позволил заключить, что ночная секреция СТГ — это процесс, часто начинающийся одновременно с наступлением сна, но не прочно связанный с нервными механизмами, определяющими развитие медленноволнового сна.

Метаболическая. Изменение концентраций энергетических веществ в крови и, что более важно, внутри клеток играет существенную роль в регуляции секреции СТГ. Увеличение содержания сахара в крови, будь то вследствие перорального или внутривен-ого введения глюкозы, подавляет секрецию СТГ. Этот феномен широко используется в диагностике акромегалии. Напротив, снижение уровня глюкозы в крови (а точнее — внутриклеточного метаболизма глюкозы), будь то вследствие действия инсулина или глюкозотолерантного теста в нисходящую фазу, стимулирует секрецию СТГ. Значение внутриклеточного метаболизма сахара иллюстрируется стимулирующим эффектом введения 2-дезоксиглюкозы, вызывающей гипергликемию с одновременной внутриклеточной глюкопенией за счет блокады фосфорилирования глюкозы. На сегодняшний день инсулиновая гипогликемия служит наиболее надежным стимулом, позволяющим оценить секреторную способность соматотрофов. Важными детерминантами реакции СТГ является как абсолютный уровень глюкозы, так и скорость снижения ее концентрации, поскольку быстрое уменьшение содержания глюкозы с гипергликемического уровня до нормы также может вызывать секрецию СТГ. В вентральном гипоталамусе обнаружены чувствительные к глюкозе нейроны, которые, как считают, «запускают» секрецию СТГ-РФ.

Таблица 7—4. Факторы, влияющие на секрецию гормона роста