Гормоны гипофизарно-надпочечниковой системы

К гормонам гипофизирно-надпочечниковой системы относят адренокортикотропный гормон (АКТГ), регулирующий активность коркового слоя надпочечников, и глюкокортикоиды (кортикостероиды), синтезируемые в этом корковом слое. Определение количества гормонов этой системы используется для диагностики причин и понимания патогенеза различных заболеваний.

Адренокортикотропный гормон

Строение

Представляет собой пептид, включающий 39 аминокислот.

Регуляция синтеза и секреции

Максимальная концентрация в крови достигается в утренние часы, минимальная в полночь.

Активируют: кортиколиберин при стрессе (тревога, страх, боль), вазопрессин, ангиотензин II, катехоламины

Уменьшают: глюкокортикоиды.

Механизм действия

Аденилатциклазный.

Мишени и эффекты

В жировой ткани стимулирует липолиз.

В надпочечниках стимулирует образование белка и нуклеиновых кислот для роста их ткани, активирует синтез холестерола de novo и его получение из эфиров, усиливает синтез прегненолона.

Методы определения

Концентрацию кортикотропина (АКТГ) аденогипофиза определяют радиоиммунологическими методами.

Нормальные величины

Сыворотка	новорожденные		120±8,3 пг/мл
	взрослые	8 ч	25–100 пг/мл
		18 ч	50 пг/мл

Клинико‑диагностическое значение

Гипофункция: Снижение уровня кортикотропина выявляется при ослаблении функции гипофиза, при синдроме Кушинга (опухоль коры надпочечников), введении глюкокортикоидов, при кортизол-секретирующих опухолях. Гиперфункция: Повышение концентрации гормона в крови отмечается при болезни Иценко-Кушинга, болезни Аддисона (недостаточности коры надпочечников), двустороняя адреналэктомия, посттравматические и послеоперационные состояния, инъекции АКТГ или инсулина. Специфичные симптомы:

• активация липолиза;
• увеличение пигментации кожи из-за частичного меланоцитстимулирующего эффекта, благодаря чему появился термин «бронзовая болезнь».

Гормоны надпочечника

Надпочечник — соединение двух самостоятельных эндокринных желез. Мозговой слой надпочечников, как и симпатический отдел вегетативной нервной системы, продуцирует катехоламины (адреналин, норадренали, дофамин). Гормоны коры надпочечников — стероиды, в их основе лежит циклопентанпергидрофенантрен, что обуславливает схожесть химического строения с половыми гормонами, холестерином, витамином D, желчными кислотами. В различных слоях коры образуются три основные группы кортикостероидов:

1. Минералокортикоиды (обмен воды и электролитов);
2. Глюкокортикоиды (обмен белков и углеводов);
3. Андрокортикоиды (эффекты половых гормонов).

В обычных биохимических лабораториях практически не осуществляется определение компонентов гипоталамической регуляции функции надпочечников и тропных гормонов гипофиза.

Уровень кортиколиберина гипоталамуса исследуют методами биологического тестирования. Проопиомеланокортин представляет собой пептид, включающий 254 аминокислоты. При его гидролизе в клетках переднего и промежуточного гипофиза образуется ряд гормонов: α-, β-, γ-меланоцитстимулирующие гормоны, адренокортикотропный гормон, β-, γ-липотропины, эндорфины, мет-энкефалин.

Общие кортикостероиды

Методы определения

Для установления содержания общих кортикостероидов в плазме крови используют:

1. колориметрические методы, в основе которых лежат реакции — с фенилгидразином (наиболее специфичная), с 2,4‑дифенил­гидразином в кислом растворе, воостановление солями тетразолия, с гидразином изоникотиновой кислоты;
2. флюориметрические способы, которые базируются на свойстве стериодов флюоресцировать в растворах крепкой серной кислоты и этанола, причем 95 % всей флюоресценции анализируемой плазмы приходится на долю кортизола и кортикостерона.

Вызвав биологический эффект, андрокортикоиды окисляются в печени и почках по боковой цепи у 17 атома углерода с образованием 17‑кетостероидов (17-КС): андростерона, эпиандростерона, 11-кето и 11‑β‑гидроксиандростерона и др.

В клинике изучается экскреция с мочой общих нейтральных 17-кетостероидов.

Следует иметь в виду, что источником образования 17‑КС является не только группа андрогенов, синтезируемых в коре надпочечников, но и половые гормоны. У мужчин, например, не менее 1/3 17‑КС, выделяемых с мочой, поступает за счет продукции половых желез и 2/3 – за счет биосинтеза в коре надпочечников. У женщин они в основном секретируются корой надпочечников. Определение 17-КС используют для оценки общей функциональной активности коры надпочечников. Точное представление о глюкокортикоидной или андрогенной функции с помощью этого теста получить нельзя и, поэтому, дополнительно определяют 17-ОКС, 11-ОКС или ряд половых гормонов. Наиболее распространен унифицированный метод по цветной реакции Циммермана.

Принцип

Колориметрическое определение основано на взаимодействии 17-КС с метадинитробензолом в щелочной среде, что приводит к образованию комплексов фиолетовой или красно-фиолетовой окраски с максимумом поглощения света при длине волны 520 нм. Существует множество модификаций реакции Циммермана.

Нормальные величины

Моча	дети младше 5 лет	3,5 мкмоль/сутки
	5–16 лет	3,5-35 мкмоль/сутки
	мужчины 20–40 лет	17-49 мкмоль/сутки
	женщины 20–40 лет	31 - 60 мкмоль/сутки
	40 лет и более	снижение выведения

Коэффициент пересчета: мкмоль/сутки × 0,288 = мг/сутки.

Показатели варьируют в зависимости от метода.

Клинико‑диагностическое значение

Необходимо помнить, что определение 17-КС у больных почечной недостаточностью имеет сомнительную диагностическую ценность.

Повышается выведение 17-КС при беременности, приеме АКТГ и анаболических стероидов, производных фенотиазина, мепробамата, пенициллина, крови наблюдается при синдроме Иценко-Кушинга, адрено-генитальном синдроме, андрогено-продуцирующей опухоли коры надпочечников, вирилизирующей опухоли коры надпочечников, опухоли яичек.

Снижение концентрации 17-КС в моче вызывает прием производных бензодиазепина и резерпина, может свидетельствовать о первичной недостаточности коры надпочечников (болезнь Аддисона), гипофункции гипофиза, гипотиреозе, повреждении паренхимы печени, кахексии.

Глюкокортикоиды

Строение

Глюкокортикоиды являются производными холестерола и имеют стероидную природу. Основным гормоном у человека является кортизол.

Синтез

Осуществляется в сетчатой и пучковой зонах коры надпочечников. Образованный из холестерола прогестерон подвергается окислению 17-гидроксилазой по 17 атому углерода. После этого в действие вступают еще два ключевых фермента: 11-гидроксилаза и 21-гидроксилаза. В конечном итоге образуется кортизол.

Регуляция синтеза и секреции

Активируют: АКТГ, обеспечивающий нарастание концентрации кортизола в утренние часы, к концу дня содержание кортизола снова снижается. Кроме этого, имеется нервная стимуляция секреции гормонов.

Уменьшают: кортизол по механизму обратной отрицательной связи.

Механизм действия

Цитозольный.

Мишени и эффекты

Мишенью является мышечная, лимфоидная, эпителиальная (слизистые оболочки и кожа), жировая и костная ткани, печень.

Белковый обмен

• значительное повышение катаболизма белков в мишеневых тканях. Однако в печени в целом стимулирует анаболизм белков;
• стимуляция реакций трансаминирования через синтез аминотрансфераз, обеспечивающих удаление аминогрупп от аминокислот и получение углеродного скелета кетокислот.

Углеводный обмен

В целом вызывают повышение концентрации глюкозы крови:

• усиление мощности глюконеогенеза из кетокислот за счет увеличения синтеза фосфоенолпируват-карбоксикиназы;
• увеличение синтеза гликогена в печени за счет активации фосфатаз и дефосфорилирования гликогенсинтазы;
• снижение проницаемости мембран для глюкозы в инсулинзависимых тканях.

Липидный обмен

• стимуляция липолиза в жировой ткани благодаря увеличению синтеза ТАГ-липазы, что усиливает эффект , СТГ, глюкагона, катехоламинов, то есть кортизол оказывает пермиссивное действие (англ. permission — позволение).

Водно-электролитный обмен

• слабый минералокортикоидный эффект на канальцы почек вызывает реабсорбцию натрия и потерю калия;
• потеря воды в результате подавления секреции вазопрессина и излишняя задержка натрия из-за увеличения активности ренин-ангиотензин-альдостероновой системы.

Противовоспалительное и иммунодепрессивное действие

• увеличение перемещения лимфоцитов, моноцитов, эозинофилов и базофилов в лимфоидную ткань;
• повышение уровня лейкоцитов в крови за счет их выброса из костного мозга и тканей;
• подавление функций лейкоцитов и тканевых макрофагов через снижение синтеза эйкозаноидов посредством нарушения транскрипции ферментов фосфолипазы А₂ и циклооксигеназы.

Другие эффекты

Повышает чувствительность бронхов и сосудов к катехоламинам, что обеспечивает нормальное функционирование сердечно-сосудистой и бронхолегочной систем.

Методы исследования

Изучение содержания в крови и моче глюкокортикоидов — одно из широко применяемых гормональных исследований.

Основной гормон этой группы — кортизол (гидрокортизон) часто определяется самостоятельно или параллельно с АКТГ лигандными методами: радиоиммунными, иммуноферментными, конкурентного белкового связывания (с транскортином) с использованием стандартных наборов реактивов.

Нормальные величины

Сыворотка	8 час	0,14-0,56 мкмоль/л
Моча	свободный кортизол	0,55-2,76 мкмоль

Влияющие факторы

Содержание обоих гормонов в крови подчинено суточному ритму (максимум – 6-8 часов утра, минимум – поздние вечерние часы), при стрессе наблюдается выброс гормона независимо от времени суток.

Патология

Гипофункция

Первичная недостаточность — болезнь Аддисона проявляется:

• гипогликемия;
• повышенная чувствительность к инсулину;
• анорексия и снижение веса;
• слабость;
• гипотензия;
• гипонатриемия и гиперкалиемия;
• усиление пигментации кожи и слизистых (компенсаторное увеличение количества, обладающего небольшим меланотропным действием).

Вторичная недостаточность возникает при дефиците АКТГ или снижении его эффекта на надпочечники — возникают все симптомы гипокортицизма, кроме пигментации.

Гиперфункция

Первичная — болезнь Кушинга проявляется:

• снижение толерантности к глюкозе — аномальная гипергликемия после сахарной нагрузки или после еды;
• гипергликемия из-за активации глюконеогенеза;
• ожирение лица и туловища (связано с повышенным влиянием инсулина при гипергликемии на жировую ткань) — буйволиный горбик, фартучный (лягушачий) живот, лунообразное лицо, глюкозурия;
• повышение катаболизма белков и повышение азота крови;
• остеопороз и усиление потерь кальция и фосфатов из костной ткани;
• снижение роста и деления клеток — лейкопения, иммунодефициты, истончение кожи, язвенная болезнь желудка и двенадцатиперстной кишки;
• нарушение синтеза коллагена и гликозаминогликанов;
• гипертония благодаря активации ренин-ангиотензиновой системы.

Вторичная — синдром Иценко-Кушинга (избыток) проявляется схоже с первичной формой.

17-Оксикортикостероиды

В клинической лабораторной диагностике определяют группу 17‑оксикортикостероидов (17-ОКС) в моче и плазме крови. До 80% 17-ОКС в крови составляет кортизол. Кроме него, к 17-ОКС относят 17‑окси­кортикостерон, 17-окси-11-дегидрокортикостерон (кортизон), 17‑окси-11‑дезоксикортикостерон (соединение S Рейхштейна).

При определении 17-ОКС наиболее распространены колориметрические мeтоды, базирующиеся на реакции , 17-ОКС с фенилгидразином, которая приводит к образованию окрашенных соединений – гидразонов-хромогенов (метод Porter and Silver). Группа этих стероидов составляет основную часть метаболитов коры надпочечников (80-90%), экскретируемых с мочой, и включает также тетрагидропроизводные кортикостероидов. Эти соединения находятся в моче как в свободной, так и в связанной форме (коньюгаты с глюкуроновой, серной, фосфорной кислотами, липидами). Для освобождения кортикостероидов из связанных форм используют ферментативный или кислотный гидролиз. Наиболее специфичным считается ферментативный гидролиз β-гюкуронидазой.

Нормальные величины

Плазма		140-550 нМ/л
Моча	свободный гормон	0,11-0,77 мкМ/сут
	суммарный гормон	3,61-20,38 мкМ/сут

Клинико‑диагностическое значение

Диагностически значимо возрастает содержание 17-ОКС в плазме и экскреция гормонов с мочой при болезни Иценко-Кушинга, аденоме и раке надпочечников, после хирургического вмешательства, при синдроме эктопической продукции АКТГ, тиреотоксикозе, ожирении, стрессе, тяжелой гипертензии, акромегалии. Снижение выявлено при болезни Аддисона (иногда полностью отсутствуют), гипопитуитаризме, гипотиреозе, андрогенитальном синдроме (врожденной гиперплазии надпочечников).

11-Оксикортикостероиды

Для более полной характеристике работы коры надпочечников, особенно при лечении стероидными препаратами параллельно с исследованием 17-ОКС в плазме крови определяют 11-ОКС (гидрокортизон и кортикостерон). Наиболее известно флюорометрическое определение, основанное на способности неконьюгированных 11-ОКС вступать в реакцию с концентрированной или умеренно разбавленной серной кислотой с образованием флюоресцирующих продуктов.

Нормальные величины

Плазма	0,358-0,635 мкМ/л

Клинико‑диагностическое значение

Уровень этих гормонов возрастает к концу беременности, после хирургического вмешательства, при мышечных нагрузках, эмоциональных реакциях, гиперкортицизме. Снижается – при болезни Аддисона, вторичной надпочечниковой недостаточности, гипофункции гипофиза, инфекционном полиартрите, бронхиальной астме.

См. также

В категории «Гормональная сигнализация»

• Минералокортикоиды
• Катехоламины

В категории «Клиническая биохимия»

• Гормональный статус — методы исследования