Принцип зворотного зв’язку в регуляції гормонів

Вітчизняний вчений М.М. Завадовський, вивчаючи закономірності в регуляції діяльності ендокринних залоз, вперше в 1933 р сформулював принцип "плюс-мінус взаємодія", що отримав надалі назву "принцип зворотного зв'язку".

Під зворотним зв'язком мається на увазі система, в якій кінцевий продукт діяльності цієї системи (наприклад, гормон, нейротрансмиттер і інші речовини) модифікує або видозмінює функцію компонентів, що складають систему, спрямовану на зміну кількості кінцевого продукту (гормону) або активності системи. Життєдіяльність всього організму є наслідком функціонування найчисельніших саморегулівних систем (видільна, серцево-судинна, травна, дихальна та ін.), Що знаходяться в свою чергу під контролем нейроендокринної-імунної системи. Все перераховане представляє, таким чином, комплекс різних саморегулівних систем, що знаходяться в певному ступені залежності і "підпорядкованості". Кінцевий результат або активність системи може модифікуватися двома шляхами, а саме шляхом стимуляції для збільшення кількості кінцевого продукту (гормону) або підвищення активності ефекту, або шляхом пригнічення (інгібування) системи з метою зменшення кількості кінцевого продукту або активності. Перший шлях модифікування називається позитивною, а другий - негативним зворотним зв'язком. Прикладом позитивного зворотного зв'язку є підвищення рівня гормону в крові, що стимулює вивільнення іншого гормону (підвищення рівня естрадіолу в крові викликає вивільнення ЛГ в гіпофізі), а негативного зворотного зв'язку, коли підвищений рівень одного гормону пригнічує секрецію і вивільнення іншого (підвищення концентрації тіроідних гормонів в крові знижує секрецію ТТГ в гіпофізі).

Гіпоталамо-гіпофізарна регуляція здійснюється механізмами, що функціонують за принципом зворотного зв'язку, в яких чітко виділяються різні рівні взаємодії (рис. 2).

Рис 2. Рівні функціонування зворотного зв'язку.

Під "довгою" ланцюгом зворотного зв'язку мається на увазі взаємодію периферичної ендокринної залози з гіпофізарний і гипоталамическими центрами (не виключено, що і з супрагіпоталаміческімі і іншими областями ЦНС) за допомогою впливу на зазначені центри змінюється концентрації гормонів в циркулюючої крові.

Під "короткій" ланцюгом зворотного зв'язку розуміють таку взаємодію, коли підвищення гипофизарного тропного гормону (наприклад, АКТГ) модулює і модифікує секрецію і вивільнення гіпофізотропная гормону (в даному випадку кортиколиберина).

"Ультракороткі" ланцюг зворотного зв'язку - вид взаємодії в межах гіпоталамуса, коли вивільнення одного гіпофізотропная гормону впливає на процеси секреції і вивільнення іншого гіпофізотропная гормону. Цей вид зворотного зв'язку має місце в будь-який ендокринної залозі. Так, звільнення окситоцина або вазопресину через аксони цих нейронів і за допомогою міжклітинних взаємодій (від клітини до клітини) модифікує активність нейронів, які продукують ці гормони. Інший приклад, вивільнення пролактину і його дифузія в межваскулярние простору призводить до впливу на сусідні лактотрофи з подальшим пригніченням секреції пролактину.

"Довга" і "коротка" ланцюга зворотного зв'язку функціонують як системи "закритого" типу, тобто є саморегулюючими системами. Однак вони відповідають на внутрішні і зовнішні сигнали, змінюючи на короткий час принцип саморегуляції (наприклад, при стресі і ін.). Поряд з цим на зазначені системи впливають механізми, що підтримують біологічний циркадний ритм, пов'язаний зі зміною дня і ночі. Циркадний ритм являє собою компонент системи, який регулює гомеостаз організму і дозволяє адаптуватися до мінливих умов зовнішнього середовища. Інформація про ритмі день-ніч передається в ЦНС з сітківки ока на супрахіазматіческое ядра, які разом з епіфізом утворюють центральний циркадний механізм - "біологічний годинник". Крім механізму день-ніч, в діяльності цих "годин" беруть участь інші регулятори (зміна температури тіла, стан відпочинку, сну і ін.).

Супрахіазматичним ядер належить інтегруюча роль в підтримці біологічних ритмів. Близько 80% клітин супрахиазматичних ядер порушується при дії ацетилхоліну. Спроби змінити ритм діяльності ядер інфузією великої кількості серотоніну, дофаміну, тиролиберина, речовини Р, гліцину або g-аміномасляної кислоти виявилися неефективними. Однак в цій області виявлені деякі гормони (вазопресин, гонадоліберину, речовина Р), які, безсумнівно, якимось чином беруть участь в механізмах підтримки біологічних ритмів.

Секреція багатьох гормонів (АКТГ, СТГ, глюкокортикоїди і ін.) Схильна до протягом доби значних коливань. На рис. 3 представлений добовий ритм секреції СТГ. Вивчення циркадний секреції гормонів має велике клінічне значення, так як при деяких захворюваннях (акромегалія, хвороба Іценко - Кушинга) порушення добового ритму секреції гормонів є важливим диференційно-діагностичною ознакою, який використовується в диференціації синдромно подібною патології.