Пульсирующая секреция - Pulsatile secretion

Пульсирующая секреция это биохимический явление, наблюдаемое в большом количестве типов клеток, в которых химический продукты выделяются в регулярном порядке. Наиболее распространенными клеточными продуктами, высвобождаемыми таким образом, являются межклеточные сигнальные молекулы, такие как гормоны или же нейротрансмиттеры. Наиболее распространенные примеры гормонов, которые секретируются пульсирующе, включают: инсулин, тиреотропин, TRH, гонадотропин-рилизинг гормон (ГнРГ) и гормон роста (GH). В нервной системе наблюдается пульсация колебательной активности от кардиостимуляторы и генераторы центральных паттернов. Пульсирующая активность имеет решающее значение для функции многих гормонов, чтобы поддерживать тонкий гомеостатический баланс, необходимый для основных жизненных процессов, таких как разработка и воспроизведение. Пульсирующая секреция может иметь решающее значение для функции гормонов, о чем свидетельствует случай Агонисты ГнРГ, которые вызывают функциональное ингибирование рецептора GnRH из-за глубокого подавление в ответ на постоянное раздражение. Пульсация может действовать, повышая чувствительность тканей-мишеней к интересующему гормону и активизировать рецепторы, приводящие к улучшенным ответам. Эта повышенная реакция могла помочь улучшить приспособленность животного к окружающей среде и способствовать его эволюционному удержанию.

Пульсирующая секреция в различных формах наблюдается при:

Нейроэндокринная пульсация

Контроль нервной системой над высвобождением гормонов основан на гипоталамусе, из которого нейроны, населяющие паривентрикулярный и дугообразный зарождаются ядра.[1] Эти нейроны проецируются на гипофиз через гипофизарная портальная система и диктуют эндокринную функцию через четыре оси гипоталамус-гипофиз-железы.[1] Недавние исследования начали предлагать доказательства того, что многим гормонам гипофиза, которые, как наблюдалось, эпизодически высвобождаются, предшествует пульсирующая секреция связанного с ними рилизинг-гормона из гипоталамуса аналогичным пульластическим образом. Новое исследование клеточных механизмов, связанных с пульсацией гормона гипофиза, например, наблюдаемое для Лейтинизирующий гормон (LH) и Фолликулостимулирующего гормона (ФСГ), показали аналогичные импульсы в гипофизарных сосудах Гормон, высвобождающий гонадотропин (ГнРГ).[2][3]

Лютеинизирующий гормон и фолликулостимулирующий гормон

Основная статья: Лютеинизирующий гормон

ЛГ высвобождается из гипофиз вместе с ФСГ в ответ на высвобождение гонадолиберина в портальную систему гипофиза.[4] Пульсирующее высвобождение ГнРГ вызывает пульсирующее высвобождение ЛГ и ФСГ, что модулирует и поддерживает соответствующие уровни биодоступный гонадный гормон: тестостерон у мужчин и эстрадиол у самок.[3] У женщин уровень ЛГ обычно составляет 1–20 МЕ / л в репродуктивный период и, по оценкам, составляет 1,8–8,6 МЕ / л у мужчин старше 18 лет.[5][6][7]

Глюкокортикоиды

Регулярные приемы глюкокортикоидов, в основном кортизол в случае людей регулярно выделяются из коры надпочечников после циркадный паттерн в дополнение к их выпуску в составе реакция на стресс.[8][9] Кортизол высвобождение следует за высокой частотой импульсов, амплитуда которых является основным изменением при его высвобождении.[8] Было замечено, что пульсация глюкокортикоидов соответствует циркадному ритму, причем самые высокие уровни наблюдаются перед пробуждением и перед ожидаемым временем приема пищи.[8][9] Этот паттерн амплитуды высвобождения наблюдается у позвоночных.[9] Исследования, проведенные на людях, крысах и овцах, также наблюдали аналогичный циркадный паттерн высвобождения адренокортикотропин (АКТГ) незадолго до импульса в образующемся кортикостероиде.[8] В настоящее время существует гипотеза, что наблюдаемая пульсация АКТГ и глюкокортикоидов обусловлена ​​пульсацией кортикотропин-рилизинг гормон (CRH), однако существует мало данных, подтверждающих это, из-за сложности измерения CRH.[8]

Инсулин

Основная статья: Колебания инсулина
Высвобождение инсулина с островка Лангерганса является пульсирующим с периодом 3-6 минут.[10]

Колебания концентрации внутриклеточного кальция в бета-клетки в пределах поджелудочная железа производит базальную пульсирующую секрецию инсулина из поджелудочной железы. Импульсы секреции, исходящие от свободных бета-клеток, не находящихся внутри островок Лагерганс были замечены, чтобы сильно варьироваться (от 2 до 10 минут). Однако бета-клетки внутри островка синхронизируются посредством электрического взаимодействия, возникающего в результате щелевые соединения и более регулярно целоваться (от 3 до 6 минут). АТФ передача сигналов также была предложена как метод координации между бета-клетками.

Пульсирующая секреция инсулина отдельными бета-клетками обусловлена ​​колебаниями концентрации кальция в клетках. В бесконтактных бета-клетках периодичность этих колебаний весьма непостоянна (2-10 мин). Однако внутри островка Лангерганса колебания синхронизируются за счет электрической связи между близко расположенными бета-клетками, которые связаны между собой щелевые соединения, а периодичность более равномерная (3-6 мин).[10] В дополнение к щелевым соединениям координацией импульсов управляет передача сигналов АТФ. α- и δ-клетки в поджелудочной железе также одинаково часто разделяют секретирующие факторы.[11]

Рекомендации

  1. ^ а б Кандел Э. Р., Джессел Т. М., Шварц Дж. Х., Сигельбаум С. А., Хадспет А. Дж. (2013). Принципы нейронауки (5-е изд.). Нью-Йорк. ISBN  9780071390118. OCLC  795553723.
  2. ^ Wetsel WC, Valença MM, Merchenthaler I, Liposits Z, López FJ, Weiner RI, Mellon PL, Negro-Vilar A (май 1992 г.). «Внутренняя пульсирующая секреторная активность иммортализованных нейронов, секретирующих лютеинизирующий гормон-рилизинг-гормон». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 89 (9): 4149–53. Bibcode:1992PNAS ... 89,4149 Вт. Дои:10.1073 / пнас.89.9.4149. ЧВК  525650. PMID  1570341.
  3. ^ а б Stamatiades GA, Kaiser UB (март 2018 г.). «Регулирование гонадотропинов с помощью пульсирующего гонадолиберина: передача сигналов и экспрессия генов». Молекулярная и клеточная эндокринология. 463: 131–141. Дои:10.1016 / j.mce.2017.10.015. ЧВК  5812824. PMID  29102564.
  4. ^ Молина, Патрисия Э. (9 апреля 2018 г.). Эндокринная физиология. Предшествовало: Молина, Патрисия Э. (Пятое изд.). [Нью-Йорк]. ISBN  978-1-260-01936-0. OCLC  1026417940.
  5. ^ Медицинские лаборатории Mayo - Идентификатор теста: ЛГ, лютеинизирующий гормон (ЛГ), сыворотка В архиве 2016-09-25 в Wayback Machine, получено в декабре 2012 г.
  6. ^ Всемирная организация здравоохранения предложила международный стандарт лютеинизирующего гормона. Комитет экспертов ВОЗ по биологической стандартизации. Всемирная организация здоровья. Женева. 2003 г.
  7. ^ Международный стандарт ВОЗ, лютеинизирующий гормон, человеческий рекомбинантный. Национальный институт биологических стандартов и контроля.
  8. ^ а б c d е Gjerstad JK, Lightman SL, Spiga F (сентябрь 2018 г.). «Роль отрицательной обратной связи глюкокортикоидов в регуляции пульсации оси HPA». Стресс. 21 (5): 403–416. Дои:10.1080/10253890.2018.1470238. ЧВК  6220752. PMID  29764284.
  9. ^ а б c Калсбек А., ван дер Спек Р., Лей Дж., Эндерт Е., Буйс Р. М., Флиерс Е. (февраль 2012 г.). «Циркадные ритмы в оси гипоталамо-гипофиз-надпочечники (HPA)». Молекулярная и клеточная эндокринология. 349 (1): 20–9. Дои:10.1016 / j.mce.2011.06.042. PMID  21782883. S2CID  33843620.
  10. ^ а б Хеллман Б., Гильф Е., Грапенгессер Е., Данск Н., Салехи А. (август 2007 г.). «[Колебания инсулина - клинически важный ритм. Противодиабетические средства должны увеличивать пульсирующий компонент высвобождения инсулина]». Lakartidningen. 104 (32–33): 2236–9. PMID  17822201.
  11. ^ Хеллман Б (2009). «Пульсация высвобождения инсулина - клинически важное явление». Упсальский журнал медицинских наук. 114 (4): 193–205. Дои:10.3109/03009730903366075. ЧВК  2852781. PMID  19961265.