Меню Рубрики

Схема регуляции секреции кортизола

В ответ на различные сигналы гипоталамус секретирует кортикотропин-рилизинг-гормон (КРГ). КРГ через гипоталамо-гипофизарную портальную систему поступает в переднюю долю гипофиза и, где стимулирует выработку и секрецию адренокортикотропного гормона (АКТГ). Вазопрессин, если он вырабатывается в больших количествах, тоже может стимулировать секрецию АКТГ. АКТГ стимулирует также синтез ДНК, РНК и белка в коре надпочечников. При избытке АКТГ развивается гипертрофия надпочечников, при недостатке – их атрофия.

В настоящее время описано по крайней мере 4 механизма регуляции функции гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы:

— подавление кортизолом по принципу отрицательной обратной связи;

В обычных условиях, в отсутствие стресса, гипоталамо-гипофизарная система функционирует в суточном режиме. Возрастание частоты импульсов секреции АКТГ наблюдается в период с 4 до 8 утра, а пик концентрации отмечается к концу этого интервала. Самые низкие уровни АКТГ и кортизола регистрируются, начиная с полуночи и до 4 ч. утра. На ритм секреции кортизола влияет ряд факторов, в том числе цикл сна, режим деятельности в течение суток и воздействие света.

Суточный ритм секреции АКТГ и кортизола может быть в любое время нарушен под влиянием стресса – физического (гипогликемия, лихорадка или гипотензия) или психологического.

Как в большинстве физиологических систем обратной связи, конечный продукт, в данном случае кортизол, является мощным фактором, подавляющим работу системы. Кортизол, если присутствует в адекватных количествах, снижает или полностью устраняет и суточную, и стрессовую стимуляцию АКТГ. Именно поэтому длительный прием экзогенных глюкокортикоидов или автономная, нерегулируемая продукция эндогенного кортизола могут привести к функциональной и анатомической атрофии системы. Выраженность атрофии бездействия, вызванной экзогенными стероидами, зависит от дозы и длительности приема гормонов. Порог подавления системы четко не определен, но известно, что высокие дозы, вводимые в течение короткого периода (дни и недели), и низкие, близкие к физиологическим, дозы, принимаемые в течение длительного времени (месяцы и годы), ведут к функциональной атрофии.

Воспалительные цитокины, фактор некроза опухоли, интерлейкины усиливают секрецию КРГ с последующим возрастанием секреции АКТГ и концентрации кортизола. Кортизол, в свою очередь, подавляет воспалительную реакцию и высвобождение цитокинов.

Альдостеронявляется представителем минералокортикоидов коры надпочечников. Альдостерон циркулирует в крови в несвязанном виде и разрушается в печени. Основными биологическими эффектами альдостерона является стимуляция реабсорбции натрия и экскреции калия на уровне дистального отдела нефрона, в дистальном канальце и кортикальных собирательных протоках.

Регуляциясекреции альдостерона контролируется тремя механизмами. Главными регуляторами является концентрация калия в сыворотке крови и активность ренин-ангиотензиновой системы. Механизм стимуляции секреции альдостерона калием неясен, но известно, что высокие концентрации калия служат мощным стимулом для секреции альдостерона. Низкие концентрации, однако, не угнетают секреции альдостерона, стимулированной ренин-ангиотензиновой системой или АКТГ. В регуляции секреции альдостерона АКТГ играет относительно небольшую роль.

Ренин – протеолитический фермент, секретируемый гранулярными клетками юкстагломерулярного аппарата почки. Секреция ренина происходит в ответ на уменьшение ОЦК, гипотензию и стимуляцию бета1-адренергических рецепторов. Снижение доставки натрия в дистальные отделы нефрона, возникающие при сокращении ОЦК, увеличивает секрецию ренина. Ренин катализирует расщепление вырабатываемого в печени ангиотензиногена с образованием ангиотензина 1. Этот прогормон расщепляется ангиотензинпревращающим ферментом до ангиотензина 2. Будучи очень сильным вазоконстриктором и обладая рядом других эффектов, ангиотензин 2 является мощным стимулятором секреции альдостерона.

Избыточный неконтролируемый синтез альдостерона приводит к возникновению гипертензии и гипокалиемии. На начальной стадии избыточной продукции альдостерона отмечается возникновение отеков, которые по мере включения других механизмов экскреции натрия исчезают (феномен ускользания).

Андрогены надпочечников.

Кора надпочечников вырабатывает андрогенные стероиды – дегидроэпиандростерон, его сульфат и андростендион. Все эти соединения – слабые андрогены, но в периферических тканях способны превращаться в сильный андроген тестостерон. Помимо этого, в жировой ткани и печени из андрогенов надпочечников образуется эстрогенное соединение эстрон.

Кроме АКТГ, стимулирующего выработку андрогенов, существуют другие факторы регуляции их продукции. У маленьких детей содержание адреналовых андрогенов низкое, оно возрастает в периоде пубертата. Вклад андрогенов надпочечников в общий андрогеновый пул взрослого мужчины незначителен по сравнению с таковым тестостерона, однако у взрослых женщин кора надпочечников является основным источником андрогенов.

Избыток адреналовых андрогенов у женщин вызывает гирсутизм, в крайней степени выраженности гиперпродукции – вирилизацию. У мужчин недостаток адреналовых андрогенов при достаточной функции яичек обычно не проявляется клинически. У женщин андрогены надпочечников играют роль в поддержании нормального роста волос в подмышечных впадинах и на лобке и формировании либидо. Т. о., малые андрогены определяют формирование вторичных половых признаков по мужскому типу (половое оволосение), а также реализуют анаболические эффекты.

При снижении синтеза и секреции гормонов коры надпочечников формируется гипокортицизм. Гипокортицизм может быть первичным, вторичным, третичным, а также острым либо хроническим.

Классификация гипокортицизма:

I. Хронический гипокортицизм:

источник

Кортизол. Химическая природа, место синтеза в организме, механизм действия гормона. Биологическая роль в организме. Привести конкретные примеры влияния на регуляторные ферменты.

Глюкокортикоиды

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

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

Схема синтеза стероидных гормонов (полная схема)

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

Мишени и эффекты

Мишенью является лимфоидная, эпителиальная(слизистые оболочки и кожа), жировая, костная и мышечнаяткани, 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 повышениеконцентрации 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, т.е. кортизол оказывает пермиссивноедействие (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 натрияиз-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.

Альдостерон. Химическая природа, место синтеза в организме, механизм действия гормона. Биологическая роль в организме. Функционирование ренин-ангиотензиновой системы.

Альдостерон является основным представителем минералокортикоидных гормонов, производных холестерола.

Осуществляется в клубочковой зоне коры надпочечников. Образованный из холестерола прогестерон на пути к альдостерону подвергается последовательному окислению 21-гидроксилазой, 11-гидроксилазой и 18-гидроксилазой. В конечном итоге образуется альдостерон.

Регуляция синтеза и секреции

· ангиотензин II, выделяемый при активации ренин-ангиотензиновой системы,

· повышение концентрации ионов калия в крови (связано с деполяризацией мембран, открытием кальциевых каналов и активацией аденилатциклазы).

Дата добавления: 2018-08-06 ; просмотров: 735 ; ЗАКАЗАТЬ РАБОТУ

источник

К гормонам гипофизарно-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.

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.

Представляет собой пептид, включающий 39 аминокислот.

Активируют : кортиколиберин при стрессе (тревога, страх, боль), вазопрессин, ангиотензин II, катехоламины. У АКТГ также имеется собственная суточная ритмичность — максимальная концентрация в крови достигается в утренние часы, минимальная в полночь.

Уменьшают : глюкокортикоиды (обратная отрицательная связь).

В жировой ткани стимулирует липолиз.

В надпочечниках (главным образом, в сетчатой и пучковой зонах) стимулирует образование белка и нуклеиновых кислот для роста их ткани, активирует синтез холестерола de novo и его получение из эфиров, усиливает синтез прегненолона.

Возможна при гипофизарной недостаточности, сопровождается снижением активности коры надпочечников.

Проявляется болезнью Иценко-Кушинга – симптомы гиперкортицизма (см ниже) и специфичные симптомы:

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

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

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

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

Уменьшают : кортизол по механизму обратной отрицательной связи.

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

  • значительное повышение катаболизма белков в лимфоидной, эпителиальной, мышечной, соединительной и костной тканях,
  • в печени в целом стимулирует анаболизм белков (например, ферменты трансаминирования и глюконеогенеза),
  • стимуляция реакций трансаминирования через синтез аминотрансфераз, обеспечивающих удаление аминогрупп от аминокислот и получение углеродного скелета кетокислот,

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.
  • стимуляция липолиза в жировой ткани благодаря увеличению синтеза ТАГ-липазы, что усиливает эффект АКТГ, СТГ, глюкагона, катехоламинов, т.е. кортизол оказывает пермиссивное действие (англ. permission — позволение).
  • 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.
  • 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 уменьшения транскрипции ферментов фосфолипазы А2 и циклооксигеназы.

Повышает чувствительность бронхов и сосудов к катехоламинам, и регуляцию сердечно-сосудистой и бронхолегочной систем.

Деактивация кортизола, как и других стероидных гормонов, происходит в печени. Суть реакций заключается

  • в восстановлении двойной связи в А-кольце и оксогруппы в 3-м положении,
  • в отщеплении радикала от 17-го атома углерода,
  • в конъюгации ОН-групп с серной или глюкуроновой кислотами с образованием гидрофильных соединений.

В результате деактивации образуются разнообразные соединения с резко пониженной гормональной активностью или совсем лишенные таковой.

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 АКТГ, обладающего небольшим меланотропным действием).

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

Первичная – синдром Кушинга (синдром гиперкортицизма, стероидный диабет) 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 – болезнь Иценко-Кушинга (избыток АКТГ) проявляется схоже с первичной формой.

источник

Продукция надпочечниковых глюкокортикоидов и андрогенов контролируется гипоталамо-гипофизарной системой, тогда как продукция альдостерона — преимущественно системой ренин—ангиотензин и ионами калия.

В гипоталамусе вырабатывается кортиколиберин, попадающий через портальные сосуды в переднюю долю гипофиза, где он стимулирует продукцию АКТГ. Аналогичной активностью обладает и вазопрессин. Секреция АКТГ регулируется тремя механизмами: эндогенным ритмом выделения кортиколиберина, стрессорным его выделением и механизмом отрицательной обратной связи, реализуемой главным образом кортизолом.

АКТГ вызывает в корковом слое надпочечников быстрые и резкие сдвиги. Кровоток в железе и синтез кортизола возрастают уже через 2—3 мин после введения АКТГ. Через несколько часов масса надпочечников может увеличиться вдвое. Из клеток пучковой и сетчатой зон исчезают липиды. Постепенно граница между этими зонами сглаживается. Клетки пучковой зоны уподобляются клеткам сетчатой, что создает впечатление резкого расширения последней. Длительная стимуляция АКТГ вызывает как гипертрофию, так и гиперплазию коры надпочечников.

Повышение синтеза глюкокортикоидов (кортизола) обусловлено ускорением превращения холестерина в прегненолон в пучковой и сетчатой зонах. Активизируются, вероятно, и другие этапы биосинтеза кортизола, а также его выведение в кровь.

Читайте также:  Адреногенитальный синдром повышенный кортизол

Одновременно в кровь попадают небольшие количества промежуточных продуктов биосинтеза кортизола. При более длительной стимуляции коры в ней возрастает образование суммарного белка и РНК, что и приводит к гипертрофии железы.

Уже через 2 сут можно зарегистрировать увеличение количества ДНК в ней, которое продолжает расти. В случае атрофии надпочечников (как при снижении уровня АКТГ) последние реагируют на эндогенный АКТГ гораздо медленнее: стимуляция стероидогенеза возникает почти через сутки и достигает максимума лишь к 3-му дню после начала заместительной терапии, причем абсолютная величина реакции оказывается сниженной.

На мембранах клеток надпочечников найдены участки, связывающие АКТГ с различным сродством. Число этих участков (рецепторов) снижается при высокой и возрастает при низкой концентрации АКТГ («снижающая регуляция»). Тем не менее общая чувствительность надпочечников к АКТГ в условиях высокого его содержания не только не падает, но, наоборот, увеличивается. Не исключено, что АКТГ в таких условиях стимулирует появление каких-то других факторов, действие которых на надпочечник «преодолевает» эффект снижающей регуляции.

Подобно другим пептидным гормонам, АКТГ активирует аденилатциклазу в клетках-«мишенях», что сопровождается фосфорилированием ряда белков. Однако стерогенное влияние АКТГ, возможно, опосредуется и другими механизмами, например, путем калийзависимой активации надпочечниковой фосфолипазы А2. Как бы то ни было, но под действием АКТГ повышается активность эстеразы, высвобождающей холестерин из его эфиров, и тормозится синтетаза эфиров холестерина.

Возрастает также захват липопротеинов клетками надпочечников. Затем свободный холестерин на белке-носителе поступает в митохондрии, где превращается в прегненолон. Влияние АКТГ на ферменты обмена холестерина не требует активации белкового синтеза.

Под действием АКТГ ускоряется, по-видимому, и само превращение холестерина в прегненолон. Этот эффект уже не проявляется в условиях торможения синтеза белка. Механизм трофического влияния АКТГ не ясен. Хотя гипертрофия одного из надпочечников после удаления второго наверняка связана с активностью гипофиза, но специфическая антисыворотка к АКТГ не препятствует такой гипертрофии. Более того, введение самого АКТГ в этот период даже снижает содержание ДНК в гипертрофирующейся железе. In vitro АКТГ также ингибирует рост клеток надпочечника.

Существует циркадный ритм секреции стероидов. Уровень кортизола в плазме начинает возрастать спустя несколько часов после начала ночного сна, достигает максимума вскоре после пробуждения и падает в утренние часы. После полудня и до вечера содержание кортизола остается очень низким. На эти колебания накладываются эпизодические «всплески» уровня кортизола, возникающие с разной периодичностью — от 40 мин до 8 ч и более. На долю таких выбросов приходится около 80 % всего секретируемого надпочечниками кортизола. Они синхронизированы с пиками АКТГ в плазме и, по-видимому, с выбросами гипоталамического кортиколиберина. Существенную роль в определении периодической активности гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы играют режимы питания и сна. Под влиянием различных фармакологических средств, а также в условиях патологии циркадный ритм секреции АКТГ и кортизола нарушается.

Значительное место в регуляции активности системы в целом занимает механизм отрицательной обратной связи между глюкокортикоидами и образованием АКТГ. Первые ингибируют секрецию кортиколиберина и АКТГ. В условиях стресса выброс АКТГ у адреналэктомированных особей оказывается гораздо большим, чем у интактных, тогда как экзогенное введение глюкокортикоидов значительно ограничивает прирост концентрации АКТГ в плазме. Даже при отсутствии стресса надпочечниковая недостаточность сопровождается 10-20-кратным повышением уровня АКТГ.

Снижение последнего у человека наблюдается уже через 15 мин после введения глюкокортикоидов. Этот ранний ингибиторный эффект зависит от скорости нарастания концентрации последних и опосредован, вероятно, их влиянием на мембрану питуицитов. Более позднее торможение активности гипофиза зависит уже в основном от дозы (а не скорости) вводимых стероидов и проявляется лишь в условиях интактности синтеза РНК и белка в кортикотрофах. Имеются данные, указывающие на возможность опосредования ранних и поздних тормозных влияний глюкокортикоидов разными рецепторами. Соотносительная роль угнетения секреции кортиколиберина и непосредственно АКТГ в механизме обратной связи требует дальнейшего выяснения.

Надпочечниковая продукция минералокортикоидов регулируется иными факторами, среди которых наибольшее значение имеет система ренин—ангиотензин. Секреция ренина почками контролируется прежде всего концентрацией иона хлора в жидкости, окружающей юкстагломерулярные клетки, а также давлением в почечных сосудах и в-адренергическими веществами. Ренин катализирует превращение ангиотензиногена в декапептид ангиотензин I, который, расщепляясь, образует октапептид ангиотензин II.

У некоторых видов последний подвергается дальнейшим превращениям с выходом гептапептида ангиотензина III, который также способен стимулировать продукцию альдостерона и других минералокортикоидов (ДОК, 18-оксикортикостерона и 18-оксидезоксикортикостерона). В плазме человека уровень ангиотензина III составляет не более 20 % от уровня ангиотензина II. Оба стимулируют не только превращение холестерина в прегненолон, но и кортикостерона в 18-оксикортикостерон и альдостерон. Полагают, что ранние эффекты ангиотензина обусловлены стимуляцией главным образом начального этапа синтеза альдостерона, тогда как в механизме длительных эффектов ангиотензина большую роль играет его влияние на последующие этапы синтеза этого стероида.

На поверхности клеток клубочковой зоны имеются рецепторы ангиотензина. Интересно, что в присутствии избытка ангиотензина II число этих рецепторов не снижается, а напротив, увеличивается. Аналогичное действие оказывают и ионы калия. В отличие от АКТГ ангиотензин II не активирует аденилатциклазу надпочечников. Его действие зависит от концентрации кальция и опосредуется, вероятно, перераспределением этого иона между вне- и внутриклеточной средой. Определенную роль в опосредовании влияния ангиотензина на надпочечники может играть синтез простагландинов.

Так, простагландины серии Е (их уровень в сыворотке после введения ангиотензина II увеличивается), в отличие от ПГГ, способны стимулировать секрецию альдостерона, а ингибиторы синтеза простагландинов (индометацин) снижают секрецию альдостерона и ее реакцию на ангиотензин II. Последний оказывает и трофическое действие на клубочковую зону коры надпочечников.

Повышение уровня калия в плазме также стимулирует продукцию альдостерона, причем надпочечники обладают высокой чувствительностью к калию. Так, изменение его концентрации всего на 0,1 мэкв/л даже в пределах физиологических колебаний влияет на скорость секреции альдостерона. Эффект калия не зависит от натрия или ангиотензина II. В отсутствие почек, вероятно, именно калий играет главную роль в регуляции продукции альдостерона. На функцию пучковой зоны коры надпочечников его ионы не влияют. Непосредственно действуя на продукцию альдостерона, калий в то же время снижает выработку ренина почками (и соответственно концентрацию ангиотензина II).

Однако прямой эффект его ионов обычно оказывается более сильным, чем опосредованное снижением ренина контррегуляторное действие. Калий стимулирует как ранние (превращение холестерина в прегненолон), так и поздние (изменение кортикостерона или ДОК в альдостерон) этапы биосинтеза минералокортикоидов. В условиях гиперкалиемии отношение концентраций 18-оксикортикостерон/альдостерон в плазме увеличивается. Эффекты калия на кору надпочечников, подобно действию ангиотензина II, сильно зависят от присутствия ионов калия.

Секреция альдостерона контролируется и уровнем натрия в сыворотке. Солевая нагрузка снижает продукцию этого стероида. В значительной мере этот эффект опосредуется влиянием натрия хлорида на выделение ренина. Однако возможно и непосредственное действие ионов натрия на процессы синтеза альдостерона, но оно требует весьма резких перепадов концентрации катиона и имеет меньшее физиологическое значение.

Ни гипофизэктомия, ни подавление секреции АКТГ с помощью дексаметазона не влияют на продукцию альдостерона. Однако в условиях длительного гипопитуитаризма или изолированной недостаточности АКТГ реакция альдостерона на ограничение натрия в диете может снижаться или даже полностью исчезать. У человека введение АКТГ транзиторно повышает секрецию альдостерона.

Интересно, что снижение его уровня у больных с изолированной недостаточностью АКТГ не проявляется в условиях глюкокортикоидной терапии, хотя сами по себе глюкокортикоиды могут тормозить стероидогенез в клубочковой зоне. Определенную роль в регуляции продукции альдостерона играет, по-видимому, дофамин, так как его агонисты (бромокриптин) ингибируют реакцию стероида на ангиотензин II и АКТГ, а антагонисты (метоклопрамид) повышают уровень альдостерона в плазме.

источник

Между секрецией АКТГ и кортизола обычно существует обратная зависимость. Почти полное соответствие циркадных ритмов секреции АКТГ и кортизола может быть обусловлено циклическими изменениями чувствительности гипоталамическпх центров, участвующих в регуляции по механизму обратной связи, к содержанию кортизола в сыворотке крови.

В любое время суток чрезмерно высокое содержание кортизола в плазме крови угнетает секрецию АКТГ, а чрезмерно низкое содержание кортизола стимулирует ее. Первый из этих эффектов можно исследовать при помощи пробы на угнетение дексаметазоном.

Нарушение описанного выше циркадного ритма секреции АКТГ — один из наиболее ранних признаков синдрома Кушинга.

Стресс. Физический или нервный стресс могут превзойти эффекты двух первых факторов и обусловить длительную секрецию АКТГ. Неадекватный ответ на стресс может привести к острой функциональной недостаточности коры надпочечников.

Стресс, вызванный инсулиновой гипогликемией, можно использовать для тестирования функций гипоталамо-гипофизарно-адреналовой оси.

АКТГ (кортикотропин)

Молекула АКТГ представляет собой одну полипептидную цепь, состоящую из 39 аминокислотных остатков. Для биологической активности АКТГ необходимы только 24 аминокислотных остатка, считая от N-конца. Пептид, состоящий из этих аминокислотных остатков, был синтезирован и получил название тетракозактрин (синактен). Его можно использовать вместо АКТГ для диагностических и лечебных целей. АКТГ стимулирует в коре надпочечников биосинтез и секрецию кортизола. В значительно меньшей степени АКТГ воздействует на образование андрогенов в надпочечниках и в физиологических концентрациях практически не оказывает влияния на выработку альдостерона.

«Клиническая химия в диагностике и лечении»,
Дж.Ф.Зилва, П.Р.Пэннелл

Тесты, устанавливающие причину синдрома Кушинга, следует проводить только после подтверждения этого диагноза. Результаты тестов при синдроме Кушинга – – Гиперплазия коры надпочечников Опухоль коры надпочечников дисфункция гипофиза эктопический АКТГ карцинома аденома Диагноз Кортизол плазмы утром повышен, может быть Н повышен повышен, может быть Н Кортизол плазмы вечером повышен Кортизол плазмы после 2 мг дексаметазона отсутствие…

Первичная гипофункция коры надпочечника (болезнь Аддисона) Болезнь Аддисона обусловлена разрушением всех зон коры надпочечников. Прежде одной из наиболее распространенных причин такого процесса был туберкулез. В настоящее время во многих странах значительно чаще встречается атрофия надпочечников как следствие аутоиммунного процесса. В редких случаях разрушение коры надпочечников (которое долито быть двусторонним для того, чтобы привести к гормональной…

Истощение объема жидкости в организме и последующее концентрирование крови становятся очевидными при клинических наблюдениях, а также, как правило, на основании данных о повышении показателей гематокрита и общей концентрации белка. Тем не менее в период кризиса резкое уменьшение объема циркулирующей крови может стимулировать секрецию АДГ, в результате чего реабсорбция воды увеличится в большей мере, чем натрия,…

Высвобождение АКТГ может быть нарушено при заболеваниях гипоталамуса или передней доли гипофиза, как правило, в случаях новообразований или инфарктов. Лечение кортикостероидами угнетает высвобождение АКТГ и после него (особенно, длительного) нормализация функций механизма, контролирующего высвобождение АКТГ, может происходить медленно. После длительного отсутствия стимулирующих воздействий возможна временная атрофия надпочечников. Полное разрушение передней доли гипофиза приводит к об-щей…

Если больному ставят предварительный диагноз острая недостаточность надпочечников, следует взять кровь, с тем чтобы затем можно было бы измерить содержание кортизола, но лечение должно быть начато немедленно. Проведение последующих тестов может быть отложено до тех пор, пока не минует кризис; лечение не окажет воздействия на патологические процессы, лежащие в основе заболевания. Результаты определений содержания кортизола…

источник

Секреция кортизола зависит от АКТГ, выделение которого в свою очередь регулируется кортикотропин-рилизинг-гормоном (КРГ; кортиколиберин). Эти гормоны связаны между собой классической петлей отрицательной обратной связи (рис. 48.5). Повышение уровня свободного кортизола тормозит секрецию КРГ. Падение уровня свободного кортизола ниже нормы активирует систему, стимулируя высвобождение КРГ гипоталамусом. Этот пептид, состоящий из 41 аминокислотного остатка, усиливает синтез и высвобождение АКТГ (из молекулы предшественника проопиомеланокортина [ПОМК], см. гл. 45). В коре надпочечников АКТГ повышает скорость отщепления боковой цепи от холестерола — реакции, лимитирующей скорость стероидогенеза в целом. Указанные процессы составляют одну сторону петли отрицательной обратной связи.

Рис. 48.5. Регуляция биосинтеза кортизола по механизму обратной связи. Сплошные линии — стимуляция; штриховые линии — ингибирование.

По мере нормализации уровня свободного кортизола в крови происходит снижение секреции КРГ гипоталамусом, что ведет к снижению выработки АКТГ гипофизом, а соответственно и кортизола — надпочечниками; таким образом выполняется вторая половина петли обратной связи. Этот сложный механизм обеспечивает быструю регуляцию уровня кортизола в крови.

Высвобождение АКТГ (и секреция кортизола) регулируется нервными импульсами, поступающими из различных отделов нервной системы. Существует эндогенный ритм, определяющий секрецию КРГ, а следовательно, и АКТГ. Этот циркадианный ритм в норме настроен так, чтобы обеспечивать увеличение кортизола в крови вскоре после засыпания. Во время сна уровень кортизола продолжает возрастать, достигая пика вскоре после просыпания, затем постепенно падает до минимальных величин к концу дня и в ранее вечерние часы. Эта общая динамика возникает в результате последовательных эпизодов импульсного выброса кортизола, которым предшествует импульсная секреция АКТГ (см. гл. 45). Все вместе эти события составляют сложный цикл, зависящий от светового периода и циклов питания — голодания и сна — бодрствования. Исчезновение суточной периодичности секреции стероидов обычно связано с патологией гипофизарно-адреналовой системы, некоторыми видами депрессивных состояний,

а также с дальними перелетами через несколько часовых поясов.

На секрецию кортизола влияют также физический и эмоциональные стрессы, состояние тревоги, страха, волнения и боль. Эти реакции могут нивелировать воздействия системы отрицательной обратной связи и суточного ритма.

Читайте также:  Аденома гипофиза повышен кортизол

Продукция альдостерона клетками клубочковой зоны регулируется совершенно иначе: основными регуляторами в этом случае служат система ренин — ангиотензин и калий, но участвуют в этом процессе также натрий, АКТГ и нейрональные механизмы.

А. Система ренин—ангиотензин. Эта система участвует в регуляции кровяного давления и электролитного обмена. Основным гормоном при этом является ангиотензин П — октапептид, образующийся из ангиотензиногена (рис. 48.6). Ангиотензиноген — это сиглобулин, синтезируемый печенью; он служит субстратом для ренина — фермента, продуцируемого юкстагломерулярными клетками почечных афферентных артериол. Локализация этих клеток делает их особенно чувствительными к изменениям кровяного давления; многие физиологические регуляторы высвобождения ренина (табл. 48.3) действуют через почечные барорецепторы.

Таблица 48.3. Факторы, влияющие на высвобождение ренина

Юкстагломерулярные клетки чувствительны также к изменениям концентрации в жидкости, протекающей через почечные канальцы; вследствие этого любая комбинация факторов, вызывающая снижение объема жидкости (обезвоживание, снижение кровяного давления, потеря жидкости или крови) либо снижение концентрации NaCl, стимулирует высвобождение ренина. На высвобождение ренина оказывают влияние центральная нервная система, а также изменения

Рис. 48.6. Образование и метаболизм ангиотензинов. Участки расщепления показаны маленькими стрелками

положения тела. Соответствующие сигналы передаются по симпатическим нервам к юкстагломерулярным клеткам, действуя по механизму, не зависящему от барорецепторов и солевого эффекта, а опосредованному Р-адренергическим рецептором.

Ренин, воздействуя на свой субстрат — ангиотензиноген, превращает его в декапептид ангиотензин I. Глюкокортикоиды и эстрогены активируют синтез ангиотензиногена в печени. Вызываемая этими гормонами гипертензия может быть частично обусловлена повышением уровня ангиотензиногена в плазме крови. Поскольку концентрация этого белка в плазме близка к его воздействия с ренином, небольшие изменения этой концентрации могут сильно сказаться на образовании ангиотензина II.

Ангиотензин-превращающнй фермент — гликопротеин, выявленный в легких, эндотелиальных клетках и в плазме крови, отщепляет от ангиотензина I два С-концевых аминокислотных остатка, превращая его в ангиотензин II. Эта реакция, видимо, не является скорость — лимитирующей. Различные нонапептиды — аналоги ангиотензина -способны ингибировать превращающий фермент и потому используются для лечения ренин-зависимой гипертензии. Превращающий фермент расщепляет также брадикинин, мощное сосудорасширяющее средство. Таким образом, этот фермент повышает кровяное давление двумя различными путями.

Ангиотензин II увеличивает кровяное давление, вызывая сужение артериол, и является самым сильнодействующим из известных вазоактивных агентов. Кроме того, он тормозит высвобождение ренина юкстагломерулярными клетками и оказывает сильное стимулирующее действие на выработку альдостерона. Несмотря на то что этот эффект на надпочечники является прямым, на продукцию кортизола ангиотензин II не влияет. У некоторых видов животных ангиотензин II превращается в гептапептид ангиотензин III (рис. 48.6) в результате отщепления остатка Стимулирующее действие на продукцию альдостерона у обоих ангиотензинов примерно одинаково. У человека уровень ангиотензина II в плазме крови в 4 раза выше, чем ангиотензина III, так что именно октапептид оказывает основной эффект. Ангиотензины II и III быстро инактивируются под действием ангиотензиназ.

Ангиотензин II связывается со специфическими рецепторами клубочковых клеток. Содержание этих рецепторов зависит от «повышающей регуляции» со стороны ионов калия и самого гормона, а также «понижающей регуляции» низкими концентрациями калия; таким образом, этот ион играет центральную роль в действии ангиотензина II на надпочечники. При данном гормон-рецепторном взаимодействии не происходит активации аденилатциклазы, так что сАМР, по-видимому, не участвует в механизме действия ангиотензина II.

Действие этого гормона, стимулирующего превращение холестерола в прегненолон и кортикостерона в -гидроксикортикостерон и альдостерон, может быть опосредовано изменениями концентрации внутриклеточного кальция и метаболитов фосфолипидов по механизму, сходному с описанным в гл. 44. Определенную роль может играть и биосинтез простагландинов, судя по тому, что простагландины Е, и стимулируют высвобождение альдостерона, тормозят; в целом это типично для опосредованных простагландинами реакций. Ингибитор биосинтеза простагландинов индометацин тормозит как базальное, так и стимулированное ангиотензином II высвобождение альдостерона.

Б. Калий. Секреция альдостерона зависит от изменений уровня калия в плазме: увеличение калия всего лишь на стимулирует секрецию, а снижение на ту же величину тормозит синтез и секрецию гормона. Эффект не зависит от уровней и ангиотензина II в плазме крови. Продолжительная гиперкалиемия приводит к гипертрофии клубочковой зоны и повышению чувствительности ее клеток к ионам калия. воздействует на те же ферментативные этапы, что и ангиотензин И, но механизм его эффекта не известен. Подобно ангиотензину не влияет на биосинтез кортизола.

В. АКТГ. У человека быстрое, краткосрочное снижение уровня АКТГ (например, в результате гипофизэктомии или подавления секреции глюкокортикоидами) мало сказывается на продукции альдостерона, но хроническая недостаточность АКТГ может ослаблять действие других регуляторов (ангиотензина II, Na+, К+) на содержание альдостерона в крови. У других видов (например, у крыс) АКТГ играет более важную роль в выработке альдостерона: на изолированных клетках клубочковой зоны показано, что он стимулирует синтез сАМР и начальные этапы стероидогенеза.

Г. Натрий. Недостаточность Na+ усиливает продукцию альдостерона, а нагрузка ионами натрия снижает ее, однако эти эффекты большей частью опосредованы системой ренин—ангиотензин. Возможно и прямое воздействие Na+ на синтез альдостерона, но этот эффект слаб, кратковременен и требует высоких концентраций Na+.

источник

Кортизол — это главный катаболический гормон, который разрушает белки, способствует накоплению жира, а также повышает уровень глюкозы в крови.

Кортизол вырабатывается в ответ на стресс, утомление, физическую нагрузку, голодание, страх и другие экстренные ситуации. Кортизол также называют гормоном стресса, он предназначен для того, чтобы мобилизовать питательные вещества: белки организма (в том числе мышечные) разрушаются до аминокислот, а гликоген до глюкозы. Уровень глюкозы и аминокислот повышается в крови, для того, чтобы в экстренной ситуации у организма был строительный материал для восстановления.

В бодибилдинге кортизол играет преимущественно негативную роль: вызывает разрушение мышц, отложение жира, растяжки на теле, акне, остеопороз. Поэтому многие спортивные добавки и препараты предназначены для того, чтобы снизить влияние кортизола и запустить анаболизм.

В соответствии с результатами шведского исследования, воздействие автомобильного, железнодорожного и авиационного шума может быть физиологическим стрессором, который увеличивает выработку кортизола, способствуя увеличению жировых отложений. [1]

Конечный орган-мишень гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы — кора надпочечников секретирует кортизол, и этот процесс в нормальных условиях характеризуется циркадными колебаниями с максимальным уровнем секреции в утренние часы и последующим ее снижением в течение дня до минимального значения около полуночи (Krieger et al., 1971). Кортизол обладает рядом физиологических функций. Сюда относятся поддержание водно-натриевого баланса и контроль артериального давления, поддержание гомеостаза глюкозы, липогенез, подавление функции остеобластов и противовоспалительное действие, включая подавление иммунного ответа (Stewart, 2003). Кортизол находится под влиянием адренокортикотропного гормона (АКТГ), секреция которого происходит в передней доле гипофиза (аденогипофизе) (Stewart, 2003). Взаимодействие АКТГ с рецепторами кортикотропина в коре надпочечников приводит к стимуляции выработки и секреции кортизола (Catalano et al., 1986). Кортизол ингибирует секрецию стимуляторов своей секреции с помощью цепи обратной негативной связи, которая обеспечивает подавление секреции АКТГ в гипофизе, а также регулирует содержание кортиколиберина и аргининвазопрессина (АВП) на уровне гипоталамуса (Keller-Wood, Dallman, 1984; Stewart, 2003). Эта цепь обратной связи не допускает излишне продолжительных и неуместных периодов повышенной секреции кортизола. Кортиколиберин и аргининвазопрессин образуются в мелкоклеточной области паравентрикуляриого ядра гипоталамуса (Pelletier et al., 1983) и являются главными регуляторами секреции АКТГ (Orth, 1992; Kjaer А., 1993). Кортиколиберин представляет собой пептид, состоящий из 42 аминокислотных остатков, который впервые был выделен из овцы в 1981 г. (Vale et al., 1981). Он обладает мощным стимулирующим воздействием на выработку и секрецию АКТГ (Orth,1992), взаимодействует с высокоспецифичными рецепторами кортиколиберина кортикотропных клеток (Chen et al., 1993). Внутриклеточная передача сигнала осуществляется при участии системы вторичных мессенджеров протеинкиназы А/цАМФ (Aguilera et al., 1983). Предполагается, что увеличение секреции кортиколиберина играет ведущую роль в повышении уровня АКТГ и кортизола при самых разнообразных формах острого стресса (Chrousos, 1992; Orth, 1992). Аргининвазопрессин — пептид, состоящий из 9 аминокислотных остатков, взаимодействует со специфическими рецепторами кортикотропных клеток, которые известны как У,-(иногда их еще обозначают У1Ь)-рецепторов (Sugimoto et al., 1994). Такое взаимодействие приводит к активации системы вторичных мессенджеров протеинкиназы С и стимуляции секреции АКТГ (Liu et al., 1990). Кортиколиберин и аргининвазопрессин вырабатываются в клетках срединного возвышения гипоталамуса (Whitnali et al., 1987). Аргининвазопрессин действует синергично с кортиколиберином, усиливая секрецию АКТГ во время стресса (Gillies et al., 1982; Rivier, Vale, 1983). Кроме того, аргининвазопрессин является одним из ключевых регуляторов натриевого и водного баланса, а также обладает мощным сосудосуживающим эффектом (Jard, 1988).

Высказываются предположения о существовании дополнительных стимулирующих и ингибирующих факторов, которые могут влиять на секрецию АКТГ (Grossman, Tsagarakis, 1989; Alexander et al., 1996). Ряд других гормонов, цитокинов и нейротрансмиттеров оказывают влияние на гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковую систему преимущественно посредством воздействия на кортиколиберин и, в меньшей степени, на аргининвазопрессин. Существуют доказательства того, что фактор ингибирования лейкемии (LIF) стимулирует гипофизарную секрецию АКТГ (Auemhammer, Melmed, 2000), однако физиологическое значение других факторов, оказывающих влияние непосредственно на уровне гипофиза или надпочечников, остается неясным.

Подобно другим сильным стрессовым воздействиям интенсивная физическая нагрузка является мощным активатором гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы (Luger et al., 1987). Повышение уровня кортизола в плазме происходит несмотря на увеличение интенсивности его удаления из кровеносной системы (Few, 1974). К повышению уровня кортизола может привести даже предстартовая лихорадка (Suay et al., 1999), а психологическое напряжение перед занятием физическими упражнениями может способствовать увеличению уровня секреции в ответ на физическую нагрузку (Kaciuba-Uscilko et al., 1994).

Исследования с участием человека и эксперименты на высших млекопитающих свидетельствуют о важной роли кортиколиберина и аргининвазопрессина в индуцированной физическими упражнениями стимуляции секреции АКТГ. Даже с учетом ограничений определения уровня кортиколиберина в периферической системе кровообращения в некоторых исследованиях (Elias et al., 1991; Harte et al., 1995; Inder et al., 1998a), однако не во всех (Luger et al., 1987; Wittert et al., 1991), было обнаружено увеличение содержания кортиколиберина в плазме после занятий физическими упражнениями (рис. 17.2). Продолжительность занятия физическими упражнениями может быть важным фактором, который наряду с вариациями в чувствительности методов оценки кортиколиберина позволяет объяснить различия в экспериментальных данных. В случае выполнения физических упражнений при условии постоянного введения кортиколиберина в количестве, обеспечивающем полное насыщение рецепторов кортикотропных клеток кортиколиберином, исследователи отмечали значительное повышение уровня АКТГ и кортизона по сравнению с исходным уровнем (Smoak et al., 1991). Это указывает на наличие дополнительных факторов, которые вместе с кортиколиберином оказывают существенное влияние на индуцированную физическими упражнениями секрецию АКТГ. В венозном оттоке гипофиза лошади, подвергающейся физической нагрузке, наблюдается заметное увеличение уровня аргининвазопрессина в плазме (Alexander et al., 1991). У человека как кратковременные высокоинтенсивные физические упражнения (Wittert et al., 1991), так и продолжительная двигательная активность с субмаксимальной нагрузкой (Inder et al., 1998) сопровождаются увеличением уровня аргининвазопрессина в плазме, происходящем параллельно с повышением уровня АКТГ и кортизола. Степень повышения уровня аргининвазопрессина может влиять на уровень ингибирования экзогенными глюкокортикоидами индуцированной физическими упражнениями активации гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы (Petrides et al., 1994). В группе из 11 мужчин, выполнявших физические упражнения после введения 4 мг дексаметазона, у четырех был обнаружен достоверно более высокий прирост уровня АКТГ и кортизола после занятий физическими упражнениями. У этих лиц уровень аргининвазопрессина в плазме был в шесть раз выше по сравнению с остальными участниками исследования, у которых применение дексаметазона подавляло увеличение уровня АКТГ и кортизола (Petrides et al., 1997). Последующие исследования, в которых проводили изучение лиц, у которых не наблюдалось подавляющего эффекта дексаметазона, была обнаружена более высокая суммарная секреция кортизола в ответ на психологический стресс (Singh et al., 1999). Подобные исследования позволяют выделить группу лиц, характеризующихся более выраженной ответной реакцией гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы на различные стрессовые воздействиях, которая опосредована аргининвазопрессином. Изменения уровня аргининвазопрессина в плазме также коррелируют с изменениями осмотического давления плазмы, однако повышение содержания аргининвазопрессина во время интенсивных занятий физическими упражнениями является более высоким, чем этого можно было бы ожидать лишь вследствие изменения осмотического давления (Wade, Claybaugh, 1980). В частности, повышение уровня аргининвазопрессина в плазме коррелирует с изменениями осмотического давления во время продолжительных физических упражнений с субмаксимальной нагрузкой, однако такая взаимосвязь пропадает при выполнении упражнений со ступенчатовозрастающей нагрузкой до наступления утомления (Inder et al., 1998а). Еще одной причиной повышения секреции аргининвазопрессина может быть уменьшение объема плазмы (Robertson, Ahtar, 1976).

Опиоидиый пептид — β-эндорфин, образуется из проопиомеланокортина (ПОМК) (Morley, 1981). Ранее считалось, что он секретируется в эквимолярном соотношении с АКТГ. Было проведено несколько исследований, направленных на изучение изменений секреции β-эндорфина, обусловленных занятиями физическими упражнениями (Carr et al., 1981; Rahkila et al., 1987; Petraglia et al., 1988; Schwarz, Kindermann, 1989). Основной проблемой для большинства этих исследований является то, что в большинстве случаев при использовании радиоиммуноанализа β-липотропин и β-эндорфин обладают 100 %-й перекрестной иммунореактивностыо. Таким образом, большая часть иммунореактивного материала, выявляемого при исследовании β-эндорфина, может не проявлять опиоидной активности. Использование более специфических методов иммунорадиометрического анализа показало, что в норме при отсутствии стресса p-эндорфин у большинства людей не выявляется (Gibson et al., 1993).

Читайте также:  24 часовой тест слюны на кортизол

Настоящий β-эндорфин во время занятий физическими упражнениями обнаруживается в периферической системе кровообращения только у 50 % лиц и представляет лишь небольшую часть β-эидорфин-иммунореактивного материала (Harbach et al., 2000). Вместе с тем кажется, что физическая нагрузка повышает уровень эндогенных опиоидных пептидов (Thoren et al., 1990). Инъекция налоксона — антагониста опиоидных рецепторов — приводит к увеличению субъективно испытываемого усилия во время выполнения физических упражнений (Grossman et al., Sgherza et al., 2002). Получены данные, свидетельствующие о повышенном уровне опиоидов, обладающих центральным действием, в организме хорошо подготовленных спортсменов, что может быть обусловлено регулярными физическими тренировками (Inder et al., 1995). Базальный уровень β-эндорфина в плазме коррелирует с вызванными применением налоксона изменениями уровня АКТГ, который является показателем уровня опиоидов, обладающих центральным действием (Inder et al., 1998b). Активация эндогенных опиоидных пептидов имеет непосредственное отношение к улучшению настроения, которое наблюдается после занятий физическими упражнениями. Кроме того, предполагается, что они могут играть определенную роль в индуцированной физическими упражнениями гипоталамичсской аменорее (Laatikainen, 1991).

Непродолжительные занятия физическими упражнениями с интенсивностью более 60 % V02max вызывают секрецию АКТГ и кортизола, уровень которой пропорционален интенсивности упражнений (Davies, Few, 1973; Howlctt, 1987; Luger et al., 1987; Kjaer М., et al., 1988; Deuster et al., 1989; Wittert et al., 1991). Даже упражнения продолжительностью всего 1 мин с высокой интенсивностью стимулируют секрецию АКТГ и кортизола (Buono et al., 1986). Непродолжительная двигательная активность с субмаксимальной нагрузкой не вызывает активации гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы даже в условиях экстремально высоких температур (Kcncfick et al., 1998). Выполнение физических упражнений в течение 20 мин с интенсивностью 50 % V02max не вызывает повышения уровня кортизола, тогда как такое же занятие с интенсивностью упражнений 70 % V02max стимулирует повышение уровня АКТГ и кортизола (Luger et al., 1987). В случае, когда участники исследований выполняли упражнения со ступенчатовозрастающей интенсивностью, где нагрузка возрастала каждые 10 мин, начиная с 40 % V02max, повышение уровня АКТГ наблюдали только после достижения интенсивности нагрузки 80 % V02max (de Vries et al., 2000). После 1 ч занятий на велоэргометре с интенсивностью 70 % V02max наблюдали повышение уровня кортизола по сравнению с состоянием покоя, однако дальнейшее достоверное увеличение аргининвазопрессина, кортиколиберина, АКТГ и кортизола наблюдалось только после прогрессивного увеличения Нагрузки каждые 10 мин до наступления утомления (Inder et al., 1998а). При определении уровня кортизона в слюне, а не в плазме крови, его повышение после занятия физическими упражнениями продолжительностью 1 ч наблюдалось только при интенсивности 76 % V02peak, и не обнаруживалось при интенсивности упражнений 45 и 62 % V02peak, а при продолжительности занятия 40 мин увеличения содержания кортизола в слюне не было выявлено ни при одном из уровней интенсивности упражнений (Jacks et al., 2002).

Эти наблюдения лучше всего объясняют данные исследований, где упражнения выполняли с интенсивностью, соответствующей порогу анаэробного обмена или превышающей его. В частности, было показано, что занятия физическими упражнениями с уровнем интенсивности ниже индивидуального ПАНО не сопровождаются активацией гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы (Kindcrmann et al., 1982; Gabriel et al., 1992). При ступенчатом увеличении интенсивности физических упражнений повышение уровня АКТГ и β-эндорфина в плазме наблюдается только после превышения индивидуального анаэробного порога (Schwarz, Kindermann, 1990).

Несмотря на то что в ряде исследований не удалось показать повышения уровня кортизола в ответ на продолжительные занятия физическими упражнениями с низкой интенсивностью (Hoffman et al., 1994), бег на сверхдлинные дистанции сопровождается таким же повышением содержания кортизола, как и в случае коротких повторяющихся интервалов двигательной активности с более высокой интенсивностью (Nagel et al., 1992). После завершения 100-км супермарафона содержание кортизола существенно превышает его уровень в состоянии покоя (Pestcli et al., 1989). Гонка па беговых лыжах на 75 км также приводит к значительному повышению уровня кортизола в плазме (Vasankari et al., 1993). Предполагают, что активация гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы во время продолжительной двигательной активности с низкой интенсивностью зависит от развития состояния гипогликемии (Tabata et al., 1991). У 6 лиц, выполнявших физические упражнения с интенсивностью 50 % V02max на протяжении 14 ч, не наблюдалось никаких изменений уровня кортизола, АКТГ и кортиколиберина в случае поддержания концентрации глюкозы в крови на исходном уровне. Авторы исследования предположили, что существует пороговая концентрация глюкозы в плазме, которая составляет Время проведения занятий

Реакция гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы на некоторые стимулы может зависеть от исходного уровня кортизола. Например, повышение содержания кортизола может быть ниже в утренние часы, когда его базальный уровень более высокий (DeChemey et al., 1985). Предполагается, что это обусловлено наличием цепи обратной отрицательной связи. В одной из работ было показано, что несмотря на то, что наибольшее значение исходного содержания кортизола в плазме и его максимального значения после занятий физическими упражнениями наблюдается в 07.00 часов, прирост уровня кортизола по сравнению с контрольными сутками был наибольшим, когда занятия физическими упражнениями проводили в 24.00 часов (Kanaley et al., 2001). С другой стороны, при сравнении площади под кривой и циркадных колебаний в состоянии покоя у женщин, занимавшихся физическими упражнениями в разное время суток, не было обнаружено никаких различий в изменении уровня секреции кортизола (Thuma et al., 1995). В случае, если в течение дня проводили два одинаковых занятия физическими упражнениями, вызванные вторым занятием изменения секреции АКТГ и кортизола были более выраженными, чем изменения уровня этих гормонов после первого занятия либо после единственного занятия, проводившегося в другой день (Ronsen et al., 2001а).

В отличие от занятий на велотренажере с интенсивностью ниже анаэробного порога, приседания и интервальная тренировка на велотренажере с высокой интенсивностью вызывают изменение содержания кортизола (Vanhelder et al., 1985). Оценка изменений его уровня при гребле привела к получению противоречивых данных. Несмотря на достоверное увеличение уровня кортизола в плазме после занятий греблей с максимальной (7 мин) и субмаксималыюй (40 мин) нагрузкой на гребном тренажере и после преодоления 8 х 2000 м на воде, продемонстрированном в одном из исследований (Snegovskaya, Viru, 1993), в последующих работах не удалось показать повышение содержания кортизола в плазме в ответ на занятия на гребном эргометре с максимальной интенсивностью до утомления (Jurimac, Jurimae, 2001). Аналогичные результаты были получены, когда при гребле с меньшей интенсивностью на протяжении 2 ч не было обнаружено никаких колебаний уровня кортизола в плазме (Jurimae et al., 2001). После гонок на байдарках на дистанции 19 и 42 км наблюдалось увеличение уровня кортизола, при этом оно было более сильным после гонки на более длинную дистанцию (Lutoslawska et al., 1991). Занятия плаванием продолжительностью 30 мин вызывают увеличение содержания кортизола в плазме при повышенной температуре воды, но ни при температуре 20 “С (Deligiannis et al., 1993). Активация гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы может быть вызвана как силовыми упражнениями, так и упражнениями на выносливость. При сравнении занятий силовыми упражнениями с высокой (100 % от индивидуального максимума) и средней (70 % от индивидуального максимума) интенсивностью более сильное увеличение уровня кортизола наблюдается при большей интенсивности упражнений (Raastad et al., 2000). Выполнение трех подходов силовых упражнений приводит к большему повышению уровня кортизола, чем выполнение одного подхода (Gotshalk et al., 1997).

У мужчин среднего возраста после силовой тренировки, состоящей из подходов упражнений “жим в положении лежа на спине”, “приседания” и “жим ногами”, наблюдается повышение концентрации кортизола в плазме крови (Hakkinen, Pakarinen, 1995). В то же время подобной реакции не наблюдается у женщин или пожилых мужчин. При сравнении мужчин разного возраста у лиц старшего возраста, ведущих малоподвижный образ жизни, выявлено снижение базального уровня кортизола, однако в любом возрасте у лиц с высоким уровнем физической подготовленности содержание его было повышенным (Silverman, Mazzeo, 1996). Независимо от уровня физической подготовленности наблюдается возрастное снижение величины изменений уровня кортизола в ответ на физическую нагрузку. При исследовании изменений его уровня в ответ на занятие физическими упражнениями с субмаксимальной нагрузкой продолжительностью 45 мин у мужчин никаких возрастных отличий обнаружено не было (Silverman, Mazzeo, 1996).

У женщин и мужчин с одинаковыми индексом массы тела (ИМТ) и уровнем физической подготовленности не выявлено различий в величине изменений уровня кортизола после занятий на велоэргометре с интенсивностью 80 % анаэробного порога (примерно 50 % VO,max) продолжительностью 90 мин (Davis et al., 2000). Подобные результаты были получены при использовании в качестве физической нагрузки занятий бегом на тредмиле продолжительностью 30 мин (Kraemer R.R. et al., 1989). Половых различий обнаружить не удалось и при анализе изменений уровня кортизола и АКТГ ни после занятий бегом со ступенчатовозрастающей нагрузкой до утомления, ни после анаэробной тренировки на тредмиле. Таким образом, у обоих полов наблюдается похожая реакция на выполнение аэробных упражнений на выносливость. В то же время после введения дексаметазона изменения уровня кортизола и аргининвазопрессина в плазме в ответ на физические упражнения с высокой интенсивностью (90—100 % у02тах) у женщин оказались более выраженными, что может свидетельствовать о большей амплитуде изменений аргининвазопрессина или сниженной чувствительности системы отрицательной обратной связи к глюкокортикоидам (Dcuster et al., 1998). У женщин негроидной расы наблюдается более высокий уровень секреции АКТГ в ответ на физические упражнения, чем у женщин белой расы, при этом величина изменений содержания кортизона в плазме у них не отличается (Yanovski et al., 2000).

При проведении сравнительных исследований влияния занятий физическими упражнениями на разной высоте над уровнем моря повышение содержания кортизола в плазме наблюдалось как на небольших, так и на средних высотах, однако возрастание уровня секреции АКТГ происходило только на небольших высотах (el-Migdadi et al., 1996). При сравнении реакции организма спортсменов, занимавшихся интервальной тренировкой на уровне моря и на высоте 1800 м, достоверных различий в величине изменения уровня кортизола не обнаружено. Вместе с тем на высоте 1800 м у них наблюдалась более интенсивная реакция симпатической нервной системы (Niess et al., 2003). У бегунов-марафонцев в период акклиматизации перед участием в соревнованиях на большой высоте происходило повышение базального уровня кортизола, который возрастал еще сильнее после завершения забега (Marinelli et al., 1994). Подобные изменения наблюдали в группе здоровых добровольцев, принимавших участие в высокогорной экспедиции в Гималаях, у которых отмечалось повышение уровня кортизола через 2 недели (Martignoni et al., 1997). Несмотря на сохранение циркадных колебаний, у 30 % участников ингибирующее воздействие дексаметазона не наблюдалось (Martignoni et al., 1997). В целом создается впечатление, что при акклиматизации к условиям высокогорья уровень кортизола возрастает в состоянии покоя по сравнению с показателями на уровне моря, при этом увеличение его секреции в ответ на физическую нагрузку сохраняется.

Проведен ряд исследований по изучению влияния на уровень кортизола в плазме характера питания и использования пищевых добавок до, во время и после занятий физическими упражнениями. Употребление в пищу углеводов во время продолжительных (2,5 ч) занятий бегом или ездой иа велосипеде с интенсивностью примерно 70 % V02max приводит к уменьшению ответной секреции кортизола, а также снижению уровня испытываемой нагрузки (Utter et al., 1999). Подобные результаты были получены другими исследователями, которые показали, что прием 7 %-го раствора полимера глюкозы, фруктозы и минеральных солей со скоростью 200 мл каждые 30 мин во время занятий бегом с интенсивностью 60 — 65 % V02max продолжительностью 2 ч полностью устраняет повышение уровня кортизола, которое наблюдается в контрольной группе, принимавшей в равном объеме чистую воду (Dcuster et al., 1992). При потреблении раствора углеводов по сравнению с водным плацебо наряду со снижением ответной секреции АКТГ и кортизола обнаружено улучшение показателей в скоростном тесте на 4,8 км после двухчасовых занятий ездой на велосипеде с интенсивностью 65—75 % V02max (Murray et al., 1991).

При равной энергетической стоимости после трех дней кетогенной диеты наблюдается более высокий уровень кортизона до и после занятий физическими упражнениями по сравнению с контрольной группой, питавшейся по смешанной диете (Langfort et al., 1996). Глицерин, который был предложен в качестве вспомогательного средства для поддержания водного режима во время выполнения физических упражнений, не оказывает никакого эффекта на изменения уровня кортизола в плазме крови после занятий на велоэргометре с интенсивностью 70 % V02max продолжительностью 1 ч с последующим ступенчатым увеличением нагрузки до наступления утомления (Inder et al., 1998с).

Креатин является популярной пищевой добавкой среди спортсменов. Кратковременное применение креатина на протяжении 5 дней не оказывает влияния на повышение уровня кортизола в ответ на интенсивное занятие силовой тренировкой продолжительностью 1 ч, хотя после приема креатина может наблюдаться тенденция к повышению уровня кортизола (Op’t Eijnde, Hespel, 2001). Полноценное питание, прием напитков с пищевыми добавками или с углеводами либо плацебо не оказывают никакого влияния на уровень кортизола, измерявшийся на протяжении 24 ч после занятий физическими упражнениями (Bloomer et al., 2000).

источник