Лютеинизирующий гормон

Ведение

Гормоны - это органические соединения, которые вырабатываются в организме определенными клетками (железы внутренней секреции) и направлены на регулирование и управление функциями организма. Выделение их происходит в кровь, лимфу, ликвор. Гормоны присуще всем живым организмам.

Физиологическое значение гормонов:

- осуществление гуморальной регуляции

- поддержание гомеостаза

- регуляция процессов роста, развития, репродукции.

Эндокринология - наука, занимающаяся изучением роли гормонов в организме, функционирования желез внутренней секреции – появилась, сравнительно, недавно. 1848 год считается годом рождения науки. Начало ей положил британский ученый Томас Аддисон, который приступил к изучению болезни, которая приводила к смерти и характеризовалась сильной мышечной слабостью, утомляемостью и сильным истощением организма. После вскрытия умерших, он обратил внимание на изменения коркового слоя надпочечников. За тем, Шарль Броун - Секар в 1855 году, выдвинул предположение, что надпочечники вырабатывают особые вещества, которые влияют на работу организма. Дальнейшие исследования это подтвердили. В 1905 году впервые было введено понятие «гормон».

Так как гормоны осуществляют химическую регуляцию организма, то среди них выделяют следующие классы:

К белково - пептидным соединениям относятся гормоны, вырабатываемые поджелудочной железой, а также гормоны, которые вырабатываются в гипоталамусе и гипофизе. Они могут представлять собой небольшие пептиды, олигопептиды, гликопротеины и так далее.Анализ функциональных свойств показал, что за связывание их с рецепторами соответствующих органов-мишеней ответственна кольцевая часть молекулы гормона и прежде всего аминокислота, стоящая в 3-м положении. Следовательно, это обеспечивает наилучшее связывание пептидов и рецепторов. Примером одного из таких гормонов является лютеинизирующий гормон.

Целью данной работы является изучение основных характеристик и свойств лютеинизирующего гормона.

1. Лютеинизирующий гормон. Что это?

1.1. Строение лютеинизирующего гормона.

Лютеинизирующий гормон (ЛГ, лютеотропин, лютропин; от лат. luteum «жёлтый»; греч. hormao — привожу в движение, побуждаю) – это гликопротеин, который секретируется клетками (ганадотропными) передней доли гипофиза (аденогипофиза). Он является сложным белком — гликопротеином, который имеет димерную структуру (рис.1).

Рисунок 1. Димерная структура лютропина

Структура гормона представляет собой 2 неидентичные субъединицы, которые связаны между собой нековалентными связями. Эти две субъединицы названы альфа (α)  и бета (β) субъединицами. α - субъединица содержит примерно 86-96 аминокислотных остатков и ген, который ее кодирует, располагается в 6 хромосоме (6q12.21). В свою очередь, β - субъединица состоит из 115-119 аминокислотных остатков, ген, кодирующий ее, располагается в 19 хромосоме  (19q13.32.). Между собой эти субъединицы соединены дисульфидными мостиками и к каждой прикреплен углеводный остаток (рис.2).

Рисунок 2. Строение ЛГ

β – субъединицы отличаются и является уникальной. Она взаимодействует, непосредственно, с мембранными рецепторами. Активность гена β-субъединицы зависит от уровня гонадотропин-рилизинг-гормона, синтезируемого гипоталамусом . По своему строению, лютропин схож с такими гормонами как фолликулостимулирующий гормон (ФСГ), тиреотропин (ТТГ), хорионический гонадотропин (ХГЧ). Они содержит ту же последовательность аминокислот, что и лютропин. Но отличие состоит в том, что, например ФСГ, имеет в своей структуре дополнительно 24 аминокислоты и существенно отличается своими углеводными компонентами. Так каждый гормон имеет свой период полураспада. И у каждого гормона он свой. У лютеинизирующего гормона он составляет 20 минут, когда у ФСГ этот период составляет 3-4 часа, а у ХГЧ – 24 часа.

Для лютеинизирующего гормона характерно высокое содержание остатков пролина.

1.2. Синтез и секреция лютропина

Весь процесс синтеза и секреции лютеинизирующего гормона контролируют гонадолиберин, половые гормоны и ингибин по классической петле обратной связи. Гонадолиберин, или как его еще раз называют, люлиберин, секретируется с частотой от 1 пульса (выброса) в час, до 1-2 пульса за сутки. Этот процесс контролируется половыми гормонами, многочисленными нейротрансмиттерами ЦНС, опиатные гормоны, катехоламины и другие. Длительное введение половых гормонов подавляет секрецию ЛГ. Люлиберин взаимодействует с мембранными рецепторами гонадотрофов. При взаимодействие с этими рецепторами происходит высвобождение гонадотропина (ФСГ или ЛГ). Тормозится этот процесс только гормонами органов-мешеней, тестостероном, эндорфином, экстродиолом. Люлиберин оказывает прямое действие на переднюю долю гипофиза, стимулируя секрецию гонадотропинов с помощью кальций- фосфолипид-зависимого механизма. Но, пока для ФСГ и ЛГ не найдено отдельных рилизинг-факторов, концентрация обоих гонадотропинов в плазме не всегда изменяется параллельно.

В 1987 году было проведено исследование, которое показало, что высвобождение лютеинизирующего гормона зависит от скорости пульсового высвобождения гонадолиберина, а также, модулирующего влияния ингибина и активина.

Биосинтез ЛГ осуществляется из α- и β-субъединиц, которые, в свою очередь, образуются раздельно из высокомолекулярных белков – предшественников, в которых аминокислотная последовательность кодируется разными генами. Образование "зрелых" полипептидных цепей происходит в результате специфического протеолитического расщепления белков-предшественников. 

2. Функции лютеинизирующего гормона

Функции, которые гормоны выполняют в организме, весьма разнообразны. Поэтому необходимо обращать внимание на то, какие гормоны ответственны за определенные процессы, протекающие в нашем организме, чтобы можно было полностью оценить и осознать роль гормонов в организме человека и его жизни. Выделяясь в мизерном количестве, они обеспечивают правильное функционирование всего организма и точность в протекание процессов, происходящих в нем. Гормоны, как и их производные, принимают участие в регуляции обменных процессов, этапах синтеза и превращения, роста и деление клеток, развитие органов и многое другое. Все эти «волшебные» вещества вырабатываются органами эндокринной системы.

В организме человека вырабатывается более 100 основных гормонов, а также с десяток гормонов-активаторов. Эти вещества выбрасываются в кровоток или лимфу, а потом идут к определенному органу или ткани. Там они действуют на каждую клеточку. Белковые вещества работают на их мембранах, а жировые проникают внутрь и взаимодействуют с органеллами.

Малейшее нарушение в гормональном фоне приводит к неприятным симптомам или заболеваниям. Поэтому необходимо знать, какова роль гормонов в организме, какие основные органы вырабатывают жизненно необходимые активные вещества.

Одной из желез эндокринной системы является гипофиз. Он представляет собой небольшой, но очень важный мозговой придаток, который отвечает за синтез различных гормонов пептидной и белковой природы. Вес самой железы составляет не более полу грамма и разделен на 3 части, каждая из которых синтезирует разные типы гормонов : передняя доля, задняя доля и средняя (промежуточная) доля. Каждая из этих частей гипофиза играет особую роль и выделяет разнообразные гормоны. Гипофиз является главным органом эндокринной системы. Именно он имеет тесную связь с гипоталамусом, а так же, в свою очередь, между эндокринными и нервными элементами, которые занимаются координацией всех систем организма.

Передняя доля гипофиза ответственна за синтез тропных, соматотропных, лютеотропных гормонов.

Функции лютеинизирующего гормона:

2.1. Лютеинизирующий гормон у мужчин и женщин.

Лютропин встречается у обоих полов, но отличие состоит в том, что у особей мужского пола этот гормон находится в организме постоянно. В женском организме - постоянно происходят изменения уровня гормона. Именно на этом принципе построены тесты на овуляцию, которые продаются в аптечных пунктах. Повышение уровня лютеинизирующего гормона в организме женщины свидетельствует о начале периода овуляции. В большинстве случае, это происходит на 16 день после начала менструации. Обычно нормальное содержание лютеинизирующего гормона на протяжении всего цикла имеет довольно низкий уровень. Норма у женщин в спокойном состоянии примерно 2-15 мЕд/л, а во время овуляции уровень гормона возрастает в десятки раз.  Эти показатели очень важны, поскольку благодаря своевременно выявленному росту гормона можно вычислить самый благоприятный период для зачатия. Если женщина не хочет пропустить этот момент, она должна каждый день цикла определять уровень содержания лютеинизирующего гормона в моче.

После проведенных исследований, было обнаружено, что мужской организм имеет способность регулировать функциональность определенных клеток в семенниках. Эти клетки носят название "клетки Лейдига". Они представляют собой крупные клетки, которые входят в состав ткани яичка, диаметром около 20 мкм с овальным ядром, 1-2 ядрышками, и пенистой вакуолизированной цитоплазмой нередко содержащей липофусциновые гранулы, образующиеся в результате эндоцитоза и лизосомальной деградации липидов на этапах синтеза стероидных гормонов. Всего в яичках человека присутствует около 200 х 106 клеток Лейдига. Основная функция этих клеток заключается в том, чтобы синтезировать основной половой гормон мужчин – тестостерон и дигидротестостерон, а также образуется небольшое количество женских половых гормонов- эстрогенов и прогестинов. Близость клеток Лейдига к семенным канальцам создает высокую (в 10 раз больше, чем в периферической крови) концентрацию тестостерона в самом яичке, что необходимо для поддержания нормального сперматогенеза внутри комплекса клетки Сертоли - сперматогенные клетки. Но, пролиферативная активность клеток Лейдига в яичках достаточно низкая и зависит от стимулирующего воздействия ЛГ (лютеинизирующего гормона), который вырабатывается гипоталамо-гипофизарной системой.

В зависимости от концентрации лютеинизирующего гормона идет корректировка процесса полового созревания у мужчин в пубертатном периоде. Также, он несет ответственность за половое поведение мужчины и его способностью управлять эректильностью.

Так же отмечается, что наибольшее содержание лютеотропина сосредоточено в волосяных луковицах и кожных покровах. Следовательно, о дисбалансе гормонов в организме можно судить из выпадения волос и ухудшении состояния кожи.

2.2. Нормы и нарушения выработки лютеинизирующего гормона

Нормальным гормональным фоном считается состояние динамического равновесия. Поэтому нормальные показатели лютеинизирующего гормона говорит о том, что человек здоров (табл 1).

Таблица 1. Норма содержания ЛГ

Но бывают случаи, когда происходит отклонение от нормы и тогда наступает дисбаланс гормонального фона. Обычно, концентрация ЛГ до наступления периода полового созревания, имеет низкий показатель. Но эти показатели могут меняться в сторону увеличения. Это не всегда говорит о патологиях. Такие изменения могут быть связаны с ранним развитием гипофиза. Но если повышение гормона произошло уже в зрелом возрасте, то это имеет абсолютно другой смысл.

Возможные причины повышения уровня лютеинизирующего гормона в организме:

Уровень лютеинизирующего гормона может как повышаться, так и понижаться. Поэтому, причины, в результате которых может произойти понижение концентрации гормона:

Для того чтобы привести уровень лютеинизирующего гормона в норму необходимо сдавать анализы. Это поможет выявить и устранить причину отклонения от нормы. Лечение обычно сводится к назначению гормонотерапии. Могут быть назначены такие как: эстроген, прогестерон, андроген и тому подобные. Выбор гормонального препарата, длительность приема и его дозировку может рассчитать только врач. В некоторых случаях может понадобится хирургическое вмешательство. И оно, как правило, совмещается с медикаментозным лечением.