Гормоны нейрогипофиза. Химия вазопрессина и окситоцина

Нейрогипофиз продуцирует два гормона, вызывающих задержку воды и влияющих па кровеносные сосуды и гладкую мускулатуру. Эти гормоны вырабатываются в нейросекреторных центрах в супраоптическом и паравентрикуляриых ядрах гипоталамуса и переносятся по аксоплазме вдоль воронки в заднюю долю гипофиза, которая служит местом их накопления и выделения, что впервые было показано Scharrer в 1929 г. Гормоны можно видеть в виде гранул, расположенных вдоль капилляров нейрогипофиза. Нейросекрет связан с белком, который играет роль переносчика гормонов. По мере необходимости последние освобождаются из этого комплекса.

Уже давно задняя. или нервная, доля служила источником получения препарата (обычно называемого его коммерческим названием— «питуитрин»), который благодаря своему фармакодинамическому действию находит широкое применение в медицине. Этот препарат представляет собой вытяжку, извлеченную из задней доли гипофиза крупного рогатого скота путем экстракции горячей разведенной уксусной кислотой и очистки, в результате которой удаляется большая часть неактивного белка.

Полученный таким образом экстракт оказывает различные эффекты. Он влияет на кровяное давление, обладает антидиуретическим действием, вызывает сокращение гладкой мускулатуры, гипергликемию, увеличение меланофоров и т. д. Его свойство увеличивать меламофоры объясняется тем, что в ткань, из которой получают экстракт, включается и промежуточная доля. Гормоны, находящиеся в экстракте, носят названия «вазопрессин» и «окситоцин», так как основными эффектами их являются влияния соответственно на кровяное давление и матку.

Ввиду того что стимуляция нейрогипофиза вызывает выброс обоих гормонов, предполагают, что они связаны в единую молекулу. Однако при длительной стимуляции уровень секреции одного гормона начинает преобладать над уровнем секреции другого. Очевидно, гормоны непрочно связаны с общим белком-переносчиком и могут выделяться из железы отдельно друг от друга. Имеются также данные, свидетельствующие о том, что гормоны выбрасываются в различных количествах в зависимости от характера стимула.

Так, кормление грудью в первую очередь стимулирует выброс окситоцина. длительная лактация тоже избирательно истощает запасы окситоцина в нейрогипофизе.

В нейрогипофизах различных видов животных идентифицировано четыре гормона. Все они синтезированы; этот синтез, осуществленный в 1953 г. Vigneaud с сотрудниками, был первым искусственным синтезом пептидных гормонов.

Как показано в этой статье на сайте, идентифицированные нейрогипофизарные гормоны представляют собой полипептиды, состоящие из пяти циклически соединенных аминокислот и боковой цепи из трех аминокислот. Циклическая группировка замыкается связью между атомами серы первого и шестого цистиновых остатков, которые образуют один цистеиновый остаток. Таким образом, эти гормоны можно считать октапептидами, отличающимися друг от друга одной аминокислотой, которая и определяет значительное различие в их биологическом действии.

Филогенетические исследования обнаруживают неодновременное появление гормонов у позвоночных. Раньше всего (уже у круглоротых) появляется нейрогипофизарный секрет аргинин-вазотоцин, который имеется и у низших позвоночных, включая рыб (кроме пластинчатожаберных), амфибий, рептилий и птиц. Секрет пластинчатожаберных но своему действию сходен с аргинин-ваззотоцином, но обладает особыми фармакологическими свойствами. Химическое строение его еще неизвестно. Окситоцин имеется у костистых рыб, амфибий, рептилий, птиц и млекопитающих.

Аргинин — вазопрессин вместе с окситоцином имеется у однопроходных, сумчатых и всех живородящих млекопитающих, кроме свиней и гиппопотамов, эволюция которых шла иным путем, чем у жвачных животных. Нейрогипофиз, вырабатывающий у других млекопитающих аргинин-вазопрессин, у свиней и гиппопотамов выделяет лизин-вазопрессин.

Аргинин-вазотоцин был синтезирован раньше, чем он был идентифицирован как природный гормон позвоночных, филогенетически стоящих ниже млекопитающих. В отношении задержки воды он более активен, чем секреты нейрогипофиза млекопитающих, и его можно считать исторически самым первым нейрогипофизарным гормоном, который после замещения одной аминокислоты превращается в окситоцин и вазопрессин высших позвоночных.

Окситоцин. который отличается от вазопрессина тем, что аргинин в нем замещен на лейцин, впервые на эволюционной лестнице появляется у рыб и имеется у всех позвоночных, кроме пластинчатожаберных.

Вазопрессин. который появляется у млекопитающих взамен вазотоцина низших позвоночных, отличается от последнего наличием фенилаланина вместо изолейцина в молекуле аргинин-вазопрессина и наличием лизина вместо аргинина в молекуле лизин-вазопрессина.

Помимо природных гормонов. существует ряд их синтетических аналогов, которые по своему действию отличаются от нативных гормонов. Один из них, валил-окситоцин, в котором изолейцин замещен на валил, в отличие от окситоцина более активен in vivo, чем in vitro. Он также более активно, чем синтетический окситоцин, влияет на кровообращение у человека; это влияние обоих гормонов заключается в том, что они, расширяя кровеносные сосуды, увеличивают кровоток в конечностях, учащают пульс и снижают кровяное давление. Если в молекуле лизин-вазопрессина во втором положении заменить тирозин на фенилаланин, то полученное соединение будет обладать более специфической вазопрессорной активностью.

В поисках соединений, которые можно было бы применять в клинике, были синтезированы и другие дериваты нейрогипофизарных гормонов. Обычно изменения в обоих концах пептидной цепи не влияют сколько-нибудь существенно на биолоческие свойства гормонов, тогда, как даже небольшие изменения в середине молекулы ведут к их инактивации.

Свободная аминогруппа не является необходимой для проявления биологической активности окситоцина. Замещение ее на водород, как это имеет место у дезамино-окситоцина, вызывает увеличение его. депрессорной активности у кур, но усиливает влияние на матку, антидиуретический эффект и уменьшает прессорное действие у крыс. В отличие от окситоцина дезамино-окситоцин не стимулирует секреции молока у лактирующих крольчих.