2 курс / Нормальная физиология / Нормальная_физиология_Дегтярева_В_П_,_Будылиной_С_М

Г л а в а 6 ЧАСТНАЯ ФИЗИОЛОГИЯ ЖЕЛЕЗ ВНУТРЕННЕЙ СЕКРЕЦИИ

6.1. Гипоталамус как эндокринная структура

Гипоталамус является отделом промежуточного мозга, выполняющим многочисленные функции. Его интегративные функции обусловлены вегетативными, соматическими и гормональными механизмами.

Гормональные функции гипоталамуса обеспечивают ядра, содержащие нейроны, которые продуцируют нейрогормоны, хотя и в неактивной форме, а также тропные гормоны, которые регулируют деятельность гипофиза.

Передняя область гипоталамуса, где находятся крупноклеточные паравентрикулярные и супраоптические ядра, осуществляет собственно гормональную функцию. Здесь образуются эффекторные гормоны — вазопрессин [аитидиуретический гормон (АДГ)] и окситоцин. Эти гормоны посредством аксонного транспорта поступают в нейроваскулярные синапсы, которые расположены на капиллярах задней доли гипофиза, где и депонируются. Потенциал действия эндокринного нейрона запускает механизм перехода гормонов в капиллярное русло нейрогипофиза. За счет движения крови гормоны разносятся по организму.

В гипофизотропной области гипоталамуса, объединяющей переднее, преоптическое, инфундибулярное и вентромедиальное ядра, осуществляется синтез рилизинг-факторов — либеринов и статинов. Аксоны нейросекреторных клеток оканчиваются в срединном возвышении на капиллярах воротных вен гипофиза. Далее с током крови они поступают во вторичную сеть капилляров, расположенную в передней доле гипофиза (аденогипофизе), и действуют на его секреторные клетки.

Стимулируют синтез гормонов гипофиза тиролиберин, соматолиберин, пролактолиберин, гонадолиберин, кортиколиберин. Инактивируют гормонообразовательную функцию пролактостатин и соматостатин. Есть данные, что функцию меланолиберина выполняет кортиколиберин. Тормозит синтез МСГ меланостатин — пептид, состоящий из 3 аминокислот. Обладает, помимо влияния на гипофиз, прямым влиянием на функции мозга: активирует эмоциональные процессы, двигательную активность, оказывает антидепрессивный эффект.

Среди гормонов гипоталамуса обнаружены пептиды, действие которых аналогично морфину, — эндорфины и энкефа-

234

лины, включающиеся в процессы регуляции поведения. Другие пептиды гипоталамуса — вещество П, ВИП, нейротензин, холецистокинин и др. участвуют в регуляции обмена веществ, мозгового кровотока, пищевого поведения.

Секреция тех или иных гормонов гипоталамуса определяется конкретной ситуацией, изменением внутренней или внешней среды организма, формами его приспособительной деятельности, которая формирует характер прямых и опосредованных, нервных и гуморальных, тормозящих и активирующих влияний на нейросекреторные структуры самого же гипоталамуса.

6.2. Гипофиз

Гипофиз является центральной железой внутренней секреции, так как его тропные гормоны регулируют деятельность большинства других периферических желез. Гипофиз имеет обильное кровоснабжение: на 1 мм2 приходится до 2500 тыс. капилляров, тогда как в скелетной мышце — 300 капилляров на 1 мм2. Портальной или воротной системой сосудов он связан с гипоталамусом; обильно иннервирован симпатической и парасимпатической системами. Гипофиз состоит из трех долей — передней, промежуточной и задней. Передняя доля гипофиза — аденогипофиз, в этой доле базофильными клетками вырабатываются тропные гормоны — тиреотропный, адренокортикотропный (АКТГ) и гонадотропные гормоны — фолликулостимулирующий (ФСГ) и лютеинизирующий (ЛГ). В этих клетках образуются также меланотропин и Р-эндор- фин. Ацидофильными клетками аденогипофиза вырабатываются эффекторные гормоны: гормон роста — соматотропин, а также пролактин.

6.2.1. Эффекторные гормоны гипофиза

Соматотропный гормон (СТГ), или соматотропин, стимулирует рост молодого организма; содержание в плазме крови 1— 10 мкг/л. Наиболее выражено его влияние на костную и хрящевую ткань. В связи с этим происходит усиленный рост эпифизарных хрящей в длинных костях верхних и нижних конечностей и рост костей в длину. Данный процесс обусловлен тем, что этот гормон стимулирует синтез белка и рибонуклеиновой кислоты в органах и тканях, для чего усиливается транспорт аминокислот из крови в ткани. Происходит задержка в организме азота, а также натрия, калия и фосфора. Влияние соматотропина на рост тканей и обмен белков, а также на секрецию инсулина опосредуется через соматомедины — ин-

235

сулиноподобные факторы роста (ИФР), которые образуются в печени. СТГ действует по схеме: СТГ -> ИФР -> специфические рецепторы ИФР эффекторов. Обнаружено 2 типа ИФР: через ИФР-11 опосредуется действие СТГ в эмбриональном периоде развития, а через ИФР-1 — в постэмбриональном периоде.

При недостатке гормона роста в детском возрасте происходит задержка роста, и человек вырастает карликом, а при избыточной продукции развивается гигантизм. Избыток гормона у взрослого человека приводит к акромегалии и спланхомегалии — увеличению тех частей тела, которые еще сохранили способность к росту — пальцев рук и ног, носа, стоп, языка, внутренних органов.

Образование СТГ стимулирует соматолиберин, а тормозит соматостатин. Уровень секреции СТГ зависит также от содержания в клетках и тканях энергетических субстратов — глюкозы, свободных жирных кислот, аминокислот. Уменьшение их концентрации в крови стимулирует секрецию гормона.

Пролактин (Г1Р), или лютеотропный гормон (ЛТГ), активно продуцируется в период лактации, усиливая секрецию молока молочными железами. В обычных условиях способствует нормальному развитию и функционированию овариальных фолликулов. У мужчин усиливает действие Л Г на образование андрогенов в клетках Лейдига, стимулирует образование подвижных сперматозоидов. Содержание в плазме у женщин 8—10 мкг/л, у мужчин 5—8 мкг/л. Действие пролактина проявляется после предварительного влияния на молочную железу женских половых гормонов: эстрогенов, которые вызывают рост протоков молочной железы, и прогестерона, влияющего на развитие альвеол железы. Наступление лактации (образование и выделение молока) после родов связано с усилением секреции гипофизом пролактина, чему способствует и акт сосания.

Пролактин обладает лютеостимулирующим действием — отсюда его второе название (лютеотропный гормон), т.е. его секреция способствует продолжительной деятельности желтого тела и образованию полового гормона — прогестерона. Секреция пролактина возрастает при стрессе. Стимуляция секреции пролактина осуществляется посредством выделения пролактолиберина (тиреолиберина) структурами гипоталамуса, что особенно активно происходит в период беременности. Снижает секрецию пролактина пролактостатин, образующийся при прекращении вскармливания ребенка грудью. Главный регулятор синтеза пролактина — пролактолиберин, обнаружен в 1999 г. Роль пролактостатина может выполнять дофамин, выделяемый дофаминергическими клетками гипоталамуса в срединном возвышении.

236

Пролактин участвует в регуляции водно-солевого обмена, усиливая действие альдостерона и АДГ, стимулирует рост внутренних органов, повышает образование жира из углеводов, стимулирует эритропоэз, пролиферацию лимфоцитов, способствует формированию инстинкта материнства.

К эффекторным гормонам гипофиза относят и меланоцитстимулирующий гормон, или интермедии, вырабатываемый в средней доле гипофиза. Средняя доля гипофиза у человека выражена плохо. Она имеет такую же организацию, как аденогипофиз. Стимулирует секрецию МСГ меланолиберин (тиролиберин) гипоталамуса, ингибирует меланостатин, а также кортизол.

Секреция МСГ регулируется и рефлекторно при действии света на сетчатку глаза, откуда сигналы поступают к гипоталамусу, усиливая образование и выделение меланолиберина. МСГ является небольшим пептидом с последовательностью аминокислот, идентичной участку молекулы АКТГ.

Основная функция МСГ — стимуляция биосинтеза пигмента меланина, а также регуляция размеров и количества пигментных клеток. МСГ стимулирует также внимание, кратковременную память, усиливает положительные эмоции, стимулирует секрецию АДГ и окситоцина.

МСГ влияет на степень пигментации кожи и волосяного покрова. Аналогичным действием обладают близкие этому гормону пептиды плаценты, кортикотропин и пролактин. Во время беременности и при недостаточности коры надпочечников количество меланости мутирующего гормона возрастает, что приводит к изменениям пигментации кожи.

6.2.2. Тропные гормоны гипофиза

Тропные гормоны аденогипофиза регулируют работу эндокринных желез. К ним относятся адренокортикотропный (АКТГ), тиреотропный (ТТГ) и гонадотропные: лютеостимулирующий (ЛГ), фолликулостимулирующий (ФСГ) гормоны.

• Адренокортикотропный (АКТГ) гормон оказывает выраженное стимулирующее действие на пучковую зону коры надпочечников, в которой образуются гормоны глюкокортикоиды. В меньшей мере АКТГ влияет на клубочковую и сетчатую зоны коры надпочечников. Этот эффект носит пермессивный характер, при котором повышается чувствительность этих клеток к действию главных регуляторов синтеза альдостерона — К+ и ангиотензина II. Однако удаление гипофиза у животных приводит к атрофии всего коркового слоя надпочечников. Синтез АКТГ происходит в особых клетках аденогипофиза — проопиомеланокортинсинтезирующих клетках (ПОМК-клетки). Из образовавшегося протомеланокортина

237

отщепляется цепь из 39 аминокислот, которая и представляет собой АКТГ. Содержание в плазме крови 25—100 нг/л.

Синтез и выделение АКТГ активируют кортиколиберин гипоталамуса, высокая температура, боль, стресс, психическая и физическая нагрузки. Кортиколиберин обладает и прямым воздействием на функции мозга: стимулирует эмоциональность, двигательную активность, усиливает тревожность, подавляет пищедобывательное и половое поведение.

Продукция АКТГ снижается под влиянием глюкокортикоидов и мелатонина. АКТГ вне надпочечников усиливает липолиз, повышает секрецию инсулина, соматотропина и МСГ, влияет и на психические функции: усиливает селективное внимание, стимулирует обучение и память, способствует формированию положительных эмоций, обладает антидепрессивным эффектом.

• Тиреотропный гормон (TIT), или тиреотропин, стимулирует функцию щитовидной железы. Концентрация в плазме 0,2—4 мМЕ/л. Активирует протеинфосфокиназу А, что увеличивает распад тиреоглобулина и стимулирует синтез тиреоидных гормонов — тироксина и трийодтиронина.

Стимуляция секреции тиреотропина осуществляется тиролиберином, который оказывает непосредственное влияние не только на структуры щитовидной железы, но и на клетки мозга. Это увеличивает выраженность эмоциональных реакций, повышает уровень бодрствования, стимулирует дыхание, подавляет пищевую потребность. Усиливается секреция тиреотропина под влиянием норадреналина, эстрогенов, при охлаждении, а также при травмах и боли. Снижает секрецию тиреотропина соматостатин, СТГ, мелатонин, глюкокортикоиды, дофамин.

• Гонадотропные гормоны, или гонадотропины, представлены фолликулостимулирующим (ФСГ) и лютеостимулирующим (ЛГ) гормонами. Содержание в плазме ФСГ 4—40 МЕ/л, а Л Г 5 - 3 0 МЕ/л.

Физиологические эффекты ФСГ и ЛГ обусловлены их действием на половые железы, что ведет к образованию половых гормонов. Образование и секрецию ФСГ и ЛГ клетками аденогипофиза стимулирует гонадолиберин. Помимо этого, он способен оказывать прямое действие на клетки мозга, активируя половое поведение, повышая эмоциональность, улучшая обучение и память.

Образование и выделение гонадолиберина контролирует тонический центр, расположенный в аркуатных ядрах гипоталамуса; он активен у мужчин и женщин. Циклический центр, расположенный в преоптической области гипоталамуса, активен только у женщин. Поддержание постоянного уровня секреции гонадолиберина осуществляют отрицательные обратные связи. Так, низкие концентрации ФСГ и ЛГ стимули-

238

руют выделение гонадолиберина, высокие — тормозят. Снижение секреции ФСГ и ЛГ отмечается у девушек, имеющих в подростковом возрасте большие физические нагрузки, — у спортсменок, балерин.

Регуляция выделения тропных гормонов гипофизом осуществляется и с помощью автономной нервной системы. Так, симпатическая нервная система, нервные волокна которой идут от верхнего шейного узла, усиливает выработку тропных гормонов, а парасимпатические волокна от языкоглоточного нерва угнетают их образование и выделение.

6.2.3.Нейрогормоны гипофиза

Задняя доля гипофиза (нейрогипофиз) гормонов не вырабатывает, но накапливает и секретирует нейрогормоны супраоптического и паравентрикулярного ядер гипоталамуса — антидиуретический (АДГ), или вазопрессин и окситоцин. По аксонам нейросекреторных клеток эти гормоны поступают в нейрогипофиз, где накапливаются в виде секреторных гранул

вокончаниях аксонов на кровеносных капиллярах.

•Под влиянием АДГ усиливается реабсорбция воды в дистальных канальцах и собирательных трубочках нейронов и снижается диурез, формируется мотивация жажды и питьевое поведение. В больших дозах он вызывает сокращение гладких мышц сосудов (особенно артериол), что приводит к повышению АД. АДГ действует и на ЦНС, стимулируя память и улучшая обучение. Концентрация в плазме составляет 1—13 нг/л.

Основными регуляторами секреции АДГ являются осмотическое давление плазмы крови, объем циркулирующей крови

ивеличина АД. Осмотическое давление (осмолярностъ плазмы) контролируют осморецепторы гипоталамуса, сосудов и тканей. Увеличение осмолярности стимулирует секрецию АДГ, ее уменьшение — снижает. Объем циркулирующей крови

ивеличину АД контролируют барорецепторы аорты, сонной и легочной артерий, рецепторы объема (волюморецепторы) предсердий и вен. Уменьшение объема циркулирующей крови стимулирует секрецию АДГ. Стимуляция секреции АДГ происходит и под влиянием симпатикоадреналовой системы, ангиотензина II, гистамина. Гиперволемия и повышение АД уменьшают секрецию АДГ. Аналогично действуют натрийуретический пептид предсердий, низкая температура, прием алкоголя.

При снижении секреции АДГ возникает несахарный диабет, который сопровождается выделением больших количеств мочи (иногда десятки литров в сутки), что связано с нарушением реабсорбции воды в собирательных трубках нефронов. Избыток АДГ ведет к задержке воды в организме.

239

•Окситоцин способствует поступлению и накоплению К+

вгладкомышечных клетках. В норме его содержание в плазме составляет 3,2 мМЕ/л. Он стимулирует сокращение гладких мышц матки и образование простагландинов в эндометрии и таким образом обеспечивает провокацию родового акта и его нормальное течение, усиливает сокращения гладких мышц

протоков молочных желез, обеспечивая выделение молока. У мужчин окситоцин, вероятно, стимулирует гладкую мускулатуру семенных протоков при движении по ним семенной жидкости.

Регуляция секреции окситоцина осуществляется рефлекторно при стимуляции рецепторов растяжения шейки матки во время родов, рецепторов сосков молочных желез при кормлении грудью. Усиливают секрецию окситоцина эстрогены. Окситоцин — антагонист АДГ; он ухудшает обучение и память.

6.2.4. Влияние гормонов гипоталамо-гипофизарной системы на структуры челюстно-лицевой области

Гипоталамус и гипофиз, регулируя функции эндокринных желез, находятся в зависимости от функционирования этих желез. Эти образования включены в систему нейрогуморальной регуляции, которая работает по принципу обратной связи, что обеспечивает поддержание концентраций гормонов на необходимом уровне. Недостаток в крови андрогенов и эстрогенов, глюкокортикоидов и тироксина сопровождается стимуляцией продукции либеринов, а также АКТГ, гонадотропного и тиреотропного гормонов гипофиза. Избыток этих гормонов угнетает продукцию соответствующих тропных гормонов.

Задняя доля гипофиза имеет прямую нервную связь с ядрами гипоталамуса, в которых секретируются вазопрессин и окситоцин.

Таким образом, гипоталамус и гипофиз находятся в тесной связи и представляют единую гипоталамо-гипофизарную систему регуляции вегетативных и соматических функций организма, осуществляемую непосредственно через автономную нервную систему и гуморальным путем.

Значение, удельный вес и характер влияния эндокринных желез на структуры челюстно-лицевой области выявляются особенно четко при нарушении их функций. Дисфункция ги- поталамо-гипофизарной системы может проявляться сходными признаками.

Так, избыточная продукция гипоталамусом соматолиберина или соматотропина гипофизом приводит к нарушениям процесса роста. Развитие этой патологии в детском возрасте приводит к ускорению созревания зачатков коренных зубов и бо-

240

лее раннему их прорезыванию, ускоренному образованию корней зубов, в связи с чем коронки приобретают колбообразные формы.

Имеет место непропорциональный рост костей черепа. При этом значительно увеличивается размер нижней челюсти — она становится массивной и выступает вперед. Это ведет к увеличению промежутков между зубами и формированию патологического прикуса, поражению пародонта.

Акромегалия челюстно-лицевой области при избытке соматотропина проявляется в чрезмерном разрастании мягких тканей и развитии макрохейлии (увеличение размеров губ), макроглоссии (увеличение языка), гиперплазии десен. При макроглоссии на боковой поверхности языка наблюдаются отпечатки зубов, нарушается артикуляция.

Утолщается ткань гортани и голосовых связок. В связи с этим голос становится низким и грубым. Иногда при акромегалии наблюдается увеличение околоушных желез.

При гиперфункции базофильных клеток гипофиза, когда в избытке продуцируется кортикотропин, регулирующий образование минералокортикоидов в надпочечниках, наблюдаются остеопороз челюстных костей, дистрофические изменения в пародонте. Нарушается структура зубных тканей, что проявляется в повышенной хрупкости, стираемости зубов, изменении цвета эмали.

В слизистой оболочке рта отмечаются трофические расстройства: отечность, цианоз, трещины, эрозии.

Уменьшение выработки соматотропного гормона может быть обусловлено дисфункцией гипоталамуса, т.е. снижением выработки соматолиберина, либо увеличением секреции соматостатина. При этом наблюдается непропорциональное развитие костей черепа — уменьшение размеров лицевого отдела по сравнению с мозговым, поэтому даже у взрослых людей черты лица остаются детскими.

Нарушаются сроки и последовательность прорезывания зубов. Эти нарушения выражены особенно четко при прорезывании постоянных зубов. Замедляется развитие голосового аппарата, так как структура гортани у взрослых людей соответствует детскому возрасту, поэтому голос у взрослого человека сохраняется высоким.

6.3. Щитовидная железа

Характерной особенностью клеток щитовидной железы является их способность поглощать йод, который затем входит в состав гормонов, продуцируемых фолликулами этой железы. Основными гормонами щитовидной железы являются йодированные гормоны: тироксин и трийодтиронин. В те-

241

чение суток образуется 80—100 мкг тироксина и 20—30 мкг трийодтироиина.

Образование йодированных гормонов происходит в А-клетках фолликулов в три этапа: образование коллоида, йодирование коллоида и выведение гормона в кровоток. Поступая в кровь, они связываются с белками глобулиновой фракции (тиреотоксинсвязывающий глобулин), а также с альбуминами плазмы крови. Эти белки являются переносчиками гормонов. В плазме содержание тироксина составляет 65—155 нмоль/л, а трийодтироиина — 1,8—3,0 нмоль/л. В тканях эти комплексы распадаются, освобождая гормоны. Небольшая часть гормонов (0,03—0,3 % от общего содержания в плазме) транспортируется кровью в свободном состоянии, обеспечивая их регулирующий эффект. При поступлении гормонов в кровоток часть их захватывается клетками печени, где образуются парные соединения с глюкуроновой кислотой. Эти соединения не обладают гормональной активностью и выделяются с желчью в желудочно-кишечный тракт (ЖКТ) и удаляются. Печень является главным органом, обеспечивающим метаболизм гормонов щитовидной железы. В организме взрослого человека ежесуточно разрушаются полностью около 300 мкг тироксина и трийодтироиина.

Действие гормонов щитовидной железы проявляется в усилении энергетического обмена путем стимуляции окислительных процессов. При этом значительно увеличивается основной обмен, увеличивается расходование белков, жиров и углеводов. Гормоны щитовидной железы влияют на процессы роста и развития, повышают возбудимость ЦНС и активизируют психические процессы. Под влиянием гормонов развиваются тахикардия и тахипноэ, увеличивается потоотделение, диурез. Тироксин снижает способность крови к свертыванию и повышает ее фибринолитическую активность, угнетая функциональные свойства тромбоцитов. Пермессивный эффект тиреоидных гормонов выражается в повышении чувствительности клеток к симпатическим влияниям, повышении чувствительности к норадреналину. Эти эффекты развиваются медленно (от момента повышения их концентрации в крови до проявления эффекта может проходить до 48 ч).

Гипофункция щитовидной железы (гипотиреоз), развивающийся вследствие недостатка йода в пище и воде, в детском возрасте приводит к развитию кретинизма, а во взрослом — микседемы («слизистый отек»). В результате нарушения белкового обмена в межклеточной жидкости увеличивается количество муцина и альбуминов, что приводит к повышению онкотического давления тканевой жидкости и задержке воды в тканях, особенно в подкожной клетчатке. Наблюдается гипофункция щитовидной железы с разрастанием ткани железы и образованием так называемого зоба.

242

При гипофункции щитовидной железы у взрослого человека снижаются уровень обмена веществ, температура тела, АД, нарушается функция почек, ЖКТ, страдает половая сфера, снижается активность ЦНС, что проявляется в замедлении реакции на раздражения, сонливости, повышенной утомляемости, ухудшении памяти.

Гиперфункция щитовидной железы (гипертиреоз) проявляется в увеличении размеров щитовидной железы, пучеглазии, тахикардии, высокой раздражительности, резком повышении основного обмена и температуры тела, увеличенном потреблении пищи и вместе с тем потерей массы тела. Это заболевание называется базедовой болезнью. Так как болезнь является результатом избыточной продукции гормонов щитовидной железы и увеличения их содержания в крови до концентраций, вызывающих токсические явления, ее называют

тиреотоксикозом.

В щитовидной железе, кроме йодсодержащих гормонов, образуется тиреокальцитонин. Его концентрация в плазме достигает 100 нг/л. Этот гормон образуется также в легких и тимусе. Местом его образования являются парафолликулярные К-клетки, расположенные вне железистых фолликулов щитовидной железы. Под влиянием кальцитонина снижается содержание кальция и фосфора в крови. Это связано с тем, что он угнетает функции остеокластов, разрушающих костную ткань, и активирует функцию остеобластов, способствующих образованию костной ткани и поглощению Са2+ из крови. Следовательно, тиреокальцитонин способствует сбережению кальция в организме. Тиреокальцитонин активирует кальциевый насос клеточных мембран, что способствует выходу Са2+ из клетки. В то же время гормон стимулирует поглощение Са2+ органеллами клетки. Эти два процесса приводят к снижению концентрации Са2+ в цитозоле клетки.

Снижение содержания фосфора в крови возникает в результате подавления кальцитонином реабсорбции фосфатов в канальцах нефронов и появлении фосфатурии.

6,3.1. Влияние гормонов щитовидной железы на структуры челюстно-лицевой области

Щитовидная железа богато снабжена афферентными и эфферентными нервами. Импульсы, приходящие к железе по симпатическим волокнам, стимулируют ее активность, а возбуждение блуждающего нерва тормозит гормонообразующую функцию железы.

Образование гормонов щитовидной железы находится также под влиянием гипоталамо-гипофизарной системы. При снижении секреции йодсодержащих гормонов в плазме крови

243