Гормональная регуляция физиологических функций. Роль гипоталамуса в организации нейроэндокринных механизмов регуляции.

Общие принципы образования и действия гормонов. Химическая природа гормонов. Механизмы действия гормонов, рецепция гормонов. Гипоталамо-гипофизарные взаимодействия. Роль нейрорегуляторных пептидов: статинов и либеринов. Гормоны гипофиза, их роль. Эндокринные железы, контролируемые гипофизом, регуляция секреции гормонов. Функции щитовидной железы. Функции околощитовидных желез, регуляция уровня кальция в крови. Функции поджелудочной железы. Регуляция уровня сахара в крови. Функции надпочечников. Функции половых желез. Роль половых гормонов в развитии и функции центральной нервной системы.

Особенно важную роль во взаимодействии органов, тканей и клеток играют органы, которые имеют специализированную способность вырабатывать вещества, изменяющие состояние организма, функцию, обмен веществ и структуру органов и тканей. Эти вещества называют гормонами, а выделяющие их органы —эндокринными железами или железами внутренней секреции. Они названы так потому, что в отличие от желез внешней секреции не имеют выводных протоков и выделяют образующиеся в них вещества непосредственно в кровь.

К железам внутренней секреции относятся гипофиз, щитовидная железа, околощитовидные железы, островковый аппарат поджелудочной железы, кора и мозговое вещество надпочечников, половые железы, эпифиз. Кроме того, гормоны выделяются некоторыми органами и тканями, несущими в организме помимо эндокринной, другую специализированную функцию (почки, пищеварительный тракт и др.).

Гормоны оказывают на организм: метаболическое (действие на обмен веществ); морфогенетическое (стимуляция формообразовательных процессов, дифференцировки, роста, метаморфоза); кинетическое (включающее определенную деятельность исполнительных органов); корригирующее (изменяющее интенсивность функции органов и тканей) действие.

Характерным свойством гормонов является их высокая физиологическая активность. Это означает, что даже очень малое количество гормона может вызвать изменения функций организма.

Гормоны быстро разрушаются. По этой причине для поддержания достаточного количества гормонов в крови и обеспечения более длительного или непрерывного действия необходимо постоянное выделение их соответствующей железой.

Гормоны у человека разделены на три основных класса: 1) производные жиров — стероиды; 2) производные аминокислот; 3) белково-пептидные соединения. Гормоны транспортируются кровью к тканям и органам, удаленным от желез.

Интенсивность синтеза и выделения каждого гормона железой в любой момент регулируется в соответствии с величиной потребности организма в данном гормоне.

Регуляция функций эндокринных желез осуществляется несколькими способами.Один из них — прямое влияние на клетки железы концентрации в крови того вещества, уровень которого регулирует данный гормон. Примером могут служить угнетение выработки паратирина (повышающего уровень кальция в крови) при воздействии на клетку паращитовидных желез повышенных концентраций Са²⁺и стимуляция секреции этого гормона при падении уровня Са²⁺в крови.

Другим примером может быть усиление секреции инсулина (снижающего уровень глюкозы крови) при повышении концентрации глюкозы в крови, протекающей через поджелудочную железу.

Нервная регуляция деятельности желез внутренней секреции осуществляется в основном через гипоталамус и выделяемые им нейрогормоны.

Регуляция внутренней секреции желез, находящихся в подчинении у гипофиза. Внутренняя секреция передней доли гипофиза (аденогипофиза), регулирующего функции ряда гипофиззависимых желез (половых, надпочечника, щитовидной), в свою очередь, находится в зависимости от функционирования этих желез. Так, недостаток в крови андрогенов, эстрогенов, глюкокортикоидов и тироксина стимулирует продукцию соответственно гонадотропного, адренокортикотропного и тиреотропного гормонов гипофиза. Наоборот, избыток названных гормонов угнетает продукцию соответствующих тропных гормонов гипофиза. Таким образом, гипофиз включен в систему нейрогуморальной регуляции, работающей по принципу обратной связи. В регуляции функций передней доли гипофиза участвуют специфические нейроны гипоталамуса, особенностью этих нейронов является то, что им присущи функции одновременно секреторных и нервных клеток. Нейросекреторные клетки гипоталамуса способны осуществлять регулирующие влияние не только посылая другим нейронам обычные нервные импульсы, но и выделяя специфические вещества – нейрогормоны. Процессы нервной и гуморальной регуляции здесь объединены в одной клетке.

При поступлении к передней доли гипофиза продуктов нейросекреции гипоталамуса гипофиз либо усиливает, либо тормозит выделение тропных гормонов. Так, в гипоталамусе образуются и поступают к передней доле гипофиза нейросекреты, которые либо стимулируют выделение гормонов, их называют либеринами, либо угнетают секрецию гормонов, их называют статинами. Выделение этих гормонов осуществляется под влиянием нервных импульсов, возникающих в результате отклонения какого – либо параметра внутренней среды, а также вследствие изменения содержания в крови некоторых гормонов (по типу обратной связи). Например, действие гормонов половых желез непосредственно на клетки передней доли гипофиза не вызывает угнетения выработки гонадотропинов. В то же время действие гормонов этих желез на гипоталамус обуславливает указанный эффект.

Прямых нервных (нервно-проводниковых) влияний на секреторные клетки желез внутренней секреции, как правило, не наблюдается за исключением мозгового вещества надпочечников и эпифиза.

В организме гормон поступает в кровь всех органов и тканей, но действует при этом лишь на те клетки, которые обладают специфическими рецепторами, настроенными на восприятие именно данного гормона. Такие ткани получили название тканей-мишеней. Рецептор представляет собою специальный белок, определенная часть молекулы которого обладает структурой, настроен на взаимоотношение с молекулой гормона. Это и обеспечивает прием сигнала, т. е. специфическое взаимодействие гормона с клеткой. Данные рецепторы могут располагаться внутри клетки, но могут быть встроены в поверхностную мембрану клетки. Гормоны, плохо проникающие внутрь клетки (катехоламины и белковые гормоны), фиксируются на мембране снаружи. В этом случае необходимо наличие внутриклеточных посредников, передающих влияние гормона на определенные внутриклеточные структуры.

Гормоны, сравнительно легко проникающие через мембрану клетки (стероидные и в некоторой степени тиреоидные гормоны), оказывают непосредственное специфическое влияние на определенные внутриклеточные структуры. Их действие развертывается и осуществляется длительно, так как они, как правило, влияют на процессы синтеза определенных клеточных белков, осуществляемые в клеточном ядре.