Физиология. Курс лекций

101

1. Понятие о железах внутренней секреции

Железами внутренней секреции или эндокринными называются железистые органы, которые выделяют образуемые ими биологически активные вещества непосредственно в кровь или лимфу (табл. 7).

Их делят на две группы:

Только эндокринные (гипофиз, надпочечники, щитовидная железа, около щитовидная железы (возможно тимус), эпифиз.

Смешенные, т.е. органы с эндокринной тканью (поджелудочная железа, половые железы (семенники и яичники)).

		Таблица 7
Органы, ткани и клетки с эндокринной функцией
Органы	Ткань, клетки	Гормоны
1. ЭНДОКРИННЫЕ ЖЕЛЕЗЫ
1.ГИПОФИЗ
а)аденогипофиз	Кортикотрофы	Кортикотропин
		Меланотропин
	Гонадотрофы	Фоллитропин
		Лютропин
	Тиреотрофы	Тиреотропин
	Соматотрофы	Соматотропин
	Лактотрофы	Пролактин
б) нейрогипофиз	Питуициты	Вазопрессин
		Окситоцин
2. НАДПОЧЕЧНИКИ
а) корковое	Клубочковая зона	Минерало
вещество		кортикоиды
	Пучковая зона	Глюкокортикоиды
	Сетчатая зона	Половые стероиды
б) мозговое	Хромаффинные	Адреналин
вещество	клетки	(Норадреналин)
3.ЩИТОВИДНАЯ ЖЕЛЕЗА
	Фолликулярные	Трийодтиронин
	тиреоциты
		Тетрайодтиронин
	К- клетки	Кальцитонин

102

Органы	Ткань, клетки	Гормоны
4.ОКОЛОЩИТОВИДНЫЕ ЖЕЛЕЗЫ
	Главные клетки	Паратирин
	К- клетки	Кальцитонин
5.ЭПИФИЗ	Пинеоциты	Мелатонин

2.ОРГАНЫ С ЭНДОКРИННОЙ ТКАНЬЮ

6.ПОДЖЕЛУДОЧНАЯ ЖЕЛЕЗА

	Островки
	Лангерганса
	альфа-клетки	Глюкагон
	бета-клетки	Инсулин
	дельта-клетки	Соматостатин
7.ПОЛОВЫЕ ЖЕЛЕЗЫ
а) семенники	Клетки Лейдига	Тестостерон
	Клетки Сертоли	Эстрогены
		Ингибин
б) яичники	Клетки гранулезы	Эстрадиол
		Эстрон
		Прогестерон
	Желтое тело	Прогестерон
3. ОРГАНЫ С ИНКРЕТОРНОЙ ФУНКЦИЕЙ КЛЕТОК
8.ПЛАЦЕНТА	Синцитиотрофобласт	Хорионический
		гонадотропин
	Цитотрофобласт	Пролактин
		Эстриол
		Прогестерон
9.ТИМУС	Тимоциты	Тимозин,
		Тимопоэтин
10.ПОЧКА	ЮГА	Ренин
	Интерстиций	Эритропоэтин
	Канальцы	Кальцитриол
11.СЕРДЦЕ	Миоциты предсердий	Атриопептид
		Соматостатин
		Ангиотензин-II

103

2. Характеристика гормонов и их классификация. Методы изучения функций желез внутренней секреции

Методы изучения функций ЖВС:

1.Экстирпации: а. Хирургические.

б. Химические (ингибиторы).

2.Трансплантации – после долгого удаления эндокринной железы в организме развиваются характерные изменения и расстройства, то обычно после ее обратной трансплантации, даже в другую часть тела, эти расстройства исчезают.

а. Аутотрансплантация – от того же животного.

б. Гомотрансплантация – от того же вида животного. в. Гетеротрансплантация – от другого вида животного.

3.Химический синтез гормонов – в чистом виде (можно вводить разным видам животных)

4.Введение экстрактов эндокринных желез и препаратов гормонов.

5.Метод радиоактивных изотопов (синтез, распределение в организме, пути выведения).

6.Метод радиоавтографии – меченый гормон вводят в организм, через определенный промежуток времени готовят срезы ткани и после обработки фотопленки выявляют локализацию.

7.Иммуногистохимический – используют специфические сыворотки к гармоном.

8.Метод флюоресцирующих антител – антитело к гормону соединяют с флюоресцирующим веществом (нужен флюоресцирующий микроскоп).

9.Радиоиммунологический метод.

У гормонов имеются следующие основные свойства:

1.Дистантный характер действия (пример – гипофиз – надпочечники)

2.Специфичность (пример – инсулин снижает содержание глюкозы, глюкогон – повышает) обычно на каждую функцию влияет несколько гормонов.

3.Высокая биологическая активность – малые концентрации – большие последствия.

104

4.Небольшие размеры молекул (хорошо проникают через мембраны клеток).

5.Сравнительно быстрое разрушение гормонов тканями.

6.Отсутствие у большинства гормонов видовой специфичности. Влияние гормонов на ткани определяется специфичностью

гормона и особенностями клеток. Ткани, в которых изменяются синтетические процессы на действие какого-либо гормона, названы мишенями. Гормоны влияют на все стороны обмена веществ, функции и структуры в организме.

Действие гормонов находится в прямой связи с их химической природой. По этому признаку они делятся:

Гормоны белковой природы – обладают большой молекулярной массой.

Стероидные гормоны.

Либерины, статины и другие амины.

Кбелковой природе относятся: гормоны гипофиза, поджелудочной железы, щитовидной и пара щитовидной желез, мозгового слоя надпочечников.

Стероидные – гормоны коры надпочечников, семенников, яичников, нейросекреты гипоталамических ядер, мелатонин эпифиза.

3.Гипоталамо-гипофизарная система

Врегуляции деятельности ЖВС участвуют – кора больших полушарий, промежуточный мозг. Непосредственный регулятор – гипоталамус. Он связан с корой больших полушарий, ретикулярной формацией, подкорковыми образованиями, таламусом, стволом мозга

испинным мозгом.

Гипоталамус осуществляет регуляцию деятельности периферических ЖВС через гипофиз, так и минуя гипофиз. В гипоталамусе образуются высокоактивные гормональные вещества – пептидные гормоны – либерины и статины.

Либерин – ускоряющий, стимулирующий, активирующий. Статин – ингибирующий, угнетающий, замедляющий.

На каждый гормон гипофиза в гипоталамусе вырабатывается соответствующий либерин (рис.22).

105

Рис.22. Основные гормоны аденогипофиза.

(+) — стимуляция, (-) — подавление секреции.

Эндокринными функциями обладают: 1) органы или железы внутренней секреции, 2) эндокринная ткань в органе, функция которого не сводится лишь к внутренней секреции, 3) клетки, обладающие наряду с эндокринной и неэндокринным функциями.

Гипофиз представляет собой эндокринный орган, в котором объединены одновременно три железы, соответствующие его отделам или долям. Передняя доля гипофиза получила название аденогипофиза. По морфологическим критериям это железа эпителиального происхождения, содержащая несколько типов эндокринных клеток. Задняя доля гипофиза, или нейрогипофиз, образуется в эмбриогенезе как выпячивание вентрального гипоталамуса и имеет общее с ним нейроэктодермальное происхождение. В нейрогипофизе локализованы веретенообразные

106

клетки — питуициды и аксоны гипоталамических нейронов. Третья,

или промежуточная доля гипофиза.

4. Гипофиз, его роль в организме

Функции аденогипофиза.

В аденогипофизе синтезируются и секретируются пять основных типов гормонов: кортикотропин, гонадотропины (фоллитропин и лютропин), тиреотропин, пролактин и соматотропин. Первые три из них обеспечивают гипофизарную регуляцию периферических эндокринных желез (коры надпочечников, половых желез и щитовидной железы), т.е. участвуют в реализации гипофизарного пути управления. Для двух других гормонов (соматотропина и пролактина) гипофиз выступает в роли периферической эндокринной железы, поскольку эти гормоны сами действуют на ткани-мишени (рис.22). Регуляция секреции аденогипофизарных гормонов осуществляется с помощью гипоталамических нейропептидов, приносимых кровью воротной системы гипофиза. Регуляторные нейропептиды называют "либеринами", если они стимулируют синтез и секрецию аденогипофизарных гормонов, или "статинами", если они останавливают гормональную продукцию аденогипофиза. Не для всех гипофизарных гормонов установлены статины, хотя соматостатин может тормозить продукцию не только соматотропина, но и других гормонов.

Секреция кортикотропина происходит постоянно пульсирующими вспышками с четкой суточной ритмичностью. Наивысшая концентрация гормона в крови отмечается в утренние часы, а наиболее низкая — с 22 до 2 часов ночи. Регуляция секреции представлена прямыми и обратными связями. Прямые связи реализуются кортиколиберином гипоталамуса, а обратные запускаются содержанием в крови гипофиза кортикотропина и уровнем гормона коры надпочечников кортизола в системной циркуляции. Обратная связь имеет отрицательную направленность и замыкается как на уровне гипоталамуса (подавление секреции кортиколиберина), так и гипофиза (торможение секреции кортикотропина). Продукция кортикотропина резко возрастает при действии на организм сильных раздражителей, например, холода,

107

боли, физической нагрузки, эмоций, а также под влиянием гипогликемии (снижение сахара в крови).

Физиологические эффекты кортикотропина делят на: надпочечниковые и вненадпочечниковые. Надпочечниковое действие гормона является основным и заключается в стимуляции (через системы аденилатциклаза – цАМФ и Са++) клеток пучковой зоны коры надпочечников, секретирующей глюкокортикоиды (кортизол и кортикостерон). Значительно меньший эффект кортикотропин оказывает на клетки клубочковой и пучковой зон коры надпочечников, т.е. на продукцию минералокортикоидов и половых стероидов. Под влиянием кортикотропина усиливается стероидогенез (синтез гормонов), за счет повышения образования и активации транскрипции генов, что при избытке гормона вызывает гипертрофию и гиперплазию коры надпочечников.

Вненадпочечниковое действие кортикотропина заключается в следующих эффектах: 1) липолитическое действие на жировую ткань, 2) повышение секреции инсулина и соматотропина, 3) гипогликемия из-за стимуляции секреции инсулина, 4) повышенное отложение меланина с гиперпигментацией из-за родства молекулы гормона с меланотропином.

Избыток кортикотропина сопровождается развитием гиперкортицизма с преимущественным увеличением секреции надпочечниками кортизола и носит название "болезнь ИценкоКушинга". Основные проявления типичны для избытка глюкокортикоидов. Дефицит кортикотропина ведет к недостаточности глюкокортикоидов с выраженными метаболическими сдвигами и снижением устойчивости организма к влияниям среды.

Тиреотропин — гликопротеидный гормон аденогипофиза секретируется непрерывно, с четкими колебаниями в течение суток, при этом максимум содержания в крови приходится на часы, предшествующие сну. Секреция тиреотропина стимулируется тиреолиберином гипоталамуса, а подавляется соматостатином. По механизму отрицательной обратной связи регуляция осуществляется содержанием в крови гормонов щитовидной железы (трийодтиронина и тетрайодтиронина), секрецию которых тиреотропин усиливает. Замыкание обратной связи возможно как на уровне гипоталамуса (подавление - продукции тиреолиберина), так и гипофиза (подавление секреции тиреотропина). Тормозят секрецию тиреотропина и глюкокортикоиды. Тиреотропин секретируется в повышенных

108

количествах при действии на организм низкой температуры, другие же воздействия — травма, боль, наркоз — секрецию гормона подавляют.

Соматотропин секретируется аденогипофизарными клетками непрерывно и "вспышками" через 20-30 минут с отчетливой суточной ритмикой. Секреция регулируется гипоталамическими нейропептидами соматолиберином и соматостатином.

Физиологические эффекты соматотропина связаны с его влияниями на обмен веществ, большинство из которых опосредуются специальными гуморальный факторами (гормонами) печени и костной ткани, получившими название соматомедины (от слова медиатор — посредник). Поскольку эффекты соматомединов на обмен веществ во многом сходны с эффектами инсулина, их нередко еще называют инсулиноподобные факторы роста. Эти эффекты проявляются, в частности, в облегчении утилизации глюкозы тканями, активации в них синтеза белка и жира.

Синтез и секреция аденогипофизом пролактина регулируется гипаталамическими нейропептидами — ингибитором пролактостатином и стимулятором пролактолиберином. Образование этих гипоталамических пептидов происходит в дофаминергических нейронах гипоталамуса. Секреция пролактина зависит и от уровня в крови эстрогенов, глюкокортикоидов и тиреоидных гормонов.

Основным органом - мишенью пролактина является молочная железа, где гормон стимулирует развитие специфической ткани и лактацию, оказывая свой эффект после связывания со специфическим рецептором с помощью вторичного посредника цАМФ. В молочных железах пролактин влияет именно на процессы образования молока, а не на его выделение. При том гормон стимулирует синтез белка — лактальбумина, а также жиров и углеводов молока. Для регуляции роста и развития молочных желез синергистами пролактина являются эстрогены, но при начавшейся лактации эстрогены — антагонисты пролактина. Секреция пролактина стимулируется рефлекторно, актом сосания.

Функции нейрогипофиза. Нейрогипофиз не образует, а лишь накапливает и секретирует нейрогормоны супраоптического и паравентрикулярного ядер гипоталамуса — вазопрессин и окситоцин. Оба гормона находятся в гранулах в связи со специальными белками — нейрофизинами. В процессе секреции содержимое гранул путем экзоцитоза поступает в кровь.

109

Синтез окситоцина в гипоталамических нейронах и его секреция нейрогипофизом в кровь стимулируется рефлекторным путем при раздражении рецепторов растяжения матки и механорецепторов сосков молочных желез. Усиливают секрецию гормона эстрогены. Основные эффекты окситоцина заключаются в стимуляции сокращения матки при родах, сокращении гладких мышц протоков молочных желез, что вызывает выделение молока, а также в регуляции водно-солевого обмена и питьевого поведения. Оскитоцин является одним из дополнительных факторов регуляции секреции гормонов аденогипофиза, наряду с либеринами.

Гормоны промежуточной доли. Меланотропин у взрослого человека, в отличие от животных с обильным волосяным покровом, практически не синтезируется. Функции этого гормона, заключающиеся в синтезе меланина, его дисперсии в отростках меланоцитов кожи, увеличении свободного пигмента в эпидермисе и, в конечном счете повышении пигментации кожи и волос, выполняют в большей мере кортикотропин и липотропин.

5.Надпочечники. Гормоны разных слоев и зон коры надпочечников, их физиологическое значение

Надпочечники являются парной железой внутренней секреции, морфологически и функционально состоящей из двух разных по эмбриональному происхождению тканей — коркового и мозгового вещества. Кора надпочечников, занимающая по объему 80% всей железы, состоит их трех клеточных зон: наружной клубочковой зоны, образующей минералокортикоиды, средней пучковой зоны, образующей глюкокортикоиды, и внутренней сетчатой зоны, в небольшом количестве продуцирующей половые стероиды. Все кортикоиды образуются из холестерина крови и синтезируемого в самих корковых клетках. При синтезе кортикостероидов образуется порядка 50 различных соединений, однако, секре-тируются в кровь в физиологических условиях лишь 7-8 их них.

Механизм действия альдостерона, как и всех стероидных гормонов, состоит в прямом влиянии на генетический аппарат ядра клеток со стимуляцией синтеза соответствующих РНК, активации синтеза транспортирующих катионы белков и ферментов, а также повышении проницаемости мембран для аминокислот.

110

Основные физиологические эффекты альдостерона заключаются в поддержании водно-солевого обмена между внешней и внутренней средой организма. Одним из главных органовмишеней гормона являются почки, где альдостерон вызывает усиленную реабсорбцию натрия в дистальных канальцах с его задержкой в организме и повышении экскреции калия с мочой. Под влиянием альдостерона происходит задержка в организме хлоридов и воды, усиленное выведение Н-ионов и аммония, увеличивается объем цирикулирующей крови, формируется сдвиг кислотно-щелочного состояния в сторону алкалоза. Действуя на клетки сосудов и тканей, гормон способствует транспорту натрия и воды во внутриклеточное пространство.

Минералокортикоиды являются жизненноважными гормонами, так как гибель организма после удаления надпочечников можно предотвратить, вводя гормоны извне. Минералокортикоиды усиливают воспаление и реакции иммунной системы. Избыточная их продукция ведет к задержке в организме натрия и воды, отекам и артериальной гипертензии, потере калия и водородных ионов, к нарушениями возбудимости нервной системы и миокарда. Недостаток альдостерона у человека сопровождается уменьшением объема крови, гипотензией, угнетением возбудимости нервной системы.

Клетки пучковой зоны секретируют в кровь у здорового человека два основных глюкокортикоида: кортизол и кортикостерон, причем кортизола примерно в 10 раз больше. Регуляция секреции глюкокортикоидов осуществляется кортикотропином аденогипофиза. Уровень кортизола в крови по обратной связи угнетает секрецию кортиколиберина в гипоталамусе и кортикотропина в гипофизе. Секреция глюкокортикоидов происходит непрерывно с четкой суточной ритмикой, при этом максимальные уровни отмечаются в утренние часы, а минимальные — вечером и ночью. Поступающие в кровь гормоны транспортируются к тканям в свободной и связанной с белком (транскортин) формах.

Глюкокортикоиды прямо или опосредованно регулируют почти все виды обмена веществ и физиологические функции.

Клетками сетчатой зоны у человека секретируются в кровь преимущественно три гормона, относящихся к андрогенам или мужским половым гормонам: андростендион, дегидроэпиандростерон и, существенно меньше, 11-бета-гидроксиандростендион. Наиболее высокий уровень этих гормонов отмечается в 6 часов утра, а наиболее