Взаимодействие желез внутренней секреции. Глава IX. Физиология эндокринной системы. Этапы переваривания пищи

Взаимодействие желез внутренней секреции. Глава IX. Физиология эндокринной системы. Этапы переваривания пищи

ЛЕКЦИЯ № 9. Физиология эндокринной системы. Понятие о железах внутренней секреции и гормонах, их классификация

1. Общие представления об эндокринных железах

Железы внутренней секреции – специализированные органы, не имеющие выводных протоков и выделяющие секрет в кровь, церебральную жидкость, лимфу через межклеточные щели.

Эндокринные железы отличаются сложной морфологической структурой с хорошим кровоснабжением, расположены в различных частях организма. Особенностью сосудов, питающих железы, является их высокая проницаемость, что способствует легкому проникновению гормонов в межклеточные щели, и наоборот. Железы богаты рецепторами, иннервируются вегетативной нервной системой.

Различают две группы эндокринных желез:

1) осуществляющие внешнюю и внутреннюю секрецию со смешанной функцией, (т. е. это половые железы, поджелудочная железа);

2) осуществляющие только внутреннюю секрецию.

Эндокринные клетки также присутствуют в некоторых органах и тканях (почках, сердечной мышце, вегетативных ганглиях, образуя диффузную эндокринную систему).

Общей функцией для всех желез является выработка гормонов.

Эндокринная функция – сложноорганизованная система, состоящая из ряда взаимосвязанных и тонко сбалансированных компонентов. Эта система специфична и включает в себя:

1) синтез и секрецию гормонов;

2) транспорт гормонов в кровь;

3) метаболизм гормонов и их экскрецию;

4) взаимодействие гормона с тканями;

5) процессы регуляции функций железы.

Гормоны – химические соединения, обладающие высокой биологической активностью и в малых количествах значительным физиологическим эффектом.

Гормоны транспортируются кровью к органам и тканям, при этом лишь небольшая их часть циркулирует в свободном активном виде. Основная часть находится в крови в связанной форме в виде обратимых комплексов с белками плазмы крови и форменными элементами. Эти две формы находятся в равновесии друг с другом, причем равновесие в состоянии покоя значительно сдвинуто в сторону обратимых комплексов. Их концентрация составляет 80 %, а иногда и более от суммарной концентрации данного гормона в крови. Образование комплекса гормонов с белками – спонтанный, неферментативный, обратимый процесс. Компоненты комплекса связаны между собой нековалентными, слабыми связями.

Гормоны, не связанные с транспортными белками крови, имеют прямой доступ к клеткам и тканям. Параллельно протекают два процесса: реализация гормонального эффекта и метаболическое расщепление гормонов. Метаболическая инактивация важна в поддержании гормонального гомеостаза. Гормональный катаболизм – механизм регуляции активности гормона в организме.

По химической природе гормоны разделены на три группы:

2) полипептиды и белки с наличием углеводного компонента и без него;

3) аминокислоты и их производные.

Для всех гормонов характерен относительно небольшой период полужизни – около 30 мин. Гормоны должны постоянно синтезироваться и секретироваться, действовать быстро и с большой скоростью инактивироваться. Только в этом случае они могут эффективно работать в качестве регуляторов.

Физиологическая роль желез внутренней секреции связана с их влиянием на механизмы регуляции и интеграции, адаптации, поддержания постоянства внутренней среды организма.

2. Свойства гормонов, механизм их действия

Выделяют три основных свойства гормонов:

1) дистантный характер действия (органы и системы, на которые действует гормон, расположены далеко от места его образования);

2) строгую специфичность действия (ответные реакции на действие гормона строго специфичны и не могут быть вызваны другими биологически активными агентами);

3) высокую биологическая активность (гормоны вырабатываются железами в малых количествах, эффективны в очень небольших концентрациях, небольшая часть гормонов циркулирует в крови в свободном активном состоянии).

Действие гормона на функции организма осуществляется двумя основными механизмами: через нервную систему и гуморально, непосредственно на органы и ткани.

Гормоны функционируют как химические посредники, переносящие информацию или сигнал в определенное место – клетку-мишень, которая имеет высокоспециализированный белковый рецептор, с которым связывается гормон.

По механизму воздействия клеток с гормонами гормоны делятся на два типа.

Первый тип (стероиды, тиреоидные гормоны) – гормоны относительно легко проникают внутрь клетки через плазматические мембраны и не требуют действия посредника (медиатора).

Второй тип – плохо проникают внутрь клетки, действуют с ее поверхности, требуют присутствия медиатора, их характерная особенность – быстровозникающие ответы.

В соответствии с двумя типами гормонов выделяют и два типа гормональной рецепции: внутриклеточный (рецепторный аппарат локализован внутри клетки), мембранный (контактный) – на ее наружной поверхности. Клеточные рецепторы – особые участки мембраны клетки, которые образуют с гормоном специфические комплексы. Рецепторы имеют определенные свойства, такие как:

1) высокое сродство к определенному гормону;

3) ограниченная емкость к гормону;

4) специфичность локализации в ткани.

Эти свойства характеризуют количественную и качественную избирательную фиксацию гормонов клеткой.

Связывание рецептором гормональных соединений является пусковым механизмом для образования и освобождения медиаторов внутри клетки.

Механизм действия гормонов с клеткой-мишенью происходит следующие этапы:

1) образование комплекса «гормон—рецептор» на поверхности мембраны;

2) активацию мембранной аденилциклазы;

3) образование цАМФ из АТФ у внутренней поверхности мембраны;

4) образование комплекса «цАМФ—рецептор»;

5) активацию каталитической протеинкиназы с диссоциацией фермента на отдельные единицы, что ведет к фосфорилированию белков, стимуляции процессов синтеза белка, РНК в ядре, распада гликогена;

6) инактивацию гормона, цАМФ и рецептора.

Действие гормона может осуществляться и более сложным путем при участии нервной системы. Гормоны воздействуют на интерорецепторы, которые обладают специфической чувствительностью (хеморецепторы стенок кровеносных сосудов). Это начало рефлекторной реакции, которая изменяет функциональное состояние нервных центров. Рефлекторные дуги замыкаются в различных отделах центральной нервной системы.

Выделяют четыре типа воздействия гормонов на организм:

1) метаболическое воздействие – влияние на обмен веществ;

2) морфогенетическое воздействие – стимуляция образования, дифференциации, роста и метаморфозы;

3) пусковое воздействие – влияние на деятельность эффекторов;

4) корригирующее воздействие – изменение интенсивности деятельности органов или всего организма.

3. Синтез, секреция и выделение гормонов из организма

Биосинтез гормонов – цепь биохимический реакций, которые формируют структуру гормональной молекулы. Эти реакции протекают спонтанно и генетически закреплены в соответствующих эндокринных клетках. Генетический контроль осуществляется либо на уровне образования мРНК (матричной РНК) самого гормона или его предшественников (если гормон – полипептид), либо на уровне образования мРНК белков ферментов, которые контролируют различные этапы образования гормона (если он – микромолекула).

В зависимости от природы синтезируемого гормона существуют два типа генетического контроля гормонального биогенеза:

1) прямой (синтез в полисомах предшественников большинства белково-пептидных гормонов), схема биосинтеза: «гены – мРНК – прогормоны – гормоны»;

2) опосредованный (внерибосомальный синтез стероидов, производных аминокислот и небольших пептидов), схема:

«гены – (мРНК) – ферменты – гормон».

На стадии превращения прогормона в гормон прямого синтеза часто подключается второй тип контроля.

Секреция гормонов – процесс освобождения гормонов из эндокринных клеток в межклеточные щели с дальнейшим их поступлением в кровь, лимфу. Секреция гормона строго специфична для каждой эндокринной железы. Секреторный процесс осуществляется как в покое, так и в условиях стимуляции. Секреция гормона происходит импульсивно, отдельными дискретными порциями. Импульсивный характер гормональной секреции объясняется циклическим характером процессов биосинтеза, депонирования и транспорта гормона.

Секреция и биосинтез гормонов тесно взаимосвязаны друг с другом. Эта связь зависит от химической природы гормона и особенностей механизма секреции. Выделяют три механизма секреции:

1) освобождение из клеточных секреторных гранул (секреция катехоламинов и белково-пептидных гормонов);

2) освобождение из белоксвязанной формы (секреция тропных гормонов);

3) относительно свободная диффузия через клеточные мембраны (секреция стероидов).

Степень связи синтеза и секреции гормонов возрастает от первого типа к третьему.

Гормоны, поступая в кровь, транспортируются к органам и тканям. Связанный с белками плазмы и форменными элементами гормон аккумулируется в кровяном русле, временно выключается из круга биологического действия и метаболических превращений. Неактивный гормон легко активируется и получает доступ к клеткам и тканям. Параллельно идут два процесса: реализация гормонального эффекта и метаболическая инактивация.

В процессе обмена гормоны изменяются функционально и структурно. Подавляющая часть гормонов метаболизируется, и лишь незначительная их часть (0,5—10 %) выводятся в неизмененном виде. Метаболическая инактивация наиболее интенсивно протекает в печени, тонком кишечнике и почках. Продукты гормонального метаболизма активно выводятся с мочой и желчью, желчные компоненты окончательно выводятся каловыми массами через кишечник. Небольшая часть гормональных метаболитов выводится с потом и слюной.

4. Регуляция деятельности эндокринных желез

Все процессы, происходящие в организме, имеют специфические механизмы регуляции. Один из уровней регуляции – внутриклеточный, действующий на уровне клетки. Как и многие многоступенчатые биохимические реакции, процессы деятельности эндокринных желез в той или иной степени саморегулируются по принципу обратной связи. Согласно этому принципу предыдущая стадия цепи реакций либо тормозит, либо усиливает последующие. Этот механизм регуляции имеет узкие пределы и в состоянии обеспечить мало изменяющийся начальный уровень деятельности желез.

Первостепенную роль в механизме регуляции имеет межклеточный системный механизм контроля, который ставит функциональную активность желез в зависимость от состояния всего организма. Системный механизм регуляции обусловливает главную физиологическую роль желез внутренней секреции – приведение в соответствие уровня и соотношения обменных процессов с потребностями всего организма.

Нарушение процессов регуляции приводит к патологии функций желез и всего организма в целом.

Регуляторные механизмы могут быть стимулирующими (облегчающими) и тормозящими.

Ведущее место в регуляции эндокринных желез принадлежит центральной нервной системе. Существует несколько механизмов регуляции:

1) нервный. Прямые нервные влияния играют определяющую роль в работе иннервируемых органов (мозгового слоя надпочечников, нейроэндокринных зон гипоталамуса и эпифиза);

2) нейроэндокринный, связанный с деятельностью гипофиза и гипоталамуса.

В гипоталамусе происходит трансформация нервного импульса в специфический эндокринный процесс, приводящий к синтезу гормона и его выделению в особых зонах нервно-сосудистого контакта. Выделяют два типа нейроэндокринных реакций:

а) образование и секрецию релизинг-факторов – главных регуляторов секреции гормонов гипофиза (гормоны образуются в мелкоклеточных ядрах подбугровой области, поступают в область срединного возвышения, где накапливаются и проникают в систему портальной циркуляции аденогипофиза и регулируют их функции);

б) образование нейрогипофизарных гормонов (гормоны сами образуются в крупноклеточных ядрах переднего гипоталамуса, спускаются в заднюю долю, где депонируются, оттуда поступают в общую систему циркуляции и действуют на периферические органы);

3) эндокринный (непосредственное влияние одних гормонов на биосинтез и секрецию других (тропные гормоны передней доли гипофиза, инсулин, соматостатин));

4) нейроэндокринный гуморальный. Осуществляется негормональными метаболитами, оказывающие регулирующее действие на железы (глюкозой, аминокислотами, ионами калия, натрия, простагландинами).

Тема 4. Физиология желез внутренней секреции

Цель лекции – рассмотрение сущности и значения физиологии желез внутренней секреции.

Ключевые слова –желёза, секреция, внутренняя секреция, эндокринная система, щитовидная желёза, околощитовидная желёза, зобная желёза, тимус, надпочечники, гипофиз, эпифиз, половые желёзы, поджелудочная желёза, гормоны.

Основные вопросы:

1. Значение эндокринной системы.

2. Органы эндокринной системы

В регуляции функций организма важная роль принадлежит эндокринной системе. Органы этой системы-железы внутренней секреции – выделяют особые вещест­ва, оказывающие существенное и специализированное влияние на обмен веществ, структуру и функцию органов и тканей. К железам внутренней секреции относятся гипофиз, эпифиз, поджелудочная железа, щитовидная железа, надпочечники, половые, паращитовидные или околощитовидные железы, вилочковая (зобная) железа.

Железы внутренней секреции функционально тесно связаны между собой, и поражение одной железы вызывает на рушение функции других желез. Специфические активные вещества, вырабатываемые железами внутренней секреции, называются гормонами. Гормоны обладают высокой биологиче­ской активностью. Гормоны действуют на обмен веществ, регулируют клеточную активность, способствуют проникновению продуктов обмена ве­ществ через клеточные мембраны. Гормоны влияют на дыхание, кровообращение, пищеварение, выделение; с гормонами связана функция размножения.

Рост и развитие организма, смена различных возрастных пе­риодов связаны с деятельностью желез внутренней секреции.

Половые железы и связанные с ними признаки пола, закладываясь во внутриутробном периоде, формируются на протяжении всего периода детства и определяют половое развитие. На определенном этапе онтогенеза половое развитие резко ускоряется и наступает физиологическая половая зрелость. Период ускоренного полового развития и достижение половой зрелости называется периодомполового созревания.Этот период приходится в основном на под­ростковый возраст. Половое созревание девочек на 1-2 года опе­режает половое созревание мальчиков, имеется и значительный индивидуальный разброс в сроках и темпах полового созревания.

Эндокринная система осуществляет гуморальную регуляцию организма.

К органам ЭС относятся железы внутренней секреции: щитовидную, околощитовидные, зобную или тимус, надпочечники, гипофиз и эпифиз. Существуют также смешанные железы, являющиеся одновременно железами внешней и внутренней секреции: это половые железы и поджелудочная железа.

В органах эндокринной системы образуются биологически активные вещества – гормоны. Гормоны выделяются железами непосредственно в кровь, поэтому эти железы и называют железами внутренней секреции. Гормоны принимают участие в регуляции процессов роста и развития организма, процессов обмена веществ и энергии, в процессах координации всех функций организма.

Деятельность эндокринных желез постоянно контролирует нервная система. Органы ЭС тесно связаны между собой, и поражение одной железы вызывает нарушение функции других желез. Несмотря на совершенную регуляцию деятельности эндокринной системы их функции изменяются под влиянием патологических процессов. Возможна либо усиление секреции-гиперфункция желез, либо уменьшение секреции – гипофункция. Нарушение функций ЭС приводит к патологию.

Гипоталамо-гипофизарная система. Гипоталамус тесно связывается с гипофизом, и в результате образуется гипоталамо-гипофизарная система. Эта система регулирует активность всех органов ЭС. Некоторые нейроны гипоталамуса способны секретировать физиологически активные вещества — нейросекреты. Именно нейросекреция гипоталамуса определяет секреторную активность гипофиза, а через него и всех других эндокринных желез. Нейросекреты гипоталамуса называют рилизинг-гормонами или рилизинг-факторами: гормоны, стимулирующие секрецию гормонов гипофиза,— либеринами; гормоны, ингибирующие секрецию гипофиза — статинами.

Гипофиз. У взрослого человека гипофиз весит примерно 0,5 г. В момент рождения его масса не превышает 0,1 г, но уже к 10 годам она увеличивается до 0,3 г и в подростковом возрасте достигает уровня взрослого.

В гипофизе выделяют переднюю, промежуточную и заднюю доли. Переднюю и промежуточную долю называют аденогипофизом, а заднюю нейрогипофизом. Передняя доля занимает 75 % от размеров всего гипофиза, и задняя, составляющую около 18—23 %. У детей выделяют также промежуточную долю гипофиза, но у взрослых она отсутствует (составляет всего 1—2 %).

В передней доле гипофиза синтезируется гормон роста (соматотропный гормон), регулирующий процессы роста детей и подростков. В этой связи гиперфункция гипофиза может приводить к резкому увеличению роста детей, вызывая гормональный гигантизм, а гипофункция, наоборот, приводит к значительной задержке роста. Умственное развитие при этом сохраняется на нормальном уровне. При гиперфункции гипофиза после полового созревания развивается акромегалия: увеличивается кисти и стопы, кости лицевой части черепа, растут нос, губы, язык, уши, увеличивается объем сердца, печени, желудочно-кишечного тракта.

Гонадотропные гормоны гипофиза (фолликулостимлирующий гормон — ФСГ, лютеинизирующий гормон — ЛГ, пролактин) регулируют развитие и функции половых желез, поэтому усиление их секреции вызывает ускорение полового созревания детей и подростков, а гипофункция гипофиза — задержку полового развития. В частности ФСГ у женщин- регулирует созревание в яичниках яйцеклеток, а у мужчин — сперматогенез. ЛГ стимулирует развитие яичников и семенников и образование в них половых гормонов. Пролактин имеет важное значение в регуляции процессов лактации у кормящих женщин.

В аденогипофизе синтезируется адренокортикотропный гормон (АКТГ), оказывает влияние на деятельность надпочечников, тиреотропный гормон, усиливающий секрецию гормонов щитовидной железы.

В промежуточной доле гипофиза синтезируется меланотропин или меланофорный гормон. Этот гормон влияет на клетки кожи, содержащие зернышки пигмента. При гипофункции кожа бледнеет, а при гиперфункции усиливается пигментация кожи.

Под влиянием гипоталамуса в нейрогипофизе образуются гор­моны

-вазопрессин или антидиуретин, регулирующий процессы кровообраще­ния и водный обмен

– окситоцин, усиливающий сокраще­ние матки в период родов.

Щитовидная железа. Это самая крупная железа эндокринной системы. У новорожденного она весит около I г, в 5—10 лет ее масса увеличивается до 10 г. Интенсивный рост щитовидной железы наблюдается в 11 — 15 лет, в этот период ее масса составляет 25—35 г, т. е. практически достигает уровня взрослого человека (в среднем составляет 30—40 г).

Из-за недостатка йода, необходимого для синтеза гормо­нов в щитовидной железы, у людей часто наблюдается ее гипофункция. Это заболевание называют эндемическим зобом, так как оно сопровождается сильным разрастани­ем железистой ткани щитовидной железы и появлением на шее у больных так называемого зоба.

Околощитовидные (паращитовидные) железы. Это 4 самые маленькие железы внутренней секреции. Их общая масса составляет всего 0,1 г. Гормон околощитовидных желез – паратгормон — игра­ет важную роль в развитии скелета, так как он регулирует отложение кальция в костях и уровень его концентрации в крови. Уменьшение кальция в крови, свя­занное с гипофункцией желез, вызывает повышение возбу­димости нервной системы, многие расстройства вегета­тивных функций и формирования скелета. Редко встречаю­щаяся гиперфункция около щитовидных желез вызывает декальцинацию скелета («размягчение костей») и его де­формацию.

Зобная (вилочковая) железа или тимус. С момента рождения до половой зрелости ее масса увеличивается и достигает 35—40 г. Затем наблюда­ется процесс перерождения зобной железы в жировую ткань. Так, например, к 70 годам ее масса не превышает 6 г. Гормон тимуса (тимопоэтин) влияет на процессы роста организма, формирование скелета и иммунные свойства организма, а также влияет на половое развитие подростков. Ее удаление стимулирует половое созревание, так как она, видимо, оказывает тормозящее влияние на половое развитие.

Надпочечники. Это парные железы массой около 4—7 г каждая, располагаются на верхних полюсах почек. Морфологически и функционально выделяют две части надпочечников.

Верхний, корковый слой, кора надпочечников, синтезирует кортикостероидов: глюкокортикоидов, минералокортикоидов, половых гормонов — андрогенов (мужские гормоны) и эстро­генов (женские гормоны).

Глюкокортикоиды (сюда относятся гидрокортизон, кортизон, кортикостерон) в организме регулируют белковый, жировой и особенно углеводный обмен, оказывают проти­вовоспалительное действие, повышают иммунную устойчи­вость организма.

Минералокортикоиды принимают участие в регуляции минерального и водного обмена, особенно важное значение среди этих гормонов имеет алъдостерон.

Андрогены и эстрогены по своему действию близки к половым гормонам, синтезируемым в половых железах — семенниках и яичниках, но их активность существенно меньше. До наступления полноценного созревания семенников и яичников андрогены и эстрогены играют решающую роль в гормональной регуляции поло­вого развития.

Внутренний, мозговой слой надпочечников синтезирует адреналин – усиливает деятельность сердца, стимулирует энергетические превращения в орга­низме, повышает возбудимость многих рецепторов и т. д. Все эти функциональные изменения способствуют повышению общей работоспособности организма, особен­но в «аварийных» ситуациях.

Эпифиз. Влияет половое развитие детей и подростков: Ее повреждение вызывает преждевременное половое созревание, т.е. оказывает тормозящее влияние на половое развитие. У взрослого человека эта железа не функционирует. Эпифиз имеет отношение к регуляции «биологических ритмов» организма человека.

Поджелудочная железа относится к смешанным железам. Эндокринную функцию осуществляют клетки, расположенные в виде островков (островки Лангерганса). Здесь образуются гормоны, принимающие участие в регуляции углеводного обмена (инсулина и глюкагона). Одно из эндокринных заболеваний — сахарный диабет — связано с гипофункцией поджелудочной железы. Сахарный диабет характеризуется снижением содержания в крови гормона инсулина, что приводит к нарушению усвоения сахара организмом и повышению его концентрации в крови. У детей проявление этого заболевания наблюдается с 6 до 12 лет. Глюкагон, способствует повышению уровня сахара в крови и в этой связи является антагонистом инсулина.

Половые железы. Половые железы также являются смешанными. Здесь образуются как половые клетки— сперматозоиды и яйцеклетки, так и половые гормоны. В мужских половых железах — семенниках — образуются мужские половые гормоны — андрогены. Здесь же образуется и небольшое количество женских половых гормонов — эстрогенов. В женских половых железах — яичниках — образуются женские половые гормоны и небольшое количество мужских. Половые гормоны в значительной степени определяют специфические особенности обмена веществ в женском и мужском организмах и развитие у детей и подростков первичных и вторичных половых признаков.

Вопросы для самоконтроля:

1. Понятие о гормонах и эндокринной системе?

2. Физиологическое значение желез внутренней секреции и их развитие в процессе онтогенеза?

3. Половое развитие детей и подростков.

4. Влияние изменений функционально состояния эндокринной системы детей и подростков на высшую нервную деятельность.

Рекомендуемая литература:

1. Хрипкова А.Г., Антропова М.В., Фарбер Д.А. Возрастная физиология и школьная гигиена. – М.:Просвещение, 1990.

2. Ермолаев Ю.А. Возрастная физиология. – М.: Высш. шк., 1985.

3. Гуминский А.А., Леонтьева Н.Н. Руководство к лабораторным занятиям по общей и возрастной физиологии. М., 1990 г.

4. Безруких М.М. Возрастная физиология: (Физиология развития ребенка): Учеб. пособие для студ. высш. пед. учеб. заведений/ М.М. Безруких, В.Д. Сонькин, Д.А. Фарбер. – М.: Издательский центр «Академия», 2003.

5. Леонтьева Н.Н., Маринова К.В. Анатомия и физиология детского организма. – М., 1976.

6. Обреимова Н.И., Петрухин А.С. Основы анатомии, физиологии и гигиены детей и подростков. – М., 2000.

7. Смирнов В.М. Особенности физиологии детей: Учебно – методическое пособие. – М., 1993.

8. Маркосян А.А. Основы морфологии и физиологии организма детей и подростков. – М., 1969.

9. Физиология развития ребенка /под ред. В.И. Козлова, Д.А. Фарбер. – М., 1983.

10. Брин В.Б. Физиология человека в схемах и таблицах. – Ростов н/Д, 1999.

11. Мазурин А.В., Воронцов И.М. Пропедевтика детских болезней. – СПб., 2000.

12. Смирнов В.М., Яковлев В.Н. Физиология центральной нервной системы. – М., 2000.

13. Физиология сенсорных систем /Под ред. чл.-корр. РАН, проф. Я.А. Альтмана. – СПб., 2003.

Взаимодействие желез внутренней секреции. Глава IX. Физиология эндокринной системы. Этапы переваривания пищи

Железы — специальные органы человека, вырабатывающие и выделяющие специфические вещества (секреты) и участвующие в различных физиологических функциях.

Железы внешней секреции (слюнные, потовые, печень, молочные и др.) снабжены выводными протоками, через которые выделяют секреты в полость тела, различных органов или во внешнюю среду.

Железы внутренней секреции (гипофиз, эпифиз, паращитовидные, щитовидная, надпочечники) лишены протоков и выделяют свои секреты (гормоны) непосредственно в омывающую их кровь, которая разносит их по всему организму.

Гормоны — биологически активные вещества, вырабатываемые железами внутренней секреции и оказывающие целенаправлённое влияние на другие органы. Они участвуют в регуляции всех жизненно важных процессов — роста, развития, размножения и обмена веществ.

По химической природе выделяют белковые гормоны (инсулин, пролактин), производные аминокислот (адреналин, тироксин) и стероидные гормоны (половые гормоны, кортикостероиды). Гормоны обладают специфичностью действия: каждый гормон влияет на определённый тип обменных процессов, на деятельность определённых органов или тканей.

Железы внутренней секреции находятся в тесной функциональной взаимозависимости, составляя целостную эндокринную систему , осуществляющую гормональную регуляцию всех основных процессов жизнедеятельности. Эндокринная система функционирует под контролем нервной системы, связующим звеном между ними служит гипоталамус.

Железы смешанной секреции (поджелудочная, половые) одновременно выполняют функции внешней и внутренней секреции.

Нарушения работы эндокринных желёз проявляются или в повышении секреции (гиперфункция), или в понижении (гипофункция), или в отсутствии секреции (дисфункция). Это может привести к разнообразным специфическим эндокринным заболеваниям. Причинами нарушения работы желёз являются их заболевания или нарушение регуляции со стороны нервной системы, особенно гипоталамуса.

Железы внутренней секреции

Эндокринная система — гуморальная система регуляции функций организма посредством гормонов.

Гипофиз — центральная железа внутренней секреции. Его удаление приводит к смерти. Передняя доля гипофиза (аденогипофиз) связана с гипоталамусом и вырабатывает тропные гормоны, стимулирующие деятельность других желёз внутренней секреции: щитовидной — тиреотропный, половых — гонадотропный, надпочечников — адренокортикотропный. Гормон роста оказывает воздействие на рост молодого организма: при избыточной продукции этого гормона человек растёт слишком быстро и может достичь роста 2 м и более (гигантизм); его недостаточное количество вызывает задержку роста (карликовость). Его избыток у взрослого человека приводит к разрастанию плоских костей лицевой части черепа, рук и ног (акромегалия). В задней доле гипофиза (нейрогипофиз) образуются два гормона: антидиуретический (или вазопрессин), регулирующий водно-солевой обмен (усиливает реабсорбцию воды в канальцах нефрона, уменьшает выделение воды с мочой), и окситоцин, вызывающий сокращение беременной матки при родах и стимулирующий секрецию молока в период лактации.

Эпифиз (шишковидная железа) — небольшая железа, являющаяся частью промежуточного мозга. В темноте вырабатывает гормон мелатонин, влияющий на функцию половых желёз и половое созревание.

Щитовидная железа — крупная железа, расположенная спереди гортани. Железа способна извлекать из омывающей её крови йод, входящий в состав её гормонов — тироксина, трийодтиронина и др. Гормоны щитовидной железы влияют на обмен веществ, процессы роста и дифференцировки тканей, функционирование нервной системы, регенерацию. Недостаточность тироксина вызывает тяжёлое заболевание — микседему, для которой характерны отёки, выпадение волос, вялость. При недостаточности гормона в детском возрасте развивается кретинизм (задержка физического, умственного и полового развития). При избытке гормонов щитовидной железы развивается базедова болезнь (резко возрастает возбудимость нервной системы, усиливаются процессы обмена веществ, несмотря на большое количество потребляемой пищи, человек худеет). При отсутствии в воде и пище йода развивается эндемический зоб — гипертрофия (разрастание) щитовидной железы. Для предотвращения этого йодируют кухонную соль.

Паращитовидные железы — четыре небольшие железы, расположенные на щитовидной железе или погружённые в неё. Вырабатываемый ими паратиреоидный гормон регулирует обмен кальция в организме и поддерживает его уровень в плазме крови (повышает его всасывание в почках и кишечнике, высвобождает его из костей). Одновременно он воздействует и на обмен фосфора в организме (усиливает его выведение с мочой). Недостаточность этого гормона приводит к усилению нервно-мышечной возбудимости, появлению судорог. Его избыток приводит к разрушению костной ткани, усиливается также склонность к камнеобразованию в почках, нарушается электрическая активность сердца, возникают язвы в желудочно-кишечном тракте.

Надпочечники — парные железы, расположенные на верхушке каждой почки. Состоят из двух слоёв — наружного (коркового) и внутреннего (мозгового), представляющих собой самостоятельные (отличающиеся по происхождению, строению и функциям) эндокринные железы. В корковом слое образуются гормоны, участвующие в регуляции водно-солевого, углеводного и белкового обмена (кортикостероиды). В мозговом слое — адреналин и норадреналин, обеспечивающие мобилизацию организма в стрессовых ситуациях. Адреналин повышает систолическое давление, ускоряет частоту сердечных сокращений, увеличивает кровоток в сердце, печени, скелетных мышцах и мозге, способствует превращению гликогена печени в глюкозу и увеличивает уровень сахара в крови.

К железам внутренней секреции относится и тимус, в котором синтезируются гормоны тимозин и тимопоэтин.

Железы смешанной секреции

Поджелудочная железа секретирует содержащий ферменты поджелудочный сок, участвующий в пищеварении, и два гормона, регулирующие углеводный и жировой обмен, — инсулин и глюкагон. Инсулин снижает содержание глюкозы в крови, задерживая распад гликогена в печени и увеличивая использование его мышечными и другими клетками. Глюкагон вызывает распад гликогена в тканях. Недостаточность секреции инсулина приводит к повышению уровня глюкозы в крови, нарушению липидного и белкового обмена, развитию сахарного диабета. Для лечения диабета используют инсулин, получаемый из поджелудочных желёз скота.

Половые железы (яички и яичники) образуют половые клетки и половые гормоны (женские — эстрогены и мужские — андрогены). Оба типа гормонов имеются в крови любого человека, поэтому половые признаки определяются их количественным соотношением. У зародышей половые гормоны контролируют развитие половых органов, а во время полового созревания обеспечивают развитие вторичных половых признаков: низкий голос, прочный скелет, развитая мускулатура тела, рост волос на лице — у мужчин; отложение жира в определённых частях тела, развитие молочных желёз, высокий голос — у женщин. Половые гормоны делают возможным оплодотворение, развитие зародыша, нормальное протекание беременности и родов. Женские половые гормоны поддерживают менструальный цикл.

Регуляция деятельности эндокринной системы

Особое место в эндокринной системе занимает гипоталамо-гипофизарная система — нейроэндокринный комплекс, регулирующий гомеостаз организма. Гипоталамус воздействует на гипофиз при помощи нейросекретов, которые высвобождаются из отростков нейронов гипоталамуса и по кровеносным сосудам поступают в переднюю долю гипофиза. Эти гормоны стимулируют или тормозят выработку тропных гормонов гипофиза, которые, в свою очередь, регулируют функцию периферических желёз внутренней секреции (щитовидной железы, надпочечников и половых желёз).

Таблица «Эндокринная система. Железы»

Структура и функции эндокринных желез. Часть 3.

Взаимодействие желез внутренней секреции.

Все железы внутренней секреции в целостном организме находятся в постоянном взаимодействии. Гормоны гипофиза регулируют работу щитовидной железы, поджелудочной, надпочечников, половых желез. Гормоны половых желез воздействуют на работу зобной железы, а гормоны зобной – на половые железы и т.д.

Взаимодействие проявляется и в том, что реакция того или иного органа нередко осуществляется только при последовательно воздействии ряда гормонов. Таковы. например, циклические изменения слизистой оболочки матки: каждый из гормонов может вызвать направленные изменения слизистой только в том случае, если предварительно она подвергалась воздействию какого-то другого определенного гормона. Железы внутренней секреции регулируют работу друг друга по принципу обратной связи. При этом если гормон какой-то железы усиливает работу другой железы, то последняя оказывает на первую тормозное действие, а это приводит к уменьшению возбуждающего влияния первой железы на вторую.

Действие различных гормонов желез может быть как синергичным, т.е. однонаправленным, так и антагонистичным, т.е. противоположно направленным. Противоположно действуют на углеводный обмен гормон надпочечников адреналин и гормон поджелудочной железы инсулин. Гормон щитовидной железы и адреналин действуют, наоборот, как синергисты. Взаимодействие может осуществляться и посредством нервной системы. Гормоны одних желез воздействуют на нервные центры, а импульсы, идущие от нервных центров, меняют характер деятельности других желез.

Нервная и гуморальная регуляция функций.

Существование организма в окружающей его внешней среде, так же как и его ответные реакции на самые разнообразные раздражения, обеспечиваются очень тонкой координацией деятельности нервной системы и желез внутренней секреции. Каждый орган, каждая система организма находится под воздействием нервных и гуморальных факторов.

К гуморальным факторам регуляции относят самые разнообразные вещества, находящиеся в крови и способные влиять на функцию различных органов. Так, в результате обменных процессов в тканях постоянно образуются биологические активные вещества (углекислота, гистамин, серотонин и др.), которые с кровью разносятся по организму и оказывают воздействия на все чувствительные к ним органы. К гуморальным факторам регуляции относятся и гормоны. Железы внутренней секреции, пересаженные в другой участок организма и лишенные всех нервных связей, продолжают функционировать. Однако это не означает, что и в естественных условиях они работают независимо от нервной системы. Нервная система может усилить или затормозить работу любой железы. Когда железа перестает получать импульсы от нервной системы, она теряет способность менять свою деятельность в соответствии с изменениями, происходящими во внешней и внутренней среде организма. До настоящего времени не во всех деталях выявлен механизм взаимодействия нервной системы и эндокринных желез. Но один из путей их взаимовлияния известен довольно хорошо. Имеется множество морфологических и физиологических доказательств наличия тесной связи между подбугровой областью – гипоталамусом и гипофизом. Гипоталамус связан афферентными путями с корой головного мозга, зрительными буграми, со средним мозгом, с подкорковыми ядрами, ядрами ретикулярной формации. Не менее многочисленны эфферентные пути гипоталамуса, по которым импульсы от него идут ко всем отделам центральной нервной системы.

В гипоталамусе есть клетки, которые чувствительны к изменениям состава крови – хеморецепторы – и к изменению осмотического давления – осморецепторы. Таким образом, гипоталамус, благодаря многочисленным нервным связям и наличию рецепторных клеток, является очень чувствительным образованием, чутко реагирующим на изменения внутренней и внешней среды организма. Гипоталамус примечателен еще и тем, что многие его клетки обладают способностью к нейросекреции, т.е. в них образуются биологически активные вещества – нейрогормоны.

Нейросекреторные клетки гипоталамуса имеют тело и отростки, число которых может быть различным. Секрет, который содержит гормоны полипептидной природы, собирается в канальцах эндоплазматической сети, оттуда он поступает в аппарат Гольджи и оформляется в виде секреторных гранул. Сформировавшиеся гранулы поступают в аксоны клеток, по которым перемещаются со скоростью 3 мм в сутки до их окончаний, где и накапливаются. За время перемещения по аксону происходит их окончательное созревание. Непосредственно перед выделением гормона гранулы теряют свою плотность и превращаются в пузырьки, очень напоминающие везикулы пресинаптических нервных окончаний. Отростки нейросекреторных клеток формируют гипоталамо-гипофизарный тракт – ножку гипофиза, по которой нейрогормоны поступают в гипофиз, изменяя активность его клеток. Нейрогормоны, воздействующие на переднюю долю гипофиза, называют релизинг-факторами.

Таким образом, гипоталамус улавливает самые разнообразные раздражения из внешней и внутренней среды организма и секреторная активность его нейронов изменяется. Под влиянием нейросекретов гипоталамуса меняется секреция гормонов гипофизом, что вызывает через другие эндокринные железы изменения всех функций организма.

Гормоны участвуют не только в конечном звене рефлекторной реакции, они могут служить причиной возникновения разнообразных рефлексов. Если изолировать от общего кровотока участок кровеносного сосуда, сохранив его нервные связи, и ввести в этот участок инсулин, то последний, раздражая рецепторы, рефлекторно вызывает снижение кровяного давления. Таким образом, гормоны могут изменить характер рефлекторной реакции путем воздействия на любое из звеньев рефлекторной дуги.

Некоторые медиаторы нервной системы по своей структуре сходны с теми или иными гормонами. Так, медиатором действия симпатической нервной системы является норадреналин – вещество той же природы, что и гормон адреналин, выделяемый надпочечниками. Действует ли на клетку адреналин, образовавшийся в надпочечниках, или норадреналин, выделившийся в окончаниях симпатического нерва, результат воздействия один и тот же: в мышечных волокнах сердца, сосудов возникает деполяризация постсинаптической мембраны, вследствие изменения ее проницаемости. Следовательно, в ряде случаев нервная система и гуморальные факторы оказывают свое регулирующее воздействие посредством одного и того же механизма. Сейчас доказано, что медиаторы возбуждения появляются еще в донервной стадии развития организма и влияют на формообразовательные процессы, выполняя функцию локальных гормонов.

Наряду со сходством имеется ряд отличий в нервной и гуморальной регуляции функций. Нервная система осуществляет быстрые непродолжительные реакции, гормоны действуют более медленно. Нервные импульсы всегда имеют точную “станцию назначения”, гормоны влияют на многие чувствительные к нему органы. При этом реакция органа зависит не только от свойство гормона, но и от свойств воспринимающего органа. Так, например, структура гормона щитовидной железы оказывается одинаковой у животных, стоящих на разных ступенях эволюционного развития, но вызываемые им эффекты различны. В процессе эволюции произошло усложнение воспринимающих образований и реакция на тот же самый гормон оказалась иной.