Нарушение эндокринных механизмов регуляции

Эндокринная регуляция связана с непосредственным влиянием одних гормонов на биосинтез и секрецию других. Гормональную регуляцию эндокринных функций осуществляет несколько групп гормонов.

Особую роль в гормональной регуляции многих эндокринных функций играет передняя доля гипофиза. В различных ее клетках образуется ряд тропных гормонов (АКТГ, ТТГ, ЛГ, СТГ), основное значение которых сводится к направленной стимуляции функций и трофики некоторых периферических эндокринных желез (кора надпочечников, щитовидная железа, гонады). Все тропные гормоны имеют белково-пептидную природу (олигопептиды, простые белки, гликопротеиды).

После экспериментального хирургического удаления гипофиза зависимые от него периферические железы подвергаются гипотрофии, в них резко снижается гормональный биосинтез. Следствием этого является подавление процессов, регулируемых соответствующими периферическими железами. Аналогичная картина наблюдается у человека при полной недостаточности функции гипофиза (болезнь Симмондса). Введение тропных гормонов животным после гипофизэктомии постепенно восстанавливает структуру и функцию зависимых от гипофиза эндокринных желез.

К негипофизарным гормонам, непосредственно регулирующим периферические эндокринные железы, относятся, в частности, глюкагон (гормон а-клеток поджелудочной железы, который наряду с влиянием на углеводный и липидный обмен в периферических тканях может оказывать прямое стимулирующее действие на Р-клетки той же железы, вырабатывающие инсулин) и инсулин (непосредственно контролирует секрецию катехоламинов надпочечниками и СТГ гипофизом).

Нарушения в системе обратной связи

В механизмах регуляции «гормон-гормон» существует сложная система регуляторных взаимосвязей - как прямых (нисходящих), так и обратных (восходящих).

Разберем механизм обратной связи на примере системы «гипоталамус-гипофиз-периферические железы».

Прямые связи начинаются в гипофизотропных областях гипоталамуса, которые получают по афферентным путям мозга внешние сигналы к запуску системы.

Гипоталамический стимул в форме определенного рилизинг-фактора передается в переднюю долю гипофиза, где усиливает или ослабляет секрецию соответствующего тропного гормона. Последний в повышенных или сниженных концентрациях через системную циркуляцию поступает к регулируемой им периферической эндокринной железе и изменяет ее секреторную функцию.

Обратные связи могут исходить как от периферической железы (наружная обратная связь), так и от гипофиза (внутренняя обратная связь). Восходящие наружные связи заканчиваются в гипо- таламусе и гипофизе.

Так, половые гормоны, кортикоиды, тиреоидные гормоны могут оказывать через кровь обратное влияние и на регулирующие их области гипоталамуса, и на соответствующие тропные функции гипофиза.

Важное значение в процессах саморегуляции имеют также внутренние обратные связи, идущие от гипофиза к соответствующим гипоталамическим центрам.

Таким образом, гипоталамус:

С одной стороны, принимает сигналы извне и посылает приказы по линии прямой связи к регулируемым эндокринным железам;

С другой стороны, реагирует на сигналы, идущие изнутри системы от регулируемых желез по принципу обратной связи.

По направленности физиологического действия обратные связи могут быть отрицательными и положительными. Первые как бы самоограничивают, самокомпенсируют работу системы, вторые самозапускают ее.

При удалении периферической железы, регулируемой гипофизом, или при ослаблении ее функции секреция соответствующего тропного гормона возрастает. И наоборот: усиление ее функции приводит к торможению секреции тропного гормона.

Процесс саморегуляции функции желез по механизму обратной связи всегда нарушается при любой форме патологии эндокринной системы. Классическим примером может служить атрофия коры надпочечников при длительном лечении кортикостероидами (в первую очередь, глюкокортикоидными гормонами). Объясняется это тем, что глюкокортикоиды (кортикостерон, кортизол и их аналоги):

Являются мощными регуляторами углеводного и белкового обмена, вызывают повышение концентрации глюкозы в крови, тормозят синтез белка в мышцах, соединительной ткани и лимфоидной ткани (катаболический эффект);

Стимулируют образование белка в печени (анаболический эффект);

Повышают резистентность организма к различным раздражителям (адаптивный эффект);

Обладают противовоспалительным и десенсибилизирующим действием (в больших дозах);

Являются одним из факторов, поддерживающих артериальное давление, количество циркулирующей крови и нормальную проницаемость капилляров.

Указанные эффекты глюкокортикоидов обусловили их широкое клиническое применение при заболеваниях, в основе патогенеза которых лежат аллергические процессы либо воспаление. В этих случаях вводимый извне гормон по механизму обратной связи тормозит функцию соответствующей железы, но при длительном введении приводит к ее атрофии. Поэтому больные, прекратившие лечение препаратами глюкокортикоидных гормонов, попадая в ситуацию, когда под влиянием повреждающих факторов (операция, бытовая травма, интоксикация) у них развивается стрессовое состояние, не отвечают адекватным усилением секреции собственных кортикостероидов. В результате у них может развиться острая надпочечниковая недостаточность, которая сопровождается сосудистым коллапсом, судорогами, развитием комы. Смерть у таких больных может наступить через 48 часов (при явлениях глубокой комы и сосудистого коллапса). Аналогичная картина может наблюдаться при кровоизлиянии в надпочечники.

Значение механизма обратной связи для организма можно рассмотреть также на примере викарной гипертрофии одного из надпочечников после хирургического удаления второго (односторонняя адреналэктомия). Такая операция вызывает быстрое падение уровня кортикостероидов в крови, что усиливает через гипоталамус адренокортикотропную функцию гипофиза и приводит к повышению концентрации АКТГ в крови, следствием которого является компенсаторная гипертрофия оставшегося надпочечника.

Длительный прием тиреостатиков (или антитиреоидных веществ), подавляющих биосинтез гормонов щитовидной железы (метилурацил, мерказолил, сульфаниламиды), вызывает усиление секреции тиреотропного гормона, а это, в свою очередь, обусловливает разрастание железы и развитие зоба.

Важную роль механизм обратной связи играет также в патогенезе адреногенитального синдрома.

Неэндокринная (гуморальная) регуляция

Неэндокринная (гуморальная) регуляция - регулирующее действие на эндокринные железы некоторых негормональных метаболитов.

Этот способ регуляции в большинстве случаев является, по существу, самонастройкой эндокринной функции. Так, глюкоза, гуморально действуя на эндокринные клетки, изменяет интенсивность продукции инсулина и глюкагона поджелудочной железой, адреналина мозговым слоем надпочечников, СТГ аденогипофизом. Уровень секреции паратгормона околощитовидными железами и кальцитонина щитовидной железой, контролирующих кальциевый обмен, в свою очередь, регулируется концентрацией ионов кальция в крови. Интенсивность биосинтеза альдостерона корой надпочечников обусловлена уровнем ионов натрия и калия в крови.

Неэндокринная регуляция эндокринных процессов представляет собой один из важнейших способов поддержания метаболического гомеостаза.

Для ряда желез (а- и (3-клетки островкового аппарата поджелудочной железы, околощитовидные железы) гуморальная регуляция негормональными агентами по принципу самонастройки имеет первостепенное физиологическое значение.

Особый интерес приобретает образование негормональных факторов стимуляции деятельности эндокринных желез в условиях патологии. Так, при некоторых формах тиреотоксикоза и воспаления щитовидной железы (тиреоидит) в крови больных появляется длительно действующий тиреоидный стимулятор (longactingthyroidstimulator - LATS.

LATS представлен гормонально активными аутоантителами (IgG), вырабатываемыми к патологическим компонентам (аутоантигенам) клеток щитовидной железы. Аутоантитела, избирательно связываясь с клетками щитовидной железы, специфически стимулируют в ней процессы секреции тиреоидных гормонов, приводя к развитию патологической гиперфункции. Они действуют аналогично ТТГ, усиливая процессы синтеза и секреции щитовидной железой тироксина и трийодтиронина.

Не исключено, что аналогичные метаболиты могут образовываться и к специфическим белкам других эндокринных желез, вызывая нарушение их функции.

Периферические (внежелезистые) механизмы регуляции

Функция той или иной эндокринной железы зависит также от величины концентрации гормонов в крови, уровня их резервирования комплексообразующими (связывающими) системами крови, скорости их захвата периферическими тканями. В развитии многих эндокринных заболеваний весьма значительную роль могут играть:

1) нарушение инактивации гормонов в тканях и

2) нарушение связывания гормонов белками;

3) образование антител к гормону;

4) нарушение соединения гормона с соответствующими ре- цепторами в клетках-мишенях;

5) наличие антигормонов и их действие на рецепторы по меха- низму конкурентного связывания.

Антигормоны - вещества (в том числе гормоны), имеющие сродство к рецепторам данного гормона и взаимодействующие с ними. Занимая рецепторы, они блокируют эффект данного гормона.

Патологические процессы в железе – эндокринопатии

Одной из причин нарушения нормальных взаимодействий в эндокринной системе являются патологические процессы в самих эндокринных железах, вследствие прямого поражения одной или нескольких из них. В патологических условиях возможно несколько вариантов нарушения деятельности эндокринных желез:

1) не соответствующая потребностям организма чрезмерно высокая инкреция (гиперфункция);

2) не соответствующая потребностям организма чрезмерно низкая инкреция (гипофункция);

3) качественное нарушение гормонообразования в железе, качественное нарушение инкреции (дисфункция).

Ниже приведена классификация эндокринопатии.

1. По характеру изменения функции: гиперфункция, гипофункция, дисфункция, эндокринные кризы.

Дисфункция - нарушение соотношений между гормонами, выделяемыми одной и той же железой. Примером может служить нарушение соотношений между эстрогенами и прогестероном, считающееся важным фактором патогенеза фибромиомы матки.

Эндокринные кризы - острые проявления эндокринной патологии - могут быть гипер- и гипофункциональными (тиреотоксичекий криз, гипотиреоидная кома и др.).

2.По происхождению: первичные (развивающиеся в результате первичного повреждения ткани железы) и вторичные (развивающиеся в результате первичного повреждения гипоталамуса).

3.По распространенности нарушений: моногландулярные и полигландулярные.

Различают несколько типов взаимодействия между эндокринными железами.

1. Взаимодействие по принципу положительной и отрицательной прямой и обратной связи . Например, тиреотропный гормон передней доли гипофиза стимулирует продукцию гормонов щитовидной железы. При удалении передней доли гипофиза происходит атрофия щитовидной железы и развивается дефицит тиреотропных гормонов. Эта прямая положительная связь. Другой пример, гиперфункция щитовидной железы тормозит образование тиреотропного гормона, т. е. реализуется отрицательная обратная связь между щитовидной железой и передней долей гипофиза.

2. Синергизм гормональных влияний или однонаправленное действие разных гормонов . Например, адреналин и глюкагон – активируют расщепление гликогена в печени до глюкозы и вызывают повышение содержания сахара в крови (молекулярные основы этого синергизма различны).

3. Антагонизм гормональных влияний . Например, инсулин и адреналин вызывают разные эффекты, инсулин-гипогликемию, адреналин – гипергликемию. Однако этот пример относительного, а не абсолютного антагонизма в организме. На самом деле происходит улучшение углеводного питания тканей: адреналин способствует превращению резервного гликогена печени в глюкозу, которая поступает в кровь, а инсулин обеспечивает проникновение глюкозы к клеткам с дальнейшим процессом ее утилизации.

4. Пермиссионное (разрешающее) действие гормонов выражается в том, что гормон, не вызывая физиологического эффекта сам, создает условия для реакции клеток и органов на действие других гормонов. Например, влияние глюкокортикоидов на эффекты адреналина. Сами глюкокортикоиды не влияют ни на тонус гладких мышц сосудов, ни на распад гликогена печени, но они создают условия, при которых даже низкие (подпороговые) концентрации адреналина повышают артериальное давление и вызывают гипергликемию как результат глюкогенолиза в печени.

Регуляция функций эндокринной системы

Интенсивность выделения каждого гормона железой в данный момент регулируется в соответствии с потребностью организма в данном гормоне.

Существует несколько способов регуляции функций эндокринных
желез.

Во-первых, через прямое влияние на клетки желез концентрации того вещества, уровень которого регулирует данный гормон. Например, выработка паратгормона, повышающего уровень кальция в крови, снижается при воздействии на клетки паращитовидных желез повышенных концентраций кальция. Усиление секреции инсулина возникает при повышении концентрации глюкозы в крови, протекающей через поджелудочную железу.

Во-вторых, опосредованно через нейрогормональные или гормональные механизмы, т. е. с участием других желез внутренней секреции.

В-третьих, при помощи прямых нервных влияний на секреторные клетки железы (наблюдаются только в мозговом веществе надпочечников и эпифизе). В остальных железах внутренней секреции нервные волокна регулируют в основном тонус кровеносных сосудов и, следовательно, кровоснабжение железы, от уровня которого зависит, в известной мере, функция железы.

Функционирование эндокринной системы осуществляется в тесном взаимодействии и взаимовлиянии с нервной системой. Так, например, гипоталамус получает информацию из внешней и внутренней среды. Эта информация по сенсорным системам поступает в различные отделы головного мозга. Из них она в переработанном виде передается в гипоталамус, где она интегрируется с информацией, полученной им непосредственно от внутренней среды. В результате этого в гипоталамусе выделяются регуляторные гормоны, которые включаются в общую систему эндокринной регуляции. Наряду с этим формируются нервные влияния на железы, которые осуществляются через вегетативную нервную систему.

Нервная регуляция эндокринной системы через гипоталамус осуществляется, в основном, с участием структур лимбической системы: гиппокампа, миндалины, переднего таламуса, полосатого тела, соответствующих областей коры больших полушарий головного мозга. При этом регуляция со стороны лимбической системы может, осуществляется двумя путями: трансгипофизарным и парагипофизарным.

Вопросы для самоконтроля

1. Какие инкреторные образования образуют эндокринную систему?

2. Какова биологическая роль эндокринной системы в организме? Перечислите основные функции эндокринной системы.

3. Перечислите основные железы внутренней секреции и их гормоны.

4. Какова роль гормонов в организме?

5. Назовите основные виды гормонов (в зависимости от химической природы). Какими общими биологическими свойствами они обладают?

6. Какова взаимосвязь желез внутренней секреции?

7. Какова реакция эндокринной системы на легкую мышечную работу, мышечную работу средней тяжести и истощающую мышечную работу?

Глава 12. ПИЩЕВАРЕНИЕ

12.1. Общая характеристика пищеварительных процессов

Для нормальной жизнедеятельности организму необходим пластический и энергетический материал. Эти вещества поступают в организм с пищей. Но только минеральные соли, вода и витамины усваиваются человеком в том виде, в котором они находятся в пище. Белки, жиры и углеводы попадают в организм в виде сложных комплексов, и для того чтобы всосаться и подвергнуться усвоению, требуется сложная физическая и химическая переработка пищи.

Пищеварение – совокупность физических, химических и физиологических процессов, обеспечивающих обработку и превращение пищевых продуктов в простые химические соединения, способные усваиваться клетками организма. Эти процессы идут в определенной последовательности во всех отделах пищеварительного тракта (полости рта, глотке, пищеводе, желудке, тонкой и толстой кишке с участием печени и желчного пузыря, поджелудочной железы), что обеспечивается регуляторными механизмами различного уровня (табл. 12.1).

Таблица 12.1.

Пищеварение в различных отделах пищеварительной системы

Ротовая полость	Пища смачивается слюной, слизью, происходит расщепление некоторых углеводов под действием слюны. Длительность нахождения пищи в ротовой полости – от нескольких секунд до нескольких десятков секунд.
Глотка	Происходит акт глотания – проникновения пищи в пищевод. Длительность акта глотания – около 1 секунды.
Пищевод	Сокращение стенок пищевода продвигает пищу в желудок независимо от положения тела. Длительность прохождения пищи по пищеводу – 8–9 секунд для твердой пищи и 1–2 секунды для жидкой.
Желудок	Расщепление некоторых белков, всасывание в кровь воды, минеральных веществ. Длительность нахождения пищи в желудке – от 4 до 10 часов в зависимости от характера пищи. Дольше всего задерживается в желудке жирная пища, меньше всего – жидкости.
Тонкий кишечник	Расщепление белков, углеводов, жиров, всасывание водорастворимых витаминов, минеральных веществ, продуктов расщепление белков и углеводов в кровь, жирорастворимых витаминов и продуктов расщепления жиров – в лимфу. Время пищеварения в тонком кишечнике – от нескольких часов до нескольких десятков часов.

Продолжение таблицы

Последовательная цепь процессов, приводящая к расщеплению пищевых веществ до мономеров, способных всасываться, носит название пищеварительного конвейера

Пищеварительная система состоит из пищеварительного канала и пищеварительных желез.

Пищеварительный канал представляет собой полую трубку, начинающуюся с ротовой полости и заканчивающуюся анальным отверстием, имеющую расширения в отдельных местах (например, желудок). Длина пищеварительного канала 8–12 метров (основная длина приходится на кишечник).
В стенках органов пищеварительного канала содержатся мышечные клетки. Их сокращение способствует перемешиванию пищи с пищеварительными соками, ее всасыванию и продвижению по пищеварительному каналу.

Основные отделы пищеварительного канала: ротовая полость, глотка, пищевод, желудок, кишечник (подразделяется на тонкий кишечник и толстый кишечник), заканчивающийся анальным отверстием.

Пищеварительные железы выделяют слизь, которая помогает продвижению пищи по пищеварительному каналу, и пищеварительные соки, с помощью которых происходит расщепление пищи до низкомолекулярных веществ, способных всосаться в кровеносные или лимфатические сосуды. Основные пищеварительные железы: слюнные железы (выделяют слизь и слюну), клетки желудка (выделяют желудочный сок, слизь и соляную кислоту), печень (выделяет желчь), пищеварительная часть поджелудочной железы (выделяет сок поджелудочной железы), клетки кишечника (выделяют слизь и кишечный сок).

Желудочно-кишечный тракт выполняет следующие функции:

1. Секреторная функция заключается в выработке железистыми клетками пищеварительных соков: слюны, желудочного сока, сока поджелудочной железы, кишечного сока, желчи. Эти соки содержат ферменты, которые расщепляют белки, жиры и углеводы на простые химические соединения. Минеральные соли, витамины, вода поступают в кровь в неизменном виде.

2. Двигательная или моторная функция, осуществляется за счет мускулатуры пищеварительного аппарата и включает в себя процессы жевания в полости рта, глотания, перемещения химуса по пищеварительному тракту и удаление из организма непереваренных остатков.

3. Всасывательная функция. Всасывание – это проникновение различных веществ через стенку желудочно-кишечного тракта в кровь и лимфу. Всасыванию подвергаются в основном продукты гидролитического расщепления пищи – моносахара, жирные кислоты и глицерин, аминокислоты и др. В зависимости от локализации процесса пищеварения его делят на внутриклеточное и внеклеточное.

4. Экскреторная функция пищеварительного тракта выражается в том, что пищеварительные железы выделяют в полость желудочно-кишечного тракта продукты обмена, например, аммиак, мочевину и др., соли тяжелых металлов, лекарственные вещества, которые затем удаляются из организма.

5. Инкреторная функция связана с образованием в пищеварительном тракте некоторых гормонов, которые оказывают воздействие на процесс пищеварения. К таким гормонам относятся: гастрин, секретин, холецистокинин-панкреозимин, мотилин и многие другие гормоны, которые влияют на моторную и секреторную функции желудочно-кишечного тракта.

6. Защитная функция.

7. Гомеостатическая функция, (например, поддержание рН и др.) и участие в кроветворении (выработка внутреннего фактора Кастла в желудке).

В зависимости от происхождения гидролитических ферментов пищеварение делят на 3 типа: собственное, симбионтное и аутолитическое.

Собственное пищеварение осуществляется ферментами, синтезированными железами человека или животного.

Симбионтное пищеварение происходит под влиянием ферментов, синтезированных симбионтами макроорганизма (микроорганизмами) пищеварительного тракта. Так происходит переваривание клетчатки пищи в толстой кишке.

Аутолитическое пищеварение осуществляется под влиянием ферментов, содержащихся в составе принимаемой пищи. Материнское молоко содержит ферменты, необходимые для его створаживания.

В зависимости от локализации процесса гидролиза питательных веществ различают внутриклеточное и внеклеточное пищеварение. У высших животных и человека пищеварение осуществляется внеклеточно.

Внеклеточное пищеварение делят на дистантное (полостное) и контактное (пристеночное, или мембранное).

Дистантное (полостное) пищеварение осуществляется с помощью ферментов пищеварительных секретов в полостях желудочно-кишечного тракта на расстоянии от места образования этих ферментов.

Контактное (пристеночное, или мембранное) пищеварение (А. М. Уголев) происходит в тонкой кишке в зоне гликокаликса, на поверхности микроворсинок с участием ферментов, фиксированных на клеточной мембране, и заканчивается всасыванием – транспортом питательных веществ через энтероцит в кровь или лимфу. Наличие в слизистой оболочке тонкой кишки складок, ворсинок, микроворсинок увеличивает внутреннюю поверхность кишки в
300–500 раз, что обеспечивает гидролиз и всасывание на огромной поверхности тонкой кишки.

Этапы переваривания пищи

Пищеварение в полости рта. Пищеварение начинается в ротовой полости, где происходит механическая и химическая обработка пищи. Механическая обработка заключается в измельчении пищи, смачивании ее слюной и формировании пищевого комка. Химическая обработка происходит за счет ферментов, содержащихся в слюне.

Моторная функция (механическая обработка) в полости рта начинается с акта жевания.

Жевание –физиологический акт, который обеспечивает измельчение пищевых веществ, смачивание их слюной и формирование пищевого комка. Жевание обеспечивает качество механической обработки пищи в полости рта. Оно оказывает влияние на процесс пищеварения в других отделах пищеварительного тракта, изменяя их секреторную и моторную функции. В акте жевания и формировании пищевого комка обязательное участие принимает слюна. Слюна – это смесь секретов трех пар крупных слюнных желез околоушных, подчелюстных, подъязычных и множества мелких железок, расположенных в слизистой оболочке полости рта. К секрету, выделяемому из выводных протоков слюнных желез, примешиваются эпителиальные клетки, частицы пищи, слизь, слюнные тельца (нейтрофильные лейкоциты, иногда лимфоциты), микроорганизмы. Такая слюна, смешанная с различными включениями, называется ротовой жидкостью. Ее рН равна 6,8–7,4. У взрослого человека за сутки образуется 0,5–2 л слюны. Состав ротовой жидкости изменяется в зависимости от характера пищи, состояния организма, а также под влиянием факторов внешней среды.

Секрет слюнных желез содержит около 99% воды и 1% сухого остатка. Органические вещества представлены в основном белками. В слюне имеются самые различные по происхождению белки, в том числе и белковое слизистое вещество муцин.В слюне содержатся азотсодержащие компоненты: мочевина, аммиак, креатинин и др.

Функции слюны:

1. Пищеварительная функция.

2. Экскреторная функция. В составе слюны могут выделяться некоторые продукты обмена, такие как мочевина, мочевая кислота, лекарственные вещества (хинин, стрихнин). Выделяются также некоторые токсичные вещества, поступившие в организм (соли ртути, свинца, алкоголь).

3. Защитная функция. Слюна обладает бактерицидным действием благодаря содержанию лизоцима. Муцин способен нейтрализовать кислоты и щелочи. В слюне находится большое количество иммуноглобулинов, что защищает организм от патогенной микрофлоры. Слюна защищает слизистую оболочку полости рта от пересыхания.

4. Трофическая функция. Слюна является источником кальция, фосфора, цинка для формирования эмали зуба.

Отделение слюны происходит в точном соответствии с качеством и количеством принимаемых пищевых веществ. Например, при приеме воды слюна почти не отделяется. При поступлении в полость рта вредных веществ выделяется большое количество жидкой слюны, отмывающей полость рта от этих вредных веществ и т. д. Такой приспособительный характер слюноотделения обеспечивается центральными механизмами регуляции деятельности слюнных желез, а запускаются эти механизмы информацией, поступающей от рецепторов полости рта.

Глотание. После того, как сформировался пищевой комок, происходит глотание. Это рефлекторный процесс, в котором выделяют три фазы:

Ротовую (произвольную и непроизвольную);

Глоточную (быструю непроизвольную);

Пищеводную (медленную непроизвольную).

Глотательный цикл длится около 1 с. Во время акта глотания происходят сокращения пищевода, которые имеют характер волны, возникающей в верхней части и распространяющейся в сторону желудка. Моторика пищевода регулируется в основном эфферентными волокнами блуждающего и симпатического нервов и интрамуральными нервными образованиями пищевода.

Центр глотания расположен рядом с центром дыхания продолговатого мозга и находится с ним в реципрокных отношениях (при глотании дыхание задерживается).

Пищеварение в желудке. Пища из ротовой полости поступает в желудок, где она подвергается дальнейшей химической и механической обработке. Кроме того, желудок является пищевым депо. Механическая обработка пищи обеспечивается моторной деятельностью желудка, химическая осуществляется за счет ферментов желудочного сока. Размельченные и химически обработанные пищевые массы в смеси с желудочным соком образуют жидкий или полужидкий химус.

В желудке различают два основных вида движении:

Перистальтические (осуществляются за счет сокращения циркулярных мышц желудка);

Тонические (возникают за счет изменения тонуса мышц, что приводит к уменьшению объема желудка и повышению давления в нем. Тонические сокращения способствуют перемешиванию содержимого желудка и пропитыванию его желудочным соком, что значительно облегчает ферментативное переваривание пищевой кашицы).

Секреторная деятельность желудка. Состав и свойства желудочного сока. Желудочный сок продуцируется железами желудка, расположенными в его слизистой оболочке. В области свода желудка железы содержат гландулоциты (главные клетки), которые продуцируют пепсиногены; париетальные гландулоциты (обкладочные клетки) синтезируют и выделяют соляную кислоту; мукоциты (добавочные клетки) выделяют мукоидный секрет. При обычных условиях за сутки у человека выделяется 2–2,5 л желудочного сока. Желудочный сок имеет кислую реакцию, его рН равен 1,5–1,8.

Из неорганических компонентов желудочного сока наибольшее значение имеет соляная кислота. Она находится в свободном и в связанном состоянии, ее содержание в желудочном соке составляет 0,3–0,5%.

Функции соляной кислоты:

Участвует в антибактериальном действии желудочного сока;

Вызывает денатурацию и набухание белков, что способствует их последующему расщеплению пепсинами;

Активирует пепсиногены;

Создает кислую среду, которая необходима для действия пепсинов;

Участвует в регуляции деятельности пищеварительного тракта.

Факторы, которые стимулируют секрецию соляной кислоты в желудке: гастрин, гистамин, продукты гидролиза белков.

Главный ферментативный процесс в желудке заключается в начальном расщеплении белков, с помощью протеолитических ферментов. Основными ферментами, которые гидролизуют белки, являются пепсины. Пепсины выделяются в неактивной форме в виде пепсиногенов. Пепсиногены активируются соляной кислотой и, таким образом образуются несколько пепсинов, которые гидролизуют белки с максимальной скоростью при рН 1,5–2,0.

Другой протеолитический фермент, близкий к пепсинам, гастриксин гидролизует белки при рН 3,2–3,5. Возможность пепсинов активно функционировать при различных значениях рН обеспечивает гидролиз белков в различных слоях химуса при разной кислотности.

Фермент ренин (химозин) створаживает молоко в присутствии солей кальция.

В желудочном соке содержится фермент липаза, но она мало активна и гидролизует только эмульгированные жиры.

Гидролиз углеводов в желудке осуществляется под влиянием ферментов слюны.

Важной составной частью желудочного сока являются мукоиды (желудочная слизь), которые покрывают слизистую желудка по всей поверхности и предохраняют ее от механических повреждений и от самопереваривания.

В желудке вырабатывается гастромукопротеид, или внутренний фактор Касла. Только при наличии внутреннего фактора возможно образование комплекса с витамином В12, участвующего в эритропоэзе.

Фазы желудочной секреции (по И. П. Павлову). Отделение желудочного сока происходит в две фазы:

Первая – сложнорефлекторная («мозговая»);

Вторая – нервно-гуморальная (желудочная и кишечная).

1. Сложнорефлекторная («мозговая») фаза желудочной секреции называется так потому, что она состоит из двух компонентов:условно-рефлекторного и безусловно-рефлекторного.

Условно-рефлекторное отделение желудочного сока происходит при раздражении обонятельных, зрительных, слуховых рецепторов запахом, видом пищи, разговором о пище и звуковыми раздражителями, связанными с приготовлением пищи. В результате синтеза афферентных зрительных, слуховых и обонятельных раздражении в таламусе, гипоталамусе, лимбической системе и коре больших полушарий головного мозга повышается возбудимость нейронов пищеварительного бульбарного центра, и создаются условия для запуска секреторной активности желудочных желез. Желудочный сок, отделяемый в этот период, И. П. Павлов назвал запальным или аппетитным. Он представляет собой ценность, т. к. богат ферментами, его отделение сопровождается ощущением, аппетита и создает условия для дальнейшего нормального пищеварения в желудке и кишечнике. При поступлении пищи в полость рта начинается безусловно-рефлекторное отделение желудочного сока.

2. Нервно-гуморальная фаза желудочной секреции состоит из двух компонентов – желудочной и кишечной фазы. Желудочная фаза наступает при соприкосновении пищевого содержимого со слизистой оболочкой желудка. Отделение желудочного сока в эту фазу осуществляется за счет раздражения механорецепторов слизистой оболочки желудка, а затем за счет гуморальных факторов – продуктов гидролиза пищи, которые поступают в кровь и возбуждают железы желудка. Кишечная фаза желудочной секреции начинается с момента поступления химуса в двенадцатиперстную кишку. Химус раздражает механо-, осмо- и хеморецепторы слизистой оболочки кишки и рефлекторно изменяет интенсивность желудочной секреции. Кроме того, влияние на желудочное сокоотделение в эту фазу оказывают местные гормоны (секретин, холецистокинин-панкреозимин), выработка которых стимулируется поступающим в двенадцатиперстную кишку кислым желудочным химусом.

Пищеварение в кишечнике. Пищеварение в тонкой кишке. Моторная деятельность тонкой кишки осуществляются в результате координированных движений продольного (наружного) и поперечного (внутреннего) слоев гладкомышечных клеток. По функциональному признаку сокращения делят на две группы:

1) локальные – обеспечивают растирание и перемешивание содержимого тонкой кишки;

Маятникообразные;

Ритмическая сегментация;

Перистальтические;

Тонические.

Маятникообразные сокращения обусловлены последовательным сокращением кольцевых и продольных мышц кишки. Последовательные изменения длины и диаметра кишки приводят к перемещению пищевой кашицы то в одну, то в другую сторону (наподобие маятника). Маятникообразные сокращения способствуют перемешиванию химуса с пищеварительными соками. Ритмическая сегментация обеспечивается сокращением кольцевых мышц в результате чего, образующиеся поперечные перехваты делят кишку на небольшие сегменты. Ритмическая сегментация способствует растиранию химуса и перемешиванию его с пищеварительными соками. Перестальтические сокращения обусловлены одновременным сокращением продольного и кольцевого слоев мышц. При этом происходит сокращение кольцевых мышц верхнего отрезка кишки и проталкивание химуса в одновременно расширенный, за счет сокращения продольных мышц нижний участок кишки. Таким образом, перистальтические сокращения обеспечивают продвижение химуса по кишке. Тонические сокращения имеют небольшую скорость и даже могут вообще не распространяться, а только суживать просвет кишки на незначительном протяжении.

Секреторная деятельность тонкой кишки. Тонкая кишка и в первую очередь ее начальный отдел – двенадцатиперстная кишка, являются основным пищеварительным отделом всего желудочно-кишечного тракта. Именно в тонкой кишке пищевые вещества превращаются в те соединения, которые могут всасываться из кишки в кровь и лимфу.

В гидролизе пищевых веществ в двенадцатиперстной кишке особенно велика роль поджелудочной железы и печени, секретирующей желчь. Сок поджелудочной железы богат ферментами, которые расщепляют белки, жиры и углеводы. Амилаза поджелудочного сока превращает углеводы в моносахара. Панкреатическая липаза очень активна вследствие эмульгирующего действия желчи на жиры. Рибонуклеаза панкреатического сока расщепляет рибонуклеиновую кислоту до нуклеотидов. Протеолитические ферменты панкреатического сока выделяются в неактивном состоянии и активируются другими ферментами. Трипсиноген поджелудочного сока под действием фермента двенадцатиперстной кишки энтерокиназы превращается в трипсин, который гидролизует пептидные связи. Химотрипсин синтезируется в виде химотрипсиногена и активируется трипсином.

Кишечный сок выделяется железами всей слизистой оболочки тонкой кишки. В кишечном соке обнаружено более 20 различных ферментов, основными из которых являются: энтерокиназа, пептидазы, щелочная фосфатаза, нуклеаза, липаза, фосфолипаза, амилаза, лактаза, сахараза. В естественных условиях эти ферменты фиксированы в зоне щеточной каймы и осуществляют пристеночное пищеварение.

Химическими стимуляторами секреции тонкой кишки являются продукты переваривания белков, жиров, панкреатический сок, соляная кислота и др.

Регуляция моторной деятельности тонкой кишки осуществляется нервными и гуморальными механизмами. Парасимпатические нервные волокна усиливают, а симпатические тормозят сокращения тонкой кишки. Акт приема пищи условно – и безусловно рефлекторно кратковременно тормозит, а затем усиливает моторику тонкой кишки. Моторная деятельность тонкой кишки во многом зависит от физических и химических свойств химуса: грубая пища и жиры повышают ее активность. Для моторной деятельности тонкой кишки большое значение имеют рефлексы с различных отделов пищеварительного тракта.

Гуморальные вещества вазопрессин, брадикинин, серотонин, гистамин, гастрин, мотилин, холецистокинин-панкреозимин, щелочи, кислоты, соли и другие усиливают моторику тонкой кишки.

Пищеварение в толстой кишке. Моторная деятельность толстой кишки обеспечивает накопление кишечного содержимого, всасывание из него ряда веществ, в основном воды, формирование каловых масс и удаление их из кишечника. Различают следующие виды сокращений толстой кишки:

Тонические;

Маятникообразные;

Ритмическая сегментация;

Перистальтические сокращения;

Антиперистальтические сокращения (способствуют всасыванию воды и формированию каловых масс);

Пропульсивные сокращения – обеспечивают продвижение содержимого кишечника в каудальном направлении.

Регуляция моторной деятельности толстой кишки осуществляется автономной нервной системой, причем, симпатические нервные волокна тормозят моторику, а парасимпатические – усиливают. Моторику толстой кишки тормозят: серотонин, адреналин, глюкагон, а также раздражение механорецепторов прямой кишки. Большое значение в стимуляции моторики толстой кишки имеют местные механические и химические раздражения.

Секреторная деятельность толстой кишки выражена слабо. Железы слизистой оболочки толстой кишки выделяют небольшое количество сока, богатого слизистыми веществами, но бедного ферментами. В соке толстой кишки в небольшом количестве находятся: катепсин, пептидазы, липаза, амилаза и нуклеазы.

Большое значение в жизнедеятельности организма и функций пищеварительного тракта имеет микрофлора толстой кишки. Нормальная микрофлора желудочно-кишечного тракта является необходимым условием жизнедеятельности организма. В желудке микрофлоры содержится мало, значительно больше ее в тонком отделе кишечника и особенно много в толстой кишке.

Значение микрофлоры кишечника заключается в том, что она участвует в конечном разложении остатков непереваренной пищи. Микрофлора участвует в инактивировании и разложении ферментов и других биологически активных веществ. Нормальная микрофлора подавляет патогенные микроорганизмы и предупреждает инфицирование организма. Ферменты бактерий расщепляют волокна клетчатки, непереваренные в тонкой кишке. Кишечная флора синтезирует витамин К и витамины группы В, а также другие вещества, необходимые организму. С участием микрофлоры кишечника в организме происходит обмен белков, фосфолипидов, желчных и жирных кислот, билирубина и холестерина.

Всасывание.Под всасыванием понимают совокупность процессов, обеспечивающих перенос различных веществ в кровь и лимфу из пищеварительного тракта.

Различают транспорт макро – и микромолекул. Транспорт макромолекул и их агрегатов осуществляется с помощью фагоцитоза и пиноцитоза и называется эндоцитозом. Некоторое количество веществ может транспортироваться по межклеточным пространствам – путем персорбции. За счет этих механизмов из полости кишечника во внутреннюю среду проникает небольшое количество белков (антитела, аллергены, ферменты и т. д.), некоторые краски и бактерии.

Из желудочно-кишечного тракта транспортируются в основном микромолекулы: мономеры питательных веществ и ионы. Этот транспорт делится на:

Активный транспорт;

Пассивный транспорт;

Облегченную диффузию.

Активный транспорт веществ – это перенос веществ через мембраны против концентрационного, осмотического и электрохимического градиентов с затратой энергии и при участии специальных транспортных систем: мобильных переносчиков, конформационных переносчиков и транспортных мембранных каналов.

Пассивный транспорт осуществляется без затраты энергии по концентрационному, осмотическому и электрохимическому градиентам и включает в себя: диффузию, фильтрацию, осмос.

Движущей силой диффузии частиц растворенного вещества является их концентрационный градиент. Разновидностью диффузии является осмос, при котором перемещение происходит в соответствии с концентрационным градиентом частиц растворителя. Под фильтрацией понимают процесс переноса раствора через пористую мембрану под действием гидростатического давления.

Облегченная диффузия, как и простая диффузия, осуществляется без затраты энергии по градиенту концентрации. Однако облегченная диффузия более быстрый процесс и осуществляется с участием переносчика.

Всасывание в различных отделах пищеварительного тракта. Всасывание происходит на всем протяжении пищеварительного тракта, но интенсивность его в разных отделах различна. В полости рта всасывание практически отсутствует вследствие кратковременного пребывания в ней веществ и отсутствия мономерных продуктов гидролиза. Однако, слизистая оболочка полости рта проницаема для натрия, калия, некоторых аминокислот, алкоголя, некоторых лекарственных веществ.

В желудке интенсивность всасывания также невелика. Здесь всасывается вода и растворенные в ней минеральные соли, кроме того, в желудке всасываются слабые растворы алкоголя, глюкоза и в небольших количествах аминокислоты.

В начальном отделе тонкой кишки – двенадцатиперстной кишке интенсивность всасывания больше, чем в желудке, но и здесь оно относительно невелико. Основной процесс всасывания происходит в тощей и подвздошной кишках тонкого кишечника. В процессе всасывания в тонкой кишке особое значение имеют сокращения ворсинок. Стимуляторами сокращения ворсинок являются продукты гидролиза питательных веществ (пептиды, аминокислоты, глюкоза, экстрактивные вещества пищи), а также некоторые компоненты секретов пищеварительных желез, например, желчные кислоты.

Всасывание в толстой кишке в нормальных условиях незначительно. Здесь происходит в основном всасывание воды и формирование каловых масс, В небольших количествах в толстой кишке могут всасываться глюкоза, аминокислоты, а также другие легко всасывающиеся вещества. На этом основании применяют питательные клизмы, т. е. введение легкоусваивающихся питательных веществ в прямую кишку.

Физиология печени

Печень является полифункциональным органом. Она выполняет следующие функции.

1. Участвует в обмене белков, углеводов, жиров, витаминов, стероидных гормонов, микроэлементов.

2. Печень играет важную роль в поддержании гомеостаза, благодаря ее участию в обмене гормонов.

3. Защитная (барьерная) функция печени (фагоцитоз микроорганизмов, обезвреживание токсических веществ эндогенного и экзогенного характера).

4. В печени синтезируются вещества, участвует в свертывании крови и компоненты противосвертывающей системы.

5. Экскреторная функция печени связана с желчеобразованием, т. к. экскретируемые печенью вещества входят в состав желчи. К таким веществам относятся билирубин, тироксин, холестерин и др.

6. Печень является депо крови.

7. Теплопродукция.

8. Участие в процессах пищеварения.

Желчеобразование. У человека за сутки образуется около 500–1500 мл желчи. Процесс образования желчи – желчеотделение идет непрерывно, а желчевыделение – поступление желчи в двенадцатиперстную кишку осуществляется периодически в основном в связи с приемом пищи. Натощак желчь в кишечник почти не поступает, она скапливается в желчном пузыре. Поэтому принято различать печеночную и пузырную желчь, несколько отличающихся по составу. При прохождении желчи по желчевыводящим путям и при нахождении в желчном пузыре за счет всасывания воды и минеральных солей происходит концентрирование желчи, к ней добавляется муцин, увеличивается ее плотность и снижается рН (6,0–7,0), вследствие образования желчных кислот и всасывания бикарбонатов.

Образование желчи осуществляется следующими механизмами:

Активная секреция компонентов желчи (желчные кислоты) гепатоцитами;

Активный и пассивный транспорт некоторых веществ из крови (вода, глюкоза, электролиты, витамины, гормоны и др.);

Реабсорбция воды и некоторых веществ из желчных капилляров, протоков и желчного пузыря.

Процесс образования желчи осуществляется непрерывно, но интенсивность его изменяется вследствие регуляторных влияний. Акт еды, различные виды принятой пищи усиливают желчеобразование, т. е. образование желчи изменяется при раздражении рецепторов желудочно-кишечного тракта и внутренних органов, а также с помощью условно-рефлекторных механизмов.

Гуморальными стимуляторами желчеобразования являются: сама желчь, секретин, глюкагон, гастрин, холецистокинин-панкреозимин.

Раздражение блуждающих нервов, введение желчных кислот и высокое содержание в них полноценных белков усиливают желчеобразование и выделение с ней органических компонентов.

Основные принципы регуляции пищеварения:

1. Функции пищеварительной системы зависят от состава и количества пищи, что впервые было показано Павловым.

2. Существует определенная связь между активностью различных пищеварительных ферментов и качеством пищи. Если в пищеварительный канал поступают жиры, белки и углеводы, то в первую очередь перевариваются жиры, затем углеводы и, наконец, белки.

3. Питание может стимулировать не только секрецию ферментов, но и их синтез, а состав диеты – определять соотношение пищеварительных ферментов у данного организма

12.2. Значение работ И. П. Павлова в изучении
физиологических механизмов пищеварения

До начала исследований И. П. Павлова существовали весьма неточные фрагментарные сведения о пищеварительной системе. Основная ч

Все железы организма принято делить на две группы. К первой группе относят железы, имеющие выводные протоки и выполняющие внешнесекреторную функцию, - зкзокринные, ко второй группе - железы, не имеющие выводных протоков и выделяющие свой секрет непосредственно в межклеточные щели. Из межклеточных щелей секрет попадает в кровь, лимфу или цереброспинальную жидкость. Такие железы получили название эндокринных, или желез внутренней секреции.

Эндокринные железы расположены в разных частях организма и имеют разнообразную морфологическую структуру. Они развиваются из эпителиальной ткани, интерстициальных клеток, нейроглии и нервной ткани. Продукты деятельности желез внутренней секреции в отличие от секретов называют инкретами, или гормонами .

Термин "гормон" (от греч. hormao - двигаю, возбуждаю, побуждаю) предложен английскими физиологами Бейлисом и Старлингом (1905), которые выделили из слизистой оболочки двенадцатиперстной кишки специальное вещество - секретин, способствующее образованию поджелудочного сока.

Гормоны вырабатываются в эндокринных железах двух типов: 1) железах со смешанной функцией, осуществляющих наряду с внутренней и внешнюю секрецию; 2) железах, выполняющих только функцию органов внутренней секреции. К первой группе относят половые железы - гонады - и поджелудочную железу, ко второй - гипофиз, эпифиз, щитовидную, околощитовидную, вилочковую железы и надпочечники.

Гормоны - это химические соединения, обладающие высокой биологической активностью и в малых количествах дающие значительный физиологический эффект.

Железы внутренней секреции обильно снабжены рецепторами и иннервируются вегетативной нервной системой. По химической природе гормоны делят на три группы: 1) полипептиды и белки; 2) аминокислоты и их производные; 3) стероиды.

Гормоны циркулируют в крови в свободном состоянии и в виде соединений с белками. В связи с белками гормоны, как правило, переходят в неактивную форму.

Свойства гормонов . 1) Дистантный характер действия . Органы и системы, на которые действуют гормоны, обычно расположены далеко от места их образования в эндокринных железах. Так, в гипофизе, расположенном у основания мозга, продуцируются тропные гормоны, действие которых реализуется в щитовидной и половых железах, а также в надпочечниках. Женские половые гормоны образуются в яичнике, но их действие осуществляется в молочной железе, матке, влагалище.

2) Строгая специфичность действия . Реакции органов и тканей на гормоны строго специфичны и не могут быть вызваны иными биологически активными веществами. Например, удаление гипофиза у молодого растущего организма приводит к остановке роста, что связано с выпадением действия гормона роста. Одновременно происходит атрофия щитовидной железы, гонад и надпочечников. Предотвратить задержку роста и атрофию названных желез после гипофизэктомии можно только пересадкой (трансплантацией) гипофиза, инъекциями суспензии гипофиза или очищенных тропных гормонов.

3) Высокая биологическая активность . Гормоны образуются эндокринными железами в малых количествах. При введении извне они эффективны также в очень небольших концентрациях. Ежедневная доза гормона надпочечников преднизолона, поддерживающая жизнь человека, у которого удалены оба надпочечника, составляет всего 10 мг.

Ежедневная потребность в гормонах . Ежедневная минимальная потребность в гормонах для взрослого здорового человека представлена в табл. 13.

Действие гормонов на функции органов и систем организма опосредуется двумя основными механизмами. Гормоны могут оказывать свое влияние через нервную систему, а также гуморально, непосредственно воздействуя на активность органов, тканей и клеток.

Типы воздействия гормонов на организм . Физиологическое действие гормонов весьма разнообразно. Они оказывают выраженное влияние на обмен веществ, дифференциацию тканей и органов, рост и метаморфоз. Гормоны обладают способностью изменять интенсивность функций органов и организма в целом.

Механизм действия гормонов очень сложен. Основную свою функцию - влияние на обменные процессы, рост и половое созревание - они осуществляют в тесной связи с центральной нервной системой и воздействуя на ферментные системы организма.

Гормоны могут изменять интенсивность синтеза ферментов, активировать одни ферментативные системы и блокировать другие. Например, один из гормонов островков Лангерганса поджелудочной железы - глюкагон - активирует фермент печени фосфорилазу и усиливает тем самым переход гликогена в глюкозу. Одновременно он повышает активность содержащегося в печени фермента инсулиназы, которая разрушает избыток продуцируемого бета-клетками островков Лангерганса инсулина. В результате действия этих гормонов осуществляется регуляция углеводного обмена.

Наряду с непосредственным влиянием на ферментные системы тканей действие гормонов на строение и функции организма может осуществляться более сложными путями при участии нервной системы. Так, гормоны могут воздействовать на интерорецепторы, обладающие специфической чувствительностью к ним. Такие хеморецепторы расположены в стенках различных кровеносных сосудов. Вероятно, они имеются и в тканях.

Таким образом, гормоны, транспортируемые кровью по всему организму, могут действовать на эффекторные органы двумя путями: непосредственно, без участия нервного механизма, и через нервную систему. В последнем случае раздражение хеморецепторов служит началом рефлекторной реакции, которая изменяет функциональное состояние нервных центров.

Физиологическая роль желез внутренней секреции . 1) Гормоны участвуют в регуляции и интеграции функций организма . В сложно устроенных животных организмах имеются два механизма регуляции - нервный и эндокринный. Оба механизма тесно связаны между собой и осуществляют единую нейроэндокринную регуляцию. Вместе с тем нейроны различных уровней центральной нервной системы, включая ее высший отдел - кору головного мозга, участвуют в регуляции функций эндокринных желез. Железы внутренней секреции под влиянием нервных импульсов выделяют в кровь гормоны, в особенности в периоды, когда организм подвергается каким-либо неблагоприятным воздействиям или испытывает потребность в большем по сравнению с исходным количестве гормона.

Гормоны в отличие от нервных влияний реализуют действие медленно, поэтому биологические процессы, обусловленные ими, протекают также медленно. Эта особенность гормонов обеспечивает им существенную роль в регуляции формообразовательных явлений, развивающихся в широком временном интервале.

2) Гормоны адаптируют организм к изменяющимся условиям внутренней и внешней среды организма . Например, гипергликемия стимулирует секрецию инсулина поджелудочной железой, что приводит к восстановлению уровня глюкозы в крови.

3) Гормоны восстанавливают измененное равновесие внутренней среды организма . Например, при понижении уровня глюкозы в крови из мозгового слоя надпочечников выбрасывается большое количество адреналина, который усиливает гликогенолиз в печени, в результате чего нормализуется уровень глюкозы в крови.

Таким образом, основная роль гормонов в организме связана с их влиянием на морфогенез, обменные процессы и гомеостаз, т. е. с сохранением постоянства состава и свойств внутренней среды организма.

Регуляция образования гормонов . Продукция гормонов в железах внутренней секреции регулируется вегетативной нервной системой, промежуточным мозгом (гипоталамус) и корой головного мозга. Гормоны желез внутренней секреции в свою очередь оказывают сильное влияние на функции центральной нервной системы, особенно на состояние нейронов коры головного мозга. Следовательно, связь между эндокринными железами и центральной нервной системы двусторонняя.

В гормональной регуляции эндокринной деятельности большое значение имеет принцип авторегуляции. Например, тропные гормоны передней дозы гипофиза регулируют функции периферических эндокринных желез. При повышении же в крови уровня гормонов этих желез тормозится гормонообразовательная функция передней доли гипофиза. Принцип авторегуляции осуществляется и на основе сдвигов в химическом составе крови. Так, инсулин снижает содержание глюкозы в крови, что приводит к усиленному поступлению в сосудистое русло гормона-антагониста - адреналина, который путем мобилизации гликогена печени восстанавливает состав универсальной внутренней среды организма.

Судьба гормонов . Гормоны в процессе обмена изменяются функционально и структурно. Кроме того, часть гормонов утилизируется клетками организма, другая выводится с мочой. Гормоны подвергаются инактивации за счет соединения с белками, образования соединений с глюкуроновой кислотой, активности ферментов печени, процессов окисления.

Методы изучения функций желез внутренней секреции . Существуют клинические, анатомо-гистологические и экспериментальные методы исследования активности эндокринных желез.

Экспериментальные методы включают: экстирпацию (удаление), трансплантацию (пересадку) желез, экстирпацию с последующей трансплантацией удаленной железы, нагрузку организма животных гормонами, раздражение нервов или денервацию железы, метод условных рефлексов.

Во всех случаях ведут наблюдение за поведением животных, устанавливают и изучают измененные функции и обмен веществ в организме.

К современным методам исследования функций желез внутренней секреции относят следующие: 1) используют химические вещества (аллоксан) для повреждения бета-клеток островков Лангерганса и блокады ферментов (метилтиоурацил) щитовидной железы, участвующих в образовании гормонов; 2) применяют метод радиоактивных изотопов, например 131 I, для изучения гормонообразовательной функции щитовидной железы; 3) широко используют биохимические методы определения содержания гормонов в крови, цереброспинальной жидкости, моче.

Функции желез внутренней секреции могут быть снижены (гипофункция) или повышены (гиперфункция).

Роль желез внутренней секреции в жизнепроявлениях организма животных и человека рассматривается в следующих разделах главы.

Гипофиз

В системе эндокринных желез гипофиз занимает особое положение. О гипофизе говорят как о центральной железе внутренней секреции. Это связано с тем, что гипофиз за счет своих специальных тропных гормонов регулирует деятельность других, так называемых периферических желез.

Гипофиз расположен в гипофизарной ямке турецкого седла клиновидной кости черепа. При помощи ножки он связан с основанием мозга.

Строение гипофиза . По своему строению гипофиз является сложным органом. Он состоит из аденогипофиза, который включает переднюю и среднюю доли, и нейрогипофиза, состоящего из задней доли. Аденогипофиз имеет эпителиальное происхождение, нейрогипофиз и его ножка - нейрогенное.

Гипофиз хорошо снабжается кровью. Особенностью кровообращения передней доли гипофиза является наличие портальной (воротной) системы сосудов, которые связывают ее с гипоталамусом. Установлено, что ток крови в воротной системе направляется от гипоталамуса к гипофизу (рис. 43).

Иннервация передней доли гипофиза представлена симпатическими и парасимпатическими нервными волокнами. Задняя доля гипофиза иннервируется нервными волокнами, берущими начало от нервных клеток супраоптического и паравентрикулярного ядер гипоталамуса.

Гормоны передней доли гипофиза . Гормоны, образующиеся в передней доле гипофиза, принято делить на две группы. К первой группе относятся гормон роста (соматотропин) и пролактин. Вторая группа включает тропные (кринотропные) гормоны: тиреотропный гормон (тиреотропин), адренокортикотропный гормон (кортикотропин) и гонадотропные гормоны (гонадотропины) * .

* (В скобках указаны названия гормонов, рекомендованные комиссией по биохимической номенклатуре Международного общества по чистой и прикладной химии и Международного биохимического общества. )

Гормон роста (соматотропин) участвует в регуляции роста, что обусловлено его способностью усиливать образование белка в организме. Наиболее выражено влияние гормона на костную и хрящевую ткань. Под влиянием соматотропина происходит усиленный рост эпифизарных хрящей в длинных костях верхних и нижних конечностей, что обусловливает увеличение их длины.

В зависимости от того, в какой период жизни отмечается нарушение соматотропной функции гипофиза, обнаруживают различные изменения роста и развития организма человека. Если активность передней доли гипофиза (гиперфункция) возникает в детском организме, то это приводит к усиленному росту тела в длину - гигантизм (рис. 44). При снижении функции передней доли гипофиза (гипофункция) в растущем организме происходит резкая задержка роста - карликовость (рис. 45). Избыточное образование гормона у взрослого человека не отражается на росте тела в целом, так как он уже завершен. Отмечается увеличение размеров тех частей тела, которые еще сохраняют способность к росту (пальцы рук и ног, кисти и стопы, нос и нижняя челюсть, язык, органы грудной и брюшной полости). Это заболевание получило название акромегалия (от греч. akros - конечность, megas - большой).

Рис. 45. Собаки одного помета. Возраст 12 мес. Слева - собака, которой в возрасте 2 1 / 2 мес удален гипофиз, справа - нормальная собака

Пролактин способствует образованию молока в альвеолах молочной железы. Свое действие на молочную железу пролактин оказывает после предварительного влияния на нее женских половых гормонов - эстрогенов и прогестерона. Эстрогены вызывают рост протоков молочной железы, прогестерон - развитие ее альвеол. После родов усиливается секреция гипофизом пролактина и наступает лактация. Важным фактором, способствующим секреции пролактина, является акт сосания, который через нервно-рефлекторный механизм стимулирует образование и выделение пролактина передней долей гипофиза.

Тиреотропный гормон (тиреотропин) избирательно действует на щитовидную железу, стимулируя ее функцию. Если удалить или разрушить гипофиз у животных, то наступает атрофия щитовидной железы. Введение тиреотропина, наоборот, вызывает разрастание ткани щитовидной железы, и происходит ее гипертрофия.

Под воздействием гормона наступают также и гистологические изменения в щитовидной железе, свидетельствующие о повышении ее активности: уменьшается количество коллоида в полостях фолликулов, происходит его вакуолизация, а затем и разжижение. Клетки фолликулов приобретают цилиндрическую форму. Тиреотропин активизирует протеолитические ферменты, под влиянием которых происходит расщепление тиреоглобулина и освобождение из него гормонов тироксина и трийодгиронина. Тиреотропин облагает также способностью стимулировать образование белка тиреоглобулина в клетках фолликулов щитовидной железы и поступление его в полость фолликула.

Адренокортикотропный гормон (кортикотропин) является физиологическим стимулятором пучковой и сетчатой зон коры надпочечников, которые образуют гормоны глюкокортикоиды.

Удаление гипофиза у животных приводит к атрофии коркового слоя надпочечников. Атрофические процессы захватывают все зоны коры, но наиболее глубокие изменения происходят в клетках сетчатой и пучковой зон.

Кортикотропин вызывает распад и тормозит синтез белка в организме. В этом отношении гормон является антагонистом соматотропина, который усиливает синтез белка. Кортикотропин, как и глюкокортикоиды, тормозит развитие основного вещества соединительной ткани, снижает проницаемость капилляров. Эти эффекты лежат в основе противовоспалительного действия гормона. Под влиянием адренокортикотропного гормона происходит уменьшение размера и массы лимфатических узлов, селезенки и особенно вилочковой железы, уменьшается количество лимфоцитов в периферической крови, возникает эозинопения.

К гонадотропинам относят три гормона: фолликулостимулирующий (фоллитропин), лютеинизирующий (лютропин) и лютеотропный гормон.

Фолликулостимулирующий гормон стимулирует рост везикулярного фолликула в яичнике, секрецию фолликулярной жидкости, формирование оболочек, окружающих фолликул. Влияние фоллитропина на образование женских половых гормонов - эстрогенов - небольшое. Этот гормон имеется как у женщин, так и у мужчин. У мужчин под влиянием фоллитропина происходит образование половых клеток - сперматозоидов.

Лютеинизирующий гормон необходим для роста везикулярного фолликула яичника на стадиях, предшествующих овуляции, и для самой овуляции. Без этого гормона не происходит овуляции и образования желтого тела на месте лопнувшего фолликула. Лютропин стимулирует образование эстрогенов. Однако, для того чтобы этот гормон осуществил свое действие на яичник (рост фолликулов, овуляция, секреция эстрогенов), необходимо длительное воздействие лютропина на везикулярные фолликулы.

Под воздействием лютеинизирующего гормона происходит также образование желтого тела из лопнувшего фолликула. Лютропин имеется как у женщин, так и у мужчин. У мужчин этот гормон способствует образованию мужских половых гормонов - андрогенов.

Лютеотропный гормон способствует функционированию желтого тела и образованию им гормона прогестерона.

Гормон средней доли гипофиза . В средней доле гипофиза образуется гормон меланотропин, или интермедии , который оказывает влияние на пигментный обмен. Если у лягушки разрушить гипофиз, то спустя некоторое время после этого изменяется цвет кожи лягушки - становится более светлым.

Гормоны задней доли гипофиза . Задняя доля гипофиза тесно связана с супраоптическим и паравентрикулярным ядрами гипоталамической области. Клетки этих ядер способны к нейросекреции. Образовавшийся нейросекрет транспортируется по аксонам нейронов этих ядер (по так называемому гипоталамо-гипофизарному тракту) в заднюю долю гипофиза. Установлено, что в нервных клетках паравентрикулярного ядра образуется гормон окситоцин, а в нейронах супраоптического ядра - вазопрессин. Накапливаются гормоны в клетках задней доли гипофиза - питуицитах. Однако питуициты нейрогипофиза не пассивные депо гормонов: в этих клетках гормоны превращаются в активную форму.

Вазопрессин выполняет в организме две функции. Первая связана с влиянием гормона на гладкую мускулатуру артериол, тонус которых он увеличивает, что приводит к повышению величины артериального давления. Вторая и основная функция связана с антидиуретическим действием вазопрессина. Антидиуретический эффект вазопрессина выражается в его способности усиливать обратное всасывание воды из канальцев почек в кровь. По мнению советского физиолога А. Г. Генецинского, это связано с тем, что вазопрессин повышает активность фермента гиалуронидазы, которая усиливает распад уплотняющего вещества в канальцах почек - гиалуроновой кислоты. В результате этого канальцы почек теряют водонепроницаемость и вода всасывается в кровь.

Уменьшение образования вазопрессина является причиной несахарного диабета (несахарное мочеизнурение). При этом заболевании выделяется большое количество мочи (иногда десятки литров в сутки), в которой не содержится сахара (в отличие от сахарного диабета). Одновременно у таких больных возникает сильная жажда.

Окситоцин избирательно действует на гладкую мускулатуру матки, усиливая ее сокращение. Сокращение матки резко усиливается, если она предварительно находилась под воздействием эстрогенов. Во время беременности окситоцин не влияет на матку, так как под действием гормона желтого тела прогестерона она становится нечувствительной ко всем раздражениям.

Окситоцин стимулирует также выделение молока. Под влиянием окситоцина усиливается именно выделение молока, а не его секреция, которая находится под контролем гормона передней доли гипофиза пролактина. Акт сосания рефлекторно стимулирует выделение окситоцина из нейрогипофиза.

Регуляция образования гормонов гипофиза . Регуляция образования гормонов гипофиза достаточно сложна и осуществляется несколькими механизмами.

Гипоталамическая регуляция . Доказано, что нейроны гипоталамуса обладают способностью вырабатывать нейросекрет, который содержит в своем составе соединения белковой природы. Эти вещества по сосудам, соединяющим гипоталамус и аденогипофиз, поступают в аденогипофиз, где оказывают свое специфическое действие, стимулируя или угнетая образование гормонов передней и средней долей гипофиза.

Регуляция образования гормонов в передней доле гипофиза осуществляется по принципу обратной связи . Между передней долей гипофиза и периферическими железами внутренней секреции существуют двусторонние отношения: кринотропные гормоны передней доли гипофиза активируют деятельность периферических эндокринных желез, которые в зависимости от их функционального состояния влияют на продукцию тропных гормонов передней доли гипофиза. Так, если в крови снижается уровень тироксина, то при этом происходит усиленное образование в передней доле гипофиза тиреотропного гормона. Наоборот, при избыточной концентрации тироксина в крови он тормозит образование в гипофизе тиреотропного гормона. Двусторонние взаимоотношения имеются между гипофизом и гонадами, гипофизом и щитовидной железой, гипофизом и корой надпочечников. Такое взаимоотношение получило название плюс-минус-взаимодействие. Тропные гормоны передней доли гипофиза стимулируют (плюс) функцию периферических желез, а гормоны периферических желез подавляют (минус) продукцию и выделение гормонов передней доли гипофиза.

В последнее время установлено, что существует обратная связь между гипоталамусом и тропными гормонами передней доли гипофиза. Например, гипоталамус стимулирует секрецию в передней доле гипофиза тиреотропина. Повышение концентрации в крови этого гормона приводит к торможению секреторной активности нейронов гипоталамуса, принимающих участие в освобождении тиреотропина в гипофизе.

На образование гормонов в передней доле гипофиза выраженное влияние оказывает вегетативная нервная система : симпатический ее отдел усиливает выработку кринотропных гормонов, парасимпатический угнетает.

Эпифиз (шишковидная железа)

Эпифиз - это образование конусовидной формы, которое нависает над верхними буграми четверохолмия. По внешнему виду железа напоминает еловую шишку, что и дало повод к ее названию.

Шишковидная железа состоит из паренхимы и соединительнотканной стромы. В состав паренхимы входят крупные светлые клетки, которые называют пинеальными.

Кровоснабжение эпифиза осуществляется кровеносными сосудами мягкой мозговой оболочки. Иннервация железы изучена недостаточно, однако известно, что этот орган получает нервные волокна непосредственно из центральной нервной системы и симпатического отдела вегетативной нервной системы.

Физиологическая роль шишковидной железы . Из ткани эпифиза выделены два соединения - мелатонин и гломерулотропин. Мелатонин участвует в регуляции пигментного обмена - он обесцвечивает меланофоры, т. е. оказывает действие, противоположное действию гормона средней доли гипофиза интермедина. Гломерулотропин участвует в стимуляции секреции гормона альдостерона корковым слоем надпочечников. Однако этот эффект гломерулотропина признают не все.

Щитовидная железа

Щитовидная железа состоит из двух долей, расположенных на шее по обеим сторонам трахеи ниже щитовидного хряща (рис. 46).

Щитовидная железа хорошо снабжается кровью и по кровоснабжению занимает одно из первых мест в организме. Иннервируется железа сетью нервных волокон, идущих к ней из нескольких источников: от среднего шейного симпатического узла, блуждающих, языкоглоточного и подъязычного нервов.

Щитовидная железа имеет дольчатое строение. Ткань каждой доли железы состоит из множества замкнутых железистых пузырьков, называемых фолликулами. Стенка каждого фолликула образована одним слоем эпителиальных клеток, форма которых в зависимости от функционального состояния щитовидной железы изменяется от кубической до призматической. Полость фолликула заполнена однородной вязкой массой желтоватого цвета, называемой коллоидом. Количество коллоида и его консистенция зависят от фазы секреторной деятельности и могут отличаться в разных фолликулах одной железы. В коллоиде щитовидной железы находится йодсодержащий белок тиреоглобулин.

Гормоны щитовидной железы . В щитовидной железе вырабатываются йодированные гормоны - тироксин (тетрайодтиронин) и трийодтиронин . Содержание тироксина в крови выше, чем трийодтиронина. Однако активность трийодтиронина в 4-10 раз выше, чем тироксина. В настоящее время известно, что в организме человека и животных имеется специальный гормон - тирокальцитонин , который участвует в регуляции кальциевого обмена. Основным источником этого гормона в организме млекопитающих служит щитовидная железа. Тирокальцитонин образуется парафолликулярными клетками щитовидной железы, которые расположены вне железистых ее фолликулов. Под влиянием тирокальцитонина снижается уровень кальция в крови. Гормон тормозит выведение кальция из костной ткани и увеличивает его отложение в ней. Тирокальцитонин угнетает функцию остеокластов, разрушающих костную ткань, и активирует функцию остеобластов, участвующих в образовании новой костной ткани.

Транспорт гормонов щитовидной железы . Основным гормоном щитовидной железы, циркулирующим в крови, является тироксин. Кроме тироксина, в крови присутствуют незначительные количества трийодтиронина. Оба гормона находятся в крови не в свободном виде, а в соединении с белками глобулиновой фракции.

При поступлении тироксина в кровоток он захватывается, в частности, клетками печени, где образует парные соединения с глюкуроновой кислотой, которые не обладают гормональной активностью и выводятся желчью в желудочно-кишечный тракт. Образование парных соединений тироксина с глюкуроновой кислотой рассматривают как путь инактивации гормона, благодаря которому предотвращается чрезмерное насыщение им крови.

Опыты с радиоактивным 131 I показали, что в организме взрослого человека ежесуточно полностью разрушается в среднем около 300 мкг тироксина и трийодтиронина.

Регуляция образования гормонов щитовидной железы . Гормон передней доли гипофиза тиреотропин влияет на все стадии образования йодированных гормонов в щитовидной железе. При удалении у животных гипофиза интенсивность образования гормонов в щитовидной железе резко уменьшается.

Между тиреотропным гормоном гипофиза и гормонами щитовидной железы существуют взаимоотношения по типу прямых и обратных связей: тиреотропин стимулирует образование гормонов в щитовидной железе, а избыток тиреоидных гормонов в крови тормозит продукцию тиреотропного гормона в передней доле гипофиза.

Установлена зависимость между содержанием йода и гормонообразовательной активностью щитовидной железы. Малые дозы йода стимулируют, а большие тормозят процессы гормонопоэза.

Важную роль в регуляции образования гормонов в щитовидной железе выполняет вегетативная нервная система. Возбуждение ее симпатического отдела приводит к повышению, а преобладание парасимпатического тонуса обусловливает снижение гормонообразовательной функции этой железы.

Гипоталамическая область также оказывает выраженное влияние на образование гормонов в щитовидной железе. В нейронах гипоталамуса образуются вещества, которые, поступая в переднюю долю гипофиза, стимулируют синтез тиреотропина. При недостатке в крови гормонов щитовидной железы происходит усиленное образование этих веществ в гипоталамусе, а при избыточном содержании - торможение их синтеза, что в свою очередь уменьшает продукцию тиреотропина в передней доле гипофиза.

На функцию щитовидной железы оказывает влияние и ретикулярная формация ствола мозга. Показано, что при возбуждении нейронов ретикулярной формации происходит повышение функциональной активности щитовидной железы.

Кора головного мозга также участвует в регуляции активности щитовидной железы. Так, установлено, что в первый период после удаления коры головного мозга у животных отмечается повышение активности щитовидной железы, но в дальнейшем функция железы значительно снижается.

Физиологическая роль гормонов щитовидной железы . Йодсодержащие гормоны оказывают выраженное влияние на функции центральной нервной системы, высшую нервную деятельность, на рост и развитие организма, на все виды обмена веществ.

1) Влияние на функции центральной нервной системы . Длительное введение собакам больших доз тироксина приведет к повышению возбудимости, усилению сухожильных рефлексов, дрожанию конечностей. Удаление щитовидной железы у животных резко снижает их двигательную активность, ослабляет оборонительные реакции. Введение тироксина повышает двигательную активность собак и восстанавливает безусловные рефлексы, ослабленные или исчезнувшие после тиреоидэктомии.

2) Влияние на высшую нервную деятельность . У собак после удаления щитовидной железы условные рефлексы и дифференцировочное торможение вырабатываются с большим трудом. Сформированный условный рефлекс оказывается на следующий день утраченным, и его приходится снова вырабатывать. Введение тироксина усиливает процесс возбуждения в коре больших полушарий, что приводит в нормализации условнорефлекторной активности животных.

3) Влияние на процессы роста и развития . У амфибий тироксин стимулирует метаморфоз. Если у головастиков удалить зачаток щитовидной железы, то они утрачивают способность превращаться в лягушек.

Удаление щитовидной железы в молодом возрасте вызывает задержку роста тела млекопитающих (рис. 47). Нарушается развитие скелета. Центры окостенения появляются поздно. Животные становятся карликами. Замедляется развитие почти всех органов, половых желез.

4) Влияние на обмен веществ . Тироксин воздействует на обмен белков, жиров, углеводов и минеральный обмен. Гормон усиливает расходование всех видов питательных веществ, повышает потребление тканями глюкозы. Под влиянием тироксина в организме заметно уменьшается запас жира в депо и гликогена в печени.

Многообразное действие йодированных гормонов на обмен веществ связано с их влиянием на внутриклеточные процессы окисления и синтеза белка. Усиление энергетических и окислительных процессов под влиянием тиреоидных гормонов является причиной исхудания, обычно возникающего при гипертиреозе.

При введении животным гормонов щитовидной железы происходит значительное усиление основного обмена веществ. Так, если ввести собаке 1 мг тироксина, то суточный расход энергии увеличивается примерно на 1000 ккал.

5) Влияние на вегетативные функции организма . Тироксин увеличивает частоту сердечных сокращений, дыхательных движений, повышает потоотделение. Гормон снижает способность крови к свертыванию и повышает ее фибринолитическую способность. Это связано с тем, что гормон уменьшает образование в печени, почках, легких и сердце факторов, участвующих в процессе свертывания крови, и увеличивает синтез антикоагулянтов, а также веществ, стимулирующих фибринолитические свойства крови.

Нарушение функции щитовидной железы может сопровождаться или повышением, или снижением ее гормонообразовательной активности.

Если недостаточность функции щитовидной железы (гипотиреоз) проявляется у человека в детском возрасте, то возникает кретинизм (рис. 48). При этом заболевании наблюдаются нарушение пропорций тела, задержка роста, психического и полового развития. Для внешнего облика кретина характерны постоянно открытый рот и высунутый язык.

При недостаточной функциональной активности щитовидной железы может возникнуть и другое патологическое состояние, которое получило название микседемы (слизистый отек). Заболевание встречается преимущественно в детском и старческом возрасте, а также у женщин в климактерическом периоде.

У больных микседемой отмечаются психическая заторможенность, вялость, сонливость, снижение интеллекта и возбудимости симпатического отдела вегетативной нервной системы, нарушение половых функций. Наблюдается угнетение интенсивности всех видов обмена веществ. Основной обмен веществ снижен на 30-40%. Масса тела увеличена за счет повышения количества тканевой жидкости. У больных отмечается одутловатость лица.

При повышении функциональной активности щитовидной железы (гипертиреоз) возникает заболевание - тиреотоксикоз (базедова болезнь) (рис. 49). Характерными признаками этого заболевания являются увеличение щитовидной железы, пучеглазие, учащение сердечных сокращений, повышение обмена веществ, особенно основного, и температуры тела, увеличенное потребление пищи и вместе с тем исхудание. Значительные сдвиги отмечаются в активности нервной и мышечной систем. Наблюдается повышенная возбудимость и раздражительность, изменяются соотношения тонуса отделов вегетативной нервной системы, преобладает возбуждение симпатической нервной системы. Сухожильные рефлексы усилены, иногда отмечается мышечное дрожание. У больных обнаруживается мышечная слабость и быстрая утомленность.

Паращитовидные железы

Паращитовидные железы - парный орган. У человека имеются две пары околощитовидных желез, расположенных на поверхности или погруженных внутрь щитовидной железы.

Паращитовидные железы хорошо снабжаются кровью. Они имеют как симпатическую (от шейных ганглиев), так и парасимпатическую (блуждающий нерв) иннервацию.

Гормон паращитовидных желез . Паращитовидные железы вырабатывают паратгормон , образование которого происходит в главных и оксифильных клетках этих желез. Из паращитовидных желез гормон поступает непосредственно в кровь.

Паратгормон регулирует обмен кальция в организме и поддерживает постоянство его уровня в крови. В норме содержание кальция в крови у человека составляет 2,25-2,75 ммоль/л (9-11 мг%). При недостаточности паращитовидных желез (гипопаратиреоз) происходит значительное снижение уровня кальция в крови. Наоборот, при усилении деятельности паращитовидных желез (гиперпаратиреоз) наблюдается повышение концентрации кальция в крови.

Известно, что костная ткань скелета является главным депо кальция в организме, поэтому имеется определенная зависимость между уровнем кальция в крови и содержанием его в костной ткани. Паратгормон регулирует процессы обызвествления и декальцификации в костях. Влияя на обмен кальция, гормон одновременно воздействует на обмен фосфора в организме.

Считают, что паратгормон ослабляет обратное всасывание и усиливает выведение фосфатов с мочой. При усиленном образовании гормона наблюдается потеря фосфатов за счет их мобилизации из костной ткани. Освободившийся из соединений кальций начинает накапливаться в крови в увеличенных количествах. Таким образом, гиперкальциемия является одним из показателей повышенной функции паращитовидных желез.

После удаления паращитовидных желез в крови снижается уровень кальция и возрастает содержание фосфатов. Следовательно, между концентрацией кальция и фосфатов в крови существуют обратные соотношения.

Удаление паращитовидных желез у животных или их недостаточная функция у человека приводит к развитию вялости, потере аппетита, рвоте, фибриллярным подергиваниям мышц, спастическим конвульсиям, переходящим в тетанию. Фибриллярные подергивания одиночных мышц переходят в интенсивные спастические сокращения групп мышц, преимущественно конечностей, лица и затылка. Спазм гортани, паралич дыхательных мышц и остановка сердца приводят к смерти.

Регуляция деятельности паращитовидных желез . Активность этих желез определяется уровнем кальция в крови. Между гормонообразовательной функцией паращитовидных желез и уровнем кальция существует обратная зависимость. Если в крови концентрация кальция нарастает, то это приводит к снижению функциональной активности паращитовидных желез. При уменьшении же уровня кальция в крови происходит повышение гормонообразовательной функции паращитовидных желез.

Вилочковая железа (тимус)

Вилочковая железа - парный дольчатый орган, расположенный в верхнем отделе переднего средостения. Она состоит из двух долей неодинаковой величины, соединенных между собой прослойкой соединительной ткани. Каждая доля вилочковой железы включает в себя небольшие дольки, в которых различают корковый и мозговой слой. Корковое вещество представлено паренхимой, в которой имеется большое количество лимфоцитов. В мозговом веществе содержатся эпителиальные и липоидные клетки.

Вилочковая железа хорошо снабжается кровью. Иннервация железы осуществляется парасимпатическими (блуждающими) и симпатическими нервами, берущими начало от нижнего шейного и верхнего грудного симпатических ганглиев.

Физиологическая роль вилочковой железы . Эндокринная функция вилочковой железы до сих пор еще окончательно не выяснена. Попытки получить гормон этой железы пока не увенчались успехом.

Считают, что вилочковая железа играет большую роль в регуляции иммунных процессов организма, стимулируя образование антител, которые обеспечивают реакцию на чужеродный белок. Вилочковая железа контролирует развитие и распределение лимфоцитов, участвующих в иммунных реакциях.

Показано, что недифференцированные стволовые клетки, которые образуются в костном мозге, выходят в кровоток и поступают в вилочковую железу. В ней они размножаются и дифференцируются в лимфоциты тимусного происхождения (Т-лимфоциты). Полагают, что именно эти лимфоциты ответственны за развитие клеточного иммунитета. Т-лимфоциты составляют большую часть циркулирующих в крови лимфоцитов.

Вилочковая железа достигает максимального развития в детском возрасте. После наступления полового созревания развитие ее прекращается и железа начинает атрофироваться. В связи с этим полагают, что она стимулирует рост организма и тормозит развитие половой системы. Высказываются предположения, что вилочковая железа влияет на обмен кальция и нуклеиновый обмен.

Физиологическое значение вилочковой железы состоит также в том, что она содержит большое количество витамина С, уступая в этом отношении только надпочечникам.

При увеличении вилочковой железы у детей возникает тимико-лимфатический статус. Считают, что указанное состояние является врожденной конституциональной особенностью организма. При этом статусе, кроме увеличения вилочковой железы, происходит разрастание лимфатической ткани. Характерен внешний вид больного: пастозное одутловатое лицо, рыхлость подкожной клетчатки, тучность, тонкая кожа, мягкие волосы.

Поджелудочная железа

Поджелудочная железа относится к железам со смешанной функцией. Ацинозная ткань этой железы вырабатывает поджелудочный сок, который через выводной проток выделяется в полость двенадцатиперстной кишки. Внутрисекреторная деятельность поджелудочной железы проявляется в ее способности образовывать гормоны, которые поступают из железы непосредственно в кровь.

Морфологическим субстратом эндокринной функции поджелудочной железы служат островки Лангерганса, разбросанные среди ее железистой ткани. Островки неравномерно расположены по всей железе: преимущественно в ее хвостовой части и только небольшое количество в головном отделе железы.

Островки Лангерганса состоят из клеток трех типов: альфа-, бета- и гамма-клеток. Основную массу островков Лангерганса составляют бета-клетки. Около Vs общего количества клеток приходится на долю альфа-клеток, которые по своим размерам крупнее бета-клеток и расположены преимущественно по периферии железы. Показано, что у человека на 1 г железы приходится от 2700 до 25250 островков Лангерганса.

Поджелудочная железа иннервируется симпатическими нервами, идущими из солнечного сплетения, и веточками блуждающего, нерва. Однако иннервация ацинозной ткани и клеток островков Лангерганса осуществляется совершенно обособленно. Нервные волокна, иннервирующие островки Лангерганса, не соединяются с нервами экзокринного железистого аппарата поджелудочной железы. Каждый островок содержит значительное количество ганглиозных клеток, принадлежащих к вегетативной нервной системе.

Гистохимически установлено, что в островковой ткани железы содержится большое количество цинка. Цинк является также составной частью инсулина. Железа имеет обильное кровоснабжение.

Гормоны поджелудочной железы . Показано, что бета-клетки островков Лангерганса образуют гормон инсулин, альфа-клетки синтезируют глюкагон . В эпителии мелких выводных протоков происходит образование липокаической субстанции, которую одни исследователи относят к панкреатическим гормонам, другие рассматривают как вещество энзиматической природы.

Физиологическое значение инсулина . Инсулин участвует в регуляции углеводного обмена. Под действием гормона происходит уменьшение концентрации сахара в крови - возникает гипогликемия. Если уровень сахара в крови в норме составляет 4,45-6,65 ммоль/л (80-120 мг%), то под влиянием инсулина в зависимости от вводимой дозы он становится ниже 4,45 ммоль/л (80 мг%). Понижение уровня глюкозы в крови под влиянием инсулина связано с тем, что гормон способствует превращению глюкозы в гликоген в печени и мышцах. Кроме того, инсулин повышает проницаемость клеточных мембран для глюкозы. В связи с этим происходит усиленное проникновение глюкозы внутрь клетки, где осуществляется ее утилизация. Значение инсулина в регуляции углеводного обмена заключается также в том, что он предупреждает распад белков и превращает их в глюкозу. Инсулин также стимулирует синтез белка из аминокислот и их активный транспорт в клетки. Инсулин регулирует жировой обмен, способствуя образованию высших жирных кислот из продуктов углеводного обмена. Гормон тормозит мобилизацию жира из жировой ткани.

Активность инсулина выражают в лабораторных и клинических единицах. Лабораторная, или кроличья, единица - это количество гормона, которое у здорового кролика массой в 2 кг уменьшает содержание сахара в крови до 2,22 ммоль/л (40 мг%). За одну единицу действия (ЕД), или интернациональную единицу (ИЕ), принимают активность 0,04082 мг кристаллического инсулина. Клиническая единица составляет 1 / 3 лабораторной.

Регуляция секреции инсулина . В основе регуляции секреции инсулина лежит нормальное содержание глюкозы в крови. Гипергликемия приводит к увеличению поступления инсулина в кровь. Гипогликемия уменьшает образование и поступление гормона в сосудистое русло. Установлено, что паравентрикулярные ядра (высшие вегетативные центры парасимпатической нервной системы) гипоталамической области принимают непосредственное участие в регуляции образования и секреции инсулина поджелудочной железой. При увеличении концентрации сахара в крови происходит повышение активности нервных клеток паравентрикулярного ядра. Возникшие в нейронах нервные импульсы передаются к дорсальным ядрам блуждающего нерва, расположенным в продолговатом мозге. От нервных клеток этих ядер возбуждение по волокнам блуждающего нерва распространяется до ганглиев, расположенных непосредственно в ткани поджелудочной железы. В дальнейшем по аксонам нервных клеток указанных ганглиев импульсы поступают к бета-клеткам островков Лангерганса, что приводит к усилению образования и секреции инсулина. Инсулин превращает глюкозу в гликоген, и уровень сахара в крови восстанавливается до нормальных величин. Если количество глюкозы станет ниже нормы и возникнет гипогликемия, то происходит торможение активности паравентрикулярных ядер гипоталамуса и как следствие этого возбуждает не только нейроны паравентрикулярных ядер, но и непосредственно рецепторный аппарат островков Лангерганса, что также вызывает увеличение секреции инсулина.

Подтверждением положения о том, что образование инсулина регулируется уровнем глюкозы в крови, являются опыты с пересадкой собакам нескольких поджелудочных желез. У собаки с четырьмя поджелудочными железами не уменьшилось содержание глюкозы в крови. Следовательно, четыре поджелудочные железы в организме собаки приспосабливали свою гормонообразовательную функцию к уровню глюкозы в крови и не вызывали гипогликемическое состояние.

Обнаружено, что функция островков Лангерганса зависит также от функциональных взаимосвязей между гипофизом и паравентрикулярными ядрами гипоталамуса. Гипофиз тормозит активность нейронов паравентрикулярных ядер, что приводит к уменьшению образования инсулина бета-клетками островков Лангерганса поджелудочной железы. Ослабление влияния гипофиза на паравентрикулярные ядра сопровождается стимуляцией секреции инсулина.

Секреция инсулина регулируется вегетативной нервной системой: возбуждение блуждающих нервов стимулирует образование и выделение гормона, а симпатические нервы тормозят эти процессы.

Секреция инсулина происходит и рефлекторно при раздражении рецепторов ряда рефлексогенных зон, Так, при гипергликемическом состоянии возбуждаются хеморецепторы каротидных синусов, в результате чего осуществляется рефлекторный выброс инсулина в кровоток и уровень сахара в крови нормализуется.

Количество инсулина в крови зависит от активности фермента инсулиназы, который разрушает гормон. Наибольшее количество фермента содержится в печени и скелетных мышцах. При однократном протекании крови через печень инсулиназой разрушается до 50% инсулина.

Недостаточность внутрисекреторной функции поджелудочной железы, сопровождающаяся уменьшением секреции инсулина, приводит к заболеванию, которое получило название сахарного диабета, или сахарного мочеизнурения . Основными проявлениями этого заболевания являются гипергликемия, глюкозурия (появление сахара в моче), полиурия (увеличенное до 10 л/сут, выделение мочи), полифагия (повышенный аппетит), полидипсия (повышенная жажда), возникающая вследствие потери воды и солей.

Нарастание сахара в крови у больных диабетом, количество которого может составлять 16,65-44,00 ммоль/л (300-800 мг%), является результатом ослабления гликогенеза в печени и мышцах, а также нарушения утилизации глюкозы клетками организма. У больных диабетом нарушается не только углеводный обмен, но и обмен белков и жиров.

Физиологическое значение глюкагона . Глюкагон участвует в регуляции углеводного обмена. По характеру своего действия на обмен углеводов он является антагонистом инсулина. Под влиянием глюкагона происходит расщепление гликогена в печени до глюкозы. В результате этого концентрация глюкозы в крови повышается. Кроме того, глюкагон стимулирует расщепление жира в жировой ткани.

Регуляция секреции глюкагона . На образование глюкагона в альфа-клетках островков Лангерганса оказывает влияние количество глюкозы в крови При повышении содержания глюкозы в крови происходит торможение секреции глюкагона, при понижении - увеличение уровня гормона. Значение концентрации глюкозы в крови в образовании глюкагона было показано в опытах с перфузией изолированной поджелудочной железы: если в перфузируемой жидкости количество глюкозы было повышено, то наблюдалось снижение выброса глюкагона из железы в оттекающую жидкость. На образование глюкагона в альфа-клетках оказывает влияние и передняя доля гипофиза. Установлено, что гормон роста - соматотропин - повышает активность альфа-клеток и они усиленно продуцируют глюкагон.

Физиологическое значение липокаина . Гормон способствует утилизации жиров за счет стимуляции образования липидов и окисления жирных кислот в печени. Липокаин предотвращает жировое перерождение печени у животных после удаления поджелудочной железы.

Надпочечники

Надпочечники являются парными железами. Они располагаются непосредственно над верхними полюсами почек. Железы окружены плотной соединительнотканной капсулой и погружены в жировую ткань. Пучки соединительнотканной капсулы проникают внутрь железы, переходят в перегородки, которые делят надпочечники на два слоя - корковый и мозговой . Корковый слой имеет мезодермальное происхождение, мозговой развивается из зачатка симпатического ганглия.

Корковый слой надпочечников состоит из трех зон - клубочковой, пучковой и сетчатой.

Клетки клубочковой зоны лежат непосредственно под капсулой, собраны в клубочки. В пучковой зоне клетки расположены в виде продольных столбиков или пучков. Свое название сетчатая зона получила вследствие сетчатого характера расположения ее клеток. Все три зоны коркового слоя надпочечников не только представляют, собой морфологически обособленные структурные образования, но и выполняют разные физиологические функции.

Мозговой слой надпочечников состоит из хромаффинной ткани, в которой имеется два вида хромаффинных клеток - образующих адреналин и норадреналин. В настоящее время считают, что мозговой слой надпочечников представляет собой видоизмененный симпатический ганглий.

Надпочечники обильно снабжаются кровью и иннервируются симпатическими и парасимпатическими нервами. Симпатическая иннервация осуществляется чревными нервами, а также нервными волокнами, идущими из солнечного сплетения. Парасимпатическая иннервация надпочечников представлена ветвями блуждающего нерва. Имеются данные о том, что в иннервации надпочечников принимают участие диафрагмальные нервы.

Надпочечники представляют собой эндокринный орган, который имеет жизненно важное значение. Удаление надпочечников приводит к смерти. Показано, что жизненно необходимым является корковый слой надпочечников.

Гормоны коркового слоя надпочечников делят на три группы: 1) глюкокортикоиды - гидрокортизон, кортизон и кортикостерон, 2) минералокортикоиды - альдостерон, дезоксикортикостерон; 3) половые гормоны - андрогены, эстрогены, прогестерон.

Образование гормонов происходит преимущественно в какой-то одной зоне коры надпочечников. Так, минералокортикоиды образуются в клетках клубочковой зоны, глюкокортикоиды - пучковой, половые гормоны - сетчатой.

По химическому строению гормоны коры надпочечников являются стероидами. Образование их происходит из холестерина. Для синтеза гормонов коры надпочечников необходима также аскорбиновая кислота.

Физиологическое значение глюкокортикоидов . Эти гормоны оказывают влияние на обмен углеводов, белков и жиров. Они усиливают процесс образования глюкозы из белков, повышают отложение гликогена в печени. Глюкокортикоиды являются антагонистами инсулина в регуляции углеводного обмена: задерживают утилизацию глюкозы в тканях, а при передозировке могут привести к повышению концентрации сахара в крови и появлению его в моче.

Глюкокортикоиды оказывают катаболическое влияние на белковый обмен, вызывая распад тканевого белка и задерживая включение аминокислот в белки. Поскольку размножение и рост клеток организма не может происходить без синтеза белка, глюкокортикоиды задерживают формирование грануляций и последующее образование рубца, что отрицательно сказывается на заживлении ран.

Глюкокортикоиды являются противовоспалительными гормонами, так как обладают способностью угнетать развитие воспалительных процессов, в частности за счет понижения проницаемости мембран сосудов и уменьшения активности фермента гиалуронидазы.

Глюкокортикоиды подавляют синтез антител и тормозят реакцию взаимодействия чужеродного белка (антигена) с антителом.

Глюкокортикоиды оказывают выраженное влияние на кроветворные органы. Введение глюкокортикоидов в организм приводит к обратному развитию вилочковой железы и лимфоидной ткани, что сопровождается понижением количества лимфоцитов в периферической крови, а также уменьшением содержания эозинофилов.

Выведение глюкокортикоидов из организма осуществляется двумя путями: 75-90% поступивших в кровь гормонов удаляется с мочой, 10-25% - с калом и желчью.

Физиологическое значение минералокортикоидов . Эти гормоны участвуют в регуляции минерального обмена. В частности, альдостерон усиливает обратное всасывание ионов натрия в почечных канальцах и уменьшает обратное всасывание ионов калия. В результате этого понижается выделение натрия с мочой и увеличивается выделение калия, что приводит к повышению концентрации ионов натрия в крови и тканевой жидкости и увеличению в них осмотического давления. Возрастание осмотического давления во внутренней среде организма сопровождается задержкой воды и способствует повышению артериального давления.

Минералокортикоиды способствуют развитию воспалительных реакций. Провоспалительное действие этих гормонов связано с их способностью повышать проницаемость капилляров и серозных оболочек.

Минералокортикоиды участвуют в регуляции тонуса кровеносных сосудов. Альдостерон обладает способностью увеличивать тонус гладких мышц сосудистой стенки, повышая тем самым артериальное давление. При недостатке минералокортикоидов, обусловленном снижением функции коры надпочечников, наблюдается гипотония.

Суточная секреция минералокортикоидов составляет примерно 0,14 мг. Выводятся гормоны из организма с мочой (ежедневно 12-14 мкг).

Физиологическое значение половых гормонов коры надпочечников . Эти гормоны имеют большое значение в развитии половых органов в детском возрасте, т. е. тогда, когда внутрисекреторная функция половых желез еще слабо развита. Половые гормоны коры надпочечников обусловливают развитие вторичных половых признаков. Они оказывают также анаболическое действие на белковый обмен: синтез белка в организме усиливается за счет увеличенного включения в его молекулу аминокислот.

При недостаточной функции коры надпочечников развивается заболевание, получившее название "бронзовая болезнь", или болезнь Аддисона. Ранними признаками заболевания являются бронзовая окраска кожи, особенно на руках, шее, лице, повышенная утомляемость при физической и умственной работе, потеря аппетита, тошнота, рвота. Больной становится очень чувствительным к холоду и болевым раздражениям, более восприимчивым к инфекциям.

При повышенной функции коры надпочечников, что чаще всего связано с наличием в ней опухоли, не только увеличивается образование гормонов, но и отмечается преобладание синтеза половых гормонов над выработкой глюкокортикоидов и минералокортикоидов. В результате этого у таких больных начинают резко изменяться вторичные половые признаки. Например, у женщин могут появляться вторичные половые признаки мужчин: борода, грубый мужской голос, прекращение менструаций.

Регуляция образования глюкокортикоидов . Важную роль в регуляции образования глюкокортикоидов в коре надпочечников выполняет адренокортикотропный гормон (АКТГ) передней доли гипофиза. Влияние АКТГ на образование глюкокортикоидов в коре надпочечников осуществляется по принципу прямых и обратных связей: кортикотропин стимулирует продукция глюкокортикоидов, а избыточное содержание этих гормонов в крови приводит к торможению синтеза АКТГ в передней доле гипофиза.

Помимо гипофиза, в регуляции образования глюкокортикоидов участвует гипоталамус. Показано, что в ядрах переднего отдела гипоталамуса вырабатывается нейросекрет, который содержит фактор белковой природы, стимулирующий образование и освобождение кортикотропина. Этот фактор через общую систему кровообращения гипоталамуса и гипофиза попадает в переднюю его долю и способствует образованию АКТГ. Таким образом, в функциональном отношении гипоталамус, передняя доля гипофиза и кора надпочечников находятся в тесной связи, поэтому говорят о единой гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системе.

Установлено, что под влиянием адреналина - гормона мозгового вещества - происходит усиленное образование глюкокортикоидов в коре надпочечников.

Регуляция образования минералокортикоидов . На образование минералокортикоидов оказывает влияние концентрация ионов натрия и калия в организме. Повышенное количество ионов натрия в крови и тканевой жидкости приводит к торможению секреции альдостерона в коре надпочечников, что обусловливает усиленное выделение натрия с мочой. Блокада образования минералокортикоидов происходит также при недостаточном содержании ионов калия в крови. При недостатке во внутренней среде организма ионов натрия продукция альдостерона увеличивается и как следствие этого повышается обратное всасывание этих ионов в почечных канальцах. Избыточная концентрация ионов калия в крови также стимулирует образование в коре надпочечников альдостерона. Таким образом, ионы натрия и калия оказывают на минералокортикоидную функцию коры надпочечников противоположное действие.

На образование минералокортикоидов оказывает влияние также количество тканевой жидкости и плазмы крови. Увеличение их объема приводит к торможению секреции альдостерона, что сопровождается усиленным выделением ионов натрия и связанной с ним воды.

Гормоны мозгового слоя надпочечников . Мозговой слой надпочечников вырабатывает катехоламины. Основной гормон мозгового слоя - адреналин. Вторым гормоном является предшественник адреналина в процессе его биосинтеза - норадреналин. В венозной крови, оттекающей от надпочечника, адреналин составляет до 80-90% общего количества катехоламинов.

Образование адреналина и норадреналина осуществляется хромаффинными клетками. Хромаффинныё клетки содержатся не только в мозговом веществе надпочечников, но и в других органах: аорте, у места разделения сонных артерий, среди клеток симпатических ганглиев малого таза, а также в отдельных ганглиях симпатической цепочки. Все эти клетки образуют так называемую адреналовую систему, в которой вырабатывается адреналин и близкие к нему физиологически активные вещества.

Физиологическое значение адреналина и норадреналина . Адреналин выполняет функции гормона, он поступает из надпочечников в кровь постоянно. При некоторых чрезвычайных состояниях организма (острое понижение артериального давления, кровопотеря, охлаждение организма, гипогликемия, повышенная мышечная деятельность, эмоции - боль, страх, ярость) увеличивается образование и выделение гормона в сосудистое русло.

Возбуждение симпатической нервной системы сопровождается увеличенным поступлением в кровь адреналина и норадреналина. Эти катехоламины усиливают и удлиняют эффекты симпатической нервной системы. На функции органов и активность физиологических систем адреналин оказывает такое же действие, как и симпатическая нервная система. Адреналин выраженно влияет на углеводный обмен, усиливая гликогенолиз в печени и в мышцах, в результате чего повышается содержание глюкозы в крови. При введении адреналина и усилении его продукции возникает гипергликемия и глюкозурия. Адреналин расслабляет бронхиальные мышцы, расширяя тем самым просвет бронхов и бронхиол. Он повышает возбудимость и сократимость сердечной мышцы, а также увеличивает частоту сердечных сокращений. Гормон повышает тонус сосудов, в связи с чем увеличивается артериальное давление. Однако на коронарные сосуды сердца, легких, головного мозга и работающих мышц адреналин оказывает не прессорное, а сосудорасширяющее действие.

Адреналин повышает работоспособность скелетных мышц. В этом проявляется его адаптационно-трофическое влияние на функции организма. Адреналин угнетает моторную функцию желудочно-кишечного тракта и повышает тонус его сфинктеров.

Адреналин относят к так называемым гормонам короткого действия. Это связано с тем, что в крови и тканях гормон быстро разрушается под воздействием фермента моноаминоксидазы до продуктов, которые не обладают гормональной активностью.

Норадреналин в отличие от адреналина выполняет функцию медиатора - передатчика возбуждения с нервных окончаний на эффектор. Норадреналин участвует также в передаче возбуждения в нейронах центральной нервной системы.

Регуляция образования гормонов мозгового слоя . Образование гормонов в мозговом слое надпочечников хромаффинными клетками регулируется нервной системой. М. Н. Чебоксаров (1910) впервые показал, что при раздражении чревных нервов, которые по своей функции являются симпатическими, наступает усиление, а при перерезке их - уменьшение выхода адреналина из надпочечников. Одновременно при раздражении чревного нерва в кровь из надпочечников поступает норадреналин.

Секреторная функция мозгового слоя надпочечников контролируется гипоталамической областью головного мозга, так как в задней группе его ядер расположены высшие вегетативные центры симпатической нервной системы. При раздражении нейронов гипоталамуса происходит выброс адреналина из надпочечников и увеличение его содержания в крови.

Кора головного мозга влияет на поступление адреналина в сосудистое русло, что доказывается методом условных рефлексов.

Выделение адреналина из мозгового слоя надпочечников может происходить рефлекторно, например, при мышечной работе, эмоциональном возбуждении, охлаждении организма и при других воздействиях на организм. Выделение адреналина из надпочечников регулируется уровнем сахара в крови. При гипогликемическом состоянии организма происходит рефлекторное выделение адреналина из хромаффинных клеток адреналовой системы.

Участие надпочечников в общем адаптационном синдроме организма . Гормоны коры надпочечников повышают сопротивляемость организма к воздействиям различных факторов (охлаждение, голодание, травма, гипоксия, химическая или бактериальная интоксикация и т. д.). При этом наступают однотипные, неспецифические изменения в организме, проявляющиеся в первую очередь быстрым выделением кортикостероидов, особенно глюкокортикоидов, под влиянием кортикотропина.

Наступающие в организме изменения в ответ на действие чрезвычайных (стрессорных) раздражителей получили название общего адаптационного синдрома. Этот термин принадлежит канадскому патологу и эндокринологу Селье, который в течение многих лет изучал сущность общего адаптационного синдрома и обусловливающие его механизмы.

В дальнейшем было показано, что в развитии общего адаптационного синдрома участвует и мозговой слой надпочечников.

Установлено, что симпатико-адреналовая система начинает реакцию, которая развивается в организме в условиях чрезвычайного напряжения, гормоны коры надпочечников поддерживают и продолжают эту реакцию, в результате которой повышается уровень работоспособности эффекторных клеток.

Селье описаны фазы общего адаптационного синдрома, сущность и значение которых освещается при изучении патологической физиологии.

Половые железы

Половые железы - семенники у мужчин и яичники у женщин - относятся к железам со смешанной функцией. За счет внешнесекреторной функции этих желез образуются мужские и женские половые клетки - сперматозоиды и яйцеклетки. Внутрисекреторная функция проявляется в выработке мужских и женских половых гормонов, которые поступают в кровь.

Половые железы имеют хорошо выраженную сосудистую систему, за счет которой осуществляется их обильное кровоснабжение.

Иннервация половых желез обеспечивается постганглионарными симпатическими нервными волокнами, идущими из солнечного сплетения, и парасимпатическим тазовым нервом .

Развитие половых желез и поступление из них в кровь половых гормонов определяет половое развитие и созревание. Половая зрелость у человека наступает в возрасте 12-16 лет. Она характеризуется полным развитием первичных и появлением вторичных половых признаков.

К первичным половым признакам относятся половые железы (семенники, яичники) и половые органы (половой член, предстательная железа, влагалище, матка, яйцеводы). Они определяют возможность осуществления полового акта и деторождения.

Вторичные половые признаки - это те особенности половозрелого организма, по которым мужчина и женщина отличаются друг от друга. У мужчин вторичными половыми признаками являются растительность на лице, волосяной покров на теле, изменение голоса, формы тела, а также психики и поведения. У женщин к вторичным половым признакам относят особенности расположения волос на теле, изменение формы тела, развитие молочных желез.

Значение половых гормонов в развитии половых признаков отчетливо проявляется в опытах с удалением (кастрация) и пересадкой половых желез у петуха и курицы. Если удалить половые железы у этих птиц, то после кастрации они по виду начинают приближаться к среднему, бесполому типу (рис. 50). Пересадка им половых желез другого пола приводит к развитию внешних признаков и реакций, присущих противоположному полу: петух приобретает признаки и черты поведения, свойственные курице (феминизация), у курицы появляются качества, свойственные петуху (маскулинизация).

Мужские половые гормоны . Образование мужских половых гормонов происходит в особых клетках семенников - интерстициальных. Мужские половые гормоны называют андрогенами . В настоящее время установлено наличие в семенниках двух андрогенов - тестостерона и андростерона . Ежедневная потребность человека в андрогенах составляет около 5 мг. За сутки у мужчин выделяется с мочой 3-10 мкг андрогенов.

Гормоны стимулируют рост и развитие полового аппарата, мужских вторичных половых признаков и появление половых рефлексов. Если вводить андрогены неполовозрелым самцам, то у них преждевременно развиваются половые органы и вторичные половые признаки. Введение андрогенов кастратам-самцам приводит к устранению у них последствий кастрации.

Андрогены необходимы для нормального созревания мужских половых клеток - сперматозоидов. При отсутствии гормонов не образуются подвижные зрелые сперматозоиды. Кроме того, андрогены способствуют более длительному сохранению двигательной активности мужских половых клеток. Андрогены необходимы также для проявления полового инстинкта и осуществления связанных с ним поведенческих реакций.

Андрогены оказывают большое влияние на обмен веществ в организме. Они увеличивают образование белка в различных тканях, особенно в мышцах, уменьшают содержание жира в организме, повышают основной обмен веществ.

Андрогены оказывают влияние на функциональное состояние центральной нервной системы, на высшую нервную деятельность. После кастрации у самцов наступают резкие сдвиги в высшей нервной деятельности, нарушается процесс торможения в коре больших полушарий.

Женские половые гормоны . Образование женских половых гормонов - эстрогенов - происходит в фолликулах яичника. Фолликул представляет собой пузырек, стенка которого образована трехслойной оболочкой. Синтез эстрогенов осуществляется оболочкой фолликула. В желтом теле яичника, которое развивается на месте лопнувшего фолликула, вырабатывается гормон прогестерон . Ежедневная потребность организма женщины в эстрогенах составляет 0,25 мг. За сутки у женщины выделяется с мочой 16-36 мкг эстрогенов.

Эстрогены стимулируют рост яйцеводов, матки, влагалища, вызывают разрастание внутреннего слоя матки - эндометрия, способствуют развитию вторичных женских половых признаков и проявлению половых рефлексов. Кроме того, эстрогены вызывают усиление сокращений мышцы матки, повышают ее чувствительность к гормону задней доли гипофиза окситоцину. Они стимулируют также развитие и рост молочных желез. Прогестерон обеспечивает нормальное протекание беременности. Под его воздействием происходит разрастание слизистой оболочки эндометрия матки. Это создает благоприятные условия для имплантации оплодотворенной яйцеклетки в эндометрий матки. Прогестерон способствует также развитию вокруг имплантированной яйцеклетки так называемой децидуальной ткани. Прогестерон тормозит сокращение мускулатуры беременной матки и уменьшает ее чувствительность к окситоцину. Прогестерон задерживает созревание и овуляцию фолликулов за счет угнетения образования гормона передней доли гипофиза лютропина.

Регуляция образования гормонов половых желез . Образование половых гормонов в половых железах находится под контролем фолликулостимулирующего, лютеинизирующего и лютеотропного гормонов передней доли гипофиза .

У самок фолликулостимулирующий гормон способствует росту и развитию фолликулов, у самцов - созреванию половых клеток - сперматозоидов. Лютеинизирующий гормон обусловливает продукцию мужских и женских половых гормонов, а также овуляцию и образование на месте лопнувшего граафова пузырька желтого тела. Под влиянием лютеотропного гормона происходит синтез гормона желтого тела. Противоположное действие на функции половых желез оказывает гормон эпифиза мелатонин , который тормозит деятельность половых желез.

Функция половых желез регулируется нервной системой. Показано, что нервная система оказывает влияние на активность яичников и семенников рефлекторным путем за счет изменения образования в гипофизе гонадотропных гормонов.

Центральная нервная система участвует в регуляции нормального полового цикла. При изменении функционального состояния центральной нервной системы, например при сильных эмоциях (испуг, горе), может произойти нарушение полового цикла или даже его прекращение (эмоциональная аменорея ).

Таким образом, регуляция гормонообразовательной функции половых желез осуществляется по общему принципу за счет нервных и гуморальных (гормональных) воздействий.

Понятие о тканевых гормонах . В настоящее время известно, что специализированные клетки различных органов и тканей вырабатывают биологически активные вещества. Эти вещества получили название тканевых гормонов. Тканевые гормоны оказывают многообразные влияния на регуляцию деятельности тех органов, где они образуются.

Большая группа тканевых гормонов синтезируется слизистой оболочкой желудочно-кишечного тракта. Эти гормоны влияют на образование и секрецию пищеварительных соков, а также моторную функцию желудочно-кишечного тракта.

В тканях образуются тканевые гормоны, которые участвуют в регуляции местного кровообращения (гистамин расширяет кровеносные сосуды, серотонин обладает прессорным эффектом).

К тканевым гормонам относят также компоненты кининовой системы организма - калликреин, под влиянием которого образуется сосудорасширяющий полипептид - брадикинин.

В последние годы значительную роль в местной регуляции физиологических функций отводят простагландинам - большой группе веществ, образующихся в микросомах всех тканей организма из ненасыщенных жирных кислот. Различные виды простагландинов участвуют в регуляции секреции пищеварительных соков, процесса агрегации тромбоцитов, изменении тонуса гладких мышц сосудов и бронхов.

К тканевым гормонам относят и медиаторы нервной системы - ацетилхолин и норадреналин .

Реферат на тему:

Основные механизмы регуляции активности эндокринных желез

1. Автономная (базальная) саморегуляция активности эндокринной функции. Основана на обратном влиянии обменных процессов. Установлена в экспериментах с перфузией железы растворами, содержащими регулируемый фактор (метаболит) в различных концентрациях. Характеризуется следующей закономерностью: регулируемый железой метаболит оказывает стимулирующее действие на эндокринную функцию, если гормон снижает его содержание, но тормозит ее, если гормон повышает содержание метаболита (пример: влияние уровня глюкозы крови на выделение инсулина и глюкагона). Этот механизм - основа поддержания метаболического гомеостаза.

2.Взаимодействие между гипофизом и железами-мишенями. Основано на прямой (положительной, стимулирующей) связи и обратной (отрицательной, тормозящей) связи, носит также название «плюс- минус-взаимодействие». Например, аденогипофиз выделяет АКТГ, оказывающий стимулирующее действие на кору надпочечников и выделение кортизола, который, в свою очередь, тормозит секрецию АКТГ. Этот принцип является основой саморегуляции активности эндокринной системы и обеспечивает поддержание эндокринного гомеостаза.

3.Нервный контроль эндокринной активности. Осуществляется через гипоталамус. Основные пути:

1)парааденогипофизарный (нервно-проводниковый), реализуется через симпатические и парасимпатические нервы желез;

2)трансгипофизарный, включающий гипоталамические факторы (гормоны) и гуморальный контроль функции аденогипофиза.

Известные транспортные системы, обеспечивающие движение БАВ в гипофиз:

1) выделение в портальную систему гипофиза гипоталамических факторов, активирующих (либерины) или угнетающих (статины) гормонопоэз в передней доле гипофиза;

2) аксональный транспорт - перенос нейрогормонов (вазопрессина и окситоцина) из нейросекреторных ядер (супраоптического и паравентрикулярного) в заднюю долю гипофиза.

Гипоталамическая регуляция функций аденогипофиза контролируется отрицательной обратной связью. Например, кортиколиберин увеличивает секрецию АКТГ, который тормозит активность гипоталамических клеток, продуцирующих кортиколиберин. В системе регуляции активности длинных эндокринных осей «гипоталамус-гипофиз-железа-мишень» эта петля обратной связи носит название «короткой». Второй вариант регуляции активности такой же оси - «длинная петля» обратной связи, т.е. взаимодействие между гипоталамусом и железой-мишенью, основанное на чувствительности гипоталамических нейронов, продуцирующих соответствующий рилизинг-фактор, к гормону соответствующей железы-мишени. Все эти взаимодействия обеспечивают поддержание эндокринного гомеостаза.

4. Внешний контроль. В нем принимают участие лимбические структуры, старая и новая кора, через которые осуществляются воздействия из внешней среды (холод, тепло, свет, факторы, вызывающие психическое и эмоциональное напряжение и т.д.). Внешний контроль переводит эндокринную систему на иной функциональный уровень, соответствующий новым потребностям организма, т.е. обеспечивает адаптацию к меняющимся условиям внешней среды.

Биологическое значение эндокринной функции:

1) поддержание гомеостаза;

2) формирование адаптивных (приспособительных) реакций.

Механизмы компенсации нарушенной функции эндокринной железы

Изменения функций эндокринных желез, происходящие под влиянием повреждающих факторов среды, как правило, сопровождаются нарушениями в организме обмена веществ и физиологических функций. Соответственно, компенсаторные процессы в эндокринной системе следует разделить на две основные группы:

1)компенсация нарушенной функции самой эндокринной железы;

2)компенсация нарушенных процессов метаболизма и физиологических функций, регулируемых в организме эндокринной железой, при недостаточности ее гормонов.

Механизмы компенсаторных процессов первой группы могут быть как внутриорганными и внутрисистемными, так и межсистемными. Во-первых, компенсация нарушенной функции той или иной железы осуществляется за счет механизмов саморегуляции на уровне самой железы или системной регуляции по принципу обратной связи. Во-вторых, компенсация реализуется, как и в большинстве других органов, за счет мобилизации процессов физиологической и репаративной регенерации, способность к которой у железистой ткани достаточно высока. В-третьих, компенсаторные процессы осуществляются за счет изменения функций других систем организма, например, обеспечивающих всасывание необходимых для синтеза гормонов железы субстратов в желудочно-кишечном тракте, транспорт гормонов в свободном состоянии и в составе белковых комплексов, метаболизм и деградацию гормонов, экскрецию гормонов, наконец, связывание гормонов на уровне эффектора.

Компенсаторные процессы второй группы реализуются благодаря тому, что в регуляции основных метаболических и функциональных процессов принимает участие, как правило, несколько гормонов разных эндокринных желез, что позволяет компенсировать недостаточность или избыточность одних гормонов эффектами других (внутрисистемная компенсация). Компенсаторные процессы этой группы осуществляются и за счет межсистемных реакций с помощью нервной регуляции и саморегуляции метаболических и физиологических функций.

Поскольку механизмы саморегуляции функции эндокринной железы, прежде всего, связаны с процессами депонирования гормонов, их предшественников и даже субстратов в самой железе, создаваемый таким образом запас гормонов, предшественников и субстратов может обеспечить быструю, но кратковременную компенсацию возникающего в организме дефицита субстрата или повышенной потребности в гормоне. Так, в коллоиде щитовидной железы, находящемся в фолликулах, хранятся йодтиронины и йодтирозины и даже свободный йодид.

Ауторегуляция синтеза и секреции тиреоидных гормонов на уровне самой железы обеспечивается уровнем йода. Недостаток его активирует экстракцию йодида из крови, возрастание кровотока через щитовидную железу и ускорение биосинтеза тиреоидных гормонов. Напротив, избыток йодида подавляет синтез и секрецию тиреоидных гормонов. Механизм ингибирующего действия йодида, как правило, проявляющегося в условиях избыточной продукции гормонов, заключается в снижении экстракции йодида из крови, торможении процессов органического связывания йода, а также подавлении секреции гормонов железой. Назначение йодида с лечебной целью практикуется у больных с гиперфункцией щитовидной железы, при зобе. Избыточность ингибирующего влияния чрезмерных дозировок йодида у больных с гипертиреоидным зобом ведет к переходу гипертиреоидного состояния в эутиреоидное.

Для компенсации нарушенной функции эндокринной железы важнейшее значение имеет системный уровень регуляции, реалиизующийся с помощью механизма обратной связи. Так, регуляция функции щитовидной железы обеспечивается гипоталамо-аденогипофизарной системой с помощью пептидов: тиреолиберина гипоталамуса и тиреотропина гипофиза. Изменение уровня гормонов щитовидной железы в крови (преимущественно трийодтиронина) вызывает противоположные сдвиги в синтезе и секреции этих пептидов. При дефиците тиреоидных гормонов повышающийся по принципу обратной связи уровень тиреотропина в крови способствует активации в щитовидной железе всех биосинтетических и секреторных процессов, а также стимулирует трофику и пластические процессы, физиологическую и репаративную регенерацию, что ведет к восстановлению сниженной функции железы.

Необходимым условием регенерации железы после ее повреждения является наличие определенной концентрации в крови тиреоидных гормонов, продуцируемых поврежденными структурами железы. Это связано с тем, что гормоны щитовидной железы необходимы для процессов биосинтеза белка и деления клеток в организме. Они стимулируют регенерацию большинства тканей организма вообще и самой железы в частности. Таким образом, при полном прекращении секреции тиреоидных гормонов или снижении их концентрации в крови ниже порогового уровня регенерация железы даже при избытке тиреотропина оказывается невозможной. Если функция железы снижена в результате дефицита йода или если повреждение ее структур оказалось столь значительным, что привело к резкому уменьшению уровня тиреоидных гормонов в крови, мобилизуемый в кровь по механизму обратной связи тиреотропин вызывает не регенерацию, а компенсаторную гипертрофию железы. Следовательно, процессы регенерации будут тем слабее, чем меньше остается неповрежденной ткани (например, после резекции).

При недостаточности процессов регенерации щитовидной железы иногда возникает необходимость в их искусственной стимуляции. Искусственное управление регенерацией щитовидной железы требует экзогенного введения тщательно дозируемых оптимальных количеств тиреоидных гормонов, чтобы, с одной стороны, стимулировать процессы регенерации, а с другой - не подавить их избытком повышенной секреции тиреотропина.

Регенераторная способность высока и в других эндокринных железах, в частности в надпочечниках. Так, гиперфункция коры надпочечников, вызванная, например, избыточной стимуляцией кортикотропином гипофиза, приводит к ее гипертрофии вследствие усиления секреторного процесса. При этом происходит и перестройка структуры коры с преимущественным увеличением массы клеток пучковой зоны. Регенерация коры надпочечников есть следствие первичного повреждения ткани, и хотя при этом механизм обратной связи приводит к повышению в крови уровня кортикотропина, для полноценной регенерации необходимы и другие вещества - клеточные стимуляторы регенерации, тиреоидные гормоны, а также предшественники синтеза и метаболиты стероидных гормонов коры надпочечников. Процесс регенерации коры надпочечников развивается при различных степенях повреждения, даже при энуклеации, то есть почти полном удалении. Формирующаяся при регенерации перестройка метаболических процессов ведет к изменению количественных и качественных характеристик биосинтеза стероидных гормонов, что не только вызывает стимуляцию репаративных процессов в самой коре надпочечников, но и влияет на функции организма, нередко приводя к вторичным нарушениям. Так, следствием регенерации коры надпочечников является артериальная гипертензия. В экспериментах на животных показано, что повреждение коры надпочечников, воспроизводимое разными способами (раздавливанием, прошиванием, энуклеацией и т.п.), приводит к формированию артериальной гипертензии, получившей название «регенерационной».

Компенсация нарушенных функций эндокринных желез осуществляется и на межсистемном уровне. Так, биологическая активность секретируемых в кровь гормонов меняется в результате их связывания с транспортными белками крови. Избыточная секреция кортизола корой надпочечников ведет к увеличению в крови не только свободной, но и связанной с транскортином формы гормона, а избыточное связывание гормона с транспортными белками уменьшает его биологическую активность. Это происходит в торпидную фазу травматического шока, когда повышенная секреция кортизола сопровождается избыточным образованием связанной формы гормона. Напротив, в начальную фазу стресса («реакция тревоги» по Г. Селье) происходит высвобождение кортизола из связи с транскортином, что ведет к увеличению в крови концентрации биологически активной формы гормона и является необходимым условием защитной реакции организма. Благодаря образованию нескольких транспортных форм гормона осуществляется более значимая компенсация избыточных количеств гормона в крови. Так, при повышении концентрации кортизола в крови до уровня > 1,0 мкмоль/л часть гормона связывается также с альбумином крови.

Компенсация избыточной секреции в кровь гормонов осуществляется и через активацию их разрушения в печени, метаболических превращений в тканях-мишенях и экскреции с мочой. При не- достаточном синтезе и секреции гормонов эти процессы, напротив, протекают менее интенсивно. К компенсаторным процессам межсистемного уровня относится и изменение депонирования гормо- нов в тканях. Так, при тиреотоксикозе в миокарде снижается содержание депонированных катехоламинов, поскольку при повышенном уровне тироксина нарушаются процессы окислительного фосфорилирования, и развивается дефицит АТФ, а также тормозится активность дофадекарбоксилазы. Избыточное количество в крови тиреоидных гормонов вызывает повышение чувствительности тканей, в частности сердца, к катехоламинам. Уменьшение количества катехоламинов в миокарде, таким образом, является важным механизмом снижения влияния избыточных количеств тиреоидных гормонов на сердечную мышцу.

Компенсаторные реакции на уровне эффектора нередко подчиняются правилу исходного состояния. Сущность этого правила заключается в том, что исходное состояние функциональной активности ткани, органа или системы определяет величину и характер их реакции на раздражитель. Так, в условиях повышенной функциональной активности эффектора (включая и уровень обмена веществ) гормоны-активаторы функции могут вообще не вызывать эффекта либо вести к ослабленному или даже противоположному (то есть угнетающему) эффекту. Напротив, при ослабленной функциональной активности эффектора такие гормоны-стимуляторы вызывают, как правило, более мощный активирующий эффект. Подобной закономерности подчиняются и метаболические эффекты гормонов. Например, в условиях повышенного катаболизма белка в организме глюкокортикоиды либо теряют свой катаболический эффект, либо проявляют его несколько слабее, либо вызывают даже анаболическое действие. В механизмах реализации правила исходного состояния, наряду с действием гормонов-антагонистов и процессами саморегуляции метаболизма, существенную роль играет зависящее от функциональной активности клеток изменение количества и аффинности клеточных мембранных рецепторов гормонов.

Компенсация избытка или недостатка уровня гормонов в крови может также осуществляться на уровне тканей-мишеней посредством изменения числа и аффинности клеточных мембранных рецепторов, приводя к десенситизации клеток в условиях избытка гормонов или к их сенситизации при гормональном дефиците.

Компенсация нарушений процессов метаболизма и физиологических функций, регулируемых эндокринной железой, при недостаточности ее гормонов. Наиболее значимую роль в компенсации нарушений деятельности эндокринных желез играют компенсаторные процессы, направленные не на поддержание секреторной деятельности железы, уровня гормона в крови или его влияния на органы-мишени, а на обеспечение компенсации недостаточных или избыточных эффектов гормона, то есть компенсации нарушений регулируемых гормоном процессов - метаболических и функциональных.

Один из важнейших механизмов такой компенсации связан с наличием синергизма и антагонизма эффектов гормонов разных эндокринных желез. Так, адреналин, глюкагон, глюкокортикоиды, соматотропин повышают уровень глюкозы в крови за счет расщепления гликогена, глюконеогенеза и подавления утилизации глюкозы периферическими тканями. Инсулин противодействует этим эффектам и вызывает гипогликемию. Примерами синергизма (частичного) могут служить эффекты паратирина и кальцитриола (активация всасывания кальция в кишечнике), а антагонизма – эффекты паратирина (гиперкальциемия) и кальцитонина (гипокальциемия). Как правило, синергизм и антагонизм эффектов гормонов являются неполными, поэтому компенсация одних нарушений метаболизма и функций сопровождается усугублением других. Это особенно ярко тпроявляется в процессе формирования нарушений деятельности эндокринной железы, когда нерезкие, предпатологические отклонения функции компенсируются, а более выраженные - проявляются.

Деятельность эндокринных желез взаимозависима. Эта взаимосвязь выражается не только в изменениях синтеза и секреции гормонов одной железы под влиянием гормонов другой (например, кортикостероиды подавляют функцию щитовидной железы), но и в соответствующих процессах на уровне эффекторов (например, паратирин ингибирует антидиуретический эффект вазопрессина). Способность гормонов менять реакцию ткани-мишени на действие других гормонов и нейромедиаторов, получившая название «реактогенное действие гормонов», является одним из важных механизмов компенсации нарушенных в организме метаболических процессов и физиологических функций при патологии эндокринной системы. Так, например, при нерезком дефиците соматотропина на- рушения роста тела не происходит благодаря реактогенному дейст- вию инсулина и инсулиноподобных факторов роста, повышающих чувствительность тканей к соматотропину.

Основные механизмы нарушения функций эндокринных желез

Ветви нерва подходят к надпочечникам, выделяют ацетилхолин и вызывают усиление синтеза и секреции адреналина и норадреналина железой.

Мозговой слой надпочечников и симпатическая нервная система, будучи тесно связанными друг с другом функционально, обозначаются термином «симпато-адреналовая система». Наиболее ярко повреждение функции симпато-адреналовой системы проявляется при феохромоцитоме.

Феохромоцитома - катехоламинпродуцирующая опухоль хромаффинной ткани, локализующаяся в мозговом веществе надпочечников.

Продукция катехоламинов при феохромоцитоме повышена в десятки раз. Ведущим физиологическим механизмом нарушений при феохромоцитоме является артериальная гипертензия (возрастает уровень норадреналина).

Нервные окончания, подходящие к другим эндокринным железам, вступают в синаптические контакты с кровеносными сосудами, которые оплетают гормонпродуцирующие клетки. В этих случаях перерезка нервов или их раздражение нарушает кровоснабжение желез, тем самым опосредованно изменяя их функцию.

Второй механизм регуляции - нейроэндокринный (гипоталамический, трансгипофизарный). В данном случае регулирующее влияние ЦНС на физиологическую активность желез внутренней секреции реализуется через гипоталамус, который является конечным морфологическим образованием, обеспечивающим функциональную связь головного мозга с эндокринной системой.

Основной механизм деятельности гипоталамических нейронов - трансформация нервного импульса в специфический эндокринный процесс, который сводится к биосинтезу гормона в теле нейро- на и сбрасыванию образовавшегося секрета из окончаний аксона в кровь.

При этом осуществляется два типа нейроэндокринных реакций: один из них связан с образованием и секрецией ризилинг-факторов- главных регуляторов секреции гормонов аденогипофиза, другой - с образованием нейрогипофизарных гормонов.

В первом случае гипоталамические гормоны образуются в ядрах среднего и заднего отделов подбугровой области, затем поступают по аксонам их нейронов в область среднего возвышения, где могут накапливаться и далее проникать в специальную систему портальной циркуляции аденогипофиза. Эти высокоактивные вещества (нейросекреты, нейрогормоны) избирательно регулируют гормонообразовательные процессы аденогипофиза.

По направленности эффекта гипоталамические рилизинг-факторы делятся на гипофизарные либерины и статины.

Изменение центральной эндокринной регуляции может быть связано с первичным изменением выработки рилизинг-факторов или тропных гормонов, в результате которого возникают вторичные нарушения функции эндокринной железы (вторичные эндокринопатии). Эндокринопатии, вызванные прямым повреждением ткани железы, получили название первичных.

Во втором случае гормоны образуются в ядрах переднего гипоталамуса, спускаются по аксонам в заднюю долю гипофиза, где депонируются, а оттуда могут поступать в системную циркуляцию и действовать на периферические органы (вазопрессин, АДГ и окситоцин).

Нарушение эндокринных механизмов регуляции

Эндокринная регуляция связана с непосредственным влиянием одних гормонов на биосинтез и секрецию других. Гормональную регуляцию эндокринных функций осуществляет несколько групп гормонов.

Особую роль в гормональной регуляции многих эндокринных функций играет передняя доля гипофиза. В различных ее клетках образуется ряд тропных гормонов (АКТГ, ТТГ, ЛГ, СТГ), основное значение которых сводится к направленной стимуляции функций и трофики некоторых периферических эндокринных желез (кора надпочечников, щитовидная железа, гонады). Все тропные гормоны имеют белково-пептидную природу (олигопептиды, простые белки, гликопротеиды).

После экспериментального хирургического удаления гипофиза зависимые от него периферические железы подвергаются гипотрофии, в них резко снижается гормональный биосинтез. Следствием этого является подавление процессов, регулируемых соответствующими периферическими железами. Аналогичная картина наблюдается у человека при полной недостаточности функции гипофиза (болезнь Симмондса). Введение тропных гормонов животным после гипофизэктомии постепенно восстанавливает структуру и функцию зависимых от гипофиза эндокринных желез.

К негипофизарным гормонам, непосредственно регулирующим периферические эндокринные железы, относятся, в частности, глюкагон (гормон а-клеток поджелудочной железы, который наряду с влиянием на углеводный и липидный обмен в периферических тканях может оказывать прямое стимулирующее действие на Р-клетки той же железы, вырабатывающие инсулин) и инсулин (непосредственно контролирует секрецию катехоламинов надпочечниками и СТГ гипофизом).

Нарушения в системе обратной связи

В механизмах регуляции «гормон-гормон» существует сложная система регуляторных взаимосвязей - как прямых (нисходящих), так и обратных (восходящих).

Разберем механизм обратной связи на примере системы «гипоталамус-гипофиз-периферические железы».

Прямые связи начинаются в гипофизотропных областях гипоталамуса, которые получают по афферентным путям мозга внешние сигналы к запуску системы.

Гипоталамический стимул в форме определенного рилизинг-фактора передается в переднюю долю гипофиза, где усиливает или ослабляет секрецию соответствующего тропного гормона. Последний в повышенных или сниженных концентрациях через системную циркуляцию поступает к регулируемой им периферической эндокринной железе и изменяет ее секреторную функцию.

Обратные связи могут исходить как от периферической железы (наружная обратная связь), так и от гипофиза (внутренняя обратная связь). Восходящие наружные связи заканчиваются в гипо- таламусе и гипофизе.

Так, половые гормоны, кортикоиды, тиреоидные гормоны могут оказывать через кровь обратное влияние и на регулирующие их области гипоталамуса, и на соответствующие тропные функции гипофиза.

Важное значение в процессах саморегуляции имеют также внутренние обратные связи, идущие от гипофиза к соответствующим гипоталамическим центрам.

Таким образом, гипоталамус:

С одной стороны, принимает сигналы извне и посылает приказы по линии прямой связи к регулируемым эндокринным железам;

С другой стороны, реагирует на сигналы, идущие изнутри системы от регулируемых желез по принципу обратной связи.

По направленности физиологического действия обратные связи могут быть отрицательными и положительными. Первые как бы самоограничивают, самокомпенсируют работу системы, вторые самозапускают ее.

При удалении периферической железы, регулируемой гипофизом, или при ослаблении ее функции секреция соответствующего тропного гормона возрастает. И наоборот: усиление ее функции приводит к торможению секреции тропного гормона.

Процесс саморегуляции функции желез по механизму обратной связи всегда нарушается при любой форме патологии эндокринной системы. Классическим примером может служить атрофия коры надпочечников при длительном лечении кортикостероидами (в первую очередь, глюкокортикоидными гормонами). Объясняется это тем, что глюкокортикоиды (кортикостерон, кортизол и их аналоги):

Являются мощными регуляторами углеводного и белкового обмена, вызывают повышение концентрации глюкозы в крови, тормозят синтез белка в мышцах, соединительной ткани и лимфоидной ткани (катаболический эффект);

Стимулируют образование белка в печени (анаболический эффект);

Повышают резистентность организма к различным раздражителям (адаптивный эффект);

Обладают противовоспалительным и десенсибилизирующим действием (в больших дозах);

Являются одним из факторов, поддерживающих артериальное давление, количество циркулирующей крови и нормальную проницаемость капилляров.

Указанные эффекты глюкокортикоидов обусловили их широкое клиническое применение при заболеваниях, в основе патогенеза которых лежат аллергические процессы либо воспаление. В этих случаях вводимый извне гормон по механизму обратной связи тормозит функцию соответствующей железы, но при длительном введении приводит к ее атрофии. Поэтому больные, прекратившие лечение препаратами глюкокортикоидных гормонов, попадая в ситуацию, когда под влиянием повреждающих факторов (операция, бытовая травма, интоксикация) у них развивается стрессовое состояние, не отвечают адекватным усилением секреции собственных кортикостероидов. В результате у них может развиться острая надпочечниковая недостаточность, которая сопровождается сосудистым коллапсом, судорогами, развитием комы. Смерть у таких больных может наступить через 48 часов (при явлениях глубокой комы и сосудистого коллапса). Аналогичная картина может наблюдаться при кровоизлиянии в надпочечники.

Значение механизма обратной связи для организма можно рассмотреть также на примере викарной гипертрофии одного из надпочечников после хирургического удаления второго (односторонняя адреналэктомия). Такая операция вызывает быстрое падение уровня кортикостероидов в крови, что усиливает через гипоталамус адренокортикотропную функцию гипофиза и приводит к повышению концентрации АКТГ в крови, следствием которого является компенсаторная гипертрофия оставшегося надпочечника.

Длительный прием тиреостатиков (или антитиреоидных веществ), подавляющих биосинтез гормонов щитовидной железы (метилурацил, мерказолил, сульфаниламиды), вызывает усиление секреции тиреотропного гормона, а это, в свою очередь, обусловливает разрастание железы и развитие зоба.

Важную роль механизм обратной связи играет также в патогенезе адреногенитального синдрома.

Неэндокринная (гуморальная) регуляция

Неэндокринная (гуморальная) регуляция - регулирующее действие на эндокринные железы некоторых негормональных метаболитов.

Этот способ регуляции в большинстве случаев является, по существу, самонастройкой эндокринной функции. Так, глюкоза, гуморально действуя на эндокринные клетки, изменяет интенсивность продукции инсулина и глюкагона поджелудочной железой, адреналина мозговым слоем надпочечников, СТГ аденогипофизом. Уровень секреции паратгормона околощитовидными железами и кальцитонина щитовидной железой, контролирующих кальциевый обмен, в свою очередь, регулируется концентрацией ионов кальция в крови. Интенсивность биосинтеза альдостерона корой надпочечников обусловлена уровнем ионов натрия и калия в крови.

Неэндокринная регуляция эндокринных процессов представляет собой один из важнейших способов поддержания метаболического гомеостаза.

Для ряда желез (а- и (3-клетки островкового аппарата поджелудочной железы, околощитовидные железы) гуморальная регуляция негормональными агентами по принципу самонастройки имеет первостепенное физиологическое значение.

Особый интерес приобретает образование негормональных факторов стимуляции деятельности эндокринных желез в условиях патологии. Так, при некоторых формах тиреотоксикоза и воспаления щитовидной железы (тиреоидит) в крови больных появляется длительно действующий тиреоидный стимулятор (longactingthyroidstimulator - LATS.

LATS представлен гормонально активными аутоантителами (IgG), вырабатываемыми к патологическим компонентам (аутоантигенам) клеток щитовидной железы. Аутоантитела, избирательно связываясь с клетками щитовидной железы, специфически стимулируют в ней процессы секреции тиреоидных гормонов, приводя к развитию патологической гиперфункции. Они действуют аналогично ТТГ, усиливая процессы синтеза и секреции щитовидной железой тироксина и трийодтиронина.

Не исключено, что аналогичные метаболиты могут образовываться и к специфическим белкам других эндокринных желез, вызывая нарушение их функции.

Периферические (внежелезистые) механизмы регуляции

Функция той или иной эндокринной железы зависит также от величины концентрации гормонов в крови, уровня их резервирования комплексообразующими (связывающими) системами крови, скорости их захвата периферическими тканями. В развитии многих эндокринных заболеваний весьма значительную роль могут играть:

1) нарушение инактивации гормонов в тканях и

2) нарушение связывания гормонов белками;

3) образование антител к гормону;

4) нарушение соединения гормона с соответствующими ре- цепторами в клетках-мишенях;

5) наличие антигормонов и их действие на рецепторы по меха- низму конкурентного связывания.

Антигормоны - вещества (в том числе гормоны), имеющие сродство к рецепторам данного гормона и взаимодействующие с ними. Занимая рецепторы, они блокируют эффект данного гормона.

Патологические процессы в железе – эндокринопатии

Одной из причин нарушения нормальных взаимодействий в эндокринной системе являются патологические процессы в самих эндокринных железах, вследствие прямого поражения одной или нескольких из них. В патологических условиях возможно несколько вариантов нарушения деятельности эндокринных желез:

1) не соответствующая потребностям организма чрезмерно высокая инкреция (гиперфункция);

2) не соответствующая потребностям организма чрезмерно низкая инкреция (гипофункция);

3) качественное нарушение гормонообразования в железе, качественное нарушение инкреции (дисфункция).

Ниже приведена классификация эндокринопатии.

1. По характеру изменения функции: гиперфункция, гипофункция, дисфункция, эндокринные кризы.

Дисфункция - нарушение соотношений между гормонами, выделяемыми одной и той же железой. Примером может служить нарушение соотношений между эстрогенами и прогестероном, считающееся важным фактором патогенеза фибромиомы матки.

Эндокринные кризы - острые проявления эндокринной патологии - могут быть гипер- и гипофункциональными (тиреотоксичекий криз, гипотиреоидная кома и др.).

2.По происхождению: первичные (развивающиеся в результате первичного повреждения ткани железы) и вторичные (развивающиеся в результате первичного повреждения гипоталамуса).

Гуморальная регуляция - это регуляция процессов жизнедеятельности с помощью веществ, поступающих во внутреннюю среду организма (кровь, лимфу, ликвор и др.). К факторам гуморальной регуляции относятся гормоны, электролиты, медиаторы, кинины, простагландины, различные метаболиты и т.д. Гуморальная регуляция обеспечивает более длительные адаптивные реакции в сравнении с нервной, которая осуществляет запуск быстрых приспособительных реакций при изменениях внешней или внутренней среды.

Эндокринная железа, или железа внутренней секреции - это анатомическое образование, лишенное выводных протоков, единственной или основной функцией которого является внутренняя секреция гормонов.

Гормоны - это биологически высокоактивные вещества, синтезирующиеся и выделяющиеся во внутреннюю среду организма эндокринными железами, и оказывающие регулирующее влияние на функции удаленных от места их секреции органов и систем организма.

Общие биологические свойства гормонов: строгая специфичность (тропность) физиологического действия; высокая биологическая активность; дистантный характер действия; генерализованность действия; пролонгированность действия.

Общие функции гормонов: 1)регуляция роста, развития и дифференцировки тканей и органов, что определяет физическое, половое и умственное развитие; 2)адаптация организма к меняющимся условиям существования; 3)поддержание гомеостаза.

В состоянии покоя 80% циркулирующих в крови гормонов находится в комплексе со специфическими белками, являясь депо, или физиологическим резервом. Биологическая активность определяется содержанием свободных форм гормонов. Обязательным условием для проявления эффектов гормона является его взаимодействие с рецепторами.

Основные механизмы действия гормонов: 1)Реализация эффекта с наружной поверхности клеточной мембраны (связывание с специфическими рецепторами на поверхности мембраны, сопряженными с G-белками, активирующими или ингибирующими аденилатциклазу, под действием которой из АТФ образуется цАМФ; цАМФ активирует протеинкиназу, фосфорилирующую белки). В качестве вторичных посредников кроме цАМФ могут быть цГМФ, инозитол-1,4,5- трифосфат, ионы кальция. Так действуют белково-пептидные гормоны, катехоламины, простагландины. 2)Реализация эффекта после проникновения гормона внутрь клетки (связывание гормона с специфическими рецепторами в цитоплазме или ядре, связывание гормон-рецепторного комплекса с ДНК и белками хроматина, что стимулирует траскрипцию определенных генов, трасляция мРНК приводит к появлению в клетке новых белков, вызывающих биологический эффект этих гормонов). Так действуют стероидные и йодсодержащие тиреоидные гормоны, обладающие липофильностью.

Функциональная классификация гормонов: 1)Эффекторные гормоны; 2)Тропные гормоны; 3)Рилизинг-гормоны.

Гипоталамо-гипофизарная система. Гипоталамус вырабатывает нейрогормоны - рилизинг-гормоны. Среди рилизинг гормонов различают либерины - стимуляторы синтеза и выделения гормонов аденогипофиза и статины - ингибиторы секреции, например: тиреолиберин, кортиколиберин, соматолиберин. В свою очередь тропные гормоны аденогипофиза (кортикотропин, тиреотропин, гонадотропин) регулируют секрецию эффекторных гормонов рядом других периферических желез внутренней секреции.

Гормоны передней доли гипофиза: : адренокортикотропный, тиреотропный, гонадотропные (фолликулостимулирующий и лютеинизирущий), соматотропный, пролактин.

Гормоны задней доли гипофиза: антидиуретический гормон, или вазопрессин, и окситоцин образуются в гипоталамусе; в нейрогипофизе происходит их накопление и секреция в кровь.

Щитовидная железа вырабатывает йодсодержащие гормоны (тироксин и трийодтиронин) и кальцитонин. Функции йодсодержащих гормонов: усиление всех видов обмена (белковый, липидный, углеводный), повышение основного обмена и усиление энергообразования в организме; влияние на процессы роста, физическое и умственное развитие; увеличение частоты сердечных сокращений; повышение температуры тела; повышение возбудимости симпатической нервной системы. Кальцитонин участвует в регуляции кальциевого обмена (угнетение функции остеокластов и активация функции остеобластов, усиление процессов минерализации, угнетение реабсорбции кальция в почках и увеличение его выделения с мочой, гипокальциемия) и фосфатов (угнетение рабсорбции фосфатов в почке и усиление выделения их с мочой).

Паращитовидные (околощитовидные) железы. Вырабатывают паратгормон, регулирующий обмен кальция (усиление функции остеокластов, деминерализация кости, усиление реабсорбции кальция в почках, гиперкальциемия) и фосфора (угнетение обратного всасывания в почках, фосфатурия) в организме.

Надпочечники. Гормоны коркового вещества надпочечников: минералокортикоиды (альдостерон и др.), глюкокортикоиды (кортизол и др.), половые гормоны.

Эффекты альдостерона: усиление реабсорбции ионов натрия и хлора в дистальных почечных канальцах, увеличение экскреции ионов калия, возрастание реабсорбции воды, увеличение объема циркулирующей крови, повышение артериального давления, уменьшение диуреза; провоспалительное действие.

Эффекты глюкокортикоидов: стимуляция глюконеогенеза (гипергликемия), катаболическое влияние на белковый обмен, активация липолиза, противовоспалительное действие, угнетение клеточного и гуморального иммунитета, противоаллергическое действие, повышение чувствительности гладких мышц сосудов к катехоламинам.

Половые гормоны имеют значение только в детском возрасте.

Гормоны мозгового вещества надпочечников: адреналин и норадреналин. Адреналин стимулирует деятельность сердца, сужает сосуды, кроме коронарных,сосудов легких, головного мозга, работающих мышц, которые он расширяет; расслабляет мышцы бронхов, тормозит перистальтику и секрецию пищеварительного тракта и повышает тонус сфинктеров, расширяе зрачок, уменьшает потоотделение, усиливает процессы катаболизма и образования энергии, усиливает расщепление гликогена в печени и мышцах, активирует липолиз, активирует термогенез.

Поджелудочная железа (эндокринная функция). Вырабатывает гормоны инсулин, глюкагон, соматостатин, панкреатический полипептид, основным из которых является инсулин. Инсулин прежде всего влияет на углеводный обмен (способствует глюкогенезу в печени и мышцах, вызывает гипогликемию, повышает проницаемость клеточной мембраны для глюкозы, стимулирует синтез белка из аминокислот, уменьшает катаболиз белков, усиливает процессы липогенеза. Глюкагон является антагонистом инсулина. Он усиливает распад гликогена в печени,

вызывает гипергликемию.

Половые железы. Мужские половые гормоны (андрогены), наиболее важным является тестостерон. Тестостерон участвует в половой дифференцировке гонады, обеспечивает развитие первичных и вторичных мужских половых признаков, появление половых рефлексов; обладает выраженным анаболическим действием.

Женские половые гормоны: эстрогены (эстрон, эстрадиол, эстриол) и прогестерон. Эстрогены (вырабатываются в яичниках) стимулируют развитие первичных и вторичных женских половых признаков, стимулируют рост и развитие молочных желез, обладают анаболическим действием, усиливают образование жира и распределение его типичное для женской фигуры, способствуют оволосению по женскому типу. Главная функция прогестерона (гормона желтого тела яичников) - подготовка эндометрия к имплантации оплодотворенной яйцеклетки и обеспечение нормального протекания беременности. У небеременных женщин прогестерон участвует в регуляции менструального цикла.

Эндокринной активностью обладают также и другие органы. Почки синтезируют и секретируют в кровь ренин, эритропоэтин, кальцитриол. В предсердиях вырабатывается натрийуретический гормон. Клетки слизистой оболочки желудка и тонкой кишки (клетки АПУД-системы) секретируют большое количество пептидных соединений: секретин, гастрин, холецистокинин-панкреозимин, бомбезин, мотилин, соматостатин, нейротензин и другие, значительная часть которых обнаружена и в мозге.

Занятие 1. Железы внутренней секреции. Гипоталамо-

гипофизарная система. Надпочечники.

(Доклады студентов)

Задача 1. Влияние адреналина, ацетилхолина, пилокарпина, атропина на

мышцы радужной оболочки глаза лягушки (Пр. стр. 277).

Занятие 2. Семинар. Щитовидная и паращитовидные железы.

Поджелудочная железа. (Доклады студентов).

Занятие 3. Половые железы. (Доклады студентов).