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).

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

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

Различают две группы эндокринных желез:

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

2) осуществляющие только внутреннюю секрецию.

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

Общей функцией для всех желез является выработка гормонов.

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

1) синтез и секрецию гормонов;

2) транспорт гормонов в кровь;

3) метаболизм гормонов и их экскрецию;

4) взаимодействие гормона с тканями;

5) процессы регуляции функций железы.

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

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

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

По химической природе гормоны разделены на три группы:

1) стероиды;

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

3) аминокислоты и их производные.

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

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

2. Свойства гормонов, механизм их действия

Выделяют три основных свойства гормонов:

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

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

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

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

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

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

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

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

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

1) высокое сродство к определенному гормону;

2) избирательность;

3) ограниченная емкость к гормону;

4) специфичность локализации в ткани.

Эти свойства характеризуют количественную и качественную избирательную фиксацию гормонов клеткой.

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

Механизм действия гормонов с клеткой-мишенью происходит следующие этапы:

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

2) активацию мембранной аденилциклазы;

3) образование цАМФ из АТФ у внутренней поверхности мембраны;

4) образование комплекса «цАМФ-рецептор»;

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

6) инактивацию гормона, цАМФ и рецептора.

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

Выделяют четыре типа воздействия гормонов на организм:

1) метаболическое воздействие – влияние на обмен веществ;

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

3) пусковое воздействие – влияние на деятельность эффекторов;

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

3. Синтез, секреция и выделение гормонов из организма

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

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

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

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

«гены – (мРНК) – ферменты – гормон».

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

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

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

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

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

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

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

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

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

4. Регуляция деятельности эндокринных желез

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

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

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

Регуляторные механизмы могут быть стимулирующими (облегчающими) и тормозящими.

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

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

2) нейроэндокринный, связанный с деятельностью гипофиза и гипоталамуса.

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

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

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

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

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

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

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

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

Нервная и гуморальная регуляция функций.

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

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

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

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

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

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

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

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

Железы внутренней секреции. В регуляции функций организма важная роль принадлежит эндокринной системе. Органы этой системы- железы внутренней секреции - выделяют особые вещества, оказывающие существенное и специализированное влияние на обмен веществ, структуру и функцию органов и тканей. Железы внутренней секреции отличаются от других желез, имеющих выводные протоки (желез внешней секреции), тем, что выделяют продуцируемые ими вещества прямо в кровь. Поэтому их называютэндокринными железами (греч. endon - внутри, krinein - выделять) (рис. 26).

К железам внутренней секреции относятся гипофиз, эпифиз, поджелудочная железа, щитовидная железа, надпочечники, половые, паращитовидные или околощитовидные железы, вилочковая (зобная) железа.
Поджелудочная и половые железы - смешанные, так как часть их клеток выполняет внешнесекреторную функцию, другая часть - внутрисекреторную. Половые железы вырабатывают не только половые гормоны, но и половые клетки (яйцеклетки и сперматозоиды). Часть клеток поджелудочной железы вырабатывает гормон инсулин и глюкагон, другие ее клетки вырабатывают пищеварительный и поджелудочный сок.
Эндокринные железы человека невелики по размерам, имеют очень небольшую массу (от долей грамма до нескольких граммов), богато снабжены кровеносными сосудами. Кровь приносит к ним необходимый строительный материал и уносит химически активные секреты.
К эндокринным железам подходит разветвленная сеть нервных волокон, их деятельность постоянно контролирует нервная система.
Железы внутренней секреции функционально тесно связаны между собой, и поражение одной железы вызывает нарушение функции других желез.
Гормоны. Специфические активные вещества, вырабатываемые железами внутренней секреции, называются гормонами (от греч. horman -возбуждать). Гормоны обладают высокой биологической активностью.
Гормоны сравнительно быстро разрушаются тканями, поэтому для обеспечения длительного действия необходимо их постоянное выделение в кровь. Только в этом случае возможно поддержание постоянной концентрации гормонов в крови.
Гормоны обладают относительной видовой специфичностью, что имеет важное значение, так как позволяет недостаток того или иного гормона в организме человека компенсировать введением гормональных препаратов, получаемых из соответствующих желез животных. В настоящее время удалось не только выделить многие гормоны, но даже получить некоторые из них синтетическим путем.
Гормоны действуют на обмен веществ, регулируют клеточную активность, способствуют проникновению продуктов обмена веществ через клеточные мембраны. Гормоны влияют на дыхание, кровообращение, пищеварение, выделение; с гормонами связана функция размножения.
Рост и развитие организма, смена различных возрастных периодов связаны с деятельностью желез внутренней секреции.
Механизм действия гормонов до конца не изучен. Считают, что гормоны действуют на клетки органов и тканей, взаимодействуя со специальными участками клеточной мембраны - рецепторами. Рецепторы специфичны, они настроены на восприятие определенных гормонов. Поэтому, хотя гормоны разносятся кровью по всему организму, они воспринимаются только определенными органами и тканями, получившими название органов и тканей-мишеней.
Включение гормонов в обменные процессы, протекающие в органах и тканях, опосредуется внутриклеточными посредниками, передающими влияние гормона на определенные внутриклеточные структуры. Наиболее значимым из них является циклический аденозинмонофосфат, образующийся под влиянием гормона из аденозинтрифосфорной кислоты, присутствующей во всех органах и тканях. Кроме того, гормоны способны активировать гены и таким образом влиять на синтез внутриклеточных белков, участвующих в специфической функции клеток.
Гипоталамо-гипофизарная система, ее роль в регуляции деятельности желез внутренней секреции. Гипоталамо-гипофизарной системе принадлежит важнейшая роль в регуляции активности всех желез внутренней секреции. Многие клетки одного из жизненно важных отделов мозга - гипоталамуса обладают способностью к секреции гормонов, называемых рилизинг-факторами. Это нейросекреторные клетки, аксоны которых связывают гипоталамус с гипофизом. Выделяемые этими клетками гормоны, попадая в определенные отделы гипофиза, стимулируют секрецию его гормонов. Гипофиз - небольшое образование овальной формы, расположен у основания мозга в углублении турецкого седла основной кости черепа.
Различают переднюю, промежуточную и заднюю доли гипофиза. Согласно Международной анатомической номенклатуре, переднюю и промежуточную долю называют аденогипофизом, а заднюю- нейрогипофизом.
Под влиянием рилизинг-факторов в передней доле гипофиза выделяются тропные гормоны: соматотропный, тиреотропный, адренокортикотропный, гонадотропный.
Соматотропин, или гормон роста, обусловливает рост костей в длину, ускоряет процессы обмена веществ, что приводит к усилению роста, увеличению массы тела. Недостаток этого гормона проявляется в малорослости (рост ниже 130 см), задержке полового развития; пропорции тела при этом сохраняются. Психическое развитие гипофизарных карликов обычно не нарушено. Среди гипофизарных карликов встречались и выдающиеся люди.
Избыток гормонов роста в детском возрасте ведет к гигантизму. В медицинской литературе описаны гиганты, имевшие рост 2 м 83 см и даже более (3 м 20 см). Гиганты характеризуются длинными конечностями, недостаточностью половых функций, пониженной физической выносливостью.
Иногда избыточное выделение гормона роста в кровь начинается после полового созревания, т. е. когда эпифизарные хрящи уже окостенели и рост трубчатых костей в длину уже невозможен. Тогда развивается акромегалия: увеличиваются кисти и стопы, кости лицевой части черепа (они окостеневают позже), усиленно растут нос, губы, подбородок, язык, уши, голосовые связки утолщаются, отчего голос становится грубым; увеличивается объем сердца, печени, желудочно-кишечного тракта.
Адренокортикотропный гормон (АКТГ) оказывает влияние на деятельность коры надпочечников. Увеличение количества АКТГ в крови вызывает гиперфункцию коры надпочечников, что приводит к нарушению обмена веществ, увеличению количества сахара в крови. Развивается болезнь Иценко - Кушинга с характерным ожирением лица и туловища, избыточно растущими волосами на лице и туловище; нередко при этом у женщин растут борода и усы; повышается артериальное давление; разрыхляется костная ткань, что ведет подчас к самопроизвольным переломам костей.
В аденогипофизе образуется также гормон, необходимый для нормальной функции щитовидной железы (тиреотропин).
Несколько гормонов передней доли гипофиза оказывают влияние на функции половых желез. Этогонадотропные гормоны. Одни из них стимулируют рост и созревание фолликулов в яичниках (фолитропин), активируют сперматогенез. Под влиянием лютропина у женщин происходит овуляция и образование желтого тела; у мужчин он стимулирует выработку тестостерона. Пролактин оказывает влияние на выработку молока в молочных железах; при его недостатке продукция молока снижается.
Из гормонов промежуточной доли гипофиза наиболее изучен меланофорный гормон, или меланотропин, регулирующий окраску кожного покрова. Этот гормон действует на клетки кожи, содержащие зернышки пигмента. Под влиянием гормона эти зернышки распространяются по всем отросткам клетки, вследствие чего кожа темнеет. При недостатке гормона окрашенные зернышки пигмента собираются в центре клеток, кожа бледнеет.
Во время беременности в крови содержание меланофорного гормона увеличивается, что вызывает усиленную пигментацию отдельных участков кожи (пятна беременности).
Под влиянием гипоталамуса из задней доли гипофиза выделяются гормоны антидиуретин, или вазопрессин, и окситоцин. Окситоцин стимулирует гладкую мускулатуру матки при родах.
Он также оказывает стимулирующее влияние на выделение молока из молочных желез.
Наиболее сложным действием обладает гормон задней доли гипофиза, названный антидиуретическим (АДГ); он усиливает обратное всасывание воды из первичной мочи, а также влияет на солевой состав крови. При уменьшении количества АДГ в крови наступает несахарное мочеизнурение (несахарный диабет), при котором в сутки отделяется до 10-20 л мочи. Вместе с гормонами коры надпочечников АДГ регулирует водно-солевой обмен в организме.
Структура и функция гипофиза претерпевают существенные изменения с возрастом. У новорожденного масса гипофиза 0,1 - 0,15 г, к 10 годам она достигает 0,3 г (у взрослых -0,55-0,65 г).
В период, предшествующий половому созреванию, значительно усиливается секреция гонадотропных гормонов, достигающая максимума в период полового созревания.
Регуляция нейросекреции по механизму обратной связи. Гипоталамо-гипофизарной системе принадлежит важнейшая роль в поддержании необходимого уровня гормонов. Это постоянство осуществляется благодаря обратным влияниям гормонов желез внутренней секреции на гипофиз и гипоталамус. Циркулирующие в крови гормоны, влияя на гипофиз, тормозят выделение в нем тропных гормонов либо, воздействуя на гипоталамус, снижают высвобождение рилизинг-факторов. Это так называемая отрицательная обратная связь (рис. 27).

Рассмотрим взаимодействие желез внутренней секреции на примере гипофиза и щитовидной железы. Тиреотропный гормон гипофиза стимулирует секрецию щитовидной железы, но если содержание ее гормона превысит нормальный предел, то этот гормон по механизму обратной связи затормозит образование тиреотропного гормона гипофиза. Соответственно снизится его активирующее влияние на щитовидную железу и уменьшится содержание ее гормона в крови. Такие же взаимоотношения выявлены между аденокортикотропным гормоном гипофиза и гормонами коры надпочечников, а также между гонадотропными гормонами и гормонами половых желез.
Таким образом, осуществляется саморегуляция деятельности желез внутренней секреции: увеличение функции железы под влиянием факторов внешней или внутренней среды приводит в силу отрицательной обратной связи к последующему торможению и нормализации гормонального баланса.
Так как гипоталамическая область мозга связана с другими отделами центральной нервной системы, то она является как бы коллектором всех импульсов, поступающих из внешнего мира и внутренней среды. Под влиянием этих импульсов меняется функциональное состояние нейросекреторных клеток гипоталамуса, а вслед за этим - деятельность гипофиза и связанных с ним эндокринных желез.
Щитовидная железа. Щитовидная железа располагается впереди гортани и состоит из двух боковых долей и перешейка. Железа богато снабжена кровеносными и лимфатическими сосудами. За 1 мин через сосуды щитовидной железы протекает количество крови, в 3-5 раз превышающее массу этой железы.
Крупные железистые клетки щитовидной железы образуют фолликулы, заполненные коллоидным веществом. Сюда поступают вырабатываемые железой гормоны, представляющие собой соединение иода с аминокислотами.
Гормон щитовидной железы тироксин содержит до 65% иода. Тироксин-мощный стимулятор обмена веществ в организме; он ускоряет обмен белков, жиров и углеводов, активирует окислительные процессы в митохондриях, что ведет к усилению энергетического обмена. Особенно важна роль гормона в развитии плода, в процессах роста и дифференцировки тканей.
Гормоны щитовидной железы оказывают стимулирующее воздействие на центральную нервную систему. Недостаточное поступление гормона в кровь или его отсутствие в первые годы жизни ребенка приводит к резко выраженной задержке психического развития.
В процессе онтогенеза масса щитовидной железы значительно возрастает - с 1 г в период новорожденности до 10 г к 10 годам. С началом полового созревания рост железы особенно интенсивен, в этот же период возрастает функциональное напряжение щитовидной железы, о чем свидетельствует значительное повышение содержания суммарного белка, который входит в состав гормона щитовидной железы. Содержание тиреотропина в крови интенсивно нарастает до 7 лет. Увеличение содержания тироидных гормонов отмечается к 10 годам и на завершающих этапах полового созревания (15-16 лет). В возрасте от 5-6 к 9-10 годам качественно изменяются гипофизарно-щитовидные взаимоотношения - снижается чувствительность щитовидной железы к тиреотропным гормонам, наибольшая чувствительность к которым отмечена в 5-6 лет. Это свидетельствует о том, что щитовидная железа имеет особенно большое значение для развития организма в раннем возрасте.
Недостаточность функции щитовидной железы в детском возрасте приводит к кретинизму. При этом задерживается рост и нарушаются пропорции тела, задерживается половое развитие, отстает психическое развитие. Раннее выявление гипофункции щитовидной железы и соответствующее лечение оказывают значительный положительный эффект.
Нарушения функций щитовидной железы могут возникать в результате генетических изменений, а также из-за недостатка иода, необходимого для синтеза гормонов щитовидной железы. Чаще всего это имеет место в высокогорных районах, лесистых местностях с подзолистой почвой, где ощущается нехватка иода в воде, почве, растениях. У людей, живущих в этих местностях, происходит увеличение щитовидной железы до значительных размеров, а функция ее, как правило, снижена. Это эндемический зоб. Эндемическими называют заболевания, связанные с определенной местностью и постоянно наблюдаемые у живущего там населения.
В нашей стране благодаря широкой сети профилактических мероприятий эндемический зоб как массовое заболевание ликвидирован. Хороший эффект дает прибавка солей иода к хлебу, чаю, соли. Добавление 1 г йодистого калия на каждые 100 г соли удовлетворяет потребность организма в иоде.
Надпочечники. Надпочечники - парный орган; располагаются они в виде небольших телец над почками. Масса каждого из них 8-30 г. Каждый надпочечник состоит из двух слоев, имеющих разное происхождение, разное строение и различные функции: наружного - коркового и внутреннего - мозгового.
Из коркового слоя надпочечников выделено более 40 веществ, относящихся к группе стероидов. Это -кортикостероиды, или кортикоиды. Выделяют три основные группы гормонов коркового слоя надпочечников:

1) глюкокортикоиды - гормоны, действующие на обмен веществ, особенно на обмен углеводов. Сюда относят гидрокортизон, кортизон и кортикостерон. Отмечена способность глюкокортикоидов подавлять образование иммунных тел, что дало основание применять их при пересадке органов (сердце, почки). Глюкокортикоиды обладают противовоспалительным действием, снижают повышенную чувствительность к некоторым веществам;
2) минералокортикоиды. Они регулируют преимущественно минеральный и водный обмен. Гормон этой группы - аль-достерон; 3) андрогены и эстрогены - аналоги мужских и женских половых гормонов. Эти гормоны менее активны, чем гормоны половых желез, вырабатываются в незначительном количестве.

Гормональная функция коры надпочечников тесно связана с деятельностью гипофиза. Адренокортикотропный гормон гипофиза (АКЛТ) стимулирует синтез глюкокортикоидов и в меньшей степени - андрогенов.
Надпочечные железы уже с первых недель жизни характеризуются бурными структурными преобразованиями. Развитие коры надпочечников интенсивно протекает в первые годы жизни ребенка. К 7 годам ее ширина достигает 881 мкм, в 14 лет она составляет 1003,6 мкм. Мозговое вещество надпочечников к моменту рождения представлено незрелыми нервными клетками. Они быстро в течение первых лет жизни дифференцируются в зрелые клетки, называемые хромофильными, так как отличаются способностью окрашиваться в желтый цвет хромовыми солями. Эти клетки синтезируют гормоны, действие которых имеет много общего с симпатической нервной системой,-катехоламины (адреналин и норадреналин). Синтезированные катехоламины содержатся в мозговом веществе в виде гранул, из которых освобождаются под действием соответствующих стимулов и поступают в венозную кровь, оттекающую от коры надпочечников и проходящую через мозговое вещество. Стимулами поступления катехоламинов в кровь является возбуждение, раздражение симпатических нервов, физическая нагрузка, охлаждение и др. Главным гормоном мозгового вещества является адреналин, он составляет примерно 80% гормонов, синтезируемых в этом отделе надпочечников. Адреналин известен как один из самых быстродействующих гормонов. Он ускоряет кругооборот крови, усиливает и учащает сердечные сокращения; улучшает легочное дыхание, расширяет бронхи; увеличивает распад гликогена в печени, выход сахара в кровь; усиливает сокращение мышц, снижает их утомление и т. д. Все эти влияния адреналина ведут к одному общему результату - мобилизации всех сил организма для выполнения тяжелой работы.
Повышенная секреция адреналина - один из важнейших механизмов перестройки в функционировании организма в экстремальных ситуациях, при эмоциональном стрессе, внезапных физических нагрузках, при охлаждении.
Тесная связь хромофильных клеток надпочечника с симпатической нервной системой обусловливает быстрое выделение адреналина во всех случаях, когда в жизни человека возникают обстоятельства, требующие от него срочного напряжения сил. Значительное нарастание функционального напряжения надпочечников отмечается к 6 годам и в период полового созревания. В это же время значительно увеличивается содержание в крови стероидных гормонов и катехоламинов.
Поджелудочная железа. Позади желудка, рядом с двенадцатиперстной кишкой, лежит поджелудочная железа. Это железа смешанной функции. Эндокринную функцию осуществляют клетки поджелудочной железы, расположенные в виде островков (островки Лангерганса). Гормон был назван инсулином (лат. insula-островок).
Инсулин действует главным образом на углеводный обмен, оказывая на него влияние, противоположное адреналину. Если адреналин способствует быстрейшему расходованию в печени запасов углеводов, то инсулин сохраняет, пополняет эти запасы.
При заболеваниях поджелудочной железы, приводящих к снижению выработки инсулина, большая часть поступающих в организм углеводов не задерживается в нем, а выводится с мочой в виде глюкозы. Это приводит к сахарному мочеизнурению (сахарный диабет). Наиболее характерные признаки диабета - постоянный голод, неудержимая жажда, обильное выделение мочи и нарастающее исхудание.
У новорожденных внутрисекреторная ткань поджелудочной железы преобладает над внешнесекреторной. Островки Лангерганса значительно увеличиваются в размерах с возрастом. Островки большого диаметра (200-240 мкм), свойственные взрослым, обнаруживаются после 10 лет. Установлено и повышение уровня инсулина в крови в период от 10 до 11 лет. Незрелость гормональной функции поджелудочной железы может явиться одной из причин того, что у детей сахарный диабет выявляется чаще всего в возрасте от 6 до 12 лет, особенно после перенесения острых инфекционных заболеваний (корь, ветряная оспа, свинка). Отмечено, что развитию заболевания способствует переедание, в особенности избыточность богатой углеводами пищи.
Инсулин по своей химической природе - белковое вещество, которое удалось получить в кристаллическом виде. Под его влиянием происходит синтез гликогена из молекул сахара и отложение запасов гликогена в клетках печени. Вместе с тем инсулин способствует окислению сахара в тканях и таким образом обеспечивает наиболее полное его использование.
Благодаря взаимодействию адреналинового и инсулинового влияния поддерживается определенный уровень сахара в крови, необходимый для нормального состояния организма.
Половые железы. Половые гормоны вырабатываются половыми железами, которые относятся к числу смешанных.
Мужские половые гормоны (андрогены) вырабатываются особыми клетками семенников. Они выделены из экстрактов семенников, а также из мочи мужчин.
Истинным мужским половым гормоном является тестостерон и его производное - андростерон. Они обусловливают развитие полового аппарата и рост половых органов, развитие вторичных половых признаков: огрубение голоса, изменение телосложения- шире становятся плечи, увеличиваются мышцы, усиливается рост волос на лице и теле. Совместно с фолликулостимулирую-щим гормоном гипофиза тестостерон активирует сперматогенез (созревание сперматозоидов).
При гиперфункции семенников в раннем возрасте отмечается преждевременное половое созревание, быстрый рост тела и развитие вторичных половых признаков. Поражение семенников или их удаление (кастрация) в раннем возрасте вызывает прекращение роста и развития половых органов; вторичные половые признаки не развиваются, увеличивается период роста костей в длину, отсутствует половое влечение, оволосение лобка очень скудное или не наступает вовсе. Не растут волосы на лице, голос сохраняется высоким в течение всей жизни. Короткое туловище и длинные руки и ноги придают мужчинам с поврежденными или удаленными семенниками характерный вид.
Женские половые гормоны - эстрогены вырабатываются в яичниках. Они оказывают влияние на развитие половых органов, выработку яйцеклеток, обусловливают подготовку яйцеклеток к оплодотворению, матки - к беременности, молочных желез - к кормлению ребенка.
Истинным женским половым гормоном считают эстрадиол. В процессе обмена веществ половые гормоны превращаются в разнообразные продукты и выделяются с мочой, откуда их искусственно выделяют. К женским половым гормонам относится и прогестерон - гормон беременности (гормон желтого тела).
Гиперфункция яичников вызывает раннее половое созревание с выраженными вторичными признаками и менструацией. Описаны случаи раннего полового созревания девочек в 4-5 лет.
Половые гормоны в течение всей жизни оказывают мощное влияние на формирование тела, обмен веществ и половое поведение.

1. Физиологическая роль желез внутренней секреции. Характеристика действия гормонов.

Железы внутренней секреции — это специализированные органы, имеющие железистое строение и выделяющие свой секрет в кровь. У них отсутствуют выводные протоки. К таким железам относятся: гипофиз, щитовидная железа, околощитовидная железа, надпочечники, яичники, яички, зобная железа (тимус), поджелудочная железа, эпифиз, APUD - система(система захвата предшественников аминов и их декарбоксилирование), а также сердце - вырабатывает предсердный натрий-диуретический фактор, почки - вырабатывают эритропоэтин, ренин, кальцитриол, печень - вырабатывает соматомедин, кожа - вырабатывает кальциферол (витамин Д 3), ЖКТ - вырабатывает гастрин, секретин, холицистокинин, ВИП(вазоинтестинальный пептид), ЖИП(желудочноингибирующий пептид).

Гормоны выполняют следующие функции:

Участвуют в поддержание гомеостаза внутренней среды, контролируют уровень содержания глюкозы, объем внеклеточной жидкости, артериальное давление, баланс электролитов.

Обеспечивают физическое, половое, умственное развитие. А также отвечают за репродуктивный цикл (менструальный цикл, овуляция, сперматогенез, беременность, лактация).

Контролируют образование и использование питательных веществ и энергетически ресурсов в организме

Гормоны обеспечивают процессы адаптации физиологических систем к действию раздражителей внешней и внутренней среды и участвуют в поведенческих реакциях(потребность в воде, пище, половое поведение)

Являются посредниками в регуляции функций.

Железы внутренней секреции создают одну из двух систем регуляции функций. Гормоны отличаются от медиаторов, так как изменяют химические реакции в клетках на которые они действуют. Медиаторы вызывают электрическую реакцию.

Термин «гормон» происходит от греческого слова HORMAE - «возбуждаю, побуждаю».

Классификация гормонов.

По химическому строению :

1. Стероидные гормоны - производные холестерина (гормоны коры надпочечников, половых желез).

2. Полипептидные и белковые гормоны(передней доли гипофиза, инсулин).

3. Производные аминокислоты тирозина(адреналин, норадреналин, тироксин, трийодтиронин).

По функциональному значению:

1. Тропные гормоны (активируют деятельность других желез внутренней секреции; это гормоны передней доли гипофиза)

2. Эффекторные гормоны (действуют непосредственно на процессы обмена в клетках-мишенях)

3. Нейрогормоны (выделяются в гипоталамусе - либерины (активирующие) и статины (тормозящие)).

Свойства гормонов.

Дистантный характер действия (напр., гормоны гипофиза влияют на надпочечники),

Строгая специфичность гормонов(отсутствие гормонов приводит к выпадению определённой функции, и предупредить этот процесс можно только введением необходимого гормона),

Обладают высокой биологической активностью (образуются в малых концентрациях в ЖВС.),

Гормоны не обладают рядовой специфичностью,

Имеют короткий период полураспада (быстро разрушаются тканями, но имеют длительный гормональный эффект).

2. Механизмы гормональной регуляции физиологических функций. Ее особенности по сравнению с нервной регуляцией. Системы прямой и обратной (положительной и отрицательной) связей. Методы изучения эндокринной системы.

Внутренней секрецией (инкрецией) называется выделение специализированных биологически активных веществ - гормонов - во внутреннюю среду организма (кровь или лимфу). Термин "гормон" был впервые применен в отношении секретина (гормона 12-п.кишки) Старлингом и Бейлисом в 1902 году. Гормоны отличаются от других биологически активных веществ, например, метаболитов и медиаторов, тем, что они, во-первых, образуются высокоспециализированными инкреторными клетками, во-вторых, тем, что оказывают влияние через внутреннюю среду на отдаленные от железы ткани, т.е. обладают дистантным действием.

Наиболее древней формой регуляции является гуморально-метаболическая (диффузия активных веществ к соседним клеткам). Она в различной форме встречается у всех животных, особенно отчетливо проявляется в эмбриональном периоде. Нервная система по мере своего развития подчинила себе гуморально-метаболическую регуляцию.

Настоящие железы внутренней секреции появились поздно, но на ранних этапах эволюции есть нейросекреция . Нейросекреты - это не медиаторы. Медиаторы являются более простыми соединениями, работают локально в области синапса и быстро разрушаются, а нейросекреты - белковые вещества, расщепляются более медленно и работают на большом расстоянии.

С появлением кровеносной системы нейросекреты стали выделяться в ее полость. Затем возникли специальные образования для накопления и изменения этих секретов (у кольчатых), затем их вид усложнялся и эпителиальные клетки сами стали выделять свои секреты в кровь.

Эндокринные органы имеют самое разное происхождение. Часть из них возникли из органов чувств (эпифиз - из третьего глаза).Другие эндокринные железы образовалась из желез внешней секреции (щитовидная). Бранхиогенные железы образовались из остатков провизорных органов (тимус, паращитовидные железы). Стероидные железы произошли из мезодермы, из стенок целома. Половые гормоны выделяются стенками желез, содержащих половые клетки. таким образом, разные эндокринные органы имеют разное происхождение, но все они возникли как дополнительный способ регуляции. Есть единая нейрогуморальная регуляция, в которой ведущую роль играет нервная система.

Зачем образовалась такая добавка к нервной регуляции? Нервная связь - быстрая, точная, адресована локально. Гормоны - действуют шире, медленнее, дольше. Они обеспечивают длительную реакцию без участия нервной системы, без постоянной импульсации, что неэкономно. Гормоны имеют длительное последействие. Когда требуется быстрая реакция - работает нервная система. Когда требуется более медленная и стойкая реакция на медленные и длительные изменения среды - работают гормоны (весна, осень и т.п.), обеспечивая все адаптивные перестройки в организме, вплоть до полового поведения. У насекомых гормоны полностью обеспечивают весь метаморфоз.

Нервная система действует на железы по следующим путям:

1. Через нейросекреторные волокна вегетативной нервной системы;

2.Через нейросекреты - образование т.н. relising или inhibiting - факторов;

3. Нервная система может менять чувствительность тканей к гормонам.

Гормоны тоже влияют на нервную систему. Есть рецепторы реагирующие на АКТГ, на эстрогены (в матке), гормоны влияют на ВНД (половые), на активность ретикулярной формации и гипоталамуса и т.д. Гормоны оказывают влияние на поведение, мотивации и рефлексы, участвуют в стресс реакции.

Есть рефлексы, в которые в качестве звена включена гормональная часть. Например: холод -- рецептор -- ЦНС -- гипоталамус -- релизинг-фактор -- секреция тиреотропного гормона -- тироксин -- увеличение клеточного метаболизма -- повышение температуры тела.

Методы изучения желез внутренней секреции.

1.Удаление железы - экстирпация.

2. Трансплантация железы, введение вытяжки.

3. Химическая блокада функций железы.

4. Определение гормонов в жидких средах.

5. Метод радиоактивных изотопов.

3. Механизмы взаимодействия гормонов с клетками. Понятие о клетках-мишенях. Типы рецепции гормонов клетками мишенями. Понятие о мембранных и цитозольных рецепторах.

Пептидные (белковые) гормоны вырабатываются в форме прогормонов(их активация происходит при гидролитическом расщеплении), водорастворимые гормоны накапливаются в клетках в форме гранул, жирорастворимые (стероиды) - выделяются по мере образования.

Для гормонов в крови существуют белки-переносчики - это транспортные белки, способные связывать гормоны. При этом не происходит никаких химических реакций. Часть гормонов может переносится в растворенном виде. Гормоны доставляются ко всем тканям, но реагируют на действие гормонов только лишь клетки, обладающие рецепторами на действие гормона. Клетки, которые носят рецепторы называются клетки-мишени. Клетки-мишени подразделяются на: гормонзависимые и

гормончувствительные.

Различия между двумя этими группами состоит в том, что гормонзависимые клетки можут развиваться только в присутствии данного гормона. (Так, напр., половые клетки могут развиваться только при наличии половых гормонов), а гормончувствительные клетки могут развиваться без гормона, однако они способны воспринимать действие этих гормонов. (Так, напр., клетки нервной системы развиваются без воздействия половых гормонов, но воспринимают их действие).

Каждая клетка-мишень обладает наличием специфического рецептора к действию гормона, и часть рецепторов находится в мембране. Такой рецептор обладает стереоспецифичностью. У других клеток рецепторы расположены в цитоплазме - это цитозольные рецепторы, которые реагируют вместе с гормоном, проникающим внутрь клетки.

Следовательно, рецепторы делятся на мембранные и цитозольные. Для того, чтобы клетка отреагировала на действие гормона необходимо образование вторичных посредников к действию гормонов. Это характерно для гормонов с мембранным типом рецепции.

4. Системы вторичных посредников действия пептидных гормонов и катехоламинов.

Системами вторичных посредников действия гормонов являются:

1. Аденилатциклаза и циклический АМФ,

2. Гуанилатциклаза и циклический ГМФ,

3. Фосфолипаза С:

Диацилглицерол(ДАГ),

Инозитол-три-фсфат (ИФ3),

4. Ионизированный Ca - кальмодулин

Гетеротромный белок G-белок.

Этот белок образует в мембране петли и имеет 7 сегментов. Их сравнивают с серпантиновыми лентами. Имеет выступающую (наружную) и внутреннюю части. К наружной части присоединяется гормон,а на внутренней поверхности имеются 3 субъединицы - альфа, бета и гамма. В неактивном состоянии этот белок имеет гуанозиндифосфат. Но при активации гуанозиндифосфат меняется на гуанозинтрифосфат. Изменение активности G-белка приводит либо к изменению ионной проницаемости мембраны, либо в клетке активируется ферментная система (аденилатциклаза, гуанилатциклаза, фосфолипаза С). Это вызывает образование специфических белков, активируется протеинкиназа (необходима для процессов фосфолилирования).

G-белки могут быть активирующими (Gs) и ингибирующими, или по-другому, тормозящие(Gi).

Разрушение циклического АМФ происходит под действием фермента фосфодиэстеразы. Циклический ГМФ оказывает противоположное действие. При активации фосфолипазы C образуются вещества, которые способствуют накоплению внутри клетки ионизированного кальция. Кальций активирует протеинциназы, способствует мышечному сокращению. Диацилглицерол способствует превращению фосфолипидов мембраны в арахидоновую кислоту, которая является источником образования простагландинов и лейкотриенов.

Гормонрецепторный комплекс проникает в ядро и действует на ДНК, что меняет процессы транскрипции и образуется мРНК, которая выходит из ядра и идет к рибосомам.

Следовательно, гормоны могут оказывать:

1. Кинетическое или пусковое действие,

2. Метаболическое действие,

3.Морфогенетическое действие (дифференцировка тканей, рост, метаморфоз),

4. Корригирующие действие(исправляющие, приспосабливающее).

Механизмы действия гормонов в клетках:

Изменение проницаемости клеточных мембран,

Активация или угнетение ферментных систем,

Влияние на генетическую информацию.

Регуляция строится на тесном взаимодействии эндокринной и нервной системы. Процессы возбуждения в нервной системе могут активировать, либо тормозить деятельность эндокринных желез. (Рассмотрим, напр., процесс овуляции у кролика. Овуляция у кролика наступает только после акта спаривания, который стимулирует выделение гонадотропного гормона гипофиза. Последний вызывает процесс овуляции).

После перенесения психических травм может возникать тиреотоксикоз. Нервная система контролирует выделение гормонов гипофиза(нейрогормона), а гипофиз влияет на активность других желез.

Имеют место механизмы обратной связи. Накопление в организме гормона приводит к торможению выработки этого гормона соответствующей железой, а недостаток будет являться механизмом стимуляции образования гормона.

Существует механизм саморегуляции. (Напр., содержание глюкозы в крови определяет выработку инсулина и (или) глюкагона; если уровень сахара повышается вырабатывается инсулин, а если понижается — глюкагон. Недостаток Na стимулирует выработку альдостерона).

6. Аденогипофиз, связь его с гипоталамусом. Характер действия гормонов передней доли гипофиза. Гипо- и гиперсекреция гормонов аденогипофиза. Возрастные изменения образования гормонов передней доли.

Клетки аденогипофиза (их строение и состав смотрите в курсе гистологии) продуцируют следующие гормоны: соматотропин (гормон роста), пролактин, тиротропин (тиреотропный гормон), фолликулостимулирующий гормон, лютеинизирующий гормон, кортикотропин (АКТГ), меланотропин, бета-эндорфин, диабетогенный пептид, экзофтальмический фактор и гормон роста яичников. Рассмотрим более подробно эффекты некоторых из них.

Кортикотропин . (адренокортикотропный гормон - АКТГ) секретируется аденогипофизом непрерывно пульсирующими вспышками, имеющими четкую суточную ритмичность. Секреция кортикотропина регулируется прямыми и обратными связями. Прямая связь представлена пептидом гипоталамуса - кортиколиберином, усиливающим синтез и секрецию кортикотропина. Обратные связи запускаются содержанием в крови кортизола (гормон коры надпочечников) и за- мыкаются как на уровне гипоталамуса, так и аденогипофиза, причем прирост концентрации кортизола тормозит секрецию кортиколиберина и кортикотропина.

Кортикотропин обладает двумя типами действия - надпочечниковым и вненадпочечниковым. Надпочечниковое действие является основным и заключается в стимуляции секреции глюкокортикоидов, в существенно меньшей степени - минералокортикоидов и андрогенов. Гормон усиливает синтез гормонов в коре надпочечников - стероидогенез и синтез белка, приводя к гипертрофии и гиперплазии коры надпочечников. Вненадпочечниковое действие заключается в липолизе жировой ткани, повышении секреции инсулина, гипогликемии, повышенном отложении меланина с гиперпигментацией.

Избыток кортикотропина сопровождается развитием гиперкортицизма с преимущественным увеличением секреции кортизола и носит название "болезнь Иценко-Кушинга". Основные проявления типичны для избытка глюкокортикоидов: ожирение и другие метаболические сдвиги, падение эффективности механизмов иммунитета, развитие артериальной гипертензии и возможности возникновения диабета. Дефицит кортикотропина вызывает недостаточность глюкокортикоидной функции надпочечников с выраженными метаболическими сдвигами, а также падение устойчивости организма к неблагоприятным условиям среды.

Соматотропин . . Соматотропный гормон обладает широким спектром метаболических эффектов, обеспечивающих морфогенетическое действие. На белковый обмен гормон влияет, усиливая анаболические процессы. Он стимулирует поступление аминокислот в клетки, синтез белка за счет ускорения трансляции и активации синтеза РНК, увеличивает деление клеток и рост тканей, подавляет протеолитические ферменты. Стимулирует включение сульфата в хрящи, тимидина в ДНК, пролина в коллаген, уридина в РНК. Гормон вызывает положительный азотистый баланс. Стимулирует рост эпифизарных хрящей и их замену костной тканью, активируя щелочную фосфатазу.

Действие на углеводный обмен двояко. С одной стороны, соматотропин повышает продукцию инсулина как из-за прямого эффекта на бета клетки, так и из-за вызываемой гормоном гипергликемии, обусловленной распадом гликогена в печени и мышцах. Соматотропин активирует инсулиназу печени - фермент, разрушающий инсулин. С другой стороны, соматотропин оказывает контраинсулярное действие, угнетая утилизацию глюкозы в тканях. Указанное сочетание эффектов при наличии предрасположенности в условиях избыточной секреции может вызывать сахарный диабет, по происхождению называемый гипофизарным.

Действие на жировой обмен заключается в стимуляции липолиза жировой ткани и липолитического эффекта катехоламинов, повышении уровня свободных жирных кислот в крови; из-за избыточного поступления их в печень и окисления повышается образование кетоновых тел. Эти влияния соматотропина также относят к числу диабетогенных.

Если избыток гормона возникает в раннем возрасте, формируется гигантизм с пропорциональным развитием конечностей и туловища. Избыток гормона в юношеском и зрелом возрасте вызывает усиление роста эпифизарных участков костей скелета, зон с незавершенным окостенением, что получило название акромегалия. . Увеличиваются в размерах и внутренние органы - спланхомегалия.

При врожденном дефиците гормона формируется карликовость, получившая название "гипофизарный нанизм". Таких людей после выхода в свет романа Дж. Свифта о Гулливере называют в разговорной речи лилипутами. В других случаях приобретенный дефицит гормона вызывает не резко выраженное отставание в росте.

Пролактин . Секреция пролактина регулируется гипоталамическими пептидами - ингибитором пролактиностатином и стимулятором пролактолиберином. Продукция гипоталамических нейропептидов находится под дофаминэргическим контролем. На величину секреции пролактина влияет уровень в крови эстрогенов, глюкокортикоидов

и тиреоидных гормонов.

Пролактин специфически стимулирует развитие молочных желез и лактацию, но не его выделение, которое стимулируется окситоцином.

Помимо молочных желез, пролактин оказывает влияние на половые железы, способствуя поддержанию секреторной активности желтого тела и образованию прогестерона. Пролактин является регулятором водно-солевого обмена, уменьшая экскрецию воды и электролитов, потенцирует эффекты вазопрессина и альдостерона, стимулирует рост внутренних органов, эритропоэз, способствует проявлению инстинкта материнства. Помимо усиления синтеза белка, увеличивает образование жира из углеводов, способствуя послеродовому ожирению.

Меланотропин . . Образуется в клетках промежуточной доли гипофиза. Продукция меланотропина регулируется меланолиберином гипоталамуса. Основной эффект гормона заключается в действии на меланоциты кожи, где он вызывает депрессию пигмента в отростках, увеличение свободного пигмента в эпидермисе, окружающем меланоциты, повышение синтеза меланина. Увеличивает пигментацию кожи и волос.

7. Нейрогипофиз, связь его с гипоталамусом. Эффекты гормонов задней доли гипофиза (оксигоцина, АДГ). Роль АДГ в регуляции объема жидкости в организме. Несахарное мочеизнурение.

Вазопрессин . . Образуется в клетках супраоптического и паравентрикулярного ядер гипоталамуса и накапливается в нейрогипофизе. Основные стимулы, регулирующие синтез вазопрессина в гипоталамусе и его секрецию в кровь гипофизом в общем могут быть названы осмотическими. Они представлены: а) повышением осмотического давления плазмы крови и стимуляцией осморецепторов сосудов и нейронов-осморецепторов гипоталамуса; б) повышением в крови содержания натрия и стимуляцией гипоталамических нейронов, выполняющих роль рецепторов натрия; в) уменьшением центрального объема циркулирующей крови и артериального давления, воспринимаемыми волюморецепторами сердца и механорецепторами сосудов;

г) эмоционально-болевым стрессом и физической нагрузкой; д) активацией ренин- ангиотензиновой системы и стимулирующим нейросекреторные нейроны влиянием ангиотензина.

Эффекты вазопрессина реализуются за счет связывания гормона в тканях с двумя типами рецепторов. Связывание с рецепторами Y1-типа, преимущественно локализованными в стенке кровеносных сосудов, через вторичные посредники инозитолтрифосфат и кальций вызывает сосудистый спазм, что способствует названию гормона - "вазопрессин". Связывание с рецепторами Y2-типа в дистальных отделах нефрона через вторичный посредник ц-АМФ обеспечивает повышение проницаемости собирательных трубочек нефрона для воды, ее реабсорбцию и концентрацию мочи, что соответствует второму названию вазопрессина - "антидиуретический гормон, АДГ".

Кроме действия на почку и кровеносные сосуды, вазопрессин является одним из важных мозговых нейропептидов, участвующим в формировании жажды и питьевого поведения, механизмах памяти, регуляции секреции аденогипофизарных гормонов.

Недостаток или даже полное отсутствие секреции вазопрессина проявляется в виде резкого усиления диуреза с выделением большого количества гипотонической мочи. Этот синдром получил называние "несахарный диабет ", он бывает врожденным или приобретенным. Синдром избытка вазопрессина (синдром Пархона) проявляется

в чрезмерной задержке жидкости в организме.

Окситоцин . Синтез окситоцина в паравентрикулярных ядрах гипоталамуса и выделение его в кровь из нейрогипофиза стимулируется рефлекторным путем при раздражении рецепторов растяжения шейки матки и рецепторов молочных желез. Повышают секрецию окситоцина эстрогены.

Окситоцин вызывает следующие эффекты: а) стимулирует сокращение гладкой мускулатуры матки, способствуя родам; б) вызывает сокращение гладкомышечных клеток выводных протоков лактирующей молочной железы, обеспечивая выброс молока; в) оказывает при определенных условиях диуретическое и натриуретическое действие; г) участвует в организации питьевого и пищевого поведения; д) является дополнительным фактором регуляции секреции аденогипофизарных гормонов.

8. Кора надпочечников. Гормоны коры надпочечников и их функция. Регуляция секреции кортикостероидов. Гипо- и гиперфункция коры надпочечников.

Минералокортикоиды секретируются в клубочковой зоне коры надпочечников. Основным минералокортикоидом является альдостерон .. Этот гормон участвует в регуляции обмена солей и воды между внутренней и внешней средой, преимущественно воздействуя на канальцевый аппарат почек, а также потовые и слюнные железы, слизистую оболочку кишечника. Действуя на клеточные мембраны сосудистой сети и тканей, гормон обеспечивает также регуляцию обмена натрия, калия и воды между внеклеточной и внутриклеточной средой.

Основные эффекты альдостерона в почках - усиление реабсорбции натрия в дистальных отделах канальцев с его задержкой в организме и повышение экскреции калия с мочой с падением содержания катиона в организме. Под влиянием альдостерона происходит задержка в организме хлоридов, воды, усиленное выведение водородных ионов, аммония, кальция и магния. Увеличивается объем циркулирующей крови, формируется сдвиг кислотно-щелочного равновесия в сторону алкалоза. Альдостерон может оказывать глюкокортикоидное действие, однако оно в 3 раза слабее, чем у кортизола и в физиологических условиях не проявляется.

Минералокортикоиды являются жизненно важными гормонами, так как гибель организма после удаления надпочечников можно предотвратить, вводя гормоны извне. Минералокортикоиды усиливают воспаление, почему их называют иногда противовоспалительными гормонами.

Основным регулятором образования и секреции альдостерона является ангиотензин-II, что позволило считать альдостерон частью ренин-ангиотензин- альдостероновой системы (РААС), обеспечивающей регуляцию водно-солевого и гемодинамического гомеостаза. Звено обратной связи регуляции секреции альдостерона реализуется при изменении уровня калия и натрия в крови, а такжеобъема крови и внеклеточной жидкости, содержания натрия в моче дистальных канальцев.

Избыточная продукция альдостерона - альдостеронизм - может быть первичный и вторичный. При первичном альдостеронизме надпочечник из-за гиперплазии или опухоли клубочковой зоны (синдром Кона) продуцирует повышенные количества гормона, что ведет к задержке в организме натрия, воды, отекам и артериальной гипертензии, потере калия и водородных ионов через почки, алкалозу и сдвигам возбудимости миокарда и нервной системы. Вторичный альдостеронизм есть результат избыточного образования ангиотензина-II и повышенной стимуляции надпочечников.

Недостаток альдостерона при повреждении надпочечника патологическим процессом редко бывает изолированным, чаще сочетается с дефицитом и других гормонов коркового вещества. Ведущие нарушения отмечаются со стороны сердечно- сосудистой и нервной систем, что связано с угнетением возбудимости,

уменьшением ОЦК и сдвигами электролитного баланса.

Глюкокортикоиды (кортизол и кортикостерон ) оказывают влияние на все виды обмена.

На белковый обмен гормоны оказывают в основном катаболический и антианаболический эффекты, вызывают отрицательный азотистый баланс. распад белка происходит в мышечной, соединительной костной ткани, падет уровень альбумина в крови. Снижается проницаемость клеточных мембран для аминокислот.

Эффекты кортизола на жировой обмен обусловлены сочетанием прямых и опосредованных влияний. Синтез жира из углеводов самим кортизолом подавляется, но благодаря вызываемой глюкокортикоидами гипергликемии и повышению секреции инсулина происходит усиление образования жира. Жир откладывается в

верхней части туловища, на шее и на лице.

Эффекты на углеводный обмен в общем противоположны инсулину, почему глюкокортикоиды и называют контраинсулярными гормонами. Под влиянием кортизола возникает гипергликемия из-за: 1) усиленного образования углеводов из аминокислот путем глюконеогенеза; 2) подавления утилизации глюкозы тканями. Следствием гипергликемии являются глюкозурия и стимуляция секреции инсулина. Снижение чувствительности клеток к инсулину в совокупности с контраинсулярным и катаболическим эффектами может вести к развитию стероидного сахарного диабета.

Системные эффекты кортизола проявляются в виде снижения количества в крови лимфоцитов, эозинофилов и базофилов, увеличении нейтрофилов и эритроцитов, повышении сенсорной чувствительности и возбудимости нервной системы, увеличении чувствительности адренорецепторов к действию катехоламинов, поддержании оптимального функционального состояния и регуляции сердечно- сосудистой системы. Глюкокортикоиды повышают устойчивость организма к действию чрезмерных раздражителей и подавляют воспаление и аллергические реакции, почему из называют адаптивными и противовоспалительными гормонами.

Избыток глюкокортикоидов, не связанный с повышенной секрецией кортикотропина, получил название синдрома Иценко-Кушинга . Его основные проявления близки болезни Иценко-Кушинга, однако, благодаря обратной связи, секреция кортикотропина и его уровень в крови существенно снижены. Мышечная слабость, склонность к сахарному диабету, гипертензия и нарушения половой сферы, лимфопения, пептические язвы желудка, изменения психики - вот далеко не полный перечень симптомов гиперкортицизма.

Дефицит глюкокортикоидов вызывает гипогликемию, снижение сопротивляемости организма, нейтропению, эозинофилию и лимфоцитоз, нарушение адренореактив-ности и деятельности сердца, гипотензию.

9. Симпато-адреналовая система, ее функциональная организация. Катехоламины как медиаторы и гормоны. Участие в стрессе. Нервная регуляция хромаффинной ткани надпочечников.

Катехоламины - гормоны мозгового вещества надпочечников, представлены адреналином и норадреналином , которые секретируются в отношении 6:1.

Основными метаболическими эффектами. адреналина являются: усиление расщепления гликогена в печени и мышцах (гликогенолиз) за счет активации фосфорилазы, подавление синтеза гликогена, подавление потребления глюкозы тканями, гипергликемия, усиление потребления кислорода тканями и окислительных процессов в них, активация распада и мобилизация жира и его окисление.

Функциональные эффекты катехоламинов. зависят от преобладания в тканях одного из типов адренорецепторов (альфа или бета). Для адреналина основные функциональные эффекты проявляются в виде: учащения и усиления сердечных сокращений, улучшении проведения возбуждения в сердце, сужения сосудов кожи и органов брюшной полости; повышения теплообразования в тканях, ослабления сокращений желудка и кишечника, расслаблении бронхиальной мускулатуры, расширении зрачков, уменьшении клубочковой фильтрации и образования мочи, стимуляции секреции ренина почкой. Таким образом, адреналин вызывает улучшение взаимодействия организма с внешней средой, повышает работоспособность в чрезвычайных условиях. Адреналин является гормоном срочной (аварийной) адаптации.

Выделение катехоламинов регулируется нервной системой через симпатические волокна, проходящие в составе чревного нерва. Нервные центры, регулирующие секреторную функцию хромаффинной ткани, расположены в гипоталамусе.

10. Эндокринная функция поджелудочной железы. Механизмы действия ее гормонов на углеводный, жировой, белковый обмен. Регуляция содержания глюкозы в печени, мышечной ткани, нервных клетках. Сахарный диабет. Гиперинсулинемия.

Сахаро-регулирующими гормонами, т.е. влияющими на содержание сахара в крови и углеводный обмен, являются многие гормоны желез внутренней секреции. Но наиболее выраженные и мощные эффекты оказывают гормоны островков Лангерганса поджелудочной железы - инсулин и глюкагон . Первый из них может быть назван гипогликемическим, так как снижает уровень сахара в крови, а второй - гипергликемическим.

Инсулин оказывает мощное влияние на все виды обмена веществ. Действие его на углеводный обмен в основном проявляется следующими эффектами: он повышает проницаемость клеточных мембран в мышцах и жировой ткани для глюкозы, активирует и увеличивает содержание ферментов в клетках, усиливает утилизацию глюкозы клетками, активирует процессы фосфорилирования, подавляет распад и стимулирует синтеза гликогена, угнетает глюконеогенез, активирует гликолиз.

Основные эффекты инсулина на белковый обмен: повышение проницаемости мембран для аминокислот, усиление синтеза необходимых для образования белков

нуклеиновых кислот, прежде всего иРНК, активация в печени синтеза аминокислот, активация синтеза и подавление распада белков.

Основные эффекты инсулина на жировой обмен: стимуляция синтеза свободных жирных кислот из глюкозы, стимуляция синтеза триглицеридов, подавление распада жира, активация окисления кетоновых тел в печени.

Глюкагон вызывает следующие основные эффекты: активирует гликогенолиз в печени и мышцах, вызывает гипергликемию, активирует глюконеогенез, липолиз и подавление синтеза жира, повышает синтез кетоновых тел в печени, стимулирует катаболизм белков в печени, увеличивает синтез мочевины.

Основным регулятором секреции инсулина является D-глюкоза притекающей крови, активирующая в бета клетках специфический пул цАМФ и через этот посредник приводящая к стимуляции выброса инсулина из секреторных гранул. Усиливает ответ бета клеток на действие глюкозы гормон кишечника- желудочный ингибиторный пептид (ЖИП). Через неспецифический, независимый от глюкозы пул цАМФ стимулируют секрецию инсулина и ионы СА++. В регуляции секреции инсулина определенную роль играет и нервная система, в частности, блуждающий нерв и ацетилхолин стимулируют секрецию инсулина, а симпатические нервы и катехоламины через альфа-адренорецепторы подавляют секрецию инсулина и стимулируют секрецию глюкагона.

Специфическим ингибитором продукции инсулина является гормон дельта- клеток островков Лангерганса - соматостатин . Этот гормон образуется также и в кишечнике, где тормозит всасывание глюкозы и тем самым уменьшает ответную реакцию бета клеток на глюкозный стимул.

Секреция глюкагона стимулируется при снижении уровня глюкозы в крови, под влиянием гормонов ЖКТ (ЖИП, гастрин, секретин, панкреозимин- холецистокинин) и при уменьшении содержания ионов СА++, а угнетается - инсулином, соматостатином, глюкозой и кальцием.

Абсолютный или относительный по отношению к глюкагону недостаток инсулина проявляется в виде сахарного диабета.. При этом заболевании происходят глубокие расстройства обмена веществ и, если инсулиновую активность не восстанавливать искусственно извне, может наступить гибель. Для сахарного диабета характерны гипогликемия, глюкозурия, полиурия, жажда, постоянное чувство голода, кетонемия, ацидоз, слабость иммунитета, недостаточность кровообращения и многие другие нарушения. Крайне тяжелым проявлением сахарного диабета является диабетическая кома.

11. Щитовидная железа, физиологическая роль ее гормонов. Гипо- и гиперфункция.

Гормонами щитовидной железы являются трийодтиронин и тетрайодтиронин (тироксин ). Основным регулятором их выделения является гормон аденогипофиза тиротропин. Кроме того, существует прямая нервная регуляция щитовидной железы через симпатические нервы. Обратная связь осуществляется уровнем гормонов в крови и замыкается как в гипоталамусе, так и в гипофизе. Интенсивность секреции тиреоидных гормонов влияет на объем их синтеза в самой железе (местная обратная связь).

Основными метаболическими эффектами. тиреоидных гормонов являются: повышение поглощения кислорода клетками и митохондриями, активация окислительных процессов и повышение основного обмена, стимуляция синтеза белка за счет повышения проницаемости мембран клетки для аминокислот и активации генетического аппарата клетки, липолитический эффект, активация синтеза и экскреции холестерина с желчью, активация распада гликогена, гипергликемия, повышение потребления глюкозы тканями, повышение всасывания глюкозы в кишечнике, активация инсулиназы печени и ускорение инактивации инсулина, стимуляция секреции инсулина за счет гипергликемии.

Основными функциональными эффектами гормонов щитовидной железы являются: обеспечение нормальных процессов роста, развития и дифференцировки тканей и органов, активация симпатических эффектов за счет уменьшения распада медиатора, образования катехоламиноподобных метаболитов и повышения чувствительности адренорецепторов (тахикардия, потливость, спазм сосудов и др.), повышение теплообразования и температуры тела, активация ВНД и повышение возбудимости ЦНС, повышение энергетической эффективности митохондрий и сократимости миокарда, протекторный эффект по отношению к развитию повреждений миокарда и язвообразованию в желудке при стрессе, увеличение почечного кровотока, клубочковой фильтрации и диуреза, стимуляция процессов регенерации и заживления, обеспечение нормальной репродуктивной деятельности.

Повышенная секреция тиреоидных гормонов является проявлением гиперфункции щитовидной железы - гипертиреоза. При этом отмечаются характерные изменения обмена веществ (повышение основного обмена, гипергликемия, похудание и др.), симптомы избыточности симпатических эффектов (тахикардия, повышенная потливость, повышенная возбудимость, повышение АД и др.). Может

развиваться диабет.

Врожденная недостаточность тиреоидных гормонов нарушает рост, развитие и дифференцировку скелета, тканей и органов, в том числе и нервной системы (возникает умственная отсталость). Эта врожденная патология получила название "кретинизм". Приобретенная недостаточность щитовидной железы или гипотиреоз проявляются в замедлении окислительных процессов, снижении основного обмена, гипогликемии, перерождении подкожно-жировой клетчатки и кожи с накоплением глюкозаминогликанов и воды. Снижается возбудимость ЦНС, ослабляются симпатические эффекты и теплопродукция. Комплекс таких нарушений носит название "микседема", т.е. слизистый отек.

Кальцитонин - образуется в парафолликулярных К-клетках щитовидной железы. Органы-мишени для кальцитонина - кости, почки и кишечник. Кальцитонин снижает уровень кальция в крови, благодаря облегчению минерализации и подавлению резорбции костной ткани. Уменьшает реабсорбцию кальция и фосфата в почках. Кальцитонин тормозит секрецию гастрина в желудке и снижает кислотность желудочного сока. Секреция кальцитонина стимулируется повышением уровня Са++ в крови и гастрином.

12. Паращитовидные железы, их физиологическая роль. Механизмы поддержания

концентрации кальция и фосфатов в крови. Значение витамина Д.

Регуляция обмена кальция осуществляется в основном за счет действия паратирина и кальцитонина.Паратгормон, или паратирин, паратиреоидный гормон, синтезируется в околощитовидных железах. Он обеспе-чивает увеличение уровня кальция в крови. Органами-мишенями для этого гормона являются кости и почки. В костной ткани пара-тирин усиливает функцию остеокластов, что способствует демине-рализации кости и повышению уровня кальция и фосфора в плазме крови. В канальцевом аппарате почек паратирин стимулирует ре-абсорбцию кальция и тормозит реабсорбцию фосфатов, что приводит к гиперкальциемии и фосфатурии. Развитие фосфатурии может иметь определенное значение в реализации гиперкальциемического эффекта гормона. Это связано с тем, что кальций образует с фос-фатами нерастворимые соединения; следовательно, усиленное вы-ведение фосфатов с мочой способствует повышению уровня свобод-ного кальция в плазме крови. Паратирин усиливает синтез кальцитриола, который является активным метаболитом витамина D 3 . Последний вначале образуется в неактивном состоянии в коже под влиянием ультрафиолетового излучения, а затем под влиянием па-ратирина происходит его активация в печени и почках. Кальцитриол усиливает образование кальцийсвязывающего белка в стенке ки-шечника, что способствует обратному всасыванию кальция и раз-витию гиперкальциемии. Таким образом, увеличение реабсорбции кальция в кишечнике при гиперпродукции паратирина в основном обусловлено его стимулирующим действием на процессы активации витамина D 3 . Прямое влияние самого паратирина на кишечную стенку весьма незначительно.

При удалении околощитовидных желез животное погибает от тетанических судорог. Это связано с тем, что в случае низкого содержания кальция в крови резко усиливается нервно-мышечная возбудимость. При этом действие даже незначительных по силе внешних раздражителей приводит к сокращению мышц.

Гиперпродукция паратирина приводит к деминерализации и ре-зорбции костной ткани, развитию остеопороза. Резко увеличивается уровень кальция в плазме крови, в результате чего усиливается склонность к камнеобразованию в органах мочеполовой системы. Гиперкальциемия способствует развитию выраженных нарушений электрической стабильности сердца, а также образованию язв в пищеварительном тракте, возникновение которых обусловлено сти-мулирующим действием ионов Са 2+ на выработку гастрина и соляной кислоты в желудке.

Секреция паратирина и тиреокальцитонина (см. раздел 5.2.3) регулируется по типу отрицательной обратной связи в зависимости от уровня кальция в плазме крови. При снижении содержания кальция усиливается секреция паратирина и тормозится выработка тиреокальцитонина. В физиологических условиях это может наблю-даться при беременности, лактации, сниженном содержании кальция в принимаемой пище. Увеличение концентрации кальция в плазме крови, наоборот, способствует снижению секреции паратирина и увеличению выработки тиреокальцитонина. Последнее может иметь большое значение у детей и лиц молодого возраста, так как в этом возрасте осуществляется формирование костного скелета. Адекватное протекание этих процессов невозможно без тиреокальцитонина, оп-ределяющего абсорбцию кальция из плазмы крови и его включение в структуру костной ткани.

13. Половые железы. Функции женских половых гормонов. Менструально-овариальный цикл, его механизм. Оплодотворение, беременность, роды, лактация. Эндокринная регуляция этих процессов. Возрастные изменения выработки гормонов.

Мужские половые гормоны .

Мужские половые гормоны - андрогены - образуются в клетках Лейдига семенников из холестерола. Основным андрогеном человека является тестостерон . . Небольшие количества андрогенов образуются в коре надпочечников.

Тестостерон оказывает широкий спектр метаболических и физиологических эффектов: обеспечение процессов дифференцировки в эмбриогенезе и развития первичных и вторичных половых признаков, формирование структур ЦНС, обеспечивающих половое поведение и половые функции, генерализованное анаболическое действие, обеспечивающее рост скелета, мускулатуры, распределение подкожного жира, обеспечение сперматогенеза, задержку в организме азота, калия, фосфата, активацию синтеза РНК, стимуляцию эритропоэза.

Андрогены в небольших количествах образуются и в женском организме, являясь не только предшественниками синтеза эстрогенов, но и поддерживая половое влечение, а также стимулируя рост волос на лобке и в подмышечных впадинах.

Женские половые гормоны .

Секреция этих гормонов (эстрогенов ) тесно связана с женским половым циклом . Женский половой цикл обеспечивает четкую интеграцию во времени различных процессов, необходимых для осуществления репродуктивной функции - периодическую подготовку эндометрия к имплантации эмбриона, созревание яйцеклетки и овуляцию, изменение вторичных половых признаков и др. Координация этих процессов обеспечивается колебаниями секреции ряда гормонов, прежде всего гонадотропинов и половых стероидов. Секреция гонадотропинов осуществляется как "тонически", т.е. непрерывно, так и "циклически", с периодическим выбросом больших количеств фолликулина и лютеотропина в середине цикла.

Половой цикл длится 27-28 дней и делится на четыре периоды:

1) предовуляционный - период подготовки к беременности, матка в это время увеличивается в размерах, слизистая оболочка и ее железы разрастаются, усиливаются и учащается сокращение маточных труб и мышечного слоя матки, разрастается и слизистая оболочка влагалища;

2) овуляционный - начинается с разрыва пузырчатого яичникового фолликула, выхода из него яйцеклетки и продвижения ее по маточной трубе в полость матки. В этот период обычно наступает оплодотворение, половой цикл прерывается и наступает беременность;

3) послеовуляционный - у женщин в этот период появляется менструация, неоплодотворенная яйцеклетка, оставшаяся в матке несколько дней живой, погибает, нарастают тонические сокращения мускулатуры матки, приводящие к отторжению ее слизистой оболочки и выходу обрывков слизистой вместе с кровью.

4) период покоя - наступает после завершения послеовуляционного периода.

Гормональные сдвиги в течение полового цикла сопровождаются следующими перестройками. В предовуляционном периоде сначала происходит постепенно нарастание секреции фоллитропина аденогипофизом. Созревающий фолликул вырабатывает все большее количество эстрогенов, что по обратной связи начинает снижать продукцию фоллинотропина. Повышающийся уровень лютропина ведет к стимуляции синтеза ферментов, приводящих к истончению стенки фолликула, необходимой для овуляции.

В овуляционном периоде происходит резкий всплеск уровня в крови лютропина, фоллитропина и эстрогенов.

В начальной фазе постовуляционного периода происходит кратковременное падение и уровня гонадотропинов иэстрадиола , разорванный фолликул начинает заполняться лютеальными клетками, образуются новые кровеносные сосуды. Нарастает продукция прогестерона образующимся желтым телом, повышается секреция эстрадиола другими созревающими фолликулами. Создающийся уровень прогестерона и эстрогенов по обратной связи подавляет секрецию фоллотропина и лютеотропина. Начинается дегенерация желтого тела, падает в крови уровень прогестерона и эстрогенов. В секреторном эпителии без стероидной стимуляции возникают геморрагические и дегенеративные изменения, что приводит к кровотечению, отторжению слизистой, сокращению матки, т.е. к менструации.

14. Функции мужских половых гормонов. Регуляция их образования. Пре- и постнатальное влияние половых гормонов на организм. Возрастные изменения выработки гормонов.

Эндокринная функция семенников.

1) Клетки Сертолли - вырабатывают гормон-ингибин - тормозит образование фолллитропина в гипофизе, образование и секрецию эстрогенов.

2) Клетки Лейдига - вырабатывают гормон-тестостерон.

1. Обеспечивает процессы дифференцировки в эмбриогенезе
2. Развитие первичных и вторичных половых признаков
3. Формирование структур ЦНС, обеспечивающих половое поведение и функции
4. Анаболическое действие(рост скелета, мускулатуры, распределение подкожного жира)
5. Регуляция сперматогенеза
6. Задерживает в организме азот, калий, фосфат, кальций
7. Активирует синтез РНК
8. Стимулирует эритропоэз.

Эндокринная функция яичников.

В женском организме гормоны вырабатываются в яичниках и гормональной функцией обладают клетки гранулярного слоя фолликулов, которые вырабатывают эстрогены (эстрадиол, эстрон, эстриол) и клетки желтого тела (вырабатывают прогестерон).

Функции эстрогенов:

1. Обеспечивают половую дифференцировку в эмбриогененезе.
2. Половое созревание и развитие женских половых признаков
3. Установление женского полового цикла, рост мышц матки, развитие молочных желез
4. Определяют половое поведение, овогенез, оплодотворение и имплантацию в яйцеклетки
5. Развитие и дифференцировку плода и течение родового акта
6. Подавляют резорбцию кости, задерживают в организме азот, воду, соли

Функции Прогестерона:

1. Подавляет сокращение мускулатуры матки

2. Необходим для овуляции

3. Подавляет секрецию гонадотропина

4. Обладает антиальдостероновым действием, т. е. стимулирует натрийурез.

15. Зобная железа (тимус), ее физиологическая роль.

Вилочковую железу еще называют тимусом или зобной железой. Она, как и костный мозг, является центральным органом иммуногенеза (формирование иммунитета). Тимус распологается непосредственно за грудиной и состоит из двух долей (правой и левой), соединенных рыхлой клетчаткой. Тимус формируется раньше других органов иммунной системы, масса его у новорожденных 13 г., наибольшую массу - около 30 г - тимус имеет у детей 6-15 лет.

Затем он претерпевает обратное развитие (возрастная инволюция) и у взрослых почти полностью замещается жировой клетчаткой (у людей старше 50 лет жировая ткань составляет 90% от общей массы тимуса (в среднем 13-15 гр.)). С деятельностью тимуса связан период наиболее интенсивного роста организма. В тимусе находятся малые лимфоциты (тимоциты). Определяющая роль тимуса в формировании иммунной системы стала ясна из опытов, проведенных австралийским ученым Д. Миллером в 1961 г.

Он установил, что удаление тимуса у новорожденных мышей приводит к снижению выработки антител и увеличению продолжительности жизни пересаженной ткани. Эти факты указывали на то, что тимус принимает участие в двух формах иммунного ответа: в реакциях гуморального типа - выработке антител и в реакциях клеточного типа - отторжении (отмирании) пересаженной чужеродной ткани (трансплантата), которые происходят при участии разных классов лимфоцитов. За выработку антител ответственны так называемые В-лимфоциты, за реакции отторжения трансплантата - Т-лимфоциты. Т- и В-лимфоциты образуются путем различных превращений стволовых клеток костного мозга.

Проникая из него в тимус, стволовая клетка превращается под влиянием гормонов этого органа сначала в так называемый тимоцит, а затем, попадая в селезенку или лимфатические узлы, - в иммунологически активный Т-лимфоцит. Превращение стволовой клетки в В-лимфоцит происходит, по-видимому, в костном мозге. В вилочковой железе наряду с образованием из стволовых клеток костного мозга Т-лимфоцитов продуцируются гормональные факторы - тимозин и тимопоэтин.

Гормоны, обеспечивающие дифференцировку (различность) Т-лимфоцитов и играющие определенную роль в клеточных иммунных реакциях. Имеются также сведения, что гормоны обеспечивают синтез (построение) некоторых клеточных рецепторов.