Физиология эндокринной системы

 Эффекторные гормоны.

1. Гормон роста (соматотропин) принимает участие в регуляции роста. Это обусловлено способностью гормона усиливать образование белка в организме. Наиболее выражено влияние гормона на костную и хрящевую ткани. Под влиянием соматотропина происходит усиленный рост эпифизарных хрящей в длинных костях верхних и нижних конечностей, в результате наблюдается рост костей в длину. Влияние соматотропина (СТГ) на рост, обмен белка и другие функции, в частности его способность усиливать секрецию инсулина, опосредуется за счет соматомединов, образующихся в печени. Эффекты СТГ осуществляются по следующей схеме: СТГ -> со-матомедины -> специфические рецепторы соматомединов -> эффекты. В случае нарушения функций гипофиза возникают различные изменения в росте и развитии организма человека. Если активность передней доли гипофиза увеличивается (гиперфункция) в детском организме, то это приводит к усиленному росту тела в длину — гигантизму. При снижении функции передней доли гипофиза (гипофункция) или его удалении в эксперименте у растущего организма происходит резкая задержка роста — отмечается карликовость. Избыточное образование гормона у взрослого человека не отражается на росте тела в целом, так как он уже завершен. Отмечается лишь увеличение размеров тех частей тела, которые еще сохраняют способность расти: пальцев рук и ног, кистей и стоп, носа и нижней челюсти, языка, органов грудной и брюшной полостей. Такое заболевание получило название акромегалии.

2. Пролактин способствует образованию молока в альвеолах молочной железы. Свое действие на молочную железу пролактин оказывает после предварительного влияния на нее женских половых гормонов — эстрогенов и прогестерона. Эстрогены вызывают рост протоков молочной железы, прогестерон — развитие ее альвеол. После родов усиливается секреция гипофизом пролактина и наступает лактация — образование и выделение молока молочными железами. Важным фактором, способствующим секреции пролактина, является акт сосания, который через нервно-рефлекторный механизм стимулирует образование и выделение пролактина передней долей гипофиза. Пролактин обладает также лютеотропным действием, т.е. способствует продолжительному функционированию желтого тела и образованию им гормона прогестерона.
3. Меланоцитстимулирующий гормон (МСГ, меланотропин) является одним из ферментов полипептида проопиомеланокортина. У человека вырабатывается в очень малых количествах и существенной роли в пигментации кожи не играет.

 Тропные гормоны аденогипофиза.

1. Тиреотропный гормон (тиреотропин) избирательно действует на щитовидную железу, повышая ее функцию. Если удалить или разрушить гипофиз у животных, то наступает атрофия щитовидной железы, а введение тире-отропина восстанавливает ее функции. Введение тиреотропина интактным животным вызывает разрастание ткани щитовидной железы, происходит ее гипертрофия. Под влиянием этого гормона наступают также гистологические изменения в щитовидной железе, свидетельствующие о повышении ее активности: уменьшается количество коллоида в полости фолликулов, происходит его вакуолизация, а затем разжижение. Клетки фолликулов приобретают цилиндрическую форму. Тиреотропный гормон активирует протеолитические ферменты, под влиянием которых происходят расщепление тиреоглобулина и освобождение из него гормонов тироксина и трийодтиронина. Тиреотропин обладает также способностью стимулировать образование белка тиреоглобулина в клетках фолликулов щитовидной железы и поступление его в полость фолликула.

2. Адренокортикотропный гормон (кортикотропин) является физиологическим стимулятором пучковой зоны коры надпочечников, в которой образуются гормоны глюкокортикоиды. В меньшей степени выражено влияние гормона на клубочковую и сетчатую зоны.

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

Образование АКТГ происходит в особых клетках аденогипофиза — проопиомеланокортинсинтезирующих клетках (ПОМК-клетки). В этих клетках из одного высокомолекулярного предшественника образуются три вещества — бета-эндорфин, альфа-меланоцитстимулирующий гормон (а-МСГ) и кортикотропин. Вненадпочечниковое действие кортикотропина выражается в стимуляции процессов липолиза, усилении пигментации, анаболическом влиянии.

3. Гонадотропные гормоны (гонадотропины). К ним относятся фолликулостимулирующий (фоллитропин) и лютеинизирующий(лютропин) гормоны.

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

Лютропин необходим для роста везикулярного фолликула яичника на стадиях, предшествующих овуляции, и для самой овуляции, т.е. разрыва оболочки созревшего фолликула и выхода из него яйцеклетки. Без этого гормона не происходит овуляции и образования желтого тела на месте лопнувшего фолликула. Лютропин стимулирует образование женских половых гормонов — эстрогенов. Однако для того чтобы этот гормон осуществил свое действие на яичник (рост фолликулов, овуляция, секреция эстрогенов), необходимо предварительное длительное воздействие фоллитропина на везикулярные фолликулы. Следовательно, эффект, вызываемый лютропином, зависит от стадии развития фолликула. Например, если животному ввести лютропин до созревания фолликула, то овуляции не произойдет.

Под воздействием лютропина  происходят также образование желтого  тела из лопнувшего фолликула и стимуляция выработки им прогестерона. Лютропин имеется как у женщин, так и у мужчин. Значение этого гормона у мужчин заключается в том, что он способствует образованию мужских половых гормонов — андрогенов.

Регуляция выработки  тропных гормонов гипофизом осуществляется гипоталамусом с помощью либеринов  и статинов; по принципу обратной связи эффекторными гормонами, а также вегетативной нервной системой: симпатические нервные волокна, идущие от верхнего шейного симпатического ганглия, усиливают выработку тропных гормонов, а парасимпатические нервные волокна, идущие от языкоглоточного нерва, напротив, угнетают.

В) Гормоны нейрогипофиза. Основными элементами нейрогипофиза являются особые клетки — питуициты и безмякотные нервные волокна. В задней доле гипофиза гормоны не вырабатываются. Сюда поступают гормоны, которые образуются в супраоптическом и паравентрикулярном ядрах гипоталамической области (рис. 4). Крупноклеточные нейроны этих ядер гипоталамуса способны синтезировать вещества белковой природы — нейросекрет. Образовавшийся нейросекрет (нейрогормон) транспортируется по аксонам нейронов этих ядер (по так называемому гипоталамо-гипофизарному тракту) в заднюю долю гипофиза. В нервных клетках паравентрикулярного ядра преимущественно образуется гормон окситоцин, а в нейронах супраоптического ядра — вазопрессин (антидиуретический гормон — АДГ). Эти гормоны образуются в неактивном состоянии и накапливаются в клетках задней доли гипофиза — питуицитах, где гормоны превращаются в активную форму.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 4. Гипоталамо-гипофизарная система (по Р.Шмидту, Г.Тевсу, 1983).

ПВЯ — паравентрикулярные ядра;

СОЯ — супраоптические ядра;

АДГ — антидиуретический  гормон (вазопрессин);

РГ — рилизинг-гормоны (либерины и статины).

 

Вазопрессин. Главная роль вазопрессина связана с его способностью усиливать реабсорбцию воды в собирательных трубках почек — антидиуретическое действие гормона; влияние на сосуды. Уменьшение образования вазопрессина является причиной несахарного диабета (несахарного мочеизнурения). При этом заболевании выделяется большое количество мочи — до 15 л в сутки, в которой не содержится сахара (в отличие от заболевания сахарным диабетом). У таких больных возникает сильная жажда.

Окситоцин. Гормон избирательно действует на гладкую мускулатуру матки, усиливая ее сокращение. Сокращение матки резко увеличивается, если она предварительно находилась под действием женских половых гормонов — эстрогенов. Во время беременности окситоцин не влияет на матку, так как под влиянием гормона желтого тела прогестерона она становится нечувствительной к окситоцину. Выделение окситоцина из задней доли гипофиза осуществляется рефлекторно. Если механически раздражать шейку матки, то в ответ на это происходит рефлекторное отделение окситоцина.

Окситоцин обладает способностью стимулировать также выделение молока. В молочной железе, активно образующей молоко, окситоцин стимулирует выделение молока из альвеол. Под влиянием окситоцина усилива ется именно выделение молока, а не его секреция, которая находится под контролем пролактина аденогипофиза. На поверхности альвеол молочной железы находятся особые клетки. Окситоцин избирательно действует на них, вызывая их сокращение. Сокращаясь, они сдавливают альвеолы, выталкивая из них молоко. Акт сосания рефлекторно способствует выделению окситоцина из нейрогипофиза.

 

      Г)  Гормоны щитовидной, паращитовидной и вилочковой железы.

 

Щитовидная  железа состоит из двух долей, расположенных на шее по обеим сторонам трахеи ниже щитовидного хряща. По кровоснабжению она занимает одно из первых мест в организме. Иннервируется железа сетью нервных волокон, идущих к ней из нескольких источников: из среднего шейного симпатического узла, от блуждающего, языкоглоточного и подъязычного нервов. Щитовидная железа имеет дольчатое строение. Ткань железы каждой доли состоит из множества замкнутых железистых пузырьков, называемых фолликулами. В коллоиде щитовидной железы находится йодсодержащий белок тиреоглобулин. Наряду с этим в коллоиде содержится некоторое количество мукополисахаридов.

Гормоны щитовидной железы делят на две группы: йодированные гормоны — тироксин (тетрайодтиронин), трийодтиронин, и неиодированный гормон — тиреокальцитонин (кальцитонин). Впервые гормон щитовидной железы (тироксин) получил в чистом виде английский исследователь Кендалл в 1915 г. В 1927 г. его соотечественник Харингтон выяснил химическое строение гормона. В дальнейшем из щитовидной железы был получен еще один гормон, содержащий йод, — трийодтиронин. Содержание тироксина в крови больше, чем трийодтиронина. Однако активность трийодтиронина в 4—10 раз больше, чем тироксина. В 1962 г. канадским исследователем Коппом впервые было установлено существование в организме животных и человека гормона, не содержащего йод, — тиреокальцитонина, участвующего в регуляции кальциевого обмена.

Образование йодированных гормонов щитовидной железы происходит в три этапа: образование коллоида, йодирование коллоида (тиреоглобулина), выведение гормона в кровоток. Йодирование тиреоглобулина стимулируется особым ферментом — тиреоидпероксидазой. Продуктами йодирования тиреоглобулина являются: 1) монойодтирозин; 2) дийодтирозин; 3) трийодтиронин и 4) тетрайодтиронин (тироксин). Первые два йодированных соединения не обладают гормональной активностью, вторые два — активные гормоны щитовидной железы. Отношение тироксина и трийодтиронина в молекуле тиреоглобулина составляет 4:1. Выведение гормонов щитовидной железы из фолликула, в кровь происходит только после гидролиза тиреоглобулина. В щитовидной железе обнаружены катепсины, гидролизующие тиреоглобулин. При гидролизе тиреоглобулина освобождаются активные гормоны — трийодтиронин и тироксин. В норме у человека ежедневно секретируется около 70 мкг тироксина и 25 мкг трийодтиронина.

Регуляция.

     1. Гормон аденогипофиза тиреотропинвлияет на все этапы образования йодированных   гормонов   в   щитовидной   железе:

способствует поглощению йода железой, превращению иона йода в молекулярный йод, йодированию  тиреоглобулина.

2. Установлена определенная зависимость между содержанием йода и гормонообразовательной активностью щитовидной железы.

Малые дозы йода стимулируют  образование гормонов за счет усиления функции секреции фолликулов железы. Большие дозы йода по принципу обратной отрицательной связи тормозят процессы гормонопоэза, особенно когда функция  железы повышена. 

3. Вегетативная нервная система: возбуждение постганглионарных симпатических нервных волокон, идущих от средних шейных симпатических ганглиев, приводит к повышению активности щитовидной железы, а активность блуждающего нерва обусловливает снижение гормонообразовательной функции железы.
4. Гипоталамическая область также оказывает выраженное влияние на образование гормонов в щитовидной железе через тиреолиберин.
5. Возбуждение ретикулярной формации ствола мозга ведет к повышению функциональной активности щитовидной железы за счет усиления выработки тиреолиберина гипоталамусом.
6. Кора большого мозга также принимает участие в регуляции активности щитовидной железы. В опытах на животных с удаленной корой было установлено, что в первый период после декортикации отмечается усиление активности щитовидной железы, в дальнейшем функция железы снижается.

 Транспорт. Оба йодированных гормона в крови находятся не в свободном виде, а в соединении с белками глобулиновой фракции. Этот белок получил название тироксинсвязывающий глобулин. Кроме того, гормоны щитовидной железы могут связываться также альбумином плазмы крови. Тироксин прочнее комплексируется с белками плазмы крови, чем трийодтиронин. Поэтому последний быстрее и лучше проникает в ткани и проявляет в них большую биологическую активность, чем тироксин. Для исследования в крови циркулирующих гормонов щитовидной железы определяют связанный с белком йод (СБЙ), так как йод входит в основном в состав тиреоидных гормонов. В норме уровень СБЙ составляет 4—8 мкг%. При поступлении тироксина в кровоток он захватывается, в частности, клетками печени. Печень является главным органом, регулирующим уровень гормонов щитовидной железы. В печени тироксин образует парные соединения с глюкуроновой кислотой. Последние не обладают гормональной активностью и выносятся желчью в желудочно-кишечный тракт, а далее удаляются. Образование парных соединений тироксина  с  глюкуроновой   кислотой  рассматривается как дезинтоксикационный процесс, благодаря которому предотвращается чрезмерное насыщение крови гормонами. Опыты с радиоактивным I¹³¹ показали, что в организме взрослого человека ежесуточно полностью разрушается в среднем около 300 мкг тироксина и трийодтиронина.