Физиология эндокринной системы

Поджелудочная железа иннервируется  симпатическими и парасимпатическими нервами. Симпатические нервы представлены волокнами, идущими из солнечного сплетения, парасимпатические — блуждающим нервом. Их роль заключается в регуляции как образования и секреции гормонов, так и кровоснабжения поджелудочной железы.

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

ГОРМОНЫ ПОДЖЕЛУДОЧНОЙ ЖЕЛЕЗЫ

Инсулин принимает участие в регуляции углеводного обмена. Под действием этого гормона происходит уменьшение концентрации глюкозы в крови (в норме содержание глюкозы в крови 4,45—4,65 ммоль/л, или 80— 120 мг%) — возникает гипогликемия. Понижение уровня глюкозы в крови под влиянием инсулина связано с тем, что гормон способствует превращению глюкозы в гликоген в печени и мышцах. Кроме того, инсулин повышает проницаемость клеточных мембран для глюкозы. В связи с этим происходит усиленное проникновение глюкозы внутрь клеток, где осуществляется ее повышенное усвоение. Инсулин стимулирует синтез белка из аминокислот и активный транспорт их в клетки, задерживает распад белков и превращение их в глюкозу. Инсулин регулирует также жировой обмен — способствует образованию высших жирных кислот из продуктов углеводного обмена, а также тормозит мобилизацию жира из жировой ткани.

Рецепторы инсулина расположены  на мембране клетки-мишени (рис. 5), поэтому первично гормон проявляет свое действие, не проникая в клетку. Связывание инсулина со специфическим рецептором клетки приводит к процессам, которые увеличивают скорость образования и накопления гликогена, белка и липидов. Активность инсулина выражается в лабораторных и клинических единицах. Лабораторная, или кроличья, единица — это то количество гормона, которое у здорового кролика массой в 2 кг уменьшает содержание глюкозы в крови до 2,22 ммоль/л (40 мг%). За одну единицу действия (ЕД) или интернациональную единицу (ИЕ) принимают активность 0,04082 мг кристаллического инсулина. Клиническая единица составляет 1/3 лабораторной.

Рис. 5. Взаимодействие инсулина с рецептором (по Д.Бакстеру, Ф.Филингу, 1982).

 

В основе регуляции образования  и секреции инсулина лежит содержание глюкозы в крови. Гипергликемия приводит к увеличенному образованию и поступлению инсулина в кровь. Гипогликемия уменьшает образование и поступление гормона в сосудистое русло. Это осуществляется, во-первых, с помощью паравентрикулярных ядер гипоталамической области. При увеличении концентрации глюкозы в крови происходит повышение активности нервных клеток паравентрикулярного ядра. Возникшие в нейронах импульсы передаются к дорсальным ядрам блуждающего нерва, а по его волокнам — к бета-клеткам островков Лангерганса, и в них усиливаются образование и секреция инсулина (схема 2). Действие последнего снижает уровень глюкозы в крови. При снижении количества глюкозы в крови ниже нормы возникают противоположные реакции. Возбуждение симпатической нервной системы тормозит выделение инсулина.

Схема  2. Регуляция секреции инсулина

Сплошные линии — активирующие, пунктирные — тормозные влияния.

 

Во-вторых, повышенный уровень  глюкозы в крови возбуждает непосредственно рецепторный аппарат ткани поджелудочной железы, что также вызывает увеличение образования, секреции инсулина и снижение уровня глюкозы. При падении количества глюкозы в крови возникают противоположные реакции. Глюкоза стимулирует образование и секрецию инсулина также за счет непосредственного воздействия на бета-клетки островков Лангерганса. Полагают, что глюкоза взаимодействует с особым рецептором на мембране бета-клеток (глюкозорецептором),  в результате чего в них усиливаются синтез и освобождение инсулина в кровоток.

Секреция инсулина происходит и рефлекторно при раздражении  рецепторов ряда рефлексогенных зон. Так, при повышении уровня глюкозы в крови возбуждаются хеморецепторы каротидного синуса, в результате чего осуществляется рефлекторный выброс инсулина в кровоток и уровень глюкозы в крови восстанавливается. Стимулируют образование и секрецию инсулина также соматотропин аденогипофиза посредством соматомединов, гормоны желудочно-кишечного тракта секретин и холецистокининпанкреозимин, а также простагландин Е за счет повышения аденилатциклазной активности мембран бета-клеток поджелудочной железы.

Соматостатин в противоположность соматотропину тормозит образование и секрецию инсулина бета-клетками островков Лангерганса. Он образуется в ядрах гипоталамуса и в дельта-клетках островковой части поджелудочной железы.

Количество инсулина в крови определяется также активностью фермента инсулиназы, который разрушает гормон. Наибольшее количество фермента содержится в печени и скелетных мышцах.

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

Механизм действия глюкагона на обмен углеводов обусловлен его взаимодействием с особыми специфическими рецепторами, локализованными на клеточной мембране. При связывании глюкагона с этими рецепторами клетки увеличиваются активность фермента аденилатциклазы и концентрация внутриклеточного циклического аденозинмонофосфата (цАМФ). Последний способствует процессу гликогенолиза, т.е. превращения гликогена в глюкозу (схема 3).

 

Схема  3. Регуляция секреции глюкагона

 

Сплошные  линии — активирующие, пунктирные — тормозные влияния

При повышении содержания глюкозы в крови происходит торможение образования и секреции глюкагона, при понижении — увеличение. Гормон роста — соматотропин посредством соматомедина повышает активность альфа-клеток, и они продуцируют больше гормона. Соматостатин тормозит образование и секрецию глюкагона. Полагают, что это связано с тем, что соматостатин блокирует вхождение в альфа-клетки поджелудочной железы ионов кальция, которые необходимы для образования и секреции глюкагона.

Недостаточность внутрисекреторной  функции поджелудочной железы, сопровождающаяся уменьшением секреции инсулина, приводит к заболеванию, которое получило название сахарного диабета, или сахарного мочеизнурения.

     Е) Гормоны надпочечников. Гормоны коркового слоя надпочечников, их физиологическое значение. Гормоны мозгового слоя надпочечников и регуляция их образования.

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

Корковый слой надпочечников состоит из трех зон — клубочковои, пучковой и сетчатой. Клетки клубочковои зоны лежат непосредственно под капсулой, собраны в клубок. В пучковой зоне клетки расположены в виде продольных столбиков или пучков. Свое название сетчатая зона получила вследствие сетчатого характера расположения ее клеток. Все три зоны коркового слоя надпочечников не только представляют собой морфологически обособленные структурные образования, но и выполняют разные функции.

Мозговой слой надпочечников состоит из хромаффинной ткани, в которой имеется два вида хромаффинных клеток — образующих адреналин и норадреналин. Мозговой слой надпочечников представляет собой видоизмененный симпатический ганглий. Хромаффинные клетки в виде более или менее крупных скоплений встречаются в других участках тела: в аорте, в области бифуркации сонных артерий, среди клеток симпатических ганглиев. Совокупность хромаффинных клеток является частью эндокринной системы организма.

Надпочечники обильно снабжаются кровью тремя надпочечниковыми артериями. Венозная кровь оттекает от надпочечников по одной надпочечниковой вене. Надпочечники имеют симпатическую и парасимпатическую иннервацию.

Надпочечники представляют собой эндокринный орган, который имеет жизненно важное значение. Удаление в эксперименте обоих надпочечников неизменно приводит к смерти. Жизненно необходимым является корковый слой надпочечников.

ГОРМОНЫ КОРКОВОГО СЛОЯ НАДПОЧЕЧНИКОВ И РЕГУЛЯЦИЯ ИХ ОБРАЗОВАНИЯ

 Классификация. Выделяют три группы гормонов —глюкокортикоиды (гидрокортизон, кортизон и кортикостерон); минералокортикоид   (альдостерон);   половые   гормоны (андрогены, эстрогены, прогестерон).

По химическому строению гормоны коры надпочечников являются стероидами, они образуются из холестерина, и для их синтеза необходима также аскорбиновая кислота. Из коры надпочечников выделено 40 кристаллических стероидных соединений, из которых высокой биологической активностью обладают    дезоксикортикостерон,    кортикостерон, кортизон, гидрокортизон, альдостерон, половые гормоны. Считают, что истинными гормонами, образующимися в коре надпочечников и поступающими в кровь, являются альдостерон, кортикостерон, гидрокортизон и половые гормоны. Эти гормоны, определяющие функции коры надпочечников, обнаружены в оттекающей от надпочечников крови. Все остальные рассматриваются лишь как продукты обмена гормонов. Образование гормонов происходит преимущественно в какой-то одной зоне коры надпочечников. Так, минералокортикоиды образуются в клетках клубочковои зоны, глюкокортикоиды — пучковой зоны, половые гормоны — сетчатой зоны.

Физиологическое значение глюкокортикоидов. Глюкокортикоиды оказывают влияние на обмен углеводов, белков и жиров (схема 10.5). Они усиливают процесс образования глюкозы из белков (глюконеогенез), повышают отложение гликогена в печени. Глюкокортикоиды являются антагонистами инсулина в регуляции углеводного обмена: тормозят утилизацию глюкозы в тканях и при передозировке могут привести к повышению концентрации глюкозы в крови (гипергликемии) и появлению его в моче (глюкозурии). Глюкокортикоиды оказывают катаболическое влияние на белковый обмен — вызывают распад тканевого белка и задерживают включение аминокислот в белки. Поэтому глюкокортикоиды задерживают формирование грануляций и последующее образование рубца, что отрицательно сказывается на заживлении ран. Они обладают способностью угнетать развитие воспалительных процессов. Это связано с тем, что глюкокортикоиды понижают проницаемость стенки сосуда за счет снижения активности фермента гиалуронидазы. Кроме того, уменьшение воспалительной реакции обусловлено торможением освобождения арахидоновой кислоты из клеточных фосфолипидов. В результате ограничивается образование тканевых гормонов простагландинов, стимулирующих воспалительный процесс.

 

Глюкокортикоиды влияют также на образование защитных антител при попадании в кровь чужеродного белка. Так, гидрокортизон подавляет синтез антител; кроме того, он тормозит реакцию взаимодействия чужеродного белка (антиген) с антителом. Введение глюкокортикоидов в организм приводит к обратному развитию вилочковой железы и лимфоидной ткани, что сопровождается понижением количества лимфоцитов в периферической  крови,  а также уменьшением содержания эозинофилов. Глюкокортикоиды стимулируют эритропоэз. Выведение глюкокортикоидов из организма осуществляется двумя путями: 75—90 % поступивших в кровь гормонов удаляется с мочой, а 10—25 % — с желчью и калом.

В. Физиологическое значение альдостерона. Альдостерон принимает участие в регуляции минерального обмена (схема 10.6). Под влиянием этого гормона усиливается обратное всасывание ионов натрия в почечных канальцах и уменьшается обратное всасывание ионов калия. В результате этого понижается выделение натрия с мочой и увеличивается выведение калия, повышается концентрация ионов натрия в крови и тканевой жидкости, что способствует возрастанию артериального давления.

Схема  10.6. Эффекты действия минералокортикоидов

 

Альдостерон способствует проявлению воспалительных реакций, что  связано с его способностью повышать проницаемость капилляров и серозных оболочек, он усиливает иммунные реакции. Альдостерон обладает способностью увеличивать тонус гладких мышц сосудистой стенки, в результате чего происходит повышение величины кровяного давления. При недостатке альдостерона, обусловленном снижением функции коры надпочечников, наблюдается ряд изменений, в том числе и явление гипотонии. Суточная секреция альдостерона составляет примерно0,14 мг. Выводится альдостерон из организма с мочой. Ежедневно его выделяется 12— 14 мкг.

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

При недостаточной функции коры надпочечников возникает заболевание, получившее название бронзовая, или аддисонова, болезнь. Ранними признаками этого заболевания являются бронзовая окраска кожи, особенно на руках, шее, лице, повышенная утомляемость при физической и умственной работе; потеря аппетита, появление тошноты, рвоты. Больной становится чувствительным к холоду и болевым раздражителям, более восприимчивым к инфекциям.