Гуморальная регуляция, ее факторы, механизмы действия гормонов на клетки-мишени, регуляция секреции гормонов

     Между дольками вкраплены многочисленные группы клеток, не имеющие выводных протоков, — т. н. островки Лангерганса. Островковые клетки выделяют гормоны инсулин и глюкагон. Островки Лангерганса функционируют как железы внутренней секреции (эндокринные железы), выделяя непосредственно в кровоток глюкагон и инсулин — гормоны, регулирующие метаболизм углеводов. Эти гормоны обладают противоположным действием: глюкагон повышает, а инсулин понижает уровень сахара в крови.

     Надпочечники  — парные эндокринные железы позвоночных животных и человека.

     У человека расположенны в непосредственной близости к верхнему полюсу каждой почки. Играют важную роль в регуляции  обмена веществ и в адаптации организма к неблагоприятным условиям (реакция на стрессовые условия).

     Надпочечники  состоят из двух структур — коркового  вещества и мозгового вещества, которые  регулируются нервной системой.

     Мозговое  вещество служит основным источником катехоламиновых гормонов в организме — адреналина и норадреналина. Некоторые же из клеток коркового вещества принадлежат к системе «гипоталамус — гипофиз — кора надпочечников» и служат источником кортикостероидов.

     Половые железы. Половые железы обладают внутрисекреторной активностью, вырабатывая половые гормоны. До начала полового созревания количество мужских и женских гормонов у мальчиков и девочек примерно одинаково. С наступление периода полового созревания яичники вырабатывают в несколько раз больше женских половых гормонов, а семенники - в несколько раз больше мужских половых гормонов.

     Мужские половые гормоны - андрогены (андростерон, тестостерон и др.) вырабатываются в тканях семенников. Тестостерон  регулирует процесс сперматогенеза, развитие вторичных половых признаков, влияет на уровень белкового и углеводного обмена.

     Женские половые гормоны - эстрогены (эстрол, эстриол, эстрадиол) вырабатываются в  яичниках. Они участвуют в регуляции  полового созревания и развития вторичных  половых признаков у девочек, регулируют менструальный цикл, а при наступлении беременности регулируют ее нормальное течение. В яичниках на месте лопнувшего фолликула (граафова пузырька) образуется желтое тело. В желтом теле вырабатывается гормон прогестерон, который готовит слизистую матки для имплантации оплодотворенной яйцеклетки, стимулирует развитие молочных желез и мышечного слоя матки, регулирует нормальное течение беременности в начальные ее сроки. Плацента в период беременности также вырабатывает женские половые гормоны, которые регулируют течение беременности и родов.

     Яичники — парные женские половые железы, расположенные в полости малого таза, выполняют генеративную функцию, т.е. является местом, где развиваются и созревают женские половые клетки, а также являются железами внутренней секреции и вырабатывают половые гормоны — эндокринная функция.

     Яичники вырабатывают стероидные гормоны. Фолликулярный  аппарат яичников производит в основном эстрогены, но также слабые андрогены  и прогестины. Жёлтое тело яичников (временная железа внутренней секреции, существующая только в лютеиновой фазе цикла у женщины), напротив, производит в основном прогестины, и в меньшей степени — эстрогены и слабые андрогены.

     Яичники состоят из стромы (соединительной ткани) и коркового вещества, в котором находятся фолликулы в разных стадиях развития (примордиальный, первичный, вторичный, третичный фолликулы) и регресса (атретические тела, белые тела).

     Яичники человека работают циклически. Один из фолликулов в процессе созревания становится доминантным и тормозит созревание остальных. В доминантном фолликуле созревает яйцеклетка. Когда фолликул полностью созреет, он лопается, и ооцит II порядка (яйцеклетка - более привычный термин, но менее правильный) выходит из него в брюшную полость. Этот процесс называется овуляцией. Затем он захватывается фимбриями и током жидкости, создаваемым перистальтикой маточной трубы, попадает в маточную трубу, по которой он мигрирует в матку. Если в пределах 3-х дней (ограничение - срок жизни сперматозоидов) до овуляции до 1 суток после овуляции (ограничение - срок жизни яйцеклетки) у женщины состоялся вагинальный половой акт с мужчиной, приведший к попаданию достаточного количества подвижных сперматозоидов во влагалище, то вероятно оплодотворение ооцита II порядка (оно происходит в брюшной полости или просвете маточной трубы). Если оплодотворение состоялось, то мигрирует уже эмбрион.

     Лопнувший фолликул подвергается трансформации  в жёлтое тело, которое начинает секретировать прогестины. Затем  желтое тело подвергается рассасыванию, обратному развитию, в результате чего секреция прогестинов резко падает и наступает менструация. После менструации снова начинается созревание фолликулов, один из них становится доминантным — начинается новый менструальный цикл.

     Менструальный цикл у женщин в норме длится в  среднем 28 дней (возможны индивидуальные вариации, считающиеся нормальными  — от 25 до 31 дня).

     Яички (лат. testes) — парные мужские половые железы, в которых образуются мужские половые клетки (сперматозоиды) и стероидные гормоны, в основном тестостерон.

     Яички находятся в мошонке, и опускаются туда из брюшной полости к рождению. Это необходимо для нормального  созревания сперматозоидов, которое  требует температурного режима на несколько  десятых долей градуса ниже, чем температура в брюшной полости. Обычно яички расположены на разном уровне и могут отличаться по размерам (чаще левое ниже правого). Яичко по форме напоминает слегка сплющенное эллипсоидное тело длиной 4-6 см, шириной 2,5-3,5 см, массой 15-25 г.

     Яички состоят из отдельных долек, заполненных извитыми семенными каналами. Общая длина канальцев — около 70 см. Канальцы окружены соединительнотканными перегородками, в которых располагаются скопления т. н. интерстициальных клеток (клеток Лейдига), секретирующих мужские половые гормоны — андрогены. При некоторых заболеваниях мужчин подвижность сперматозоидов отсутствует или недостаточна, что является одной из причин мужского бесплодия. Яички снаружи покрыты серозной оболочкой. На каждом яичке сверху расположен придаток, который переходит в семявыносящий проток. Функции яичка находятся под контролем передней доли гипофиза.

     Функции яичек. В извитых канальцах яичек вырабатываются мужские половые клетки - сперматозоиды. Выработка клеток происходит и специализированного эпителя, причем одна клетка этого эпителия дает от четырёх до восьми спермотозидов. Кроме того в интерстициальных тканях яичка (гландулоцитах) выробатываюстя мужские половые гармоны.

Основные  механизмы действия гормонов.

Действие  гормонов на клетки-мишени осуществляется путем влияния на активность ферментов, на проницаемость клеточных мембран и на генетический аппарат клетки. Механизм действия стероидных гормонов отличается от механизма действия гормонов белково-пептиднсй и аминокислотной групп. Гормоны белково-пептидной и аминокислотной групп не проникают внутрь клетки, а присоединяются на ее поверхности к специфическим рецепторам клеточной мембраны. Рецептор связывает фермент аденилатциклазу и она находится в неактивной форме. Гормон, действуя на рецептор, активирует аденилатциклазу,  которая расщепляет АТФ с образованием циклического аденозинмонофосфата (цАМФ). Включаясь в сложную цепь реакций, цАМФ вызывает активацию определенных ферментов, что и обусловливает конечный эффект действия гормона. 

Стероидные гормоны имеют относительно небольшие размеры мо-лекул и могут проникать через клеточную мембрану. В цитоплазме гормон взаимодействует со специфическим веществом, являющимся для него рецептором. Гормон-рецепторный комплекс транспортируется в ядро клетки, где обратимо взаимодействует с ДНК. В результате этого взаимодействия активируются определенные гены, на которых образуется информационная РНК. Информационная РНК поступает в рибосому, где происходит синтез фермента. Образовавшийся фермент катализирует определенные биохимические реакции, что влияет на физиологические функции клеток, тканей и органов. В связи с тем, что стероидные гормоны не активируют готовые ферменты, а вызывают синтез новых молекул, действие стероидных гормонов проявляется медленнее, но длится дольше, чем влияние гормонов белково-пептидной и аминокислотной групп. 

Гормоны обладают рядом характерных  свойств: 

1. Высокая  биологическая активность. Это означает, что гормоны в очень малых  концентрациях могут вызывать  значительнее изменения физиологических функций. Так,  1 г адреналина достаточно, чтобы усилить работу изолированных сердец 10 миллионов лягушек, 1 г инсулина достаточно, чтобы понизить уровень сахара у 125000 кроликов. Гормоны транспортируются кровью не только в свободном, но и в связанном виде с белками плазмы крови или ее форменными элементами. Поэтому активность действия гормона в этом случае зависит не только от концентрации его в крови, но и от скорости отщепления его от транспортирующих белков и форменных элементов. 

2. Специфичность действия. Каждой гормон имеет свою определенную химическую структуру. Поэтому в организме гормон, хотя и достигает с током крови всех органов и тканей,  но действует только на те клетки,  ткани и органы,  которые обладают специфическими рецепторами, способными взаимодействовать с гормоном. Такие клетки, ткани и органы получили название клеток-мишеней,   тканей-мишеней, органов-мишеней. 

3. Дистантность  действия. Гормоны, за исключением  тканевых гормонов, переносятся  кровью далеко от места их  образования и оказывают действие на отдаленные органы и ткани. 

4. Гормоны  стероидной группы и в меньшей  степени гормоны щитовидной железы  сравнительно легко проникают  через мембраны клеток. 

5. Гормоны  сравнительно быстро разрушаются  в тканях и особенно в печени. 

6. Гормоны  стероидной и аминокислотной  групп не имеют видовой специфичности  и поэтому возможно применение  для лечения человека гормональных  препаратов, полученных от животных. 

Интенсивность синтеза и выделения гормона  железой регулируется в соответствии с величиной потребности организма в данном гормоне. Как только изменения, вызываемые каким-либо гормоном, достигают оптимальной величины, образование и выделение этого гормона уменьшаются. Регуляция уровня выделения гормонов осуществляется несколькими способами: 1) прямое влияние на клетки железы того вещества, уровень которого контролируется данным гормоном (например, при повышении концентрации глюкозы в крови, протекающей через поджелудочную железу, увеличивается секреция инсулина, снижающего уровень глюкозы); 2) гормоны, вырабатываемые одними железами, оказывают влияние на выделение гормонов другими железами (например, тиреотропный гормон гипофиза стимулирует секрецию гормонов щитовидной железой); 3) нервная регуляция образования гормонов осуществляется главным образом через гипоталамус путем изменения уровня секреции нейронами гипоталамуса либеринов и статинов, которые поступают в переднюю долю гипофиза и влияют там на выделение гормонов; 4) выработка гормонов клетками мозгового вещества надпочечников и эпифиза увеличивается при непосредственном поступлении к ним нервных импульсов. Нервные волокна, иннервирующие другие эндокринные железы регулируют в основном тонус кровеносных сосудов и кровоснабжение железы, тем самым влияя и на секрецию гормонов. 

Разные  гормоны, вырабатываемые разными железами, могут взаимодействовать между  собой. Это взаимодействие может  выражаться в синергизме действия, антагонизме действия и в позволяющем  действии гормонов. Примером синергического, или однонаправленного, влияния можно привести действие адреналина (гормон мозгового вещества надпочечников) и глюкагона (гормон поджелудочной железы), которые активируют распад гликогена печени до глюкозы и повышают уровень глюкозы в крови. Пример антагонизма действия гормонов: адреналин повышает уровень глюкозы в крови, а инсулин (гормон поджелудочной железы) снижает уровень глюкозы. 

Позволяющее действие гормонов выражается в том, что гормон, сам не влияющий на данный физиологический показатель, создает  условие для лучшего действия какого-то другого гормона. Например, сами глюкокортикоиды (гормоны коры надпочечников) не влияют на тонус мускулатуры сосудов, но повышают их чувствительность к адреналину.

Деятельностью желез внутренней секреции управляет  нервная система, которой принадлежит ведущая роль в нейрогуморальной регуляции функций.

Гипоталамо-гипофизарная система, роль либеринов  и статинов. Функциональная связь гипоталамуса и гипофиза.

Взаимосвязь нервной и гуморальной регуляции  особенно четко проявляется во взаимодействии отдела головного мозга – гипоталамуса и ведущей эндокринной железы – гипофиза. Одной из главнейших функций гипоталамуса является регуляция деятельности гипофиза.

 Различают  две системы регуляции: 1) гипоталамо-аденогипофизарная,  состоящая из некоторых ядер  средней группы гипоталамуса, функционально связанных с аденогипофизом; 2) гипоталамо-нейрогипофизарная, состоящая из некоторых ядер передней группы гипоталамуса, связанных с задней долей гипофиза, т.е. нейрогипофизом.

Обнаружено, что секреция гормонов аденогипофиза регулируется нейрогормонами гипоталамуса, которые являются как бы гормонами гормонов. Нейрогормоны вырабатываются нейросекреторными клетками, входящими в среднюю группу ядер гипоталамуса.

 Нейрогормоны  секретируются двух видов: 1) либерины, или рилизинг-факторы, усиливающие секрецию гормонов аденогипофизом; 2) статины (ингибиторы), оказывающие тормозящее действие на выделение некоторых гормонов аденогипофизом. Образующиеся в нейросекреторных клетках нейрогормоны поступают по аксонам этих клеток в кровь и с током крови по кровеносным сосудам транспортируются из гипоталамуса в аденогипофиз, где воздействуют на клетки, секретирующие тот или иной гормон. Секреция самих либеринов и статинов регулируется по принципу отрицательной обратной связи.