2 курс / Нормальная физиология / Методичка.Физиология

Регуляция функций эндокринной системы.

гормонов. Основное количество гормонов (80%) удаляется через почки, небольшая часть (20%) через желудочно-кишечный тракт.

При рассмотрении функций конкретных желез внутренней секреции их часто объединяют в своеобразные подсистемы, которые правши,нее назвать "рабочими системами", например, гипоталамо-гииофизарно-надпочечниковая, симпато-адреналовая, гастро-эитсро-панкреатичсская. Это свидетельствует о взаимодействии эндокринных желез при реализации определенных функций организма.

Регуляция функций эндокринной системы.

Гуморальный способ управления функциями организма представляет часть единого нейро-гуморального механизма (рис. 25). Интеграция нервных и гуморальных управляющих влияний осуществляется на уровне гипоталамуса, к клеткам которого подходят нервные проводники от нейронов коры и подкор-

91

Глава 5. Физиология эндокринной системы

ковых образований. По этим проводникам передаются сигналы, которые могут активировать или затормозить его работу.

Гипоталамус как высший подкорковый вегетативный центр организует дальнейшую передачу регулирующих воздействий двумя путями - парагипофизарно (минуя гипофиз) и трансгипофизарно (через посредство гипофиза).

Парагипофизарный путь осуществляется путем изменения активности симпатического и парасимпатического отделов автономной нервной системы. Все структуры нашего организма, в том числе и железы внутренней секреции (ЖВС), имеют богатую иннервацию, что позволяет как получать управляющие влияния из ЦНС, так и посылать информацию о состоянии желез. Гипоталамус через структуры автономной нервной системы непосредственно регулирует работу мозгового вещества надпочечников, паращитовидных и поджелудочной желез. При этом регулирующие влияния симпатического и парасимпатического нервов в значительной мере связаны с изменением тонуса сосудов и кровоснабжения желез, что и изменяет' их функцию.

Трансгипофишриый путь позволяет гипоталамусу изменять работу желез посредством образования нейрогормопов. Некоторые из них выделяются в кровь в задней доле гипофиза (нейрогипофиз) и оказывают непосредст венное действие на клетки-мишени. Другие либерипы, статипы действуют па железистые клетки передней доли гипофиза (адепогипофиз), изменяя интенсивность образования в них гормонов-регуляторов, которые в свою очередь воздействуют на ЖВС, ст имулируя их дея тельност ь.

Основной механизм регуляции гормонообразовательпой функции саморегуляция. Изменение в крови того вещества, уровень которого регулирует гормон определенной железы, являет ся фактором, который приводи т к непосредственному раздражению рецепторных структур самой железы и возбуждению центральных механизмов саморегуляции. Так, при увеличении содержания глюкозы в крови увеличивается секреция инсулина. Этот эффект реализуется как нервно-рефлекторным путем, так и гуморалы-ю путем воздействия глюкозы на нервные центры, а также на клетки самой железы. При этом в печени усиливается синтез гликогена, что нормализует содержание глюкозы в крови. Уменьшение содержания глюкозы в крови усиливает образование гормона глкжагона в поджелудочной железе и адреналина в надпочечниках, что увеличивает распад гликогена до глюкозы и восстанавливает глюкозный гомеостаз.

При изменении концентрации кальция в крови - изменяется секреция паратгормона в паращитовидных железах.

Биосинтез и секреция гормонов могут регулироваться и на внутриклеточном уровне по принципу обратной связи, т. е. предшествующие стадии определенной цепи реакций могут тормозиться или усиливаться продуктами последующей стадии.

92

Гипоталамус как эндокринная структура.

Увеличение содержания гормона в крови приводит к ограничению его синтеза путем реализации отрицательных обратных связей. Различают ультракороткие отрицательные обратные связи, когда гормон действует на продуцирующие его клетки; короткие, когда тронный гормон гипофиза действует на клетки гипоталамуса, продуцирующие соответствующие либерины, и длинные, когда гормон действует на клетки гипоталамуса и гипофиза, продуцирующие тронные гормоны.

ГЛАВА 6. ЧАСТНАЯ ФИЗИОЛОГИЯ ЖЕЛЕЗ ВНУТРЕННЕЙ СЕКРЕЦИИ

Гипоталамус как эндокринная структура.

Эндокринные функции гипоталамуса обеспечивают ядра, содержащие нейроны, которые продуцируют нейрогормоны, а так же тройные гормоны, которые регулируют деятельность гипофиза.

Передняя область гипоталамуса, где находятся крупноклеточные наравентрикулярпое и супраоптическос ядра, осуществляет собственно гормональную функцию. Здесь образуются ^ффекторные гормоны вазопрессин, или аптидиуретичсский гормон (АДГ), и окситоцин.

В гинофизотроппой области гипоталамуса, объединяющей переднее, преоптическос, инфуидибулярное и вептромедиальпос ядра гипоталамуса, осуществляется синтез либерипов и статипов. Аксоны псйросекрсторпых клеток оканчиваются в срединном возвышении па капиллярах воротных вен гипофиза. Далее с током крови они поступают во вторичную сеть капилляров, расположенную в передней доле гипофиза (аденогипофизе) и действуют на его секреторные клетки.

Стимулируют синтез гормонов гипофиза тиролиберип, соматолиберин, пролактолиберип, гонадолиберип, мелаполиберин, кортиколиберин, ингибируют -пролактостатип, меланостатип и соматостатин. Мслапостатип помимо влияния на г ипофиз активирует эмоциональные процессы, двигательную активность, оказывает антидепрессивный эффект.

Среди гормонов гипоталамуса обнаружены пептиды, действие которых аналог ично морфииу - эндорфины и энкефалины, включающиеся в процессы регуляции поведения. Другие пептиды г ипоталамуса - вещество Р, ВИП, нейротеизип, холецистокинип - участвуют в регуляции обмена веществ, мозгового кровотока, пищевого поведения.

Секреция тех или иных гормонов гипоталамуса определяется конкретной ситуацией, изменением внутренней или внешней среды организма, формами его приспособительной деятельности, которая формирует характер прямых и

93

Глава 6. Частная физиология желез внутренней секреции

опосредованных, нервных H гуморальных, тормозящих и активирующих влияний на нейросекреторные структуры самого же гипоталамуса.

Гипофиз

Гипофиз является центральной железой внутренней секреции, т.к. его тропные гормоны регулируют деятельность других периферических желез. Гипофиз имеет обильное кровоснабжение: в гипофизе на 1 мм2 приходится до 2500 тыс. капилляров, тогда как в скелетной мышце - 300 капилляров на 1 мм2. Портальной или воротной системой сосудов он связан с гипоталамусом. Гипофиз обильно иннервирован симпатической и парасимпатической системами. Гипофиз состоит из трех долей - передней, промежуточной и задней.

Гормоны передней доли - аденогипофиза - можно разделить на две группы - эффекторные и тропные. Тропные гормоны вырабатываются базофильными клетками. Они оказывают регулирующее влияние на работу эндокринных желез. К ним относятся: адренокортикотропный (АКТГ), тирсотропный (ТТГ), гонадотропные: лютеинизирующий (ЛГ), фолликулостимулирующий (ФСГ) гормоны.

Адренокортикотропный гормон оказывает выраженное стимулирующее действие на пучковую зону коры надпочечников, в которой образуются гормоны глюкокортикоиды. В меньшей мере АКТГ влияет па клубочковую и сетчатую зоны коры надпочечников. Этот эффект носит пермиссивиый характер, при котором повышается чувствительность этих клеток к действию главных регуляторов синтеза альдостсрона - ионов калия и апгиотепзипа II. Однако удаление гипофиза у животных приводит к атрофии всего коркового слоя надпочечников. Молекула АКТГ представляет собой цепь из 39 аминокислот. Норма содержания АКТГ в плазме крови - 25-100 нг/л.

Синтез и выделение АКТГ активируют кортиколиберин гипоталамуса, а также такие факторы, как высокая температура, боль, стресс, психическая и физическая нагрузка. Корт иколиберин и АКТГ обладают' прямым воздействием на функции мозга: стимулируют эмоциональную подвижность, двигательную активность, селективное внимание, обучение и память, оказывают аптидепрессивный эффект, усиливают тревожность, подавляют пищедобыватслыюс и половое поведение.

Помимо действия на надпочечники, АКТГ усиливает липолиз, повышает секрецию инсулина, соматотропина и меланоцитстимулирующего гормона. Продукция АКТГ снижается под влиянием глюкокортикоидов и мелатонина.

Тиреотропный гормон (ТТГ) или тиреотропин стимулирует функцию щитовидной железы. Концентрация в плазме составляет 0,2 - 4 мМЕ/л. Он активирует протеинфосфокиназу А, что увеличивает распад тиреоглобулина и

94

Гипофиз

активирует ферменты синтеза тиреоидных гормонов - тироксина и трийодтиронина.

Стимуляция секреции тиреотропина осуществляется тиролиберином, который также оказывает непосредственное влияние на клетки мозга. При этом он увеличивает выраженность эмоциональных реакций, повышает уровень бодрствования, стимулирует дыхание, подавляет пищевую потребность. Усиливается секреция тиреотропина под влиянием норадреналина, эстрогенов, при охлаждении организма, а также при травмах и возникновении боли. Снижает секрецию тиреотропина соматостатин, соматотропный гормон, мелатонин, глюкокортикоиды, дофамин.

Гонадотропные гормоны или гопадотропины представлены фоликулостимулирующим (ФСГ) и лютеинизирующим (ЛГ) гормонами. Содержание в плазме ФСГ составляет 4-40 МЕ/л, а ЛГ - 5-30 МЕ/л.

Физиологические эффекты ФСГ и ЛГ обусловлены их действием на половые железы, ч то ведет к образованию половых гормонов. Образование и секрецию ФСГ и ЛГ клетками адеиогипофиза стимулирует гонадолиберин. Помимо этого он способен оказывать прямое действие на клетки мо л а, активируя половое поведение, повышая эмоциональность, улучшая обучение и память.

Образование и выделение гонадолиберина контролируют два гиноталамических центра. Топический центр, расположенный в аркуатых ядрах гипоталамуса, акт ивен у мужчин и женщин. Циклический центр, расположенный в преоптической области гипоталамуса, активен только у женщин. Поддержание постоянного уровня секреции гонадолиберина осуществляются с помощью отрицательных обратных связей. Так, низкие концентрации ФСГ и ЛГ стимулируют- выделение гонадолиберина, высокие - тормозят. Снижение секреции ФСГ и ЛГ отмечается у девушек, имеющих в подростковом возрасте большие физические нагрузки - у спортсменок, балерин.

Регуляция выделения тронных гормонов гипофизом осуществляется и с помощью автопомпой нервной системы. Так, симпатические нервные волокна, идущие от верхнего шейного узла, усиливают выработку тройных гормонов, а

фильными клетками аденогипофиза и оказывают стимулирующее действие на неэндокринные органы и ткани - мишени. К эффекторным гормонам аденогипофиза относятся соматотропный, меланоцитостимулирующий гормоны и пролактин.

Соматотропный гормон (СТГ), или соматотропин стимулирует рост молодого организма. Содержание в плазме крови 1 — 10 мкг/л. Наиболее выражено его влияние на костную и хрящевую ткань, что определяет усиленный рост эпифизарных хрящей в длинных костях верхних и нижних конечностей и рост

95

Глава 6. Частная физиология желез внутренней секреции

костей в длину. Данный процесс обусловлен тем, что этот гормон стимулирует синтез белка и рибонуклеиновой кислоты в органах и тканях. Влияние СТГ на рост тканей и обмен белков, а также на секрецию инсулина, опосредуется через соматомедины - иммунонодобные факторы роста (ИФР), которые образуются в печени и взаимодействуют со специфическими рецепторами эффекторов.

При недостатке гормона роста в детском возрасте происходит задержка роста и человек вырастает карликом, а при избыточной продукции развивается гигантизм. Избыток гормона у взрослого человека приводит к акромегалии и спланхомегалии - увеличению тех частей тела, которые еще сохранили способность к росту - пальцев рук и ног, носа, стоп, языка, внутренних органов.

Образование соматотропного гормона стимулирует соматолиберин, а тормозит соматостатин. Уровень секреции СТГ зависит также от содержания в клетках и тканях энергетических субстратов - глюкозы, свободных жирных кислот, аминокислот'. Уменьшение их концентрации в крови стимулирует секрецию гормона.

Пролактии (ПРИ) или лютсотропиый гормон активно продуцирует ся в период лактации, усиливая секрецию молока молочными железами. Содержание в плазме крови у женщин — 8 — 10 мкг/л, у мужчин — 5-8 мкг/л. В обычных условиях ПРЛ способствует нормальному развит ию и функционированию овариальных фолликулов. В мужском организме он влияет на образование андрогенов и стимулирует выработку подвижных сперматозоидов. Пролактии участвует в регуляции водно-солевого обмена, усиливая действие альдостеропа и аитидиуретического гормона, стимулирует роетвнутренних органов, повышает образование жира из углеводов, стимулирует' эритропоэз, пролиферацию лимфоци тов, способствует формированию инстинкта материнства.

Стимуляция секреции пролактина осуществляется посредст вом выделения пролактолиберина структурами гипоталамуса рефлекторпо, при беременности, стрессе. Снижает секрецию пролактина пролактостатии, образующийся при прекращении вскармливания ребенка грудью.

К эффекторным гормонам гипофиза относят и менатщитстимупирующий гормон (МСГ) или интермедии, вырабатываемый в средней (промежуточной) доле гипофиза. Основная функция МСГ - стимуляция биосинтеза пигмента меланина, а также регуляция размеров и количества пигментных клеток. МСГ также оказывает стимулирующее действие на внимание, кратковременную память, усиливает положительные эмоции, стимулирует' секрецию АДГ и окситоцина.

МСГ влияет на степень пигментации кожи и волосяного покрова. Аналогичным действием обладают близкие этому гормону пептиды плаценты, кортикотропин и пролактин. Во время беременности и при недостаточности коры надпочечников количество меланоцитстимулирующего гормона возрастает, что приводит к изменениям пигментации кожи.

96

Гипофиз

Стимулирует секрецию МСГ меланолиберин гипоталамуса, ингибирует меланостатин, а также кортизол.

Секреция МСГ регулируется и рефлекторно при действии света на сетчатку глаза, откуда сигналы поступают к гипоталамусу, усиливая образование и выделение меланолиберина.

В задней доле гипофиза — нейрогипофизе - накапливаются и секретируются эффекторные нейрогормоны супраоптического и паравентрикулярного

васкулярные синапсы на капиллярах задней доли гипофиза, откуда они переходят в капиллярное русло нейрогипофиза

Концентрация АДГ в плазме составляет 1-13 нг/л. Под влиянием АДГ усиливается реабсорбция воды в дистальных канальцах и собирательных трубочках нсфронов и снижается диурез, формируется мотивация жажды и питьевое поведение. В больших дозах он вызывает сокращение гладких мышц сосудов (особенно артериол), что приводит к повышению артериального давления. АДГ действует и на центральную нервную систему, стимулируя память и улучшая обучение.

Основными регуляторами секреции АДГ являются: осмотическое давление плазмы крови, объем циркулирующей крови и величина артериального давления (АД). Осмотическое давление (осмолнрность плазмы) контролируют осморецепторы гипоталамуса, сосудов и тканей. Увеличение осмолярности стимулирует секрецию АДГ, ее уменьшение снижает1. Объем циркулирующей крови и величину АД контролируют• барорецепторы аорты, сонной и легочной артерий, рецепторы объема (валюморецепторы) предсердий

ивен. Уменьшение объема циркулирующей крови стимулируют секрецию АДГ Стимуляция секреции АДГ происходит и под влиянием симпатоадреналовой системы, апгиотепэииа 11, гистамина. Гипсрволсмия и повышение АД уменьшают секрецию АДГ. Аналогично действуют- патрийуретичсский пептид предсердий, низкие т емпературы, прием алкоголя.

При снижении секреции АДГ' возникает- несахарный диабет, который сопровождается выделением больших количеств мочи (иногда десятки литров в сутки), что связано с нарушением реабсорбции воды в собирательных трубочках нефронов. Избы ток АДГ ведет к задержке воды в организме.

Оксито1(ин способствует поступлению и накоплению ионов кальция в гладкомышечных клетках. В норме его содержание в плазме составляет 3,2 мМЕ/л. Он стимулирует сокращение гладких мышц матки и образование простагландинов в эндометрии, и таким образом, обеспечивает провокацию родового акта

иего нормальное течение, усиливает сокращения гладкой мускулатуры протоков молочных желез, обеспечивая выделение молока. У мужчин окситоцин, вероятно, стимулирует гладкую мускулатуру семенных протоков при движении по ним семенной жидкости.

97

Глава 6. Частная физиология желез внутренней секреции

Регуляция секреции окситоцина осуществляется рефлекторно при стимуляции рецепторов растяжения шейки матки во время родов, рецепторов сосков молочных желез при кормлении грудью. Усиливают секрецию окситоцина эстрогены. При действии на клетки мозга окситоцин ухудшает процессы обучения и памяти.

Регуляция внутренней секреции гипофиза. Гипофиз, который регулирует функции ряда эндокринных желез (половых, щитовидной, надпочечников), сам находится в зависимости от функционирования этих желез. Недостаток в крови андрогенов и эстрогенов, глюкокортикоидов и тироксина сопровождается стимуляцией продукции АКТГ, гонадотропного и тиреотропного гормонов гипофиза. Избыток этих гормонов угнетает продукцию соответствующих тройных гормонов. Следовательно, гипофиз включен в систему нейрогуморальной регуляции, которая работает по принципу обратной связи, что обеспечивает поддержание концентрации гормонов на необходимом уровне.

Задняя доля гипофиза имеет прямую нервную связь с ядрами гипоталамуса, в которых секретируются вазопрессин и окситоцин. Это свидетельствует о тесной связи гипоталамуса и гипофиза, которые объединены в единую систему регуляции вегетативных функций организма, осуществляемую как благодаря выделению соответствующих гормонов гипофиза, т. е. гуморальным путем, так и непосредственно через автономную нервную систему.

Эпифиз.

Эпифиз секретируст гормон мелатонин, а также полипептиды и серотонин. Регуляция синтеза и секреции мелатонина осуществляется с участием симпатического отдела автономной нервной системы по рефлекторному принципу в соответствии с освещенностью.

Информация об уровне освещенности поступает по ретипогипоталамичсскому тракту и преганглнонарным волокнам к эфферентным симпатическим нейронам верхнего шейного узла, а оттуда - к эпифизу. Снижение освещенности увеличивает синт ез и выделение мелатонина. В ночной период выделяется около 70% суточного количест ва гормона. Увеличение освещенности тормози т выделение мелатонина. Так формируется четкий суточный ритм выделения мелатонина. Основной физиологический эффект мелатонина состоит в том, что он обеспечивает регуляцию биоритмов эндокринных функций и метаболизма, например, ритмичность выделения гонадотропных гормонов и половой функции, в том числе и длительность менструального цикла у женщин. Вместе с супрахиазматическими ядрами гипоталамуса эпифиз считают «биологическими часами» организма.

Мелатонин тормозит секрецию гормонов, усиливающих обмен веществ и стимулирующих рост - кортикотропина, тиреотропина и соматотропина, инсулина, гормонов коры надпочечников. Мелатонин является антагонистом ме-

98

Щитовидная железа.

ланоцитстимулирующего гормона аденогнпофнза. Воздействуя на пигментные клетки кожи (меланофоры), он вызывает уменьшение пигментации кожи.

Увеличение секреции мелатонина отражается и на функциях мозга: увеличивается сонливость, вялость, углубляется и удлиняется сон; он может провоцировать депрессию у работающих в темное время суток.

Серотонин является предшественником мелатонина, активно образующимся в период наибольшей освещенности.

Щитовидная железа.

Характерной особенностью клсгок щитовидной железы является их способность поглощать йод, который затем входит в состав гормонов, продуцируемых фолликулами этой железы - тироксина и трийодтиронина. В течение суток образуется 80-100 мкг тироксина и 20-30 мкг трийодтиронина.

Поступая в кровь, они связываются с белками плазмы крови, которые являются их переносчиками, а в тканях эти комплексы распадаются, освобождая гормоны. Небольшая часть гормонов транспортируется кровью в свободном состоянии, обеспечивая их стимулирующий эффект.

Действие гормонов щитовидной железы проявляется в усилении энергетического обмена путем стимуляции окислительных процессов. При этом значительно увеличивается основной обмен, увеличивается расходование белков, жиров и углеводов. Гормоны щитовидной железы оказывают влияние на процесс роста и развития, повышают возбудимость 1ДНС и акт ивизируют психические процессы. Под влиянием гормонов развивается тахикардия и возникает тахипноэ, увеличивается потоотделение, диурез. Тироксин снижает способность крови к свертыванию и повышает ее фибриполитическую активность, угнет ая функциональные свойства тромбоцитов. Пермиссивный эффект- тирсоидных гормонов выражается в повышении чувствительности клеток к симпатическим влияниям и к адреналину.

Гипофункция щитовидной железы (гипотиреоз), развивающийся вследствие недостат ка йода в пище и воде, в детском возрасте приводи т к развитию кретинизма, а во взрослом - к развитию микседемы («слизистого отека»), В результате нарушения белкового обмена в межклеточной жидкости увеличивается количество муцина и альбуминов, что приводит к повышению онкотического давления тканевой жидкости и задержке воды в тканях, особенно в подкожной клетчатке. Наблюдается гипофункция щитовидной железы с разрастанием ткани железы и образованием так называемого зоба.

При гипофункции щитовидной железы у взрослого человека снижается интенсивность обмена веществ, температура тела, артериальное давление, нарушается функция почек, желудочно-кишечного тракта, страдает половая сфера, сни-

99

Глава 6. Частная физиология желез внутренней секреции

жается активность ЦНС, что проявляется в замедлении реакции на раздражения, сонливости, повышенной утомляемости, ухудшении памяти.

Гиперфункция щитовидной железы (гипертиреоз) проявляется в увеличении размеров щитовидной железы, пучеглазии, тахикардии, высокой раздражительности, резком повышении основного обмена и температуры тела, увеличенном потреблении пищи и, вместе с тем, потерей веса. Это заболевание называется базедовой болезнью, или тиреотоксикозом.

В щитовидной железе, кроме йодсодержащих гормонов, образуется тиреокальцитоиин. Его концентрация в плазме достигает 100 нг/л. Этот гормон образуется также в легких и тимусе. Местом его образования являются парафолликулярные К-клетки, расположенные вне железистых фолликулов щитовидной железы. Под влиянием кальцитонина происходит снижение содержания кальция и фосфора в крови. Это связано с тем, что он угнетает функции остеокластов, разрушающих костную ткань, и активирует функцию остеобластов, способствующих образованию костной ткани и поглощению ионов кальция из крови. Следовательно, тиреокальцитонин способствует сбережению кальция в организме.

Снижение содержания фосфора в крови возникает в результате подавления кальцитонином реабсорбции фосфатов в канальцах нсфропов и появления фосфатурии.

Регуляция внутренней секреции щитовидной железы. Щитовидная железа богато снабжена афферен тными и эфферен тными нервами. Импульсы, приходящие к железе по симпатическим волокнам, стимулируют ее активность. Образование гормонов щитовидной железы находится также под влиянием гипоталамо-гипофизарпой системы. При снижении секреции йодсодержащих гормонов в плазме крови увеличивает ся секреция тиреотропного гормона (ТТГ), уровень которого, в свою очередь, зависит от продукции тиролиберина в гипоталамусе. ТТГ вызывает увеличение синтеза гормонов и их секреции путем стимуляции адспилатциклазы в эпителиальных клетках железы. ТТГ' стимулирует все фазы метаболизма йода, йодизацию тирозина и синт ез тироксина, а также протеолитичсское расщепление тирсоглобулина и отдачу тиреоидных гормонов. Введение тиреоидных гормонов приводит к снижению продукции ТТГ. Увеличение концентрации тироксина и трийодтиронина, соматостатина, глкжокортикоидов снижает секрецию тиролиберина и ТТГ.

Околощитовидные железы.

У человека 4 околощитовидные железы продуцируют паратгормон (паратирин). Основная его роль состоит в регуляции содержания кальция в крови. Паратгормон активирует функцию остеокластов, вызывающих резорбцию костной ткани, выход из нее ионов кальция. Помимо этого, он усиливает вса-

100