2 курс / Нормальная физиология / Нормальная_физиология_Дегтярева_В_П_,_Будылиной_С_М

выброс инсулина в кровоток, и уровень глюкозы в крови восстанавливается .

Увеличение концентрации глюкозы в крови повышает активность нервных клеток паравентрикулярных ядер гипоталамуса. Возникшее здесь возбуждение передается к дорсальным ядрам блуждающего нерва и по его эффекторным волокнам к бета-клеткам островков Лангерганса. В них усиливается образование и секреция инсулина, что снижает уровень глюкозы в крови. При снижении глюкозы в крови ниже нормы происходят противоположные реакции. Возбуждение симпатической нервной системы тормозит выделение инсулина, тогда как активация парасимпатической системы — стимулирует.

При высоком уровне глюкозы в крови возможно и ее непосредственное действие на рецепторный аппарат бета-кле- ток поджелудочной железы. При этом увеличивается образование и секреция инсулина и снижается уровень глюкозы в крови. Полагают, что глюкоза взаимодействует с особым рецептором на мембране бета-клеток (глюкорецептором), в результате чего усиливается синтез и высвобождение инсулина в кровь.

Стимулируют образование и секрецию инсулина соматотропин аденогипофиза, гормоны ЖКТ — секретин и холеци- стокинин-панкреозимин, простагландин Е. Соматостатин тормозит образование инсулина.

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

а Глюкагон синтезируется альфа-клетками поджелудочной железы. Его концентрация в плазме составляет 30—120 нг/л. Так же как инсулин, он принимает участие в углеводном обмене и по характеру своего действия является антагонистом инсулина. Под влиянием глюкагона происходит расщепление гликогена в печени до глюкозы, при этом концентрация глюкозы в крови повышается. Этот процесс осуществляется благодаря взаимодействию глюкагона со специфическими рецепторами, локализованными в мембране клеток печени. При связывании глюкагона с этими рецепторами увеличивается активность фермента аденилатциклазы и повышается концентрация циклического аденозинмонофосфата (цАМФ), который и осуществляет превращение гликогена в глюкозу благодаря процессу гликогенолиза.

В то же время глюкагон стимулирует синтез гликогена из аминокислот и тормозит синтез жирных кислот. Глюкагон активирует печеночную липазу, что способствует расщеплению жира. Глюкагон повышает сократительную функцию миокарда, не оказывая влияния на его возбудимость.

254

Регуляция образования и секреции глюкагона зависит от содержания глюкозы в крови. Поддержание глюкозного гомеостаза осуществляется по принципу саморегуляции. Так, при понижении содержания глюкозы в крови происходит торможение образования и секреции глюкагона, а при повышении — увеличение. В регуляции участвует также гормон роста — СТГ, который посредством соматомедина повышает активность альфа-клеток и продукцию глюкагона. Противоположно действует соматостатин, который блокирует вхождение is альфа-клетки поджелудочной железы Са2+, необходимых для образования и секреции глюкагона, и тем самым тормозит этот процесс.

Недостаточность образования гормона поджелудочной железы инсулина ведет к развитию сахарного диабета. При диабете меняется реакция тканей на местные раздражители, уменьшается сопротивляемость организма к инфекциям, увеличивается предрасположенность к развитию воспалительных процессов, замедляется заживление ран, нарушается чувствительность периферических нервов, уменьшается объем и сила мышц конечностей.

Вчелюстно-лицевой области и полости рта также развиваются характерные изменения. Имеет место сухость слизистой оболочки рта вследствие дегидратации, т.е. потери жидкости тканями.

Впожилом возрасте развивается ксеростомия. При этом слизистая оболочка приобретает матовый, восковидный оттенок, атрофируются нитевидные сосочки языка, и он выглядит гладким и сухим. В связи с изменениями в сосудах микроциркуляторного русла (диабетическая ангиопатия) слизистая оболочка полости рта гиперемирована, наблюдается легкая кровоточивость десен. Замедляется заживление лунки после удаления зуба, имеют место большие отложения зубного камня. Выявляются увеличение и отечность языка с отпечатками зубов по краям, увеличение околоушных слюнных желез. Уже в начальных стадиях диабета возникают воспалительно-дистрофические изменения в пародонте, что приводит к увеличению подвижности

ипотере зубов. Рентгенологические исследования выявляют диффузный остеопороз и атрофию альвеолярной кости различной степени выраженности. Иногда наблюдается невралгия тройничного нерва, сопровождающаяся сильными болями.

Недостаток инсулина у детей также вызывает сухость во рту, жжение слизистой рта, извращение вкуса на соленое и кислое. Снижается секреторная функция слюнных желез, нарушается кислотно-основное состояние в полости рта. Слизистая оболочка полости рта легко повреждается, а ее регенераторные способности снижены.

255

6.7. Половые железы

Половые железы относятся к железам со смешанной функцией. Внешнесекреторная функция проявляется у мужчин в образовании сперматозоидов в семенниках, у женщин — в образовании яйцеклеток в яичниках. Внутрисекреторная функция заключается в образовании и секреции мужских и женских половых гормонов.

А Мужские половые гормоны — андрогены (тестостерон и дигидротестостерон) образуются в интерстициальных клетках яичек. Концентрация тестостерона в плазме мужчин составляет 13—30 нмоль/л. Суточная потребность в андрогенах составляет 6—7 мг, инактивация их происходит в печени. Выделяются гормоны с мочой от 3 до 10 мг/сут.

Эти гормоны необходимы для созревания мужских половых клеток — сперматозоидов и длительного сохранения их двигательной активности. Андрогены необходимы также для формирования половой мотивации и осуществления специфических поведенческих реакций. Существенна роль андрогенов в регуляции обмена веществ в организме: они увеличивают образование белка в различных тканях, особенно в мышцах, уменьшают содержание жира, повышают основной обмен, стимулируют рост костей.

При гиперпродукции тестостерона ускоряется обмен веществ, в крови возрастает количество эритроцитов, повышается возбудимость ЦНС, увеличивается агрессивность. У мальчиков это приводит к преждевременному половому развитию, проявляющемуся в быстром росте, раннем формировании вторичных половых признаков.

Недостаточная секреция мужских половых гормонов приводит к развитию евнухоидизма, когда задерживается развитие первичных и вторичных половых признаков, диспропорциональному развитию костного скелета, нервно-психиче- ским изменениям, в частности отсутствию влечения к противоположному полу.

• Женские половые гормоны — эстрогены (эстрадиол, эстриол, эстрон) образуются в фолликулах яичника, а прогестерон — в желтом теле яичника. Уровень эстрадиола в плазме в начале цикла 75—300 пмоль/л, а во второй половине фолликулярной фазы достигает 750—1800 пмоль/л. Кроме того, в половых железах женского организма вырабатываются андрогены, релаксин, ингибин. Содержание андрогенов (тестостерона) в плазме женщин 0,5—2,5 нмоль/л, причем около 50 % его вырабатывается в надпочечниках.

Ежедневная потребность организма женщины в эстрогенах составляет 0,25 мг. Выделение происходит с мочой от 16 до 36 мкг в сутки. Эстрогены обеспечивают половую дифференцировку в эмбриогенезе, стимулируют половое созревание и

256

I гОвуляция

Циклическая" . "/Гл'Ко^П^" секреция. • \

Развитие гонад Секреция стероидов

Рис. 6.3. Типы секреции фоллитропина (ФСГ) и лютропина (ЛГ).

развитие вторичных половых признаков, рост тканей яйцеводов, матки, влагалища, молочных желез, участвуют в становлении женского полового цикла. Эстрогены определяют половое поведение, необходимы для оплодотворения и имплантации яйцеклетки в эндометрий при оплодотворении.

Для нормальной жизнедеятельности организма очень важно поддержание постоянства содержания половых гормонов в крови. Этот процесс обеспечивается по механизму саморегуляции с участием обратной связи. Снижение содержания половых гормонов в крови стимулирует выработку гонадолиберина гипоталамусом и гонадотропинов (ФСГ, ЛГ) гипофизом {рис. 6.3).

6.7.1.Гормональная регуляция менструального цикла

Циклическая деятельность яичников находится под контролем гормональной регуляции и протекает в несколько фаз:

• фолликулярная фаза (1 —14-й день),

•овуляционная фаза (14-й день),

•лютеиновая фаза (15—28-й день).

Аденогипофиз поддерживает ритмичную секрецию фоллитропина и лютропина, обеспечивающих регулярный менструальный цикл, начиная с первой менструации до менопаузы. В процессах, происходящих во время менструального

257

Менструация

яичниках и матке на протяжении менструального цикла.

а — секреция ФСГ и ЛГ; б — секреция гормонов яичника; в — развитие фолликула и желтого тела; г — толщина эндометрия.

цикла, участвуют яичники (овариальный цикл) и матка (маточный цикл). Гормоны яичников, секреция которых контролируется гипофизарными гонадотропинами, регулируют оба цикла (рис. 6.4).

Овариальный цикл. У взрослой женщины под действием фоллитропина (ФСГ), выделяемого аденогипофизом, начинается развитие нескольких первичных фолликулов, содержащих ооциты первого порядка. Из этих фолликулов ежемесячно развивается только один, тогда как остальные разрушаются в результате дегенеративного процесса (атрезия). Клетки гранулезной оболочки растущего фолликула секретируют фолликулярную жидкость, которая накапливается в полости фолликула. Лютропин (ЛГ), выделяемый аденогипофизом, стимулирует клетки яичников, побуждая их вырабатывать стероиды, главным образом эстрадиол. Возрастание уровня эстрадиола во время фолликулярной фазы действует на гипофиз по принципу отрицательной обратной связи, вызывая понижение уровня ФСГ в крови (4-й и 11-й дни); уровень ЛГ остается неизменным. Уровень эстрогена достигает максиму-

258

ма примерно за 3 дня до овуляции и действует в это время на гипофиз по принципу положительной обратной связи, стимулируя выделение как ФСГ, так и ЛГ. Как полагают, ФСГ необходим для стимуляции роста фолликулов, но дальнейшее их развитие контролируется главным образом ЛГ. Во время овуляции ооцит второго порядка отделяется от стенки лопнувшего фолликула, выходит в брюшную полость и попадает в фаллопиеву трубу.

Маточный цикл. Маточный цикл делится на три фазы, связанные с определенными структурными и функциональными изменениями эндометрия.

•Менструальная фаза характеризуется отторжением эпителиального слоя эндометрия. Перед самой менструацией кровоснабжение этой области уменьшается в результате сужения спиральных артериол в стенке матки, вызываемого падением уровня прогестерона в крови после инволюции желтого тела. Недостаточное кровоснабжение приводит эпителиальные клетки к гибели. Затем сужение спиральных артериол сменяется их расширением, и под действием усилившегося притока крови эндометрий отторгается и его остатки выводятся вместе с кровью в виде менструальных выделений.

•Пролиферативная фаза совпадает с фолликулярной фазой овариального цикла и состоит в быстрой пролиферации клеток эндометрия, приводящей к его утолщению под контролем эстрогена, выделяемого развивающимся фолликулом.

•Секреторная фаза обеспечивается прогестероном, выделяемым желтым телом и стимулирующим секрецию слизи трубчатыми железами. Вместе с эстрогенами прогестерон подготавливает эндометрий для имплантации в него оплодотворенной яйцеклетки.

Если происходит оплодотворение, эмбрион производит хорионический гонадотропин (ХГ) для поддержания функции желтого тела беременности и продолжения синтеза прогестерона. Если оплодотворение не происходит, синтез прогестерона прекращается и эндометрий отслаивается. Примерно через 5 дней после этого наступает менструация.

Врегуляции нормального полового цикла принимает участие и нервная система. Сильное эмоциональное возбуждение может привести к нарушению полового цикла или его прекращению (эмоциональная аменорея).

Вне системы размножения эстрогены влияют на метаболизм костной ткани, синтез ряда белков в печени, липопротеинов, факторов свертывания крови, на баланс Na+.

Недостаток секреции женских половых гормонов ведет к прекращению менструаций, атрофическим процессам в женских половых органах. Особенно существенно изменение в костной системе: замедляется окостенение в пубертатный период, возникает остеопороз в постменопаузе.

259

Физиологическая роль прогестерона проявляется в создании благоприятных условий для развития оплодотворенной яйцеклетки, обеспечении нормального протекания беременности. Прогестерон тормозит сокращения беременной матки, созревание и овуляцию фолликулов, уменьшает чувствительность матки к окситоцину.

Ингибин тормозит продукцию ФСГ гипофиза.

6.7.2. Регуляция деятельности половых желез

Основной путь регуляции деятельности половых желез — трансгипофизарный, но имеет место влияние и нервной системы. Симпатические волокна, идущие из солнечного сплетения, и парасимпатические, идущие в составе тазового нерва, регулируют кровоснабжение половых желез, изменяя тонус их кровеносных сосудов. В меньшей степени автономная нервная система влияет на образование и секрецию половых гормонов.

Физиологические колебания секреции половых желез наблюдаются во время полового созревания, беременности и в связи с циклической деятельностью желез; реже это связано с заболеваниями половых желез.

Под влиянием гиперпродукции эстрогенов у женщин в слизистой оболочке рта уменьшается ороговение эпителия, увеличивается активность митоза, повышается задержка воды, что ведет к набуханию и отечности.

Прогестерон - гормон желтого тела — вызывает усиление васкуляризации, в результате чего повышается склонность к кровоточивости из мелких сосудов в полости рта.

Гипофункция половых желез после кастрации животных (удаление семенников или яичников) приводит к снижению степени минерализации дентина зубов, замедлению минерализации коронок постоянных зубов, повышенной стираемости жевательной поверхности зубов, изменениям в пародонте в виде резорбции межзубных перегородок. Могут наблюдаться аномалии коронок отдельных зубов: увеличение размера и изменение формы боковых резцов верхней челюсти. Непропорциональный рост верхней челюсти (значительный рост тела нижней челюсти по сравнению с восходящими ветвями) приводит к деформации лицевого скелета, что сопровождается аномалией прикуса.

6.8. Гормональная функция плаценты

Плацента осуществляет связь организма матери и плода и выполняет метаболическую и гормональную функции. Плацента образует две группы гормонов:

260

•белковые: хорионичеекий гонадотропин (ХГТ), плацентарный лактогенный гормон (ПЛГ) и релаксин;

•стероидные: прогестерон, эстрогены.

Секреция ХГТ одной из оболочек образующейся плаценты начинается уже на 2—3-й день после имплантации зародыша в эндометрий матки. Он действует подобно лютропину аденогипофиза. ХГТ стимулирует выделение прогестерона желтым телом, что препятствует отторжению эндометрия и вместе с ним зародыша.

ПЛГ секретируется с 6-й недели беременности, его физиологическое действие сходно с пролактином аденогипофиза. ПЛГ снижает иммунную реакцию организма матери на развивающийся плод, обладающий набором генетических признаков отца.

Релаксин секретируется на поздних стадиях беременности. Он расслабляет связки лонного сочленения и других тазовых костей, снижает тонус мышц шейки матки, т. е. подготавливает организм к родовому акту.

Поскольку в период беременности секреция гипофизом ФСГ и ЛГ снижена, гормоны плаценты компенсируют их недостаток и обеспечивают нормальное протекание беременности.

Пусковым фактором, вызывающим начало родов, является, по-видимому, выделение аденогипофизом плода АКТГ. Это вызывает секрецию гидрокортизона корой его надпочечников. Попадая в плаценту, гидрокортизон снижает в ней секрецию прогестерона и стимулирует выделение эстрогенов, повышающих чувствительность миометрия матки к окситоцину. Окситоцин провоцирует сокращения матки, в результате чего плод начинает оказывать давление на шейку матки. Это давление рефлекторно стимулирует выброс окситоцина из нейрогипофиза — так запускается механизм положительной обратной связи. Под действием релаксина раскрывается шейка матки, расслабляются связки таза. Регулярные выбросы окситоцина стимулируют сократительную функцию миометрия, что приводит к полному изгнанию плода, а через некоторое время и плаценты.

Вкрови матери резко уменьшается содержание эстрогенов

ипрогестерона, так как исчезают клетки плаценты, вырабатывавшие эти гормоны. Одновременно возрастает содержание пролактина, продукцию которого угнетали эстрогены. Начинается лактация — выработка молока в молочных железах.

Пролактин в период лактации стимулирует секрецию пролактостатина (дофамина), который тормозит секрецию люлиберина, что снижает образование ФСГ и ЛГ клетками аденогипофиза. Из-за этого тормозится созревание фолликулов и отсутствует менструальный цикл, поэтому у кормящих женщин вероятность беременности снижается.

261

6.9. Эпифиз

Эпифиз секретирует гормон мелатонин, а также полипептиды и ееротонин. Синтез и секреция медатонина зависят от освещенности. Снижение освещенности увеличивает синтез и выделение мелатонина. В ночной период выделяется около 70 % суточного количества гормона. Увеличение освещенности тормозит 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 гонадотропных эффектов 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. Образно говоря, эпифиз — это «тесные башмаки» для гипофиза. Мелатонин является антагонистом меланоцитстимулирующего гормона аденогипофиза. Воздействуя на пигментные клетки кожи (меланофоры), он вызывает уменьшение пигментации кожи. Увеличение секреции мелатонина отражается и на функциях мозга: увеличиваются сонливость, вялость, углубляется и удлиняется сон; может возникать депрессия у работающих в темное время суток.

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

Регуляция внутрисекреторной функции эпифиза осуществляется с участием симпатического отдела автономной нервной системы по рефлекторному принципу в соответствии с освещенностью.

6.10. Тимус (вилочковая железа)

Тимус относится к органам с нечетко выясненной или видоизмененной эндокринной функцией; вырабатывает пептидные гормоны — тимозины и тимопоэтины. Они стимулируют иммунный ответ организма на разных уровнях, оказывают влияние на эндокринную и нервную системы. Например, тимозины усиливают положительные эмоции, повышают дружелюбие у животных, увеличивают количество зоосоциальных контактов. Тимопоэтины снижают возбудимость нервных центров, что способствует релаксации мышц, вызывают сонливость. Противоположным эффектом обладает другой гормон тимуса — тималин, который повышает содержание в тканях Са2+, вызывая повышение возбудимости нервной системы, улучшение обучения.

262

6.11.Диффузная эндокринная система

Ворганизме существует особая специализированная высокоорганизованная клеточная система, которая распределена практически по всем органам. Свое название — Л PUD-систе- ма — она получила по первым буквам английских слов amine precursore uptak and decarboxylation, которые характеризуют способность поглощать предшественников биогенных аминов

споследующим образованием пептидных гормонов. Описано более 60 типов гормонов и биогенных аминов, вырабатываемых в органах пищеварительной системы.

6.11.1.Гормоны желудочно-кишечного тракта

Часть биологически активных веществ, образующихся в

ЖКТ и имеющих пептидную природу, переносятся кровью, и поэтому их можно рассматривать как гормоны. Другие БАВ оказывают влияние паракринным путем. Пептиды, образующиеся в пищеварительном канале, имеют важное значение в регуляции процессов моторики, секреции и всасывания

(табл. 6.1).

Таблица 6.1. Основные эффекты гормонов желудочно-кишечного тракта

лецистокининвыделения, секреции ферментов поджелудочной панкреозимин) железой, торможение секреции соляной кислоты в желудке, усиление в нем секреции пепсина, усиле-

ние моторики тонкой кишки

ЖИП (желудочГлюкозозависимое усиление высвобождения подный ингибиружелудочной железой инсулина, торможение секреющий пептид) ции и моторики желудка, торможение высвобожде-

ния гастрина

263