2 курс / Нормальная физиология / Основы_физиологии_человека_Том_1_Агаджанян_Н_А_ред_2012

Рис. 5.4. Схема регуляции с помощью прямых и обратных связей в системе гипоталамус–гипофиз–периферические железы внутренней секреции (ЖВС)

239

ЧАСТНАЯ ФИЗИОЛОГИЯ ЖЕЛЕЗ ВНУТРЕННЕЙ СЕКРЕЦИИ

Гипофиз

Гипофизу принадлежит особая роль в системе желез внутренней секреции. Его называют центральной железой внутренней секреции, так как с помощью своих тропных гормонов он регулирует деятельность других эндокринных желез – периферических.

Исходя из особенностей развития и строения органа, выделяют железистую часть, или аденогипофиз, и мозговую часть, или нейрогипофиз. Аденогипофиз имеет эктодермальное происхождение. Он составляет 75% от массы всего гипофиза и состоит из передней и средней, или промежуточной, долей. Средняя доля у человека развита слабо. Особенностью кровоснабжения передней доли гипофиза является наличие портальной (воротной) системы сосудов, которые связывают ее с гипоталамусом. Нейрогипофиз, или задняя доля, имеет нейроглиальное строение, в нем гормоны не вырабатываются, а только накапливаются.

Гормоны аденогипофиза

В передней доле гипофиза образуются следующие гормоны: адренокортикотропный (АКТГ), или кортикотропин; тиротропный (ТТГ), или тиротропин; 2 гонадотропных: фолликулостимулирующий (ФСГ), или фоллитропин, и лютеинизирующий (ЛГ), или лютропин; соматотропный (СТГ), или гормон роста, или соматотропин; пролактин. Первые 4 гормона являются тропными, т.е. они регулируют функции так называемых периферических желез внутренней секреции. Соматотропин и пролактин – это эффекторные гормоны, так как они сами действуют на ткани-мишени.

Адренокортикотропный гормон (АКТГ), или корти-

котропин, синтезируется кортикотропоцитами аденогипофиза, которые составляют 15–20% клеточной массы. АКТГ

240

образуется из проопиомеланокортина (ПОМК), который также является предшественником меланоцитстимулирующего гор-мона (МСГ), β-эндорфина, липотропинов. АКТГ оказывает стимулирующее действие на кору надпочечников. В большей степени его влияние выражено на пучковую зону, что приводит к увеличению образования глюкокортикоидов, в меньшей степени – на клубочковую и сетчатую зоны, поэтому на продукцию минералокортикоидов и половых гормонов он не оказывает значительного влияния. За счет повышения синтеза белка (цАМФ-зависимая активация) происходит гиперплазия коркового вещества надпочечников. АКТГ усиливает синтез холестерина и скорость образования прегненолона из холестерина.

Вненадпочечниковые эффекты АКТГ заключаются в стимуляции липолиза (мобилизует жиры из жировых депо и способствует окислению жиров), усилении пигментации кожи за счет повышения синтеза меланина в меланоцитах и ускорения транспорта пигмента в клетки эпидермиса. Поэтому при заболеваниях, сопровождающихся высоким содержанием АКТГ в плазме, наблюдается избыточная пигментация. Доказано участие АКТГ (фрагмент АКТГ4-9) в процессах обучения у подопытных животных. У человека АКТГ (фрагмент АКТГ4-9) влияет на избирательное внимание.

Продукция АКТГ подвержена суточной периодичности, что связано с ритмичностью выделения кортиколиберина. Максимальные концентрации АКТГ отмечаются утром в 6–8 часов, минимальные – с 18 до 23 часов. Образование АКТГ регулируется кортиколиберином гипоталамуса по механизму обратной связи концентрацией самого АКТГ в крови и уровнем глюкокортикоидов. Гипогликемия вызывает увеличение продукции АКТГ. Секреция АКТГ усиливается при стрессе, а также под влиянием факторов, вызывающих стрессогенные состояния: холод, боль, физические нагрузки, эмоции.

Избыток АКТГ приводит к гиперкортицизму, т.е. увеличенной продукции кортикостероидов, преимущественно глюкокортикоидов. Это заболевание развивается при адено-

241

ме гипофиза и носит название болезнь Иценко – Кушинга. Основные проявления его: гипертония, ожирение, имеющее локальный характер (лицо и туловище), гипергликемия, снижение иммунной защиты организма и др.

Недостаток гормона ведет к уменьшению продукции глюкокортикоидов, что проявляется нарушением метаболизма и снижением устойчивости организма к различным влияниям среды.

Тиротропный гормон (ТТГ), или тиротропин, про-

дуцируется тиротропоцитами, составляющими 5% клеток аденогипофиза. Он активирует функцию щитовидной железы, вызывает гиперплазию ее железистой ткани. Гормон стимулирует все этапы биосинтеза и секреции тироксина и трийодтиронина, а также поглощение йодидов. Механизм действия заключается в основном в активации системы цАМФ. Для секреции ТТГ также характерен суточный ритм, однако с меньшим перепадом концентраций в сравнении с секрецией АКТГ и СТГ. Повышение содержания ТТГ в сыворотке крови начинается в послеполуденное время, пик высвобождения ТТГ приходится на часы перед сном.

Образование тиротропина стимулируется тиролиберином гипоталамуса, а угнетается соматостатином. Секреция тиролиберина и тиротропина регулируется йодсодержащими гормонами щитовидной железы по механизму обратной связи. Секреция тиротропина усиливается также при охлаждении организма, что приводит к увеличению выработки гормонов щитовидной железы и повышению тепла. Глюкокортикоиды, гормон роста тормозят продукцию тиротропина. Секреция тиротропина угнетается также при травме, боли, наркозе.

Избыток тиротропина проявляется гиперфункцией щитовидной железы, клинической картиной тиреотоксикоза.

Гонадотропные гормоны (фоллитропин и лютропин)

синтезируются гонадотропоцитами аденогипофиза, которые составляют 10–15% клеточной массы и располагаются вблизи лактотропоцитов. Это позволяет считать, что между этими

242

двумя видами клеток существуют паракринные взаимоотношения.

Фолликулостимулирующий гормон (ФСГ), или фол-

литропин, вызывает рост и созревание фолликулов яичников и их подготовку к овуляции. У мужчин под влиянием ФСГ происходит образование половых клеток сперматозоидов и рост семенных канальцев.

Лютеинизирующий гормон (ЛГ), или лютропин, спо-

собствует разрыву оболочки созревшего фолликула, т.е. овуляции, и образованию желтого тела. Однако это действие проявляется только после предварительного длительного воздействия на фолликул ФСГ. ЛГ стимулирует образование женских половых гормонов – эстрогенов. У мужчин этот гормон способствует образованию мужских половых гормо-

нов – андрогенов.

Секреция ФСГ и ЛГ регулируется гонадолиберином гипоталамуса. Образование гонадолиберина, ФСГ и ЛГ зависит от уровня эстрогенов и андрогенов и регулируется по механизму обратной связи. Гормон аденогипофиза пролактин угнетает продукцию гонадотропных гормонов. Тормозное действие на выделение ЛГ оказывают глюкокортикоиды. В регуляции секреции и высвобождения гонадотропных гормонов принимают участие и вышележащие отделы ЦНС. Психические расстройства часто являются причиной нарушения менструального цикла у женщин и снижения потенции у мужчин.

Соматотропный гормон (СТГ), или соматотропин,

или гормон роста, синтезируется соматотропоцитами аденогипофиза, составляющими 50% клеточной массы. Выброс в кровь происходит циклически, причем пик секреции наблюдается ночью (в 3-ю и 4-ю фазы сна). На ночное время приходится 70% гормона, секретирующегося в течение суток. СТГ принимает участие в регуляции процессов роста и физического развития. Стимуляция процессов роста обусловлена способностью соматотропина усиливать образование белка в организме (анаболический эффект) путем повышения транспорта аминокислот из крови в клетки, увеличения син-

243

теза РНК. Под влиянием СТГ усиливается синтез белка в костях, хрящах, мышцах, печени и других внутренних органах. Наиболее ярко влияние гормона выражено на костную и хрящевую ткани. В результате стимуляции синтеза эпифизарного хряща в зоне роста длинных трубчатых костей происходит рост костей в длину. Активация периостального роста увеличивает ширину и толщину костей. СТГ увеличивает также объем мышц, мягких тканей, обеспечивает рост внутренних органов.

Действие соматотропина происходит посредством соматомединов А и С, которые под влиянием соматотропина образуются в основном в печени. После установления химической структуры соматомединов оказалось, что она напоминает структуру молекулы проинсулина. Поэтому их также назвали инсулиноподобными факторами роста (ИФР-1 и ИФР-2). Секреция соматомединов происходит равномерно на протяжении суток. ИФР-1 (соматомедин С), по-видимому, является основным фактором роста. Обнаружено, что у пигмеев на фоне нормального содержания соматотропина не образуется ИФР-1, что, по мнению исследователей, служит причиной их маленького роста. Также недостаточное образование факторов роста в печени может привести к замедлению сращения кости после перелома.

Соматотропин участвует в регуляции жирового и углеводного обмена. Вначале в течение 30–40 мин. гормон усиливает липогенез, затем он увеличивает липолиз, а высвобождающиеся в результате этого жирные кислоты используются в качестве источника энергии на анаболические процессы в белковом обмене. СТГ также увеличивает чувствительность жировых клеток к липолитическому действию катехоламинов. Действие на углеводный обмен также сложное: сначала он в течение 30–40 мин. оказывает инсулиноподобное действие, а затем действует как антагонист инсулина.

Синтез и высвобождение соматотропина специфически стимулируется соматолиберином гипоталамуса, тормозится соматостатином гипоталамуса, а также соматостатином, вырабатываемым в эндокринных клетках желудочно-кишеч-

244

ного тракта и в поджелудочной железе. Сон, физическая нагрузка, стресс, длительный голод, недостаток белка в пище, снижение концентрации глюкозы и содержания жирных кислот стимулируют секрецию СТГ. Избыточное введение аминокислот, особенно аргинина, также приводит к увеличению секреции соматотропина. Стимулируют продукцию соматотропина вазопрессин, эндорфин. Снижение секреции наблюдается при гипергликемии, повышении уровня свободных жирных кислот в крови.

Нарушение функций гипофиза приводит к изменениям в росте и развитии организма человека. Если гиперфункция передней доли гипофиза проявляется в детском возрасте, то это приводит к усиленному пропорциональному росту тела в длину – гигантизму. Если гиперфункция возникает у взрослого человека, когда рост тела в целом уже завершен, наблюдается увеличение лишь тех частей тела, которые еще способны расти. Это пальцы рук и ног, кисти и стопы, нос и нижняя челюсть, язык, органы грудной и брюшной полостей. Это заболевание называется акромегалией. Причиной являются доброкачественные опухоли гипофиза. Гипофункция передней доли гипофиза в детстве выражается в задержке роста – карликовости (гипофизарный нанизм). Умственное развитие при этом не нарушено.

Соматотропин обладает видовой специфичностью. Поэтому для ускорения роста в качестве фармакологического препарата используют соматотропин человека.

Пролактин вырабатывается лактотропоцитами аденогипофиза, составляющими 15–20% клеточной массы. Он стимулирует рост молочных желез и дифференцировку молочных протоков. Свое действие пролактин оказывает после предварительного влияния на молочные железы женских половых гормонов (эстрогенов и прогестерона). Этот эффект особенно выражен во время беременности. В период лактации гормон способствует образованию молока и его секреции. Он стимулирует синтез белка лактальбумина, жиров и углеводов молока. Пролактин участвует в регуляции полово-

245

го созревания и менструального цикла. Он стимулирует образование желтого тела и выработку им прогестерона.

Биологическое значение пролактина у мужчин еще не полностью выяснено. Но известно, что он является агонистом ЛГ, т.е. усиливает действие ЛГ на стероидогенез в клетках Лейдига. Кроме того, пролактин увеличивает количество рецепторов к андрогенам в тканях предстательной железы и семенных пузырьках, что повышает чувствительность их к соответствующим гормонам. В то же время повышенная продукция пролактина приводит к атрофии семенников, снижению концентрации тестостерона в крови, к импотенции.

Пролактин также влияет на водно-солевой обмен организма, задерживая воду и натрий в организме, усиливает эффекты альдостерона и вазопрессина, повышает образование жира из углеводов. Имеются сведения, что многие иммунокомпетентные клетки имеют пролактиновые рецепторы, а реакция отторжения органа после трансплантации сопровождается повышением уровня пролактина в плазме крови. Это указывает на то, что, возможно, пролактин является модулятором иммунологических процессов. Повышение уровня пролактина наблюдается также при различных формах физических и психических нагрузок, но значение этих фактов пока непонятно.

Образование пролактина регулируется пролактолиберином (стимуляция) и пролактостатином и/или дофамином гипоталамуса (угнетение). Установлено также, что стимуляцию секреции пролактина вызывают и другие пептиды, выделяющиеся гипоталамусом: тиролиберин, вазоактивный интестинальный полипептид (ВИП), ангиотензин II, В-эндор- фин. Эстрогены стимулируют синтез и секрецию пролактина. Секреция пролактина усиливается после родов и рефлекторно стимулируется при кормлении грудью. Повышенная секреция пролактина у кормящих грудью матерей оказывает тормозящее действие на секрецию ЛГ/ФСГ, что приводит к предотвращению овуляции и зачатие в период кормления грудью становится маловероятным.

246

Избыток пролактина наблюдается при доброкачествен-

ной аденоме гипофиза (гиперпролактинемическая аменорея),

при менингитах, энцефалитах, травмах мозга, избытке эстрогенов, при применении некоторых противозачаточных средств. К проявлениям гиперпролактинемии относятся выделение молока у некормящих женщин (галакторея) и аменорея (отсутствие менструаций), у мужчин – потеря либидо и иногда гинекомастия (увеличение грудных желез). Лекарственные вещества, блокирующие рецепторы дофамина (особенно часто психотропного действия), также приводят к повышению секреции пролактина, следствием чего могут быть галакторея и аменорея.

Меланоцитостимулирующий гормон (МСГ) выраба-

тывается в средней доле гипофиза у низших животных и млекопитающих и регулирует пигментный обмен. У человека средняя доля практически отсутствует. При беременности наблюдается увеличение объема средней доли гипофиза с повышением ее функциональной активности. МСГ представлен в виде α-МСГ, β-МСГ и γ-МСГ. У человека α-МСГ обнаруживается лишь в гипофизе плода, в опухолях и в гипоталамусе, где он действует как нейропептид. Меланоцитостимулирующий эффект у человека оказывают два гормона: АКТГ и β-липотропин, которые всегда регистрируются в сыворотке крови в повышенных концентрациях при патологических состояниях, сопровождающихся избыточной пигментацией (болезнь Аддисона, болезнь Иценко–Кушинга).

МСГ стимулирует в меланоцитах эпидермиса кожи образование меланина, что дает темную окраску кожи, а также принимает участие в перераспределении пигмента в организме. Образования новых меланоцитов гормон не вызывает. Обеспечивая пигментацию кожи и волос, МСГ регулирует степень ультрафиолетового облучения эпидермиса и связанные с этим процессы синтеза провитамина D3 и распада фолиевой кислоты. Гормон участвует в обеспечении фоторерепции сетчатки (пигментный слой), адаптирует сетчатку к видению в темноте.

247

Липотропины стимулируют освобождение жирных кислот из депо.

Гормоны задней доли гипофиза

Кгормонам задней доли гипофиза относят окситоцин

иантидиуретический гормон. Однако синтез этих гормонов осуществляется не в гипофизе, а в нейронах супраоптического и паравентрикулярного ядер гипоталамуса. Далее путем аксонального транспорта по гипоталамо-гипофизарному тракту они транспортируются в заднюю долю гипофиза (см. рис. 5.2), где происходит депонирование гормонов и в дальнейшем выделение их в общий кровоток. Транспорт гормонов по аксонам осуществляется в виде гранул, в состав которых входят специфические белки нейрофизины. Высвобождение АДГ из гранул происходит не только в кровь, но и в спинномозговую жидкость.

Антидиуретический гормон (АДГ), или вазопрессин,

действует как периферический (эффекторный) гормон, а также влияет на ЦНС. Как эффекторный гормон он оказывает антидиуретическое действие, которое выражается в стимуляции реабсорбции воды в дистальных отделах нефрона путем увеличения проницаемости для воды стенок дистальных извитых канальцев и собирательных трубок. В результате повышения реабсорбции воды увеличивается объем циркулирующей жидкости. Путем изменения объема циркулирующей жидкости АДГ регулирует осмотическое давление жидких сред организма.

Антидиуретическое действие осуществляется благодаря взаимодействию гормона с вазопрессиновыми рецептора-

ми типа V2, активации фермента аденилатциклазы, который участвует в образовании цАМФ из АТФ. цАМФ активирует цАМФ-зависимую протеинкиназу А, которая участвует в фосфорилировании мембранных белков, что приводит к увеличению числа водных каналов (аквапоринов) в клеточной мембране и повышению ее проницаемости для воды. Кроме того, АДГ активирует фермент гиалуронидазу, которая депо-

248