2 курс / Нормальная физиология / Физиология_человека_Семенович_А_А_,_Переверзев_В_А_,_Зинчук_В_В

зиологической регенерации тканей; 2) активация симпатиче! ских влияний (тахикардия, потливость, сужение сосудов и т.д.); 3) повышение теплообразования и температуры тела; 4) повы! шение возбудимости ЦНС и активации психических процес! сов; 5) поддержание нормальной половой жизни и репродук! тивной функции (способствуют синтезу ГР, ФСГ и ЛГ); 6) раз! витие мышечной системы, увеличение силы и скорости мы!

шечных сокращений.

Образование и секреция тиреоидных гормонов. Ре! гулируется гуморальными и нервными механизмами. Гумо1 ральные механизмы: 1) ТТГ (тиреотропный гормон) гипофиза стимулирует продукцию и секрецию Т3 и Т4, а также рост фол! ликулярной ткани щитовидной железы. Секреция ТТГ усили! вается тиреолиберином гипоталамуса. Секреция ТТГ угнета! ется высоким уровнем Т4 в крови; 2) концентрация йодида в крови и в щитовидной железе влияет на синтез гормонов (ма! лые концентрации йодида стимулируют, а большие – тормозят гормонопоэз). Минимальная суточная потребность в йоде со! ставляет около 80 мкг, оптимальная – в два раза больше. При недостатке йода может развиться эндемический зоб из!за не! хватки Т4 и усиления действия ТТГ на паренхиму щитовидной железы. Нервные механизмы регуляции активности щито! видной железы осуществляются как через автономную нерв! ную систему (АНС), так и через выделение нейрогормона ти! реолиберина мелкоклеточными нейронами гипоталамуса. Установлено, что стимуляция симпатического отдела АНС приводит к повышению, а возбуждение парасимпатического отдела АНС – к торможению гормонообразовательной функ!

ции фолликулярных клеток щитовидной железы.

Проявления нарушений эндокринной функции щи товидной железы. При повышении функциональной актив!

ности щитовидной железы и избыточной продукции тиреоид! ных гормонов возникает состояние гипертиреоза, или тирео! токсикоза. Оно проявляется усилением основного обмена (ги! перметаболизмом) и температуры тела; повышением тонуса симпатического отдела АНС (тахикардия, потливость, непере! носимость тепла и др.); уменьшением массы тела, несмотря на сохраненный или повышенный аппетит; повышением возбуди! мости, эмоциональной лабильностью; бессонницей. Недоста! точная продукция тиреоидных гормонов приводит к развитию гипотиреоза, главной особенностью которого является сниже!

61

ние метаболизма. Тяжелый гипотиреоз обозначают термином «микседема» – слизистый отек. Он происходит из!за накоп! ления мукополисахаридов в базальных слоях кожи под влияни! ем ТТГ и задержки воды, что приводит к одутловатости лица и тестообразной консистенции кожи, а также к повышению мас! сы тела, несмотря на снижение аппетита. У больных микседе! мой отмечается психическая и двигательная заторможенность, сонливость, зябкость, снижение интеллекта (тупое выражение лица) и активности симпатического отдела АНС и др. Гипоти! реоз в детском возрасте может привести к кретинизму – физи! ческому (малый рост, нарушение пропорций тела), половому и

умственному недоразвитию.

Эндокринная функция парафолликулярных К$клеток щитовидной железы. Парафолликулярные К!клетки щито!

видной железы синтезируют гормон кальцитонин.

Кальцитонин (тиреокальцитонин) – пептид, состоя! щий из 32 аминокислотных остатков, транспортируется в сво! бодной форме, действует на 1!ТМС! и 7!ТМС!мембранные рецепторы (посредники цГМФ и цАМФ) клеток!мишеней.

Может синтезироваться в тимусе, легких, ЦНС.

Физиологическое назначение кальцитонина – сниже! ние уровня кальция (Са2+) и фосфатов в крови за счет: 1) об! легчения минерализации (стимуляция клеток остеобластов и отложения Са2+ и фосфатов в костях) и подавления резорбции (угнетение остеокластов и торможение выведения Са2+ и фос! фатов из костной ткани); 2) снижения реабсорбции Са2+ и фосфатов из первичной мочи в почечных канальцах.

В регуляции секреции кальцитонина ведущую роль играет уровень Са2+ в крови, который в норме составляет 2,25– 2,75 ммоль/л (9–11 мг %). Гиперкальциемия (увеличение Са2+ в крови) вызывает активную секрецию кальцитонина. Медиатор симпатического отдела АНС норадреналин через β!адренорецепторы повышает, а через α!адренорецепторы – понижает секрецию кальцитонина.

3.5. Паращитовидные железы

Паращитовидные (паратиреоидные, или околощито видные, железы) имеют форму овальных телец и массу от 0,05

до 0,3 г. Их расположение и число индивидуальны. У большинства людей имеется четыре паращитовидные железы

62

(две верхние и две нижние), которые располагаются в рыхлой клетчатке между пищеводом и щитовидной железой. Основным гормоном является паратирин (паратиреоидный гормон (ПТГ), или паратгормон). ПТГ относится к кальцийрегулирующим гор!

монам.

Структура, транспорт, механизм действия гормо на. ПТГ – пептид, состоящий из 84 аминокислотных остатков. Транспортируется в свободной форме, период полураспада – до 20 мин, действует на клетки мишени через 7!ТМС!мембранные

рецепторы (внутриклеточный посредник – цАМФ).

Физиологическое назначение ПТГ. ПТГ повышает содер! жание Са2+ в крови за счет специфического действия на костную ткань, почки и кишечник. Действие гормона на костную ткань за! висит от его концентрации: физиологические концентрации уси! ливают процессы новообразования и минерализации кости, вы! сокие – дают катаболический (остеолитический) эффект. В поч! ках ПТГ усиливает выделение фосфатов в проксимальных ка! нальцах нефрона (вызывая фосфатурию) и увеличивает в дистальных канальцах реабсорбцию Са2+, а также стимулирует синтез активной формы витамина D3 [1,25(ОН)2D3] – гормона кальцитриола. На кишечник ПТГ действует через кальцитриол, усиливая всасывание Са2+ и фосфатов. Таким образом, ПТГ ре! гулирует уровень Са2+ по трем основным механизмам: 1) умень! шение экскреции Са2+ с мочой; 2) усиление поглощения Са2+ из кишечника; 3) при недостаточности первых двух факторов –

ускорение метаболического разрушения костной ткани. Регуляция секреции ПТГ. Осуществляется по механизму

обратной связи уровнем ионизированного Са2+ крови. Гипо! кальциемия (уменьшение Са2+ в крови) и симпатические вли! яния через β!адренорецепторы стимулируют продукцию ПТГ. Гиперкальциемия и гормон почек кальцитриол (активная фор!

ма витамина D3) подавляют секрецию ПТГ.

Проявления нарушения функции паращитовидных желез. Избыточная продукция ПТГ у человека приводит к ре! зорбции и деминерализации костей, что сопровождается тяже! лыми переломами позвоночника или головки бедренной кости; гиперкальциемией и отложением камней в почках; мышечной слабостью. Недостаточное выделение или отсутствие ПТГ (на! пример, после удаления паращитовидных желез) вызывает ги! покальциемию и резкое повышение нервно!мышечной возбу! димости вплоть до развития судорожных приступов (тетании) и гибели организма.

63

3.6. Шишковидная железа

Эпифиз, или шишковидная железа, – непарная срав! нительно мало изученная эндокринная железа нейроглиально! го происхождения, расположенная в каудальной части III же! лудочка головного мозга в борозде между передними бугорка! ми четверохолмия. Иногда она имеет форму сосновой шишки (отсюда ее название – шишковидная железа), чаще бывает округлой формы. Масса железы у новорожденных 8 мг, у детей с 10 – 14 лет и у взрослых – 120 мг. Особенностями крово! снабжения эпифиза являются большая скорость кровотока и отсутствие гематоэнцефалического барьера. Иннервируется эпифиз симпатическими нервами, идущими от верхних шейных ганглиев.

Эндокринную функцию выполняют пинеалоциты, которые могут син! тезировать и секретировать в кровь и ликвор гормон мелатонин. Предпо! лагают, что пинеалоциты могут синтезировать гормоны и иной (напри! мер, пептидной) структуры.

Структура, транспорт, механизм действия мела тонина. Мелатонин является производным аминокислоты триптофана (триптофан → 5!гидрокситриптофан → 5!гидро! кситриптамин (серотонин)/ → ацетилсеротонин → мелато! нин), транспортируется в свободной форме, период полурас! пада – 2–5 мин, действует через 7!ТМС!мембранные рецеп! торы и систему внутриклеточных посредников. Кроме пине! алоцитов эпифиза мелатонин активно синтезируется в эндокринных клетках (апудоцитах) желудочно!кишечного тракта и других клетках, секреция которых на 90% определяет

его содержание в общей циркуляции.

Основные физиологические эффекты мелатонина:

1) обеспечивает регуляцию биоритмов эндокринных функций и метаболизма для приспособления организма к разным усло! виям освещенности; 2) ингибирует синтез и секрецию люлибе! рина гипоталамуса и гонадотропинов (ФСГ и ЛГ), а также мо! дулирует секрецию других гормонов аденогипофиза; 3) акти! вирует гуморальный и клеточный иммунитет; 4) обладает про! тивоопухолевой активностью и является радиопротектором; 5) оказывает диуретическое действие на почки; 6) является ан! тагонистом МСГ и изменяет (осветляет) окраску кожи и чешуи

64

у земноводных и рыб (отсюда название гормона – мелатонин).

У человека на пигментацию кожи он не влияет.

Синтез и секреция мелатонина в шишковидной же лезе подчинены четкому околосуточному (циркадному) ритму и зависят от уровня освещенности. Основной путь регуляции секреции мелатонина начинается от сетчатки глаза, восприни! мающей уровень освещенности. Информация о нем передает! ся по проводящим путям к нейронам среднего и промежуточ! ного мозга и от них – к преганглионарным симпатическим нейронам спинного мозга и ганглионарным нейронам верхних шейных ганглиев симпатических стволов, формирующих шишковидный нерв. Снижение освещенности повышает выде! ление из симпатических окончаний медиатора норадреналина, который через β!адренорецепторы стимулирует синтез и сек! рецию мелатонина.

3.7. Надпочечники

Надпочечники – парные эндокринные железы, располо! женные у верхних полюсов почек и состоящие из двух разных по эмбриональному происхождению тканей: коркового (про! изводное мезодермы) и мозгового (производное эктодермы) вещества. Каждый надпочечник имеет массу в среднем 4–5 г. В железистых эпителиальных клетках коры надпочечников вырабатывается более 50 различных стероидных соединений (стероидов). В мозговом веществе, называемом также хро! маффинной тканью, синтезируются катехоламины: адреналин и норадреналин. Надпочечники обильно кровоснабжаются и имеют развитую нервную сеть, начинающуюся от солнечного и надпочечникового сплетений. В них имеется воротная система сосудов. Первая сеть капилляров располагается в коре надпо! чечников, а вторая – в мозговом веществе (кортизол контро! лирует синтез в хромаффинных клетках фермента фенилэта! ноламин!N!метилтранcферазы, необходимого для образова!

ния адреналина из норадреналина).

Кора надпочечников. Занимает по объему 80% всей желе! зы и состоит из трех клеточных зон. Наружная клубочковая зо! на образует минералокортикоиды; средняя (самая большая) пучковая зона синтезирует глюкокортикоиды; внутренняя (окру! жающая мозговой слой) сетчатая зона продуцирует половые стероиды – как мужские, так и женские независимо от пола

65

человека. Кора надпочечников служит единственным источни!

ком глюко!и минералокортикоидов в организме

Минералокортикоиды (альдостерон, 11 дезоксикор тикостерон) являются жизненно важными гормонами. По!

сле удаления надпочечников гибель организма связана с нехват! кой этих гормонов, и смерть можно предотвратить только путем их введения. У человека важнейшим и наиболее активным ми! нералокортикоидом является альдостерон.

Альдостерон – гормон стероидной структуры, синтезиру! емый из холестерола или ацетилкоэнзима А. Суточная секре! ция гормона составляет в среднем 50 – 250 мкг, содержание в крови 50 – 150 нг/л. Альдостерон слабо связывается белками

итранспортируется как в свободной (50%), так и связанной (50%) форме. Период его полураспада составляет около 15 мин. Метаболизируется печенью и частично выводится с мочой. За один пассаж через печень инактивируется 75% альдостерона, присутствующего в крови.

Альдостерон действует на специфические внутриклеточные цитоплазматические рецепторы. Образующиеся гормон!ре! цепторные комплексы проникают в ядро клетки и, связываясь с ДНК, регулируют транскрипцию определенных генов. Это стимулирует образование специфических информационных РНК, которые влияют на синтез белков и ферментов, регули! рующих, например, поступление ионов в клетку.

Физиологическое значение альдостерона заключается в регуляции водно!солевого гомеостаза (изоосмии) и реакции среды (рН).

Гормон усиливает синтез Nа!К!АТФазы в клетках дисталь! ных канальцев почек; это ведет к усиленной реабсорбции на! трия и секреции в просвет канальцев ионов калия или водоро! да. Такое же действие альдостерон оказывает на энтероциты и железистые клетки потовых желез. Таким образом, под его влиянием в организме происходит задержка натрия, хлоридов

иводы и увеличивается объем циркулирующей крови и арте!

риальное давление крови, а также усиливается выведение Н+!ионов и аммония и формируется сдвиг кислотно!основно! го состояния крови в щелочную сторону.

Кроме того, минералокортикоиды усиливают реакции им! мунной системы и воспаление, а также повышают тонус и ра! ботоспособность мышц.

66

Регуляция синтеза и секреции альдостерона осущест! вляется несколькими механизмами: главный из них – ангио1 тензиновый. Это дало основание считать альдостерон частью ренин!ангиотензин!альдостероновой системы (РААС). Ренин (белок, фермент) образуется в юкстагломерулярных клетках почки, его синтез и секреция регулируются содержанием калия и натрия в крови и влиянием катехоламинов через β!адреноре! цепторы. Ренин катализирует отщепление от ангиотензиногена (α2!глобулин крови, синтезируемый печенью) пептида из 10 аминокислотных остатков – ангиотензина I, который затем превращается в сосудах легких под влиянием конвертазы в ан! гиотензин II (пептид из 8 аминокислотных остатков). Ангиотен! зин II является мощным сосудосужающим фактором и стимули! рует в надпочечниках синтез и выделение альдостерона.

Повышают продукцию альдостерона также высокое содер! жание калия и низкое натрия в плазме крови и в меньшей сте! пени – действие АКТГ гипофиза.

Избыток натрия и недостаток калия в плазме крови, гипер! волемия (увеличение объема циркулирующей крови) и действие атриопептидов (гормонов, синтезируемых типичными кардио! миоцитами предсердий) снижают секрецию альдостерона.

Избыточная секреция альдостерона может приводить: к за! держке натрия, хлора и воды и потере калия и водорода; развитию алкалоза с гипергидратацией и появлением отеков; гиперволемии и гипертензии (повышению артериального давления крови). При недостаточной секреции альдостерона развивается потеря натрия, хлора и воды, задержка калия и метаболический ацидоз, дегидра! тация, падение артериального давления и шок, а при отсутствии

заместительной терапии – происходит гибель организма. Глюкокортикоиды синтезируются в клетках пучковой

зоны коры надпочечников, затем попадают в кровь. Основным представителем является кортизол.

Кортизол – гормон стероидной структуры, производное холестерола. Его суточная секреция составляет в среднем 15– 30 мг, содержание в крови – около 150 мкг/л. Кортизол хоро! шо связывается с белками крови (транскортином и альбуми! ном) и транспортируется в связанной (95%) и свободной (5%) форме, период его полураспада составляет около 1–2 ч. Ме! таболизируется печенью и частично выводится с мочой.

Кортизол действует на специфические внутриклеточные цитоплазматические рецепторы. Образующиеся гормон!ре!

67

цепторные комплексы проникают в ядро клетки и, связываясь с ДНК, регулируют транскрипцию определенных генов и обра! зование специфических информационных РНК, влияющих на синтез очень многих белков и ферментов.

Физиологическое значение кортизола заключается в ре! гуляции межуточного обмена. Выделяют метаболические и не! метаболические эффекты глюкокортикоидов.

Основные метаболические эффекты: 1) стимуляция глюко! неогенеза за счет усиления активности и повышения синтеза ключевых ферментов глюконеогенеза, гипергликемия и уси! ление синтеза гликогена в печени; 2) усиление гидролиза бел! ков до аминокислот (катаболическое действие) в опорных тка! нях (костях, скелетных мышцах, коже), исключая печень, где наблюдается усиление синтеза белков; 3) ускорение липолиза и повышение содержания жирных кислот в крови; 4) усиление секреции инсулина из!за гипергликемии и более интенсивное отложение жира в верхней половине тела, жировые депо кото! рых имеют большую чувствительность к инсулину, чем к кор! тизолу (ожирение при синдроме Иценко – Кушинга).

Основные неметаболические системные эффекты: 1) учас! тие в формировании стресса и повышение устойчивости орга! низма к действию экстремальных раздражителей (поэтому глюкокортикоиды называют адаптивными гормонами). При их отсутствии сильный стресс может вызывать падение давления крови, шок и смерть; 2) сенсибилизация вазомоторной систе! мы к действию катехоламинов (выход α!адренорецепторов из цитоплазмы на клеточную мембрану гладких миоцитов и уве! личение их синтеза в клетках) и положительное инотропное действие (увеличение силы сердечных сокращений); 3) повы! шение кровотока в клубочках и увеличение фильтрации, сни! жение реабсорбции воды (в физиологических дозах кортизол является функциональным антагонистом АДГ). При недостат! ке кортизола могут возникать отеки из!за усиления действия АДГ и задержки воды в организме; 4) повышение минерало! кортикоидной активности (большие дозы глюкокортикоидов задерживают натрий, хлор и воду и способствуют выведению калия и водорода из организма); 5) проявление стимулирую! щего действия на скелетную мускулатуру. При недостатке гор! мона развивается мышечная слабость из!за неспособности со! судистой системы адекватно реагировать на повышение мы! шечной активности. При избытке гормонов – атрофия мышц

68

из!за катаболического действия гормонов; 6) возбуждающее действие на ЦНС и увеличение склонности к судорогам; 7) по! вышение восприимчивости органов чувств к действию специ! фических раздражителей: вкусовых, обонятельных и звуко! вых; 8) подавление клеточного и гуморального иммунитета, инволюция тимуса и лимфатических узлов, прямое цитолити! ческое действие на лимфоциты и эозинофилы, антиаллерги! ческая активность; 9) жаропонижающее и противовоспали! тельное действие за счет угнетения синтеза простагландинов и стабилизации клеточных мембран (антиоксидантная актив! ность гормонов); 10) изъязвление слизистой оболочки желуд! ка и двенадцатиперстной кишки (в больших дозах); 11) повы! шение чувствительности остеокластов к действию паратгор! мона и развитие остеопороза; 12) повышение синтеза гормона роста, адреналина, ангиотензина II.

Регуляция синтеза и секреции глюкокортикоидов осу! ществляется АКТГ аденогипофиза с участием кортиколиберина гипоталамуса и имеет четкие суточные ритмы: максимум – ут! ром и минимум — вечером и ночью. Стресс (физический или психический), гипогликемия, лихорадка являются мощными стимулами повышения активности гипоталамо!гипофизарно! надпочечниковой эндокринной оси и увеличения уровня корти! зола крови. По механизму отрицательной обратной связи кор! тизол подавляет секрецию кортиколиберина и АКТГ.

Избыточная секреция глюкокортикоидов проявляется на! растанием массы тела и перераспределением жировых депо в виде ожирения лица (лунообразное лицо) и верхней половины тела. Задержка натрия, хлора и воды вследствие минералокор! тикоидного действия кортизола сопровождается гипертензией и головными болями, жаждой и полидипсией, а также гипока! лиемией и алкалозом. Кортизол вызывает также угнетение им! мунной системы из!за инволюции тимуса, цитолиза лимфоци! тов и эозинофилов, снижения функциональной активности других видов лейкоцитов. При этом наблюдается усиление ре! зорбции костной ткани и образование язв на слизистой желуд! ка. Недостаточная секреция кортизола проявляется общей и мышечной слабостью из!за нарушений углеводного и электро! литного обмена, уменьшением массы тела за счет снижения аппетита, тошноты, рвоты и развития дегидратации организ! ма. Она сопровождается избыточным выделением АКТГ из ги! пофиза и гиперпигментацией, а также артериальными гипото!

69

ниями, гиперкалиемией, гипонатриемией, гипогликемией, ги!

поволюмией, эозинофилией и лимфоцитозом.

Половые гормоны. Синтезируются в надпочечниках. Клетки сетчатой зоны коры надпочечников секретируют в кровь преимущественно мужские половые гормоны (прежде всего, дегидроэпиандростендион и его эфиры, андрогенная ак! тивность которых существенно ниже, чем у тестостерона) и в меньшей мере – женские половые гормоны (прогестерон, 17б!прогестерон и др.).

По структуре половые гормоны являются стероидными со! единениями, циркулируют в крови в свободной (20%) и свя! занной (80%) форме, действуют через внутриклеточные ци! топлазматические рецепторы.

Физиологическая роль – половые гормоны имеют боль! шое значение в детском возрасте, когда эндокринная функция половых желез выражена незначительно, стимулируют разви! тие половых признаков, участвуют в формировании полового поведения, оказывают анаболическое действие, повышая син! тез белка в коже, мышечной и костной ткани.

Регуляция секреции половых гормонов надпочечников осу! ществляется АКТГ. Избыточная секреция андрогенов надпо! чечников вызывает ингибирование женских (дефеминизация)

иусиление мужских (маскулинизация) половых признаков. Клинически у женщин это проявляется оволосением по муж! скому типу (усы, борода), аменореей, атрофией грудных желез

иматки, огрублением голоса (низкий тембр), увеличением мы!

шечной массы и облысением.

Мозговое вещество надпочечников. Составляет 20% от его массы и содержит хромаффинные клетки, которые по сво! ей сути являются постганглионарными нейронами симпати! ческой нервной системы и синтезируют нейрогормоны катехол! амины – адреналин и норадреналин (НА). Их называют гор! монами срочного приспособления к действию сверхпороговых раздражителей среды. В отличие от типичных симпатических нейронов эти клетки синтезируют в основном адреналин (80– 90% его содержится в оттекающей от надпочечника венозной

крови) и в меньшей мере – НА.

Структура, транспорт, метаболизм, механизм действия катехоламинов. Они являются производными

аминокислоты тирозина (тирозин → ДОФА (дезоксифенил! аланин) → дофамин → НА → адреналин), транспортируются в

70