2 курс / Нормальная физиология / Физиология_человека_Семенович_А_А_,_Переверзев_В_А_

свободной (период их полураспада составляет 30 с) или в свя! занной форме в гранулах тромбоцитов. Катехоламины метабо! лизируются ферментами моноаминоксидазами (МАО) и кате! хол!О!метилтрансферазой (КОМТ) и частично выводятся с мочой в неизмененном виде. Они действуют через α! и β!адре! норецепторы клеточных мембран (семейство 7!ТМС!мем! бранных рецепторов) и систему внутриклеточных посредников (цАМФ, ИТФ, Са2+). Основным источником поступления НА в кровоток являются не надпочечники, а симпатические нервные окончания. Поэтому содержание НА в крови состав! ляет в среднем около 0,3 мкг/л, а адреналина – 0,06 мкг/л.

Основные физиологические эффекты катехоламинов реализуются за счет взаимодействия с α! и β!адренорецепто! рами. Многие клетки организма содержат эти рецепторы (не! редко оба типа), поэтому область влияния катехоламинов очень широкая, а его направление обусловлено типом адрено! рецепторов и их избирательной чувствительностью к адрена! лину или НА. Так, адреналин обладает большим сродством к β!адренорецепторам, а НА — к α!адренорецепторам. Повы! шают чувствительность адренорецепторов к катехоламинам глюкокортикоиды и тиреоидные гормоны. Выделяют функцио! нальные и метаболические эффекты катехоламинов.

Функциональные эффекты катехоламинов: 1) увеличи! ваются частота и сила сердечных сокращений и повышается артериальное давление крови; 2) сужаются вены и артерии кожи и органов брюшной полости, расширяются артерии работающих скелетных мышц; 3) повышается теплообразо! вание в тканях (бурой жировой ткани, мышцах и др.); 4) угне! тается перистальтика гладких мышц желудка и кишечника и повышается тонус их сфинктеров; 5) расслабляются гладкие миоциты бронхов и улучшается вентиляция легких; 6) стиму! лируется секреция ренина почкой; 7) расслабляются гладкие миоциты мочевого пузыря и уменьшается выделение мочи; 8) повышается возбудимость нервной системы и эффектив! ность приспособительных реакций к неблагоприятным влия! ниям среды.

Метаболические эффекты катехоламинов: 1) стимулиру! ется потребление тканями кислорода и окисление веществ (общее катаболическое действие); 2) усиливается гликогено! лиз и угнетается синтез гликогена в печени и в мышцах; 3) сти! мулируется глюконеогенез (образование глюкозы из других

71

органических веществ) в гепатоцитах, выход глюкозы в кровь и гипергликемия; 4) активируется липолиз в жировой ткани и

выход жирных кислот в кровь.

Регуляция секреции катехоламинов. Она осуществля! ется симпатическим отделом АНС. Происходит рефлекторно при мышечной работе, охлаждении, гипогликемии и т.д. Из окон! чаний преганглионарных симпатических нервных волокон вы! деляется медиатор ацетилхолин, который через никотиновые холинорецепторы нейронального типа вызывает секрецию ад! реналина и НА из хромаффинных клеток мозгового вещества надпочечников.

Проявления избыточной секреции катехоламинов – гипер! тензия, тахикардия, повышение основного обмена и температу! ры тела, плохая переносимость человеком высокой температу! ры, повышенная возбудимость и т.д. Недостаточная секреция адреналина и НА проявляется противоположными изменения! ми, прежде всего понижением давления крови (гипотензией), снижением силы и частоты сердечных сокращений.

3.8. Половые железы

Половые железы (яичники у женщин и семенники у муж! чин) относят к железам со смешанной функцией. В них образу! ются женские и мужские половые клетки – яйцеклетки и спер! матозоиды. Эндокринная функция проявляется в синтезе и сек! реции женских и мужских половых гормонов. Развитие половых желез и секреция ими в кровь половых гормонов определяет по! ловое развитие и созревание человека. Оно характеризуется полным развитием первичных и вторичных половых признаков. К первичным половым признакам относят половые железы и органы, которые определяют возможность полового акта и де! торождения. Вторичными половыми признаками являются: особенности телосложения (распределение жира, развитие скелетных мышц и др.), тембр голоса (низкий у мужчин и высо! кий у женщин), растительность на лице и волосяной покров на теле мужчин и развитие молочных желез у женщин. Оба типа половых гормонов (мужские, женские) имеются в организме

как у женщин, так и у мужчин.

Мужские половые гормоны. К андрогенам – мужским половым гормонам относятся: тестостерон, дегидротестосте! рон, андростендион, дигидроэпиандростендион. Важнейшая

72

роль среди них принадлежит тестостерону. Андрогены образу! ются: 1) в клетках Лейдига в мужской гонаде (яичко) – 95%; 2) в клетках канальцевого эпителия семенников; 3) в яичнике

и в коре надпочечников.

Структура, содержание, транспорт, механизм действия, метаболизм андрогенов. Они являются сте!

роидами, производными холестерола. У человека в сутки об! разуется 5–12 мг (у мужчин) или 0,5–1,5 мг (у женщин) ан! дрогенов. Содержание тестостерона в крови составляет у мужчин 8,5–27,0 нмоль/л, у женщин – 0,6–1,9 нмоль/л. Он транспортируется на 98% в связанном с белками плазмы (тестостеронсвязывающим глобулином или альбумином) ви! де. Свободную фракцию составляют оставшиеся 2% тесто! стерона. Тестостерон легко проникает через клеточные мем! браны. В клетках!мишенях под влиянием фермента редукта! зы тестостерон превращается в дегидротестостерон, который и вызывает через внутриклеточные рецепторы андрогенные эффекты. Частично под влиянием ароматазы тестостерон преобразуется в эстрадиол. Тестостерон и его активные ме! таболиты инактивируются в печени и выводятся из организма с мочой и желчью.

Основные эффекты мужских половых гормонов в орга! низме:

1) формирование мужского фенотипа в процессе половой дифференцировки и развитие первичных половых признаков (критические периоды – 8–17!я недели после зачатия для со! матической половой дифференцировки, 1 год – для половой дифференцировки мозга, 10–14 лет – пубертатный период); 2) половое созревание и развитие вторичных половых призна! ков (отложение жира; ширина бедер и плеч; оволосение на лице и в подмышечных впадинах; низкий голос и др.); 3) способствование сперматогенезу и репродуктивной функ! ции (пролиферации герментативного эпителия яичек). У ста! риков при избытке гормонов наблюдается рост и увеличение размеров предстательной железы; 4) выраженное анаболи! ческое действие на органы и ткани, особенно на скелетную мускулатуру (высокочувствительные к андрогенам мышцы расположены главным образом на груди и плечах); 5) влияние на нейроны диэнцефальных отделов головного мозга и стиму! лирование полового поведения (либидо и потенции). Избыточ! ное содержание андрогенов вызывает гиперсексуальность;

73

6) усиление эпифизарного и аппозиционного роста кости; уси! ление оссификации эпифизарных хрящей и закрытие зон рос! та. Торможение действия паратгормона и предупреждение остеопороза. При избытке тестостерона прекращается рост детей из!за раннего закрытия зон роста. При недостатке наблюдается гипогонадный гигантизм; 7) стимулирование ге! мопоэза; 8) регуляция секреции гонадотропинов аденогипо! физом и люлиберина гипоталамусом (механизм отрицательной обратной связи); 9) дефеминизация и маскулинизация у жен! щин, развитие у женщин вторичных половых признаков по

мужскому типу.

Регуляция секреции андрогенов. Осуществляется го! надотропинами аденогипофиза, из которых ЛГ является основным стимулятором синтеза и секреции тестостерона. Выделение андрогенов из коры надпочечников стимулируется АКТГ. Тормозят секрецию андрогенов мелатонин, пролактин, недостаточное выделение люлиберина и ЛГ.

При повышении функциональной активности семенни! ков в детском возрасте наблюдается ускоренное половое развитие ребенка с ранним завершенным развитием пер! вичных и вторичных половых признаков, раннее закрытие зон роста и низкорослость (гипергонадная). При избыточ! ном выделении андрогенов у мужчин отмечается рост и уве! личение размеров предстательной железы; гиперсексуаль! ность, увеличение силы мышц и др. При гипофункции поло! вых желез (гипогонадизме) у мальчиков характерна задерж! ка полового развития – гипоплазия половых органов и вторичных половых признаков (узкие плечи при широком тазовом поясе, ложная гинекомастия), а также гипогонад! ный гигантизм. К 15–16 годам у юношей могут сформиро! ваться евнухоидные пропорции тела, тембр голоса остается

высоким (детским или женским).

Женские половые гормоны. К ним относятся эстрогены и гестагены, являющиеся стероидами, производными холесте! рола. Они транспортируются в свободном и связанном виде, легко проникают в клетки!мишени и действуют на них через

внутриклеточные рецепторы.

Эстрогены. Представлены: эстрадиолом (30–400 пг/мл), эстроном (40–160 пг/мл), эстриолом (10–20 пг/мл). Они синтезируются преимущественно в клетках внутреннего слоя соединительной капсулы фолликула (95%), в небольших

74

количествах – в надпочечниках и яичках, а в лютеиновую фа! зу – в желтом теле, что соответствует второму пику эстра! диола в крови. Выделение эстрогенов в кровь регулируется низкими концентрациями ЛГ в присутствии высоких концен! траций ФСГ.

Основные физиологические эффекты эстрогенов:

1) развитие репродуктивной системы (первичных поло! вых признаков) у женщин (матки, маточных труб, влагали! ща); 2) развитие вторичных половых признаков (например, рост протоков молочных желез, пропорций тела (ширина бедер и плеч), рост волос, кожи, формирование высокого тембра голоса, отложение жира). Они определяют также различные психологические и эмоциональные черты, харак! терные для женщин; 3) стимуляция пролиферативных или преовуляторных изменений эндометрия; 4) регуляция секре! ции гонадотропинов аденогипофизом. Уменьшают выделе! ние ФСГ (отрицательная обратная связь) и повышают выде! ление ЛГ (положительная обратная связь) за счет стимуля! ции чувствительности клеток гипофиза, выделяющих ЛГ, к действию люлиберина гипоталамуса. Выделение же люли! берина стимулируется совместным действием эстрадиола и 17α!дигидропрогестерона. Это приводит к выбросу ЛГ, рез! кому росту фолликула и его разрыву, формированию желто! го тела; 5) влияние на обмен веществ. Задерживают азот, воду, натрий в тканях, поддерживают уровень холестерола в крови на более низком, чем у мужчин, уровне; 6) ускорение срастания эпифизов с метафизами (контроль роста тела у женщин). После начала менструаций эпифизы быстро за! растают и рост тела прекращается. Тормозят активность ос! теокластов и препятствуют потере Са2+ костью и развитию остеопороза; 7) угнетение сперматогенеза, местное антиан! дрогенное действие, феминизация (появление вторичных половых признаков, характерных для женщин); 8) подавле! ние лактации и торможение эритропоэза (у женщин эритро!

цитов меньше, чем у мужчин).

Гестагены (прогестины). Представлены двумя основ! ными гормонами – прогестероном и 17α!дигидропрогестеро! ном. В фолликулярную фазу (реовуляторную) содержание прогестерона в крови составляет 300–1000 пг/мл, а суточная продукция – 1–3 мг. Основным местом его синтеза в этот пе! риод является кора надпочечников. 17α!дигидропрогестерон

75

синтезируется активно в фолликулярной ткани, его уровень в крови составляет 100–500 пг/мл, перед овуляцией повыша! ется до 2000 пг/мл. В лютеиновую фазу содержание прогесте! рона в крови увеличивается до 10 000–15 000 пг/мл (10– 15 пг/мл), а суточная продукция составляет 20–30 мг/л в сут! ки. Преимущественно синтезируется в желтом теле, которое образуется в результате реорганизации фолликула после его разрыва. Здесь же в желтом теле начинает активно выделять! ся и 17α!дигидропрогестерон, уровень которого в крови оста! ется высоким 2500 пг/мл.

Основные физиологические эффекты гестагенов:

1)вызывают секреторную фазу менструального цикла;

2)способствуют развитию альвеолярной (ацинарной) сис! темы молочных желез;

3)подготавливают эндометрий для имплантации оплодо! творенного яйца;

4)оказывают пирогенное действие и повышают исходную температуру тела в середине цикла у женщин;

5)способствуют сохранению беременности;

6)в малых дозах стимулируют, а в больших – подавляют выработку гонадотропинов. Постепенное повышение уровня прогестерона в организме женщин тормозит выделение ЛГ и тем самым способствует нарастанию активности ФСГ, в ре!

зультате возникает новый менструальный цикл.

Регуляция секреции женских половых гормонов.

Осуществляется гонадотропинами аденогипофиза. ФСГ сти! мулирует синтез и выделение эстрогенов, а ЛГ – и эстроге! нов и гестагенов. Тормозит секрецию женских половых гор! монов, мелатонина. ЦНС участвует в регуляции активности половых желез через гипоталамус и эпифиз, гормоны кото! рых регулируют секрецию ФСГ и ЛГ из аденогипофиза. При изменениях ее функционального состояния, например при сильных эмоциях (испуг), может произойти нарушение или даже прекращение менструального цикла (эмоциональная аменорея).

При повышении функциональной активности яичников в детском возрасте наблюдается ранее половое созревание: раз! виваются молочные железы, формируется телосложение по женскому типу, нередко приходят менструации. При гипофункции яичников у девушек и женщин отсутствуют или слабо развиты вторичные половые признаки, нередко отсут!

76

ствуют менструации, отмечаются особенности их физического развития (высокорослость, евнухоидные пропорции тела, ожирение).

3.9. Поджелудочная железа

Поджелудочная железа (ее масса у взрослого человека – 70–80 г) является эпителиальной железой со смешанной функцией. Ацинозная ткань железы вырабатывает пищевари! тельный поджелудочный сок, который выводится в просвет двенадцатиперстной кишки. Эндокринную функцию в подже! лудочной железе выполняют клетки эпителиального проис! хождения, получившие название островков Пирогова–Лан! герганса и составляющие 1–2% от ее массы. В островках рас! полагаются несколько видов эндокринных клеток: α!клетки, образующие глюкагон (их в среднем около 20%); β!клетки, производящие инсулин (от 65 до 80%); !клетки (от 2 до 8%), синтезирующие соматостатин; РР!клетки (менее 1%), проду! цирующие панкреатический полипептид. Основными гормо! нами поджелудочной железы, регулирующими обменные про! цессы, являются инсулин и глюкагон.

Инсулин – полипептид, состоящий из 51 аминокислотного остатка. В крови он находится в свободном и связанном с бел! ками плазмы состоянии, а его содержание составляет 16– 160 мкЕД/мл. Скорость секреции инсулина составляет от 0,5 (в покое, натощак) до 5 ЕД/ч (после приема пищи). Действует через 1!ТМС!мембранные рецепторы в клетках!мишенях ин! сулинзависимых тканей (печень, мышцы, жировая ткань). Ме! таболизируется клетками!мишенями, а также в почках, коже,

печени. Период полураспада – 30–60 мин.

Основные метаболические эффекты инсулина. Он является анаболическим гормоном и оказывает множествен! ный эффект на инсулинзависимые ткани. Во!первых, инсулин усиливает транспорт глюкозы в клетки, стимулирует синтез гликогена в печени и мышцах, подавляет глюконеогенез и гли! когенолиз в печени, понижает уровень сахара в крови. Во!вто! рых, он стимулирует транспорт аминокислот через цитоплаз! матическую мембрану в клетку и уменьшает распад белка, сти! мулирует синтез белка в клетках. В!третьих, инсулин стимули! рует включение триглицеридов и жирных кислот в жировую

77

ткань, усиливает синтез липидов и подавляет липолиз в адипо! цитах. Таким образом, он оказывает общее анаболическое действие на инсулинзависимые ткани (усиление синтеза в них

углеводов, жиров, белков и нуклеиновых кислот).

Регуляция секреции инсулина. Самым мощным стиму! лятором секреции инсулина является повышение содержания глюкозы в крови (норма в плазме крови – 4,44–6,67 мМоль/л, или 80–120 мг %).Стимулируют выделение инсулина: глюка! гон, гормоны желудочно!кишечного тракта (гастрин, секре! тин), кортизол, гормон роста, АКТГ. При активации парасим! патического отдела АНС и выделении его медиатора ацетилхо! лина отмечается увеличение секреции инсулина.

Тормозят выделение инсулина: гипогликемия, соматостатин (гормон Д!клеток), активация симпатического отдела АНС.

Глюкагон – пептид (состоит из 29 аминокислотных остат! ков), в крови находится преимущественно в свободном состо! янии и его содержание составляет 75–150 пг/мл, действует через 7!ТМС!мембранные рецепторы (посредник цАМФ), пе!

риод полураспада – до 10 мин.

Основные метаболические эффекты глюкагона. Он является катаболическим гормоном и антагонистом инсулина. Во!первых, глюкагон повышает содержание глюкозы в крови за счет усиления гликогенолиза и стимуляции глюконеогенеза в печени. Во!вторых, он активирует липолиз и подавляет син! тез липидов. В!третьих, глюкагон стимулирует катаболизм

белков в тканях и увеличивает синтез мочевины.

Регуляция секреции глюкагона. Секреция глюкагона усиливается при гипогликемии, активации симпатического от! дела АНС и под влиянием гормона роста и угнетается при ги! пергликемии и под действием соматостатина.

Чаще всего нарушения эндокринной функции поджелудоч! ной железы возникают при повреждении β!клеток антителами или вирусами Коксаки. Это ведет к падению уровня инсулина в крови, гипергликемии и развитию заболевания, получившего название “сахарный диабет” или “сахарное мочеизнурение”. Клинически это проявляется полиурией (увеличением частоты и объема выделяемой мочи до 4–6 л/сут), выраженной жаж! дой и повышенным потреблением жидкостей. Гипергликемия возникает вследствие того, что углеводы не могут применяться для нужд энергетики клетками скелетных мышц, печени, жи! ровой ткани, сердца. В этих условиях названные клетки ис!

78

пользуют для получения энергии липиды и белки, что сопро! вождается накоплением продуктов неполного окисления жир! ных кислот – оксимасляной и ацетоуксусной кислот (кетоно! вых тел). Это может сопровождаться появлением характерного запаха при дыхании и/или мочеиспускании, а также развитием ацидоза, диабетической комы, потерей со! знания и гибелью организма. На сегодняшний день хорошо из! вестно, что сахарный диабет может быть обусловлен не только поражением β!клеток поджелудочной железы (сахарный диа! бет I типа, инсулинзависимый, ювенильный, возникающий обычно до 30 лет), но и снижением количества инсулиновых рецепторов в клетках!мишенях (сахарный диабет II типа, ин! сулиннезависимый, или диабет взрослых, возникающий обыч! но после 40 лет). Избыточное повышение содержания инсули! на (например, при лечении сахарного диабета инсулином) ве! дет к гипогликемии, опасность которой состоит в том, что глю! коза служит основным энергетическим субстратом для мозга. В отсутствие глюкозы нарушается функция мозга, возникают повреждения нейронов и, если дефицит сохраняется достаточ! но долго, может наступить смерть.

3.10. Вилочковая железа (тимус)

Тимус – парный дольчатый орган. Его доли тесно прилега! ют друг к другу. В каждой из них различают корковый и мозго! вой слой. Тимус располагается в верхнем отделе переднего средостения. Масса органа при рождении – 10–15 г, достига! ет максимума к началу полового созревания (30–40 г), а затем уменьшается (возрастная инволюция). Тимус является цент! ральным органом иммунитета. В тимусе проходит созревание, развитие и дифференцирование Т!лимфоцитов, ответствен!

ных за осуществление клеточного иммунитета.

Эндокринная функция вилочковой железы. Из ткани тимуса выделено более 20 видов пептидов, обладающих био! логической активностью: тимозин, тимопоэтины I и II, тимин и др. Они не только играют большую роль в регуляции разви! тия Т!лимфоцитов и иммунологических, защитных реакций организма, но и вызывают ряд общих регуляторных эффектов. Так, тимозин стимулирует пролиферацию Т!лимфоцитов и увеличивает скорость роста твердых и мягких тканей организ! ма, а тимин замедляет передачу информации в нервно!мышеч!

79

ных синапсах. Вилочковую железу рассматривают как орган

интеграции иммунной и эндокринной систем.

Регуляция активности вилочковой железы, ее взаи модействие с другими железами. Пролактин и гормон

роста аденогипофиза способствуют развитию тимуса и стиму! лируют выделение гормонов тимуса в кровь. Полагают, что гормоны вилочковой железы стимулируют рост организма в детском возрасте и тормозят развитие половой системы. Кли! ницистам хорошо известно, что базедовой болезни (гиперфунк! ции щитовидной железы) постоянно сопутствует гиперплазия тимуса. Глюкокортикоиды и половые гормоны вызывают ин! волюцию тимуса и снижают секрецию его гормонов.

Врожденное недоразвитие или отсутствие тимуса характе! ризуются гиперплазией лимфатических узлов, угнетением клеточного иммунитета и синтеза иммуноглобулинов. Обычно дети с такой патологией не доживают до года. Острая инволю! ция тимуса и угнетение иммунитета может иметь место при тя! желом стрессе.

С гиперфункцией вилочковой железы связывают развитие ряда аутоиммунных заболеваний, в том числе с поражением других эндокринных желез (например, β!клеток поджелудоч! ной железы) и соответственно с их гипофункцией (сахарный диабет). Увеличение вилочковой железы часто имеет место при тиреотоксикозе. У детей оно обычно свидетельствует о надпочечниковой недостаточности глюкокортикоидов. При увеличении тимуса у детей часто возникает так называемый тимико!лимфатический статус, который может проявляться в беспричинной повторяющейся рвоте, изменении дыхания и да! же коллапсе (острой сердечно!сосудистой недостаточности и падении давления крови).

3.11. Эндокринные функции неэндокринных клеток

В настоящее время установлено, что гормоны могут выра! батываться не только высокоспециализированными эндо! кринными клетками, но и неспециализирующимися на выпол! нении этой функции клетками. Например, в печени вырабаты! ваются гормоны (соматомедин С, тромбопоэтин, эритропоэ! тин) или их предшественники (ангиотензиноген, а также 1(ОН)D3 – предшественник гормона кальцитриола), в почках синтезируются кальцитриол, эритропоэтин, ренин, проста!

80