 |
Характеристика основных эндокринных структур человека и физиологических эффектов вырабатываемых ими гормонов
|
|
|
|
ЭНДОКРИННАЯ СИСТЕМА
Краткая сравнительная характеристика нервных и гуморальных механизмов регуляции физиологических функций
Поддержание гомеостаза, обеспечение постоянного приспособления животного организма к изменяющимся условиям существования, а также функционирование его как единой системы возможны благодаря существованию специальных механизмов регуляции процессов жизнедеятельности. В основе регуляции функций организма лежат два основных, взаимосвязанных между собой способа:
Ø гуморальный (humor – жидкость), филогенетически более древний, обеспечивается химическими веществами, которые образуются в определенных клетках, поступают во внутреннюю среду организма и через посредство ее жидкостей (т.е. гуморальным путем) достигают других клеток, на которые оказывают специфическое влияние
Ø нервный, обеспечивается деятельностью нервной системы. Нервная система способна (благодаря наличию рецепторов) воспринимать информацию об изменяющихся факторах внешней или внутренней среды организма, проводить ее в соответствующие нервные центры (где осуществляется высший анализ этой информации и выработка определенной программы действий), а также передавать "ответную" (эфферентную) программу к тем или иным рабочим (исполнительным) органам.
Понятие о гормонах, общие свойства гормонов
Определяющую роль в гуморальных механизмах регуляции физиологических функций в животном организме играют гормоны – высоко биологически активные вещества органической природы, продуцируемые эндокринными железами.
Отличительной особенностью эндокринных желез от экзокринных является отсутствие выводных протоков, вследствие чего они выделяют свои секреты – гормоны – непосредственно во внутреннюю среду организма (межклеточную или тканевую жидкость, откуда гормоны поступают в кровь или лимфу). Экзокринные же железы обязательно имеют выводные протоки различной степени сложности и выделяют свои секреты в те или иные полые органы или на поверхность тела.
|
|
|
Секреты эндокринных желез – гормоны – имеют органическую природу и характеризуются следующими общими признаками:
Ø высокой биологической активностью (большинство гормонов оказывают свои эффекты на организм в ничтожно малых концентрациях)
Ø специфичностью действия (гормоны оказывают свои эффекты лишь на строго определенные структуры организма, имеющие рецепторы для них). Клеточный рецептор к гормону представляет собой белковую молекулу, локализованную внутри или на поверхности клетки и проявляющую высокое сродство к строго определенному гормону
Ø как правило, действием на расстоянии от места секреции. В то же время некоторые гормоны способны оказывать действие вблизи места секреции (например, тестостерон, продуцируемый клетками Лейдига семенников, наряду с тем, что поступает в общий кровоток, способен оказывать и местное действие на процесс сперматогенеза в семенных канальцах самих семенников).
В зависимости от химической природы гормоны могут быть:
ü белками или пептидами (гормоны гипоталамуса, передней области гипофиза (аденогипофиза), поджелудочной железы и др.)
ü видоизмененными аминокислотами (гормоны щитовидной железы, катехоламины, серотонин и мелатонин эпифиза)
ü производными холестерина – стероидами (половые гормоны и гормоны коркового вещества надпочечников (кортикостероиды)).
Характеристика основных эндокринных структур человека и физиологических эффектов вырабатываемых ими гормонов
|
|
|
В организме млекопитающих животных и человека различают следующие эндокринные железы и структуры.
Эндокринные клетки медиобазального гипоталамуса, продуцирующие рилизинг-факторы гипоталамуса. Эти вещества с током крови поступают в переднюю область гипофиза (называемую аденогипофизом) и оказывают влияние на синтез аденогипофизарных гормонов, называемых тропными.
Эндокринные клетки переднего гипоталамуса, вырабатывающие вазопрессин (или антидиуретический гормон) и окситоцин. Эти вещества поступают в заднюю область гипофиза (называемую нейрогипофизом), там депонируются и оттуда переходят в общий кровоток. Антидиуретический гормон в физиологических дозах уменьшает диурез (мочеобразование), а в сверхфизиологических дозах – суживает сосуды, что приводит к повышению сопротивления движению крови и, как следствие, артериального давления. Окситоцин в женском организме стимулирует сокращение гладкой мускулатуры матки, тем самым способствуя родовой деятельности, и процесс молокоотдачи. В мужском организме окситоцин необходим для нормального созревания сперматозоидов в семенных канальцах семенников.
Гипофиз – эндокринная железа (имеет овоидную форму, масса 0,5-0,6 г), которая функциональна и топографически связана с головным мозгом (с гипоталамусом). В гипофизе выделяют две части, отличающиеся как эмбриональным происхождением, так и по гистологическому строению: аденогипофиз (закладывается как вырост пищеварительной трубки) и нейрогипофиз (закладывается как вырост нервной трубки). Способностью к синтезу и секреции гормонов обладает аденогипофиз, секреторные клетки которого продуцируют тропные гормоны двух типов: эффекторные тропные (соматотропный или гормон роста, меланоцитстимулирующий, липотропный и пролактин) и гландулотропные (тиреотропный, адренокортикотропный и два гонадотропных гормона (фолликулостимулирующий и лютеинизирующий)).
Гландулотропные гормоны аденогипофиза оказывают регулирующее влияние на другие эндокринные железы. Так, тиреотропный гормон стимулирует секреторную активность щитовидной железы, адреногломерулотропный – коры надпочечников, гонадотропные гормоны оказывают влияние на половые железы.
|
|
|
Эффекторные тропные гормоны аденогипофиза обладают собственными эффектами нам организм. Так, соматотропный гормон (или гормон роста) оказывает анаболическое действие на многие ткани организма и, прежде всего, на хрящевую, костную и скелетную мышечную, стимулируя тем самым ростовые процессы в организме. Пролактин способствует образованию молока в молочных железах. Меланоцитстимулирующий гормон усиливает синтез меланина в коже и вызывает ее потемнение.
Рис. 1. Схема строения гипоталамо-гипофизарной системы (по Ham A.W., 1991)
Эпифиз (или шишковидная железа), подобно гипофизу, анатомически связан с центральной нервной системой – с таламусом (частью промежуточного мозга) и залегает в борозде между верхними холмиками пластинки четверохолмия среднего мозга. Железа имеет конусовидную форму (форму еловой шишки), ее масса – 0,2 г. Эпифиз закладывается на 5-6 неделе эмбриогенеза как вырост дорсальной части нервной трубки (т.е. подобно нейрогипофизу имеет нейроэктодермальное происхождение). Секреторные клетки эпифиза синтезируют ряд гормонов:
ü серотонин (синтезируется в основном в дневное время суток), оказывает неспецифическое тонизирующее влияние на нейроны центральной нервной системы (в том числе и нейроны коры больших полушарий), суживает сосуды и тем самым приводит к некоторому повышению артериального давления
ü мелатонин (образуется преимущественно в ночное время суток путем метилирования серотонина). Мелатонин у низших позвоночных животных оказывает действие, противоположное таковому меланоцитстимулирующего гормона аденогипофиза, т.е. вызывает просветление кожи за счет угнетения синтеза меланина в меланоцитах кожи и его перехода в кератиноциты. У высших позвоночных животных, в том числе человека, мелатонин оказывает очень сложные и многообразные эффекты на организм. В частности, он имеет отношение к регуляции циркадианных ритмов (околосуточных ритмов – ритмических колебаний в течение суток интенсивности постоянно протекающих физиологических процессов, таких как дыхание, сердечная деятельность, работа почек и т.д.). Кроме того, мелатонин замедляет обменные процессы в организме, снижает интенсивность сердечной деятельности и внешнего дыхания, а также приводит к понижению температуры тела, что способствует засыпанию. Наконец, мелатонин является очень мощным антиоксидантом, что обуславливает его ведущую роль в сдерживании процессов биологического старения организма. В последние годы доказано участие мелатонина и в регуляции полового созревания организма (сдерживает половое созревание, ослабляя синтез гонадолиберина и гонадотропинов гипоталамо-гипофизарной системой).
|
|
|
ü гормоны белково-пептидной природы (до 40 гормонов, которые оказывают регулирующее влияние на секреторную активность гипоталамуса и гипофиза и некоторых периферических эндокринных желез).
Рис. 2. Топография эпифиза (сагиттальный срез головного мозга, по Сапину М.Р., 1987).
Щитовидная железа является самой крупной эндокринной железой организма (ее масса у взрослого человека составляет 25-30 г). Она расположена в передней области шеи, поверхностно, впереди гортани и трахеи. В ней синтезируется 2 типа гормонов: тиреоидные гормоны и тирокальцитонин. Тиреоидные гормоны (трийодтиронин и тетрайодтиронин, или тироксин) способны проникать через плазматическую мембрану внутрь клетки и оказывают свое действие на клеточном уровне через посредство ядерных рецепторов путем активации транскрипции определенных генов. В результате отмеченного тиреоидные гормоны способны стимулировать синтез в клетках-мишенях ряда белков (структурных, белков-ферментов, белков, образующих ионные каналы и ионные насосы), а, следовательно, вызывать определенные морфологические и метаболические перестройки в клетках-мишенях, влекущие за собой и определенные функциональные сдвиги. В связи со способностью тиреоидных гормонов стимулировать синтез определенных белков в клетках-мишенях, они оказывают морфо-генетическое действие на организм и являются жизненно необходимыми для нормального развития организма как в эмбриональный, так и постэмбриональный период.
Второй гормон щитовидной железы – тирокальцитонин – понижает уровень кальция в крови, но при этом способствует сбережению кальция в организме.
Рис. 3. Топография щитовидной железы (http://razmer-project.com/)
Тимус (вилочковая железа) расположен позади грудины, является местом образования Т-лимфоцитов, обеспечивающих клеточный специфический иммунитет. Вместе с тем, ретикулоэпителиальные клетки тимуса вырабатывают ряд гормонов (тимозины и тимопоэтины), имеющих отношение как к регуляции процесса образования Т-лимфоцитов в самом тимусе, так и их дальнейшего созревания за пределами тимуса.
|
|
|
Рис. 4. Тимус (общий вид, по Сапину М.Р., 1987)
Околощитовидные железы обычно в количестве 4-ех телец (иногда 2-6) прилежат к задней поверхности долей щитовидной железы. Тельца эти имеют овоидную или сферическую форму; максимальный размер каждого тельца не превышает 0,5 см. Секретируют паратгормон, который повышает содержание кальция в крови путем усиления выхода кальция из межклеточного вещества костной ткани и увеличения обратного возврата (реабсорбции) кальция из первичной мочи в кровь.
Рис. 5. Топография околощитовидных желез (http://inntehcom.ru/)
Надпочечники расположены в брюшной полости, над верхним полюсом почек. Орган имеет коническую форму; масса каждого надпочечника составляет 8-13 г. Надпочечники состоят из коркового и мозгового вещества, которые отличаются своим эмбриональным происхождением, строением и природой секретируемых гормонов. Так, корковое вещество (составляет 80% от общей толщины надпочечника) имеет эпителиальное строение, вырабатывает гормоны стероидной природы (кортикостероиды) нескольких типов:
ü минералокортикоиды (регулируют водно-солевой обмен),
ü глюкокортикоиды (регулируют все виды обмена веществ, принимают участие в реализации неспецифических приспособительных реакций организма на начальных этапах действия стрессовых факторов)
ü и небольшое количество андрогенов (мужских половых гормонов, оказывающих анаболическое действие на организм).
Мозговое вещество надпочечников (составляет 20% от общей толщины надпочечника) образовано видоизмененными нервными клетками, продуцирующими катехоламины – адреналин и норадреналин. Эти гормоны, наряду с симпатическим отделом автономной нервной системы и глюкокортикоидами принимают участие в реализации срочных приспособительных реакций организма при действии стрессовых факторов. Участие катехоламинов в адаптационных реакциях обусловлено их способностью повышать неспецифическую устойчивость организма в экстремальных условиях путем мобилизации всех сил и ресурсов организма. В частности, катехоламины вызывают:
ü усиление липолиза (распада жиров) в жировой ткани и гликогенолиза (распада гликогена) в печени, что сопровождается повышением мобилизации жирных кислот и глюкозы в кровь и соответственно улучшением условий снабжения этими субстратами окисления органов, усиленно работающих при действии стрессового фактора
ü усиление метаболизма в скелетных мышцах и повышение уровня их функциональной активности
ü усиление сердечной деятельности (увеличение частоты и силы сердечных сокращений), а, следовательно, улучшение условий кровоснабжения периферических тканей и, прежде всего, сердца и головного мозга
ü неоднозначно изменяя тонус сосудов определенных органов (сосуды одних органов суживая, а других – расширяя), катехоламины способствуют перераспределению крови между органами, работающими с разной интенсивностью
ü повышают активность нейронов центральной нервной системы, в том числе и корковых нейронов, улучшая в целом работоспособность организма.
Рис. 6. Общий вид почек и надпочечников (http://nsp-persona.ru/)
Поджелудочная железа и половые железы являются органами, выполняющими эндокринные и неэндокринные функции. Эндокринная функция половых желез состоит в продукции ими ряда половых гормонов, а поджелудочной железы – инсулина, глюкагона, соматостатина и ряда других биологически активных веществ.
Гормоны поджелудочной железы вырабатываются эндокринными клетками, скопления которых образуют островки Лангерганса. Инсулин является единственным гормоном в животном организме, понижающим уровень глюкозы в крови путем стимуляции ее перехода в клетки периферических тканей, тогда как глюкагон, напротив, повышает уровень глюкозы и жирных кислот в крови.
Рис. 7. Топография поджелудочной железы (http://protrakt.ru/)
Половые гормоны (женские – эстрогены и мужские – андрогены) обладают анаболическим действием на организм (самый сильный анаболик – мужской половой гормон тестостерон), обеспечивают нормальное развитие органов половой системы и вторичных половых признаков, необходимы для реализации нормального полового поведения организма, осуществления гаметогенеза в половых железах и, в целом, размножения организма.
|
|
|
